核电厂物理试验及相关仪器的分析研究

核电厂物理试验及相关仪器的分析研究

熊致远,陈佳蓥

海南核电有限公司 海南省昌江黎族自治县 572733

摘要：核电厂在运行的过程中需要多种仪器设备辅助，核电厂物理试验是核电厂调试阶段以及启动阶段的重要工作内容。稳定、精准的试验仪器以及合适的试验次数能够保障核电厂运行的安全与稳定，也能够提高核电厂的经济收益。笔者对核电厂物理试验仪器的相关规范要求进行介绍，对核电厂的物理试验提出改进与优化措施。

关键词：核电厂；物理试验；仪器

引言：

核电厂在运行的过程中对物理试验仪器的稳定性有严格的要求，核电厂物理试验仪器对日常工作为重要，要根据行业要求规范标准开展改进优化工作，也要对试验的项目内容等进行优化、改进，提高试验精准度的同时减少试验次数，为核电厂经济效益提升奠定基础，也为核电厂安全稳定运行做出贡献。

1物理试验仪器相关规范要求

对于核电厂物理试验仪器相关规范，国际原子能协会（IAEA）对世界核电安全出台了相关指导文件，美国有较为完善的核电法规标准体系，法国有多年的核电设计经验并制定了核电设计标准。我国对核电厂物理试验仪器相关规范也有明确的条文规定和要求。

例如，国家核安全局发布的HAD 102/14-1988 核电厂安全有关仪表和控制系统中规定，仪表和控制系统的性能要求必须根据核电厂的安全要求和安全分析加以规定。对于每一假设始发事件和（或）有关的运行工况，必须确定所需仪表和控制系统的动作，还必须确定例如所测变量的量程、精确度、响应时间以及输出信号电平等性能要求。

国家核安全局发布的HAD 103/01-2004 核电厂运行限值和条件及运行规程中规定，应规定反应堆保护系统和其它安全系统的仪表与逻辑装置的可运行要求，并在适当的场合，规定响应时间、仪表漂移和准确度的限值。

2核电厂物理试验简述

2.1试验项目

反应堆物理试验是安全相关的重要试验，是反应堆安全、稳定运行的保证。通过开展反应堆物理试验，可以测定反应堆的物理特性，获取正常运行和监督必须的运行数据，并验证与安全相关的设计参数。

反应堆物理试验可分为启动物理试验和正常运行期间的堆芯监督试验两大部分。启动物理试验包括堆芯卸料安全监督试验、堆芯装料安全监督试验、堆芯首次临界试验、功率分布试验、控制棒价值测量实验等。正常运行期间的堆芯监督试验的项目主要有热平衡测量实验、堆芯功率分布测量实验、堆内外核测仪表互校实验等。

2.2试验流程与试验时间

如果核电厂的首次启动物理实验的结果较为成功，换料以后可以对试验流程和试验次数进行调整，并根据第一次试验结果进行实验项目的调整优化，从而减少物理试验时间，提高核电厂的经济效益。

3核电厂物理试验的改进与优化

3.1改进与优化综述

3.1.1试验项目

某核电厂开展物理启动试验，试验项目完成17个，试验结果与核电厂的设计理论值一致，试验结果都符合堆芯设计以及核电厂运行的安全标准，反应堆数值也处于规定的安全设计范围内。在开展物理试验仪器改进优化工作的过程中，要根据核电厂的运行要求标准逐步进行改善与优化，从而减少试验次数的同时提高试验精准性，既能保障反应堆的运行安全，也能够提高仪器设备运行的安全性。

换料以后开展试验工作。对首次启动试验以及后续燃料循环试验进行数据对比，并对试验过程进行优化改进。第一燃料循环为首次启动，试验项目与状态都较为良好，试验项目也能够全方面体现。第二到其六燃料循环试验中，应该建立在首次启动试验的基础上减少部分试验环节，也可以对试验次数进行减少优化。第七到第九燃料循环试验中，要对电厂运行的成本与经济收益进行考虑，对低功率阶段的设备数值进行重点试验，以实现试验优化。第十燃料循环试验，结合核电厂的实际运行功率以及运行温度限制，申请取消提高功率等相关项目试验。

3.1.2试验流程

循环试验的流程应该进行调整与优化，能够对物理试验的过程以及次数进行改进，确保试验状态点能够顺畅衔接，避免试验堆芯状态出现明显变化与差距，也能够保障试验顺利开展。相邻近的试验要减少不必要的操作，在减少试验时间的同时能够保障试验效率。

3.1.3试验方法

例如，在控制棒价值试验过程中，试验人员可以选择通过优化控制棒的动作顺序等因素，提高实验效率。对循环试验的优化与改进工作中，要根据核电厂控制棒组的实际运行功率优化循环试验步骤和方法，使试验结果能够符合测量试验的要求标准。

堆芯功率的试验中可以根据前几个循环数据进行试验数据对比，开展离线试验处理，能够对试验进行有效改进优化的同时也能够开发并应用独立的数据采集系统，以提高试验有效性以及结果的精准性。

3.1.4试验仪器

不同阶段使用的物理试验仪器不同。第一到第四燃料循环阶段试验要使用模拟反应性仪器对试验过程中的数据信息进行记录。第五到第十燃料循环试验使用数字式反应性仪器，并使用计算机以及多个记录仪辅助试验开展。物理仪器试验优化与改进应该以数字化技术为主，根据核电厂仪器的实际运行情况优化试验设计，有效简化物理试验仪器。

物理试验及仪器的优化与改进的工作仍需探索。例如，第十循环物理试验中，可以改进调节棒试验测量方法，能够有效缩短时间。核电厂要重视相关工作的开展，以保障物理试验仪器运行的稳定与安全，为核电厂持续性发展奠定良好基础。

结束语：

核电厂开展物理试验及仪器的优化与改进的工作，应该严格按照技术规范要求开展，确保试验工作的准确性、有效性，为核电厂安全运行奠定基础，也为其稳定、持续性发展提供技术支持。通过物理试验仪器进行改进优化，减少试验次数的同时缩短试验时间，以提高核电厂的经济收益。

参考文献：

[1] 陈钊,顾鹏程,贺先建,等.核电厂仪控设备CE102问题整改措施浅析[J].仪器仪表用户.2018,(11)：20.

[2] 吴茜,杨晓奇,王健,等.核电厂RPI性能试验专用便携式测试装置设计[J].仪器仪表用户.2016,(8):22.

[3] 国家核安全局. HAD 102/14-1988.核电厂安全有关仪表和控制系统

[4]国家核安全局.HAD 103/01-2004.核电厂运行限值和条件及运行规程