核电站反应堆控制棒驱动机构1

核反应堆工作原理核反应堆是一种利用核能进行能量转换的装置，它是实现核能利用的关键设备之一。

核能反应堆的工作原理是通过控制并维持核裂变反应的连续进行，从而释放出大量的能量。

本文将详细介绍核反应堆的工作原理。

一、核反应堆的基本组成核反应堆由以下几个关键组成部分构成：1. 燃料元件：燃料元件是核反应堆中的核燃料载体，通常采用浓缩铀或钚等放射性物质。

燃料元件中的核燃料可通过核裂变反应释放出巨大的能量。

2. 控制元件：控制元件用于调节核反应堆中的核裂变反应速率。

通常采用控制棒来实现，控制棒的插入深度可以调节反应堆中的中子流量，从而控制反应堆的热功率。

3. 冷却剂：冷却剂用于吸收反应堆产生的热能，同时也用于传递热能到发电系统。

常用的冷却剂有水、重水和液态金属等。

4. 反应堆堆芯：反应堆堆芯是核反应堆的核心部分，包括了燃料元件和控制元件。

核反应堆的裂变链式反应主要在堆芯中进行。

二、核反应堆的工作原理核反应堆的工作原理可概括为以下几个步骤：1. 中子释放：核反应堆中的裂变链式反应需要中子的引发，裂变产生的中子将会引发更多的裂变。

核反应堆通常通过控制棒的插入深度调节中子的释放速率。

2. 裂变链式反应：一旦中子被释放，它们会与核燃料的原子核相互作用，并引起核裂变反应。

核裂变反应会释放出大量的能量，并产生更多的中子，进一步维持裂变链式反应。

3. 热能释放：核裂变反应产生的能量以热的形式储存在反应堆堆芯中。

冷却剂流经堆芯，吸收堆芯中的热能，并将其带走。

4. 热能转化：冷却剂通过传热介质的方式，将堆芯中的热能传递给发电系统。

常见的热能转化方式是将冷却剂转化为蒸汽，驱动汽轮机发电。

5. 控制反应速率：为了维持核反应堆的稳定工作，需要控制并调节核裂变反应的速率。

通常通过调节控制棒的深度来控制中子的流量，从而控制反应堆的热功率。

三、核反应堆的类型核反应堆可以根据燃料类型、工作方式和冷却剂等分类。

常见的核反应堆类型有：1. 压水堆（PWR）：采用轻水作为冷却剂和减速剂，以浓缩铀为燃料。

反应堆概述： 反应堆用于确保堆芯能按核设计要求进行安 全可控的链式反应； 确保核裂变释放的热量能按热工水力设计要 求有效地排出； 确保在寿期内全部堆内构件保持良好性能， 即使在事故时仍能保证堆结构的完整性和安 全性。
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1.反应堆（2）
反应堆主要包括以下部件： —堆芯 —堆内构件 —压力容器 —控制棒驱动机构 —一体化上封头 —堆芯仪表系统等
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3.化学和容积控制系统（2）
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3.化学和容积控制系统（3）
容积控制原理
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3.化学和容积控制系统（4）
化学控制原理
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3.化学和容积控制系统（5）
反应性控制原理 —加硼，在补水泵吸入口注入预先规定数量 的硼酸溶液。在正常功率运行时，为了将调 节棒组调整到正常使用范围；或者，反应堆 停运时，为了增加停堆深度，需进行加硼操 作。 —稀释，用等量的除盐水代替一部分一回路 冷却剂的硼水。
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4.正常余热排出系统（2）
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4.正常余热排出系统（3）
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4.正常余热排出系统（4）
正常余热排出系统的投入前主要包括两大项 操作 —硼浓度的调整：防止在余热排出系统内硼 浓度低于RCS的硼浓度情况下误稀释一回路； —升压和加热：避免压力和热冲击，以保护 余热排出系统的泵和热交换器。
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1.反应堆（6）
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1.反应堆（7）
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1.反应堆（8）
燃料组件主要设计参数： 燃料组件设计 17x17 燃料组件数量 157 每个燃料组件中燃料棒数量 264 包壳厚度 （mm） 0.57 燃料棒外径（mm） 9.50 燃料芯块长度（mm） 12.6 燃料组件长度（m） 4.80 核裂变原料 铀235，浓集度2.35%-4.8%

