秦山第二核电厂物理启动试验优化探讨
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摘要
核电厂物理启动试验是核电厂换料大修工作中的一项大型的、综合性的试验,是一项长期的、必不可少的内容,倍受国家核安全局和电厂的关注和重视。
与国际上的同行相比,国内在这方面的工作还比较落后:一方面,我们还没有确立一套完整的试验内容和方法的法规和标准,另一方面,当前我们采用的许多物理启动试验方法都比较老,虽然能够满足试验本身的要求,但是试验过程相对比较复杂,也比较费时,试验成本较高。在当前逐步重视核电厂的经济效益的情况下,如何在确保安全的前提下,优化物理启动试验,缩短试验所占用的时间,从而提高电厂的负荷因子和经济效益,是一个非常迫切的问题,意义重大。
近些年来,国际上已经形成了一套比较系统的物理启动项目,并开发出了一系列新的试验方法,并得到了较好的应用。这为我们进行物理启动试验的优化探讨提供了经验和借鉴。
然而,国内的技术水平、特别是大型设计程序的水平与国外核电先进国家相比还有很大的差距,我们不可能完全依照他们的方法来做优化。故本文在充分考虑国内现有的技术水平和设计程序软件的基础上,试着从启动物理试验项目确定、物理试验方法优化、试验数据处理优化三个方面出发,并借鉴国外研究经验,寻求适合于国内商业核电厂应用的具体的物理启动试验项目方案和优化的试验方法,以便在满足核安全法规要求和电厂安全稳定运行的基础上,尽可能提高核电厂的运行经济性,提升核电厂的竞争力。
Start-up nuclear physical test in nuclear power plant is a series of large-scale, comprehensive tests, and is a long-term and essential element. So it is greatly concerned by both the National Nuclear Safety Administration and the plant.
With the development in recent years, a relatively systematic physical start-up project has formed in international community, and many new test methods have been developed. However, we, now in our country, are still lack of a clear project of the regulations of the minimum items and contents. At the same time, the methods we are using now are outdated, although they can meet the demands, the trial processes are relatively complicated and time-consuming comparatively. Under the circumstance that nowadays the NPPs gradually take account of the economic benefits, as stand-alone capacity of nuclear power generating units is quite large, from the point of view to increase the unit load factor, the optimization of the physical tests is very urgent and is of profound significance.
Therefore, this paper tries to research from three aspects of the confirmation of test contents, physical test optimization and test data processing optimization, and seek a set of suitable project of start-up physical tests and test methods suiting for domestic commercial NPPs, on the basis of the foreign research experiences and fully taking into account the existing domestic technological level and design software. Therefore, we can improve the economy of the operation of the nuclear power plants and enhance the competitiveness of nuclear power plants, after meeting the requirements of nuclear safety regulations and the safety and stableness requirements of NPPs.
与国际上的同行相比,国内在这方面的工作还比较落后:一方面,我们还没有确立一套完整的试验内容和方法的法规和标准,另一方面,当前我们采用的许多物理启动试验方法都比较老,虽然能够满足试验本身的要求,但是试验过程相对比较复杂,也比较费时,试验成本较高。在当前逐步重视核电厂的经济效益的情况下,如何在确保安全的前提下,优化物理启动试验,缩短试验所占用的时间,从而提高电厂的负荷因子和经济效益,是一个非常迫切的问题,意义重大。
近些年来,国际上已经形成了一套比较系统的物理启动项目,并开发出了一系列新的试验方法,并得到了较好的应用。这为我们进行物理启动试验的优化探讨提供了经验和借鉴。
然而,国内的技术水平、特别是大型设计程序的水平与国外核电先进国家相比还有很大的差距,我们不可能完全依照他们的方法来做优化。故本文在充分考虑国内现有的技术水平和设计程序软件的基础上,试着从启动物理试验项目确定、物理试验方法优化、试验数据处理优化三个方面出发,并借鉴国外研究经验,寻求适合于国内商业核电厂应用的具体的物理启动试验项目方案和优化的试验方法,以便在满足核安全法规要求和电厂安全稳定运行的基础上,尽可能提高核电厂的运行经济性,提升核电厂的竞争力。
Start-up nuclear physical test in nuclear power plant is a series of large-scale, comprehensive tests, and is a long-term and essential element. So it is greatly concerned by both the National Nuclear Safety Administration and the plant.
