CN114999678A - 一种反应堆控制棒叠步控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反应堆控制棒叠步控制方法，包括：当控制棒GA上提至S1步时，控制棒GB开始上提，控制棒GA及控制棒GB开始叠步运行；当控制棒GB上提至S2步时，控制棒GA上提至最高限位处，停止上提控制棒GA；当控制棒GB单独上提至S3步时，则控制棒GC开始上提，控制棒GB及控制棒GC开始叠步运行，直至S4步时，控制棒GB及控制棒GC的叠步控制结束；控制棒GD下插至S6步时，控制棒GC开始下插，控制棒GD及控制棒GC开始叠步下插；控制棒GD下插至S5步时，控制棒GD已经下插至最下限，停止控制棒GD下插，控制棒GC开始单独下插至S4步时，控制棒GB开始下插，控制棒GB及控制棒GC开始叠步下插，直至S3步结束；该方法能够使反应堆的反应性引入过程更加平稳。

Description

一种反应堆控制棒叠步控制方法
技术领域
本发明属于核反应堆控制棒领域，具体涉及一种反应堆控制棒叠步控制方法。
背景技术
当前所有在役核反应堆均采用控制棒来对反应堆功率进行控制，以响应电网等原因对反应堆快速平稳的功率调节需求。由于控制棒反应性价值在反应堆不同位置的非线性，控制棒的插入或者抽出在反应堆内引起的反应性变化也非平稳的，导致反应堆内反应性产生波动，反应堆功率分布均匀性收到影响，功率峰因子波动峰值高，对反应堆的安全稳定运行带来不利因素。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种反应堆控制棒叠步控制方法，该方法能够使反应堆的反应性引入过程更加平稳，保障核电机组运行安全。
为达到上述目的，本发明所述的反应堆控制棒叠步控制方法，相邻两个周期的控制过程不同，其中，前一个周期的具体操作为：
1a)控制棒G1、控制棒G2、控制棒G3、控制棒G4....控制棒Gn之间形成叠步区域S2-S1、叠步区域S4-S3、叠步区域S6-S5...及叠步区域S2(n-1)-1-S2(n-1)；
2a)控制棒G1的上限位H2对应控制棒G2的下限位H1；控制棒G1的顶部H0对应控制棒G2的下限位H1，即当控制棒G1上提至S1步时，控制棒G2开始上提，控制棒G1及控制棒G2开始叠步运行；当控制棒G2上提至S2步时，控制棒G1上提至最高限位处，停止上提控制棒G1；当控制棒G2继续单独上提至S3步时，则控制棒G3开始上提，控制棒G2及控制棒G3开始叠步运行，直至S4步时，控制棒G2及控制棒G3的叠步控制结束；
3a)根据步骤2a)，完成全部控制棒由堆芯底部提棒至堆芯顶部过程中；
4a)控制棒Gn下插至S2(n-1)步时，控制棒Gn-1开始下插，控制棒Gn及控制棒Gn-1开始叠步下插；控制棒Gn下插至S2(n-1)-1步时，控制棒Gn已经下插至最下限，停止控制棒Gn下插，控制棒Gn-1开始单独下插至S2(n-1)-2步时，控制棒Gn-2开始下插，控制棒Gn-2及控制棒Gn-1开始叠步下插，直至S2(n-1)-3步结束；
5a)根据步骤4a)，全部控制棒由堆芯顶部下插至堆芯底部过程中；
后一个周期的具体操作为：
1b)控制棒G1、控制棒G2、控制棒G3、控制棒G4....控制棒Gn之间形成叠步区域S2-S1、叠步区域S4-S3、叠步区域S6-S5...及叠步区域S2(n-1)-1-S2(n-1)；
2b)控制棒Gn的上限位Hn-1对应控制棒Gn-1的下限位H1；控制棒Gn的顶部H0对应控制棒Gn-1的下限位H1，即当控制棒Gn上提至S1步时，控制棒Gn-1开始上提，控制棒Gn及控制棒Gn-1开始叠步运行；当控制棒Gn-1上提至S2步时，控制棒Gn上提至最高限位处，停止上提控制棒Gn；当控制棒Gn-1继续单独上提至S3步时，则控制棒Gn-2开始上提，控制棒Gn-1及控制棒Gn-2开始叠步运行，直至S4步时，控制棒Gn-1及控制棒Gn-2的叠步控制结束；