关键词 ：核 电厂 ；运行事件 ；经验反馈 ；控制棒组件 ；控 制棒驱动机 构
１ 引 言
压 水 堆 核 电厂 控 制 棒 组件 是 堆 内的 主要 控 制 部 件 ，由多 根 吸 收体 细棒 组 成 。控 制棒 细 棒 束 直 接 插 在燃 料 组 件 的 导 向 管 内 ，实 现 对 中导 向 并 上 下 移 动 。控 制棒 组 件 在 正 常运 行 工 况下 ，用 于启 动 反 应 堆 ，调 节堆 功 率 ，补 偿 反 应 性 损 失 ，提 供 正 常 停 堆 ；在 事 故 工 况 下 ，依 靠 自身 重 力 快 速 下 插 至 堆 芯 ，使 反应 堆在 短 时 间 内 紧急 停 闭 ，确 保 安全 。
ｌ７起 异 常 事 件 按 照 事 件 现 象 可 分 为 ４类 ：控 制 棒 落 棒 异 常 、控 制棒 驱 动 机构 与 压 力容 器 顶 盖 之 间 焊缝 泄 漏或 渗 漏 、控 制 棒 棒 控 系统 异 常动 作 引 起 紧 急停 堆 以及 其 他 （见 图 １）。
第 一 类 为 引起 控 制 棒 落棒 异 常 的事 件 ，共 发 生 了 ７起 ，是 最 主 要 的 一 类 异 常 事 件 。 主 要 的 异 常 有 ：落 棒 时 间 超差 、控制 棒 不 动作 或 故 障 、控 制 棒 卡 棒 ，这 些都 可能 影 响反 应 堆 的正 常 停堆 功 能 ，存 在较大的安全 隐患 ，须引起足够的重视。引起此类 事 件 的 原 因 有 ：控 制 棒 肿 胀 、燃 料 组 件 变 形 量 偏 大 、改 变 原有 设 计 导致 的缺 陷或者 设 计缺 陷造 成 驱 动 机构 磁 极端 部 金 属 面发 生 粘 连等 。第二 类 为 控 制 棒 驱 动 机 构 与 压 力 容 器 顶 盖 之 间 焊缝 泄 漏 或 渗 漏 ， 发 生 了 ５起 ，主要 有 ：控 制 棒 驱动 机 构套 管 下 部 Ｑ 焊 缝泄 漏 ２起 ，控 制 棒 驱 动机 构 ＣＲＤＭ 顶 部密 封 焊 缝泄漏 、渗漏及缺陷 ３起 。第三类是控制棒棒控系 统 异 常动 作 引起 紧急停 堆 ，发 生 了 ３起 。其 他 未 归 类 的 事件 ２起 ，即 核 电厂 Ｒ棒扰 动 现 象 以及 吊卸 堆 芯 上 部构 件 时 一组 控 制棒 棒束 被 意外 拔 出堆 芯 。 ２．２ 按 照 机组 状 态 分 类

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（4）承压设备的形位公差
①容器园筒节和锥形筒节
－椭圆度小于(D+1250)/200或D/100中的较小值 （D公称直径）
－直筒段的圆心偏差：当壁厚小于10mm时，不 应超过钢板厚度5%再加3mm
②容器封头的形位公差：最大与最小的内径之差 应小于(D+1250)/200或（D+300）/100 （取两 式中较小值）
②奥氏体不锈钢成形的注意点 －工具需清洗除油
－热成形应在低燃油炉、电炉或燃气炉内在中性 或氧化气氛中加热
－避免与碳钢接触 －在热弯前或弯后、热处理前应按规定洗涤除油 ③2级和3级热交换器管的弯管尺寸公差 －壁厚减薄不应大于直径最小壁厚10% －算弯值曲的部7分%椭圆度不超过(d最大-d最小)/dN×100计
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③各有关专业按RCC要求编制的专用通用技术条 件。如安全壳钢衬里用6mm厚20HR钢板技术 条件，IE级电气设备抗震鉴定试验技术条件
④根据RCC-M编制的安装技术要求
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3.不同标准的处理情况
（1）问题的由来： －多国采购 －部分外商只能执行ASME （2）解决办法：
－ RCC-M与ASME作比较，主要区别在：材料，
BOP共有110个子项，其中PX子项包括海水循环 泵，海水蝶阀，鼓形滤网及水闸门等。
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二.设备分级
1.设备分级目的
（1）保证执行安全功能的设备的可靠性。 安全功能包括： －反应堆紧急停堆和维持反应堆在安全停堆状态 －堆芯和安全壳厂房的冷却（中期和长期冷却） －放射性物质的封存和限制向环境的排放 （2）按分级规定不同的设计、制造和检验要求，
（2）法国规范标准 ① RCC系列 RCC-P、 RCC-M、 RCC-E、 RCC-G、 RCC-I、16