压水堆核电站控制(第一章)

核反应堆课后题第一章思考题1.压水堆为什么要在高压下运行？2.水在压水堆中起什么作用？3.压水堆与沸水堆的主要区别是什么？4.压水堆主冷却剂系统都包括哪些设备？5.一体化压水堆与分散式的压水堆相比有哪些优缺点？6.重水堆使用的核燃料富集度为什么可以比压水堆的低？7.在同样的堆功率情况下，重水堆的堆芯为什么比压水堆的大？8.气冷堆与压水堆相比有什么优缺点？9.石墨气冷堆中的百墨是起什么作用的？10.快中子堆与热中子堆相比有哪些优缺点？11.快中子堆在核能源利用方面有什么作用？12.回路式制冷堆与池式饷冷堆的主要区别是什么？13.在使用铀作为反应堆冷却剂时应注意些什么问题？14.快中子堆内使用的燃料富集度为什么要比热中子反应堆的高？第二章思考题1.简述热中子反应堆内中子的循环过程。

2.为什么热中子反应堆中通常选用轻水作慢化齐IJ?3.解释扩散长度、中子年龄的物理意义。

4.述反射层对反应堆的影响。

5.简述反应性负温度系数对反应堆运行安全的作用。

6.解释“腆坑”形成的过程。

7.什么是反应堆的燃耗深度和堆芯寿期？8.大型压水堆通常采取哪些方法控制反应性？9.简述缓发中子对反应堆的作用。

10.简述反应性小阶跃变化时反应堆内中子密度的响应。

第三章思考题1.能用于压水反应堆的易裂变同位素有哪些，它们分别是怎样生成的？2.为什么在压水堆内不直接用金属铀而要用陶瓷U02作燃料？3.简述U02的熔点和热导率随温度、辐照程度的变化情况。

4.简述U02芯块中裂变气体的产生及释放情况。

5.燃料元件的包壳有什么作用？6.对燃料包壳材料有哪些基本要求？目前常用什么材料？7.为什么错合金用作包壳时，其使用温度要限制在350℃以下？8.何谓错合金的氢脆效应，引起氢脆效应的氢来源何处？9.错合金包壳的氢脆效应有何危害，应如何减轻这种不利影响？10.什么是U02燃料芯块的肿胀现象，应采取什么防范措施？11.控制棒直径较细有什么好处？12.定位格架采用什么材料制戚，为什么？13.定位格架有何功用？14.对用作控制棒的材料有什么基本要求？15.通常用作控制棒的元素和材料有哪些？16.简单说明Ag-In-Cd控制材料的核特性。

附件1大型先进压水堆及高温气冷堆核电站科技重大专项实施管理办法第一章总则第一条为贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》，保证大型先进压水堆及高温气冷堆核电站科技重大专项（以下简称“核电专项”）的顺利实施，实现规范和高效管理，根据国务院印发的《国务院关于优化科研管理提升科研绩效若干措施的通知》（国发〔2018〕25号）、科技部、发展改革委、财政部（以下简称“三部门”）联合印发的《国家科技重大专项（民口）管理规定》（国科发专〔2017〕145号）、《进一步深化管理改革激发创新活力确保完成国家科技重大专项既定目标的十项措施》（国科发重〔2018〕315号）及其他相关规定，结合核电专项实际情况，制定本办法。