3b)根据步骤2b)，完成全部控制棒由堆芯底部提棒至堆芯顶部过程中；
4b)控制棒G1下插至S2(n-1)步时，控制棒G2开始下插，控制棒G1及控制棒G2开始叠步下插；控制棒G1下插至S2(n-1)-1步时，控制棒G1已经下插至最下限，停止控制棒G1下插，控制棒G2开始单独下插至S2(n-1)-2步时，控制棒G3开始下插，控制棒G3及控制棒G2开始叠步下插，直至S2(n-1)-3步结束；
5b)根据步骤4b)，全部控制棒由堆芯顶部下插至堆芯底部过程中。
步骤1a)之前还包括：
对各控制棒进行价值刻度，以刻度出各控制棒的微分价值及积分价值；
绘制各控制棒的积分反应性价值曲线及其微分反应性价值曲线；
确定各控制棒的积分反应性价值曲线与微分反应性价值曲线的控制棒价值近似线性区，其中，控制棒的总高为H0，控制棒价值近似线性区的下限位为H1，上限位为H2。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的反应堆控制棒叠步控制方法在具体操作时，非线性段采用不同组控制棒的叠步运行模式，以保证其叠步区域的控制棒微分价值较为平稳或者积分价值接近线性，在运行过程中，定期切换控制棒的叠步顺序，以确保反应堆功率分布和燃耗均匀，使得反应堆功率分布和燃耗更加均匀，有利于反应堆的安全运行。
附图说明
图1为单个反应堆控制棒的微分、积分反应性价值示意图；
图2为多个反应堆控制棒叠步控制示意图及叠步之后对应的微分反应性价值示意图；
图3为多个反应堆控制棒切换叠步顺序控制示意图。
其中，1为控制棒积分反应性价值曲线、2为控制棒微分反应性价值曲线、3为控制棒价值近似线性区、4为控制棒叠步区域、5为控制棒叠步后的微分反应性价值曲线。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
本发明所述的反应堆控制棒叠步控制方法，相邻两个周期的控制过程不同，其中，前一个周期的具体操作为：
1a)控制棒G1、控制棒G2、控制棒G3、控制棒G4....控制棒Gn之间形成叠步区域S2-S1、叠步区域S4-S3、叠步区域S6-S5...及叠步区域S2(n-1)-1-S2(n-1)；
2a)控制棒G1的上限位H2对应控制棒G2的下限位H1；控制棒G1的顶部H0对应控制棒G2的下限位H1，即当控制棒G1上提至S1步时，控制棒G2开始上提，控制棒G1及控制棒G2开始叠步运行；当控制棒G2上提至S2步时，控制棒G1上提至最高限位处，停止上提控制棒G1；当控制棒G2继续单独上提至S3步时，则控制棒G3开始上提，控制棒G2及控制棒G3开始叠步运行，直至S4步时，控制棒G2及控制棒G3的叠步控制结束；
3a)根据步骤2a)，完成全部控制棒由堆芯底部提棒至堆芯顶部过程中；
4a)控制棒Gn下插至S2(n-1)步时，控制棒Gn-1开始下插，控制棒Gn及控制棒Gn-1开始叠步下插；控制棒Gn下插至S2(n-1)-1步时，控制棒Gn已经下插至最下限，停止控制棒Gn下插，控制棒Gn-1开始单独下插至S2(n-1)-2步时，控制棒Gn-2开始下插，控制棒Gn-2及控制棒Gn-1开始叠步下插，直至S2(n-1)-3步结束；
5a)根据步骤4a)，全部控制棒由堆芯顶部下插至堆芯底部过程中；
后一个周期的具体操作为：
1b)控制棒G1、控制棒G2、控制棒G3、控制棒G4....控制棒Gn之间形成叠步区域S2-S1、叠步区域S4-S3、叠步区域S6-S5...及叠步区域S2(n-1)-1-S2(n-1)；
