某型“三代”核电机组与M310机组堆芯测量系统

肖博+黄显煊+雷龙

摘 要 文章从总体上介绍了“二代+”商用核电站M310机组及某型“三代”核电机组堆芯测量系统。描述了堆芯测量系统的中子通量测量、温度测量、水位测量三大主要功能，介绍了系统内主设备的原理及性能参数。从堆型特点、系统布置、功能、主设备等方面对两种堆型进行了对比。简单介绍了裂变室中子探测器和自给能中子探测器的原理。

关键词 堆芯测量 “三代”核电机组 SPND探测器 中子通量

中图分类号：TN623.91 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.05.018

Analysis of In-core Neutron-temperature Measurement System

between M310 and One Advanced NPP

XIAO Bo，HUANG Xianxuan， LEI Long

（Fujian Fuqing Nuclear Power Company， Fuqing， Fujian 350318）

Abstract Describe the function and equipments of the In-core neutron-temperature measurement system used in different reactor type such as M310 and one advanced NPP. Tell the main functions of RII （RIC） system ， neutron flux measure， coolant temperature measure， coolant level of primary loop measure and analyze the main equipment which is used for in-core neutron flux measurement in NPP， like U-fission chamber and self-powered neutron detector.

Key words In-core neutron-temperature measurement system; advanced NPP ; SPND detector; Neutron flux

1 堆芯测量系统的功能及组成

堆芯测量系统是反应堆重要核测系统之一，担负着反应堆在启堆至计划停堆整个换料周期内的堆芯中子注量率、堆芯温度及反应堆水位的监测，通过监测以达到：验证堆芯装料的正确性、绘制堆芯中子注量图、燃耗的验证、监视堆芯温度、计算堆芯过冷裕度等作用。

M310堆型的堆芯测量系统从软硬件及功能上可以分为两部分，其一为中子通量及水位测量部分，另一个为堆芯温度测量部分。

中子通量测量通路由驱动机构、组选择器、路选择器、电动阀、球阀、密封组件、手动隔离阀、导向管、指套管和相应的电缆、处理机柜组成。通过选择器的切换，可形成50个测量通路。导向管焊接在压力容器底部，为指套管进入堆芯提供导向和支撑。指套管由密封组件处伸入堆芯，贯穿整个燃料组件活性区，为中子注量率探测器提供导向和支撑。水位测量部分，仅为测量变送器预留引压口，位置如图1所示。

温度测量部分由40个热电偶及相应的延长线、监测处理机柜构成。38个热电偶位于堆芯上栅格板，2个位于上封头，设备分为A、B两列，相互隔离。

某型“三代”核电机组（以下简称“三代”）堆芯测量系统的功能与前者基本相同，除中子通量及温度测量外，还承担水位监测功能。

从结构组成及布置上讲，“三代”核电机组堆芯测量系统与前者差距较大，集成度更高。功能的实现依靠两列共48根探测器组件及相应的电缆、处理机柜来实现。在探测器组件中，有44根仅集成了热点偶和中子探测器，另外4集成了水位探测器。在反应堆运行期间，在线对上述三种参数进行监测。

2 结构布置及功能实现

2.1 M310机组堆芯中子通量及温度测量

M310机组采用移动式通量测量结构，压力容器底部开口，探测器从堆底进入堆芯进行测量。即在需要测量时，通过机械结构将探测器从堆底经过机械密封结构推入堆芯，完成测量后将探测器抽出，送入保存通道。

在绘制中子注量率图时，通过控制柜RIC001AR的指令，驱动电机驱动探测器（涂铀微裂变电离室）从存储通道抽出至组选择器入口，再通过组选择器、路选择器、电动阀、球阀、进入指定测量通道（50个通道中的一个）的指套管，在指套管的导向下进入堆芯对应区域的设定点B ，然后反向抽出，再抽出的过程中探测器工作，通过驱动电缆将所测中子通量信号送出。如图1所示。

图1 中子通量测量示意图

水位测量的主体不在RIC系统，仅由RIC系统向水位测量压力变送器提供引压接口。位置如图1所示。

测量通路的确定通过组选择器和路选择器的组合来实现。组选择器除3#、4#外均为1进4出，即一个入口，连接驱动机构出口，四个出口，分别连接正常测量通路、校准通路、救援通路及存储通路所在的路选择器。3#组选择器校准通道和救援通道重合、4#组选择器校准通路与其正常测量通路重合，仅有3个出口。路选择器除4#外，均为2进10出，即两个入口，分别连接正常测量通路的组选择器出口和救援通路的组选择器出口。4#为5进10出，即五个入口分别与1#、2#、5#的校准通路相连，与3#组选器的救援通路相连（救援和校准通路相同），与4#组选择器的正常测量通路相连。每个路选择器的10个出口均与10个测量通路对应，形成50个测量通路。连接关系见图2。