第二条核电专项包括大型先进压水堆核电站(以下简称“压水堆分项”)和高温气冷堆核电站(以下简称“高温堆分项”)两个分项。

第三条核电专项的组织实施坚持自主创新的方针，实行分类指导和目标管理。

第四条核电专项的资金筹集坚持多元化的原则，中央财政支持核电专项的组织实施，引导和鼓励地方财政、金融资本和社会资金等方面的投入。

针对核电专项任务实施，科学合理配置资金，加强审计与监管，提高资金使用效益。

第五条充分利用国际资源，积极开展平等、互利、共赢的国际合作活动。

核电专项国际合作活动应遵守有关外事工作规定、保密工作规定。

第二章组织机构及其职责第六条国家能源局是核电专项的牵头组织单位，负责核电专项的具体组织实施，下设实施管理办公室(以下简称“实施办”)。

牵头组织单位主要职责包括：（一）组建分项总体专家组；（二）负责组织制订核电专项实施管理办法、资金管理实施细则、综合绩效评价细则和档案管理细则等规章制度；（三）负责组织制订核电专项的阶段实施计划，制订年度指南，审核上报年度计划；（四）批复核电专项课题的立项；（五）负责对核电专项课题的执行情况进行监督检查和责任倒查，指导督促专项的实施；（六）负责加强对核电专项课题管理队伍建设、条件保障等宏观业务的指导和监管；（七）负责协调落实核电专项实施的相关支撑条件，协调落实配套政策，推动核电专项成果转化和产业化；（八）组织落实核电专项与国家其他科技计划（专项、基金等）、国家重大工程的衔接工作；（九）核准实施方案、阶段实施计划、年度计划相关内容的调整，涉及核电专项目标、技术路线、概算、进度、组织实施方式等重大调整时，商三部门提出意见；（十）负责核电专项保密工作的管理、监督和检查。

0引言70%,,,。

,,,。

1压水堆轴向功率分布概念的引出,,,AO(%)ΔI(%),ΔI,,。

AO,P h(% FP)P b(%FP):AO= (P h-P b)/(P h+P b),,,AO,ΔI,:ΔI= (P h-P b)/P n,P n。

AOΔI,,。

,ΔI ref,ΔI ref。

ΔIΔI ref±5%FP,。

2影响反应堆轴向功率分布的因素2.1控制棒的影响,,ΔI,,ΔI,ΔI。

2.2慢化剂温度的影响,,,。

,,,。

,,,。

2.3燃耗的影响,,,。

,,;,,,;,,,,[1]。

３反应堆轴向功率偏差控制方法的探讨3.1通过控制棒控制轴向功率偏差M310,压水堆核电站轴向功率控制原理与方法常晓露(中核核电运行管理有限公司,浙江海盐314300)【摘要】文章介绍了压水堆轴向功率分布的概念,分析了几种主要的影响因素,探讨了几种主要的轴向功率偏差控制方式,最后通过实际的运行经验提出了轴向功率偏差控制经常会遇到的难点以及解决对策。

【关键词】压水堆;轴向功率分布;轴向功率偏差;ΔI控制中图分类号:TL35文献标识码:A DOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2021.07.3188Science&Technology Vision 科技视界(G)(R)ΔI。

G,G1、G2、N1、N2,ΔI。

R。

,ΔIΔIref,G RΔI;,ΔIΔIref,G RΔI。

GΔI,G,G2412,GΔI。

G G,,G,,G,,,ΔI。

RΔI,R,ΔI。

R、。

R,R、,R。

3.2通过升降功率控制轴向功率偏差, ,,ΔI。

４反应堆轴向功率偏差控制的难点及改进4.1寿期末ΔI控制的难点与优化策略,ΔI,,ΔI,,,ΔI。

,G ,G,ΔI。

,R,ΔI,。

ΔI,R,,ΔI。

4.2通过G棒调节ΔI时需注意的问题及改进措施GΔI,,,GΔI。

,ΔI,ΔI。

GΔI。

,LOCA,GGΔI,G。

4.3控制棒调节时机对ΔI控制的影响及选择ΔI,。

压水堆核电站一回路主要活化腐蚀产物及水化学控制措施压水堆核电站一回路主要活化腐蚀产物包括铁、镍、铬和锰等金属离子，以及氢氧根离子和硼酸根离子等。

这些产物会影响核电站的运行稳定性和热效率，同时也对环境带来潜在风险。

为控制这些活化腐蚀产物的生成和影响，压水堆核电站采取了多种水化学控制措施。

其中包括：
1. 去离子水系统：通过去离子水系统减少水中的杂质和离子，减缓活化腐蚀的产生。

2. 化学清洗：定期进行化学清洗，清除一回路中的污垢和腐蚀产物，保证水循环系统的清洁和稳定性。

3. 加药控制：通过给水系统中加入适量的缓蚀剂和抗氧化剂等药剂，延缓金属腐蚀的产生和水化学反应的影响。

4. 氢气控制：控制系统中的氢气含量，减少氢气对金属材料的腐蚀作用。

5. 硼酸加注：加入适量的硼酸，控制系统中的酸碱平衡，减少金属材料的腐蚀和水的蒸发。

综合采取上述措施，可以有效地控制压水堆核电站一回路中的活化腐蚀产物的生成和影响，确保核电站的运行安全和稳定性。

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压水堆控制概述压水堆核电站控制概述§1.1压水堆核电站及流程图压水堆核电站主要是由反应堆、一回路系统、二回路系统及其它辅助系统和设备组成。