With the development in recent years, a relatively systematic physical start-up project has formed in international community, and many new test methods have been developed. However, we, now in our country, are still lack of a clear project of the regulations of the minimum items and contents. At the same time, the methods we are using now are outdated, although they can meet the demands, the trial processes are relatively complicated and time-consuming comparatively. Under the circumstance that nowadays the NPPs gradually take account of the economic benefits, as stand-alone capacity of nuclear power generating units is quite large, from the point of view to increase the unit load factor, the optimization of the physical tests is very urgent and is of profound significance.
Therefore, this paper tries to research from three aspects of the confirmation of test contents, physical test optimization and test data processing optimization, and seek a set of suitable project of start-up physical tests and test methods suiting for domestic commercial NPPs, on the basis of the foreign research experiences and fully taking into account the existing domestic technological level and design software. Therefore, we can improve the economy of the operation of the nuclear power plants and enhance the competitiveness of nuclear power plants, after meeting the requirements of nuclear safety regulations and the safety and stableness requirements of NPPs.
引文
1. 2006 年 IAEA workshop 之《IAEA EBP Asia Workshop on Improvement of reactor physics test methods》,2006 年 10 月,浙江海盐;
2. 秦山第二核电厂最终安全分析报告;
3. 秦山第二核电厂各燃料循环物理启动试验总结;
4. 堆外核测仪表系统手册,中国核动力研究设计院;
5. 谢仲生,张少泓等,核反应堆物理分析(修订本),西安交大出版社/原子能出版社
6. 罗璋琳,罗安仁,实验反应堆物理,原子能出版社,1987
7. 罗璋琳, 外中子源增殖效应的数值模拟计算分析,反应堆物理及试验,pg53-63;
8. 罗璋琳等,实验反应堆物理[M],北京,原子能出版社,2001
9. 朱继洲, 核反应堆安全分析;西安交通大学出版社/原子能出版社
10. 蔡章生,核动力反应堆中子动力学,国防工业出版社,2005
11. 朱继洲,压水堆核电厂的运行,原子能出版社,2000
12. 胡大璞,郑福裕,核反应堆物理实验方法,原子能出版社,1988;
13. 谢仲生,尹邦华,核反应堆物理分析(第三版)下次[M],北京,原子能出版社,1994;
14. 谢仲生,张少泓,核反应堆物理理论与计算方法,西安交通大学出版社,2000
15. 竹生东、邓力、熊春华等,《堆外核仪表系统的预设效验系数理论计算》,核动力工程,2005,Vol.25,pg152-155;
16. 陈雄月,在轻水堆上用模拟机落棒法测量反应性时一种消除空间效应的方法,核科学与工程,1997,Vol.17,pg124~130;
17. 赵柱民,陈伟等,插棒法空间效应修正因子计算中 MC 方法的应用,核动力工程,2005,Vol.26,pg531~534;
18. 陶少平,消除空间效应的数字逆动态方法[J],核动力工程,1985,6(1):58~62;
19. 姚增华,反应性平衡方程及其应用,核科学与工程,第 18 卷第 3 期,1998 年 9 月:275~280;
20. 何绍群,黄礼渊,付正中等,西安脉冲堆带核调试试验,核动力工程,2002,23(6): 43~47;
21. 钟文发,胡永明,反应性温度系数的计算方法,清华大学学报 1997 年第 37 卷:9~11;
22. 钟文发,胡永明,三维带控制棒反应性温度系数的计算分析,核动力工程,第 18 卷 第1 期 1997 年 2 月:34~37;
23. 章宗耀,咸春宇等,秦山核电二期工程堆芯设计,核动力工程 第 24 卷 第 2 期增刊,2003 年 6 月:11~17;
24. 陈雄月,关于深燃耗堆芯的反应性测量,核科学与工程,第 24 卷 第 2 期,2004 年 6月:112~11116;
25. 蔡章生,张帆,蔡琦,中子增殖研究,海军工程大学学报,第 14 卷、第 6 期,2002年 12 月:23~30;
26. A.E.普罗菲奥著,徐济鋆等译,实验反应堆物理学,原子能出版社,1980;
27. 李新,何传江,矩阵理论及其应用,重庆大学出版社,2005
28. 陈怀琛,龚杰民,线性代数实践及 MATLAB 入门,电子工业出版社,2006
29. Briesmeister J F.MCNPTM-A general Monte N-Particle Transport code. Version 4B,LA-12625-M,1997.
30. IAEA,PERTR-2004 International Meeting on Reduced Enrichment for Research and Tesr Reactors, 7-12 November 2004.
31. S.B. Degweker, P.Satymurthy, Program for Development of Accelerator Driven Systems in India, IAEA.org
32. Tadashi Ushio,Analytical method for calibration of incore/excore nuclear instrumentation system, workshop on Improvement of Reactor Test Method, 10-12 October, 2006
33. CEDRIC an interface code detector measurement interpretation routines computer code references manual Qinshan 2&3, FRAMATOME ANP.