2b)控制棒Gn的上限位Hn-1对应控制棒Gn-1的下限位H1；控制棒Gn的顶部H0对应控制棒Gn-1的下限位H1，即当控制棒Gn上提至S1步时，控制棒Gn-1开始上提，控制棒Gn及控制棒Gn-1开始叠步运行；当控制棒Gn-1上提至S2步时，控制棒Gn上提至最高限位处，停止上提控制棒Gn；当控制棒Gn-1继续单独上提至S3步时，则控制棒Gn-2开始上提，控制棒Gn-1及控制棒Gn-2开始叠步运行，直至S4步时，控制棒Gn-1及控制棒Gn-2的叠步控制结束；
3b)根据步骤2b)，完成全部控制棒由堆芯底部提棒至堆芯顶部过程中；
4b)控制棒G1下插至S2(n-1)步时，控制棒G2开始下插，控制棒G1及控制棒G2开始叠步下插；控制棒G1下插至S2(n-1)-1步时，控制棒G1已经下插至最下限，停止控制棒G1下插，控制棒G2开始单独下插至S2(n-1)-2步时，控制棒G3开始下插，控制棒G3及控制棒G2开始叠步下插，直至S2(n-1)-3步结束；
5b)根据步骤4b)，全部控制棒由堆芯顶部下插至堆芯底部过程中。
步骤1a)之前还包括：
对各控制棒进行价值刻度，以刻度出各控制棒的微分价值及积分价值；
绘制各控制棒的积分反应性价值曲线(1)及其微分反应性价值曲线(2)；
确定各控制棒的积分反应性价值曲线(1)与微分反应性价值曲线(2)的控制棒价值近似线性区(3)，其中，控制棒的总高为H0，控制棒价值近似线性区(3)的下限位为H1，上限位为H2。
实施例一
参考图1，本实施例中N＝4，本实施例包括以下步骤：
1)对各控制棒进行价值刻度，以刻度出各控制棒的微分价值及积分价值；
2)绘制各控制棒的积分反应性价值曲线1及其微分反应性价值曲线2；
3)确定各控制棒的积分反应性价值曲线1与微分反应性价值曲线2的控制棒价值近似线性区3，其中，控制棒的总高为H0，控制棒价值近似线性区3的下限位为H1，上限位为H2；
4)控制棒GA、控制棒GB、控制棒GC及控制棒GD之间形成叠步区域S2-S1、叠步区域S4-S3及叠步区域S6-S5；
5)提棒过程为：控制棒GA的上限位H2对应控制棒GB的下限位H1；控制棒GA的顶部H0对应控制棒GB的下限位H1，即当控制棒GA上提至S1步时，控制棒GB开始上提，控制棒GA及控制棒GB开始叠步运行；当控制棒GB上提至S2步时，控制棒GA上提至最高限位处，停止上提控制棒GA；控制棒GA与控制棒GB的同时提棒形成控制棒叠步区域4，当控制棒GB继续单独上提至S3步时，则控制棒GC开始上提，控制棒GB及控制棒GC开始叠步运行，直至S4步时，控制棒GB及控制棒GC的叠步控制结束；
6)根据步骤5)，完成全部控制棒由堆芯底部提棒至堆芯顶部过程中，控制棒GA、控制棒GB、控制棒GC及控制棒GD之间形成多个控制棒叠步区域4；
7)控制棒GD下插至S6步时，控制棒GC开始下插，控制棒GD及控制棒GC开始叠步下插；控制棒GD下插至S5步时，控制棒GD已经下插至最下限，停止控制棒GD下插，控制棒GC开始单独下插至S4步时，控制棒GB开始下插，控制棒GB及控制棒GC开始叠步下插，直至S3步结束；
8)根据步骤6)，全部控制棒由堆芯顶部下插至堆芯底部过程中，控制棒GA、控制棒GB、控制棒GC及控制棒GD之间形成多个控制棒叠步区域4。
控制棒GA、控制棒GB、控制棒GC及控制棒GD之间形成多个控制棒叠步区域4，控制棒全行程过程中的控制棒微分价值较为稳定，形成控制棒叠步后的微分反应性价值曲线5。控制棒GA的位置始终比控制棒GD高，可能导致控制棒GA的区域燃耗高，控制棒GD的区域燃耗低，堆芯功率分布不均匀。为避免此情况，运行一定时间后进行控制棒叠步顺序的切换，参考图3所示。即控制棒上提的过程中，控制棒动作顺序由控制棒GA、控制棒GB、控制棒GC及控制棒GD切换至控制棒GD、控制棒GC、控制棒GB及控制棒GA；控制棒下插的过程中，控制棒动作顺序由控制棒GD、控制棒GC、控制棒GB及控制棒GA切换至控制棒GA、控制棒GB、控制棒GC及控制棒GD。

Claims (8)