由于压水堆核电站中具有放射性的一回路与不带放射性的二回路系统是相分开的，所以通常又把压水堆核电站分为核岛和常规岛两大部分，如图1－1所示。

核岛是指核的系统和设备部分；常规岛是指那些和常规火电厂相似的系统和设备部分。

压水堆结构如图1－2所示，堆芯由157个燃料组件组成，燃料在4Z r合金制成的包壳内，燃料用低浓缩235U制成，形状是小圆柱体，由氧化铀烧结而成。

使用普通水作冷却剂和慢化剂，压力约为15.5MPa，核反应是通过移动插入在堆内的53个控制棒束组件以及调节慢化剂中的硼酸浓度来控制的。

图1－1 压水堆核电站的组成压水堆核电站工艺流程如图1－3所示。

一回路冷却剂水在三个冷却回路中循环，将堆芯的热量带到三个蒸汽发生器。

冷却剂的循环靠冷却剂泵（主泵）来完成。

一台稳压器使一回路的压力维持恒定。

在蒸汽发生器中，热量是通过蒸汽发生器管壁从一回路传到二回路，使进入蒸汽发生器的水在5.8MPa压力下汽化，产生的蒸汽送到汽轮机，汽轮机带动发电机组发电，最终把核能转化为电能。

再通过26kv/400kv(香港)或26kv/500kv(广东)变压器变电压送到枢纽变电站进入电网。

由汽轮机排出的蒸汽经过冷凝器后，由给水泵打入给水加热器加热，最后回到蒸汽发生器二次侧再被一次侧冷却剂加热完成一次循环。

1图1－2 压水堆本体结构图2图1－3 压水堆核电站工艺流程图§1.2压水堆核电站控制系统压水堆核电站控制系统如图1－4所示，主要包括：·反应堆冷却剂平均温度(R棒组)控制系统；·反应堆功率(N1、N2、G1、G2棒组)控制系统；·硼酸浓度控制系统(属反应堆辅助系统—化学与容积控制系统)；·稳压器压力和水位控制系统；·蒸汽发生器水位控制系统；·大气蒸汽排放控制系统；·汽机调节(负荷控制)系统；·冷凝器蒸汽排放控制系统；·给水流量控制系统；·汽动泵速度控制系统；·电动泵速度控制系统；·发电机电压控制系统等。

第一章核能与反应堆随着人类社会的不断进步，世界能量消耗的增长是很快的。

一方面随着生活水平的提高, 人均对能量的消耗也越来越高；另一方面，世界总人口还在不断地增加。

更主要的是在工业、农业、交通运输方面按每人平均所消耗的能量增加了。

世界上有些国家，有些地区因能源不足而延缓了经济的发展的例了是不少的。

核裂变现象的发现表明，核能时代开始了。

核能以它的木为的特点越来越得到人类的重视。

核能，最初由于人们对此物理现象的不确切了解，称为原了能。

实际上它是由于原子核内部发生裂变或聚变而产生的巨大的能量。

目前在反应堆中，用不带电的粒子（中子）去轰击靶核迎U使之裂变从而释放出大量的核能。

但核能的产生并非容易，因为原子核很小，又带正电。

击开它并非易事。

早期人们一直是设想用加速的带电粒子作为轰击原了核的炮弹。

为了使原子核分裂，曾设计了大型静电加速器和|门|旋加速器，通过这些设备甚至可以把带电粒了加速到近千万电了伏，但仍然很难击开原子核，成千上万发的炮弹很可能只有一发炮弹能击中原了核。

如同爱因斯坦所说，“我们好比是一些憋脚的射手，在黑暗的郊外打鸟，那里的鸟又非常少气1932年查德威克（Chadwick）等人发现了中了。

:He 我 C+* n中了不带电荷，和原子核之间没有库仑力的相互作用，容易接近原子核而引起核反应。

中子的发现开创了核物理学的新纪元，也为重核裂变提供了强有力的“炮弹”。

1938年哈恩（0. Ilahn ）和斯特拉斯曼（F. Strassmann ）用放射化学的方法发现和证实了在中子的轰击下发生裂变的现象。

但当时把放出的新的中子给忽略了。

后来，许多科学家利用各种方法（如电离室，云雾室等）来证明中了轰击铀核后，铀核分裂成两个质量近似相等的碎片，同时放出两个至三个的次级中了，还释放出大量能量和射线。

1946年我国科学家钱三强，何泽慧夫妇发现了铀核在中子的轰击下有时会分裂成三块或四块，但这种机会要小得多，这种分裂现象一般称为三分裂或四分裂。