反应堆氙中毒停堆且慢化剂加毒时的临界预计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com三等奖反应堆氙中毒停堆且慢化剂加毒时的临界预计黪樊申刘忠国何立荆(技术处)摘要：反应堆氙中毒停堆且慢化剂加毒情况下进行反应堆临界工作．ANDU堆实际运行中曾经出现过，但秦山三核缺乏有效工具进行此类情界预计。通过对碘坑、慢化剂系统除毒等物理过程的研究．结合秦山三核的·】盏界预计能力，编写了“氙中毒停堆且慢化剂加毒时临界预计”程序，复杂工况实现了快速、准确的临界预计，完善了反应堆物理人员进行临能力。关键词：临界反应性Xe中毒碘坑除毒达临界一、和昌反应堆启动达临界时，需

2、反应堆物理人员及时准确地预计临墨_____·l_鞋鬻界时反应堆状态和达临界时间。前者包括临界时的慢化剂中毒物浓度、反应性控制机构的位置等，后者指反应堆达临界工作开始至反应堆达到临界状态之间的时间间隔。一旦预计结果出现偏嘲酾圈j0圈一鳕一溢8翻I撼豳隧鲢差，堆芯反应性无法准确控制，将会影响机组正常生产计划，严重情况下甚至会威胁到反应堆安全。CANDU反应堆达临界工作一般有两类．一类是从长期停堆后保证停堆状态(GSS)下除毒达临界．一类是氙中毒停堆时出碘作者简介：坑达临界。由于长期停堆后堆芯内的裂变毒物已基本衰变消

3、失，樊申(左)工程师。2005年8月毕业只需使用树脂床除去慢化剂中中子毒物即可使反应堆达到临界于中国原子能科学研究院反应堆工程专状态。氙中毒停堆时，一般不需要向堆芯添加中子毒物，这样当堆业，现就职于秦山三核技术处，从事堆芯芯中累积的35Xe衰变到一定水平时，反应堆即可临界。目前，秦山管理工作。三核的反应堆物理人员利用已有工具，可准确预计上述两类情况刘忠国(右)工程师。1998年毕业于下反应堆的临界状态。上海交通大学，现就职于秦山三核技术但在反应堆运行实践中，还有另一种可能，即反应堆氙中毒处，从事堆芯管理工作。停

4、堆时慢化剂中意外添加毒物的情况，相比于停堆前的堆芯，以何立荆(中)高级工程师。1997年毕瑚Xe为代表的裂变毒物和慢化剂中的中子毒物同时向反应堆引业于湖南大学应用物理专业。现任秦山入负反应性，使反应堆处于深度次临界状态。欲使反应堆临界，则三核技术处堆芯管理科科长。必须同时考虑两种因素的影响，否则临界预计工作中必然出现偏差。根据经验反馈，2006年9月，Bruce电厂5号机组就发生了一起类似事件。该机组氙中毒停堆后出碘坑达临界时，没有考虑到维普资讯http://www.cqvip.com慢化剂中的毒物变化情况，导

5、致了临界预计错误。而得。由于239pu及其衰变产物可发生裂变反应，且239pu的反应堆出碘坑时．裂变产物衰变引起堆芯状况的复裂变截面较大，239pu的出现和累积会引起反应性增加。反杂变化，如同时进行慢化剂除毒，即有两种途径同时向堆应堆保持功率运行时，u主要由瑚U发生中子反应后逐芯引入正反应性，堆芯的反应性变化情况较为复杂，且正步再衰变而得，主要因吸收中子发生裂变反应而消失。停反应性引入的速率较快。这种状态下，使反应堆安全、可靠堆后。239pu的部分先驱核继续衰变为239pu，而239pu却不能的达到临界状态，需

6、要准确、快速的预计反应堆临界状态。通过裂变反应而消失。因此，停堆后239pu逐渐累积，浓度因此，针对此种状态建立一种简捷的临界预计方法十分必逐渐增加，向堆芯引入正反应性。要。反应堆从高功率停堆后及随后的启动过程中，上述两类裂变产物或转换产物的积累与消耗过程会引起堆芯二、反应堆临界过程的物理原理反应性的复杂变化。目前。秦山三核使用从加拿大G2电反应堆临界一般有两种情况，即氙中毒停堆时出碘站引进的XENON程序“计算反应堆功率变动期间反应性坑达临界和长期停堆时反应堆除毒达临界。此外。在达临受裂变产物、转换产物核素的

7、积累而变动的情况。通过界过程中一般需持续监测堆芯的功率倍增时间，以监测反XENON程序，可获得各种状态的反应堆堆芯停堆后的反应堆功率的上升速率。防止功率上升速率过快。应性变化情况，为临界预计工作提供数据。1．停堆后裂变产物反应性变化情况及出碘坑达临界2．慢化剂除毒引起的反应性变化及临界预计反应堆从高功率停堆后，主要有两类产物影响着反反应堆氙中毒停堆时。有可能因为毒物添加罐误动应堆堆芯的反应性状况。一类是以xe为代表的裂变毒作等原因，导致慢化剂中毒物浓度增加。当反应堆重新启物积累引入负反应性，一类是由。8U转换而

8、得的以。9Pu动时，如果仅仅依靠Xe衰变，可能会延长反应堆达临界为代表的易裂变同位素积累引入正反应性。由于CANDU时间，甚至无法达到临界状态。在这种情况下就需要使用堆正常运行时维持的过剩反应性非常小，这两类核素对堆慢化剂净化树脂床持续除去反应堆中的慢化剂毒物，降低芯反应性有着决定性影响。慢化剂中毒物浓度，直至反应堆达到临界状态。慢化剂除Xe是堆芯裂变产物之一。由于Xe中子吸收截面毒系