1.一种反应堆控制棒叠步控制方法，其特征在于，相邻两个周期的控制过程不同，其中，前一个周期的具体操作为：
1a)控制棒G1、控制棒G2、控制棒G3、控制棒G4....控制棒Gn之间形成叠步区域S2-S1、叠步区域S4-S3、叠步区域S6-S5...及叠步区域S2(n-1)-1-S2(n-1)；
2a)控制棒G1的上限位H2对应控制棒G2的下限位H1；控制棒G1的顶部H0对应控制棒G2的下限位H1，即当控制棒G1上提至S1步时，控制棒G2开始上提，控制棒G1及控制棒G2开始叠步运行；当控制棒G2上提至S2步时，控制棒G1上提至最高限位处，停止上提控制棒G1；当控制棒G2继续单独上提至S3步时，则控制棒G3开始上提，控制棒G2及控制棒G3开始叠步运行，直至S4步时，控制棒G2及控制棒G3的叠步控制结束；
3a)根据步骤2a)，完成全部控制棒由堆芯底部提棒至堆芯顶部过程中；
4a)控制棒Gn下插至S2(n-1)步时，控制棒Gn-1开始下插，控制棒Gn及控制棒Gn-1开始叠步下插；控制棒Gn下插至S2(n-1)-1步时，控制棒Gn已经下插至最下限，停止控制棒Gn下插，控制棒Gn-1开始单独下插至S2(n-1)-2步时，控制棒Gn-2开始下插，控制棒Gn-2及控制棒Gn-1开始叠步下插，直至S2(n-1)-3步结束；
5a)根据步骤4a)，全部控制棒由堆芯顶部下插至堆芯底部过程中；
后一个周期的具体操作为：
1b)控制棒G1、控制棒G2、控制棒G3、控制棒G4....控制棒Gn之间形成叠步区域S2-S1、叠步区域S4-S3、叠步区域S6-S5...及叠步区域S2(n-1)-1-S2(n-1)；
2b)控制棒Gn的上限位Hn-1对应控制棒Gn-1的下限位H1；控制棒Gn的顶部H0对应控制棒Gn-1的下限位H1，即当控制棒Gn上提至S1步时，控制棒Gn-1开始上提，控制棒Gn及控制棒Gn-1开始叠步运行；当控制棒Gn-1上提至S2步时，控制棒Gn上提至最高限位处，停止上提控制棒Gn；当控制棒Gn-1继续单独上提至S3步时，则控制棒Gn-2开始上提，控制棒Gn-1及控制棒Gn-2开始叠步运行，直至S4步时，控制棒Gn-1及控制棒Gn-2的叠步控制结束；
3b)根据步骤2b)，完成全部控制棒由堆芯底部提棒至堆芯顶部过程中；
4b)控制棒G1下插至S2(n-1)步时，控制棒G2开始下插，控制棒G1及控制棒G2开始叠步下插；控制棒G1下插至S2(n-1)-1步时，控制棒G1已经下插至最下限，停止控制棒G1下插，控制棒G2开始单独下插至S2(n-1)-2步时，控制棒G3开始下插，控制棒G3及控制棒G2开始叠步下插，直至S2(n-1)-3步结束；
5b)根据步骤4b)，全部控制棒由堆芯顶部下插至堆芯底部过程中。
2.根据权利要求1所述的反应堆控制棒叠步控制方法，其特征在于，步骤1a)之前还包括：
对各控制棒进行价值刻度，以刻度出各控制棒的微分价值及积分价值。
3.根据权利要求2所述的反应堆控制棒叠步控制方法，其特征在于，步骤1a)之前还包括：绘制各控制棒的积分反应性价值曲线(1)及其微分反应性价值曲线(2)。
4.根据权利要求3所述的反应堆控制棒叠步控制方法，其特征在于，步骤1a)之前还包括：确定各控制棒的积分反应性价值曲线(1)与微分反应性价值曲线(2)的控制棒价值近似线性区(3)。
5.根据权利要求4所述的反应堆控制棒叠步控制方法，其特征在于，控制棒的总高为H0。
6.根据权利要求5所述的反应堆控制棒叠步控制方法，其特征在于，控制棒价值近似线性区(3)的下限位为H1。
7.根据权利要求6所述的反应堆控制棒叠步控制方法，其特征在于，控制棒价值近似线性区(3)的上限位为H2。
8.根据权利要求1所述的反应堆控制棒叠步控制方法，其特征在于，N＝4。
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