34. CARIN 3d power reconstruction after combination of internal measurements with theoretical data,FRAMATOME ANP;
35. CEDRIC incore flux map processing description notice ,FRAMATOME ANP.
36. CARIN incore flux map processing computer code reference manual Qinshan 2&3, FRAMATOME ANP.
2. 秦山第二核电厂最终安全分析报告;
3. 秦山第二核电厂各燃料循环物理启动试验总结;
4. 堆外核测仪表系统手册,中国核动力研究设计院;
5. 谢仲生,张少泓等,核反应堆物理分析(修订本),西安交大出版社/原子能出版社
6. 罗璋琳,罗安仁,实验反应堆物理,原子能出版社,1987
7. 罗璋琳, 外中子源增殖效应的数值模拟计算分析,反应堆物理及试验,pg53-63;
8. 罗璋琳等,实验反应堆物理[M],北京,原子能出版社,2001
9. 朱继洲, 核反应堆安全分析;西安交通大学出版社/原子能出版社
10. 蔡章生,核动力反应堆中子动力学,国防工业出版社,2005
11. 朱继洲,压水堆核电厂的运行,原子能出版社,2000
12. 胡大璞,郑福裕,核反应堆物理实验方法,原子能出版社,1988;
13. 谢仲生,尹邦华,核反应堆物理分析(第三版)下次[M],北京,原子能出版社,1994;
14. 谢仲生,张少泓,核反应堆物理理论与计算方法,西安交通大学出版社,2000
15. 竹生东、邓力、熊春华等,《堆外核仪表系统的预设效验系数理论计算》,核动力工程,2005,Vol.25,pg152-155;
16. 陈雄月,在轻水堆上用模拟机落棒法测量反应性时一种消除空间效应的方法,核科学与工程,1997,Vol.17,pg124~130;
17. 赵柱民,陈伟等,插棒法空间效应修正因子计算中 MC 方法的应用,核动力工程,2005,Vol.26,pg531~534;
18. 陶少平,消除空间效应的数字逆动态方法[J],核动力工程,1985,6(1):58~62;
19. 姚增华,反应性平衡方程及其应用,核科学与工程,第 18 卷第 3 期,1998 年 9 月:275~280;
20. 何绍群,黄礼渊,付正中等,西安脉冲堆带核调试试验,核动力工程,2002,23(6): 43~47;
21. 钟文发,胡永明,反应性温度系数的计算方法,清华大学学报 1997 年第 37 卷:9~11;
22. 钟文发,胡永明,三维带控制棒反应性温度系数的计算分析,核动力工程,第 18 卷 第1 期 1997 年 2 月:34~37;
23. 章宗耀,咸春宇等,秦山核电二期工程堆芯设计,核动力工程 第 24 卷 第 2 期增刊,2003 年 6 月:11~17;
24. 陈雄月,关于深燃耗堆芯的反应性测量,核科学与工程,第 24 卷 第 2 期,2004 年 6月:112~11116;
25. 蔡章生,张帆,蔡琦,中子增殖研究,海军工程大学学报,第 14 卷、第 6 期,2002年 12 月:23~30;
26. A.E.普罗菲奥著,徐济鋆等译,实验反应堆物理学,原子能出版社,1980;
27. 李新,何传江,矩阵理论及其应用,重庆大学出版社,2005
28. 陈怀琛,龚杰民,线性代数实践及 MATLAB 入门,电子工业出版社,2006
29. Briesmeister J F.MCNPTM-A general Monte N-Particle Transport code. Version 4B,LA-12625-M,1997.
30. IAEA,PERTR-2004 International Meeting on Reduced Enrichment for Research and Tesr Reactors, 7-12 November 2004.
31. S.B. Degweker, P.Satymurthy, Program for Development of Accelerator Driven Systems in India, IAEA.org
32. Tadashi Ushio,Analytical method for calibration of incore/excore nuclear instrumentation system, workshop on Improvement of Reactor Test Method, 10-12 October, 2006
33. CEDRIC an interface code detector measurement interpretation routines computer code references manual Qinshan 2&3, FRAMATOME ANP.
34. CARIN 3d power reconstruction after combination of internal measurements with theoretical data,FRAMATOME ANP;
35. CEDRIC incore flux map processing description notice ,FRAMATOME ANP.
36. CARIN incore flux map processing computer code reference manual Qinshan 2&3, FRAMATOME ANP.