吳丹蕾,黃珍章,程紹博
(海南核電有限公司,海南昌江 572733)
堆芯硼酸調(diào)節(jié)與控制棒調(diào)節(jié)是反應(yīng)性控制的兩大主要方式,兩者相輔相成,在壓水堆運行過程中起到重要作用。由于硼化量小且公式較為復(fù)雜,對小量硼化計算,提出一種硼化計算量快速校核方法,可以快速得到硼化稀釋量的近似值,提高工作效率。
硼化稀釋計算采用控制體積法建立模型,將整個一回路作為1個控制體,則該控制體內(nèi)單位時間硼濃度的變化量dCB與單位時間流入控制面與流出控制面的硼酸溶液量dQ的關(guān)系見式(1)。
式中M——初始堆芯冷卻劑裝量,質(zhì)量單位
CB——堆芯硼濃度,10-6
CBλ——注入堆芯的硼酸溶液濃度,10-6
將公式(1)化簡,并對0到t時刻求積分,得硼化量Q見公式(2)。
式中CB0——堆芯硼化前硼濃度,10-6
CBt——t時刻堆芯硼濃度,10-6
由以上推導(dǎo)得出的硼化稀釋量計算公式均為對數(shù)函數(shù)形式,計算較為復(fù)雜,對于小范圍的硼化操作,提出一種簡化校核計算模型。
(1)首先計算出堆芯硼濃度變化1×10-6時所需要的硼化量,化簡后可得 Q=M·In(1+。令,得:Q=M·In(1+x)。
當(dāng) x→0 時 In(1+x)≈x,對于電廠實際情況,CBλ為 7×10-3以上濃硼酸,壽期初CB0最大約為1.3×10-3,則??傻贸觯?/p>
海南昌江核電廠堆芯初始冷卻劑裝量168 t,堆芯壽期初、壽期中、壽期末硼濃度分別為 9×10-4,6×10-4,3×10-4。由上述公式推導(dǎo)可知,壽期初堆芯硼化前硼濃度CB0越大,對硼化量簡化校核計算的影響越明顯。因此以壽期初的情況為例,以簡化校核計算不同硼濃度變化條件下的硼化量,計算誤差見表1。
表1 壽期初堆芯硼化量簡化校核計算誤差
由表1可得,當(dāng)硼濃度變化量ε≤20時,壽期初,硼化量簡化計算值與公式計算偏差最大為0.164%,滿足實際工作要求,且校核計算量較理論計算量偏保守。
通過對硼化計算公式進行極限推導(dǎo),得出適用于硼濃度小量變化的硼化計算校核公式,可用于硼化量的快速校核。經(jīng)實際驗證及理論對比,當(dāng)硼濃度CB<9×10-4,硼濃度變化量CB≤2×10-5時,硼化量簡化計算結(jié)果與理論公式計算誤差<0.164%。簡化校核計算結(jié)果相對于理論計算值偏小,更趨于安全,且誤差可滿足機組實際運行需求。