资源简介
ICS 27.120.99 CCS F65
NB
中华 人民 共和 国能 源行 业标 准
NB/T 20733—2025
压水堆核电厂动态刻棒试验方法
Dynamic rod worth measurement test method of pressurized water reactor nuclear
power plants
2025-06-30 发布 2025-12-30 实施
国家能源局发 布
目次
前言 II
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 试验目的 1
5 数据准备 2
6 试验要求 2
7 试验条件 3
8 试验步骤 3
9 验收准则 3
附录 A (资料性附录) 修正因子计算公式 4
I
前言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本文件由能源行业核电标准化技术委员会提出。
本文件由中国核电发展中心归口。
本文件起草单位：中广核研究院有限公司、中国核动力研究设计院、上海核工程研究设计院股份有限公司、中核核电运行管理有限公司、上海核星核电科技有限公司。
本文件主要起草人：于超、林俊、徐昌恒、包鹏飞、何明涛、付学峰、李志军、蔡德昌、蔡云、杨庆湘、代前进、王涛。
II
1 范围
本文件描述了压水堆核电厂动态刻棒试验方法。
本文件适用于压水堆核电厂动态刻棒试验。
2 规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
反应性ρ reactivity
表征链式核裂变反应介质或系统偏离临界程度的一个参数，公式为：
式中：
keff — 有效增殖因子
注：反应性ρ为正值相应于超临界状态，负值相应于次临界状态，为零相应于临界状态。
3.2
反应性仪 reactivity meter(computer)
采用与中子注量率呈正比的堆外核测量信号来计算堆芯反应性的装置，反应性的常用度量方式为pcm，1pcm = 10-5。
3.3
动态刻棒 dynamic rod worth measurement
一种快速测量控制棒价值的试验方法。该方法通过快速连续插入控制棒， 获得堆外探测器电流响应后进行空间效应修正，得到控制棒价值。
3.4
本底噪声电流 background noise current
探测器电流中由中子裂变以外因素产生的电流部分，不随堆芯反应性变化而呈现中子动力学规律变化，作为背景信号成分体现在探测器电流信号中，又称为背景噪声电流。
4 试验目的
1
4.1 动态刻棒试验的目的主要是采用动态刻棒方法，完成控制棒价值测量。
4.2 动态刻棒试验过程的数据，也可用于进行反应性平衡计算完成控制棒全部提出工况的临界硼浓度测量。
5 数据准备
5.1 响应因子计算
5.1.1 探测器响应因子实际表征反应堆堆芯各位置处产生的中子到达堆外探测器造成探测器电流响应的概率。
5.1.2 响应因子可采用蒙特卡罗方法或确定论方法程序进行固定源中子输运计算。
5.1.3 当物理启动试验时堆芯主要状态参数(如堆芯温度、压力)、堆内外结构及探测器没有改变时，响应因子可保持不变。
5.2 修正因子计算
5.2.1 修正因子通过理论模拟控制棒的插入过程而获得。
5.2.2 动态刻棒的修正因子包括静态修正因子和动态修正因子，静态修正因子和动态修正因子的计算公式示例见附录 A。
5.2.3 静态修正因子：修正插棒过程中由于堆芯稳态功率分布形状变化导致的堆外探测器响应变化。
5.2.4 动态修正因子：修正缓发中子效应导致的堆外探测器响应变化。
5.3 本底噪声修正
5.3.1 动态刻棒实施时反应堆会偏离临界较远,探测器电流会降至较低水平，应进行本底噪声修正。
5.3.2 本底噪声电流可通过试验测量获得，测量时堆芯次临界度应大于 1 个有效缓发中子份额对应的反应性，并保持稳定。
5.3.3 动态刻棒试验过程，测量所得探测器电流应扣除本底噪声电流后再进行反应性计算。
6 试验要求
6.1 试验使用的仪器应经过检定合格并在有效期内。
6.2 堆芯功率水平应维持在多普勒点以下，或者修正因核发热效应带来的试验误差。
6.3 监测控制棒开始下插时堆芯的功率水平，确保控制棒移动过程中堆芯的功率水平在量程范围内。
6.4 在控制棒下插过程中，可能导致源量程重新投用，在提棒过程中应及时闭锁源量程，避免触发源量程停堆信号。
6.5 控制棒上提过程，应注意反应堆仪表系统指示的周期，当周期较短时，应控制提棒速度。
6.6 当试验过程出现修正因子、起止棒位、起止时刻、本底噪声电流等人为设置错误时，可采用离线分析方法，利用试验期间原始记录的探测器电流，重新进行数据处理得到测量结果。
6.7 当被测棒测量价值不满足验收准则时，应检查试验条件和动态刻棒因子文件等影响因素，对超标控制棒使用动态刻棒或对堆芯设计模型的预测修正依赖更少的方法进行重新测量。
6.8 当被测棒测量价值仍不满足验收准则时，应考虑对反应堆安全的影响。
2
7 试验条件
7.1 硬件及软件
7.1.1 反应性仪应具备动态刻棒试验功能，并能够修正空间效应。
7.1.2 测量设备应具备宽量程或量程自动切换功能，且最小测量能力应低于本底噪声电流。
7.1.3 用于反应性计算的探测器信号宜考虑进行滤波。
7.1.4 应使用三维核设计分析的堆芯计算程序实现堆芯稳态与瞬态过程的模拟。
7.2 先决条件
7.2.1 反应堆首次临界试验已完成。
7.2.2 反应性仪的校验试验已完成。
7.2.3 核发热点确认工作已完成。
7.3 初始状态
7.3.1 一回路平均温度与参考温度偏差应在±2℃范围内，保持稳定。
7.3.2 一回路平均压力与参考压力偏差应在±0.2MPa 范围内，保持稳定。
7.3.3 试验前应确认稳压器与一回路的硼充分均匀混合。一回路上同一取样点连续三次(间隔时间≥15分钟)硼浓度值与平均值的偏差应小于 10ppm(该值对应天然硼的硼浓度)，且无明显变化趋势。
7.3.4 除待测棒插入堆芯用于维持临界状态之外，其余棒应处于全提出状态，或者其插入状态已经在修正因子计算过程中考虑;待测棒的插入价值应小于 75pcm 或该价值对应的倍增周期在 50s - 100s 范围内。
7.3.5 所有控制棒的棒速已设置为动态刻棒试验要求的棒速。
7.3.6 所有控制棒的模式已设置为动态刻棒试验要求的模式。
8 试验步骤
8.1 动态刻棒试验前，将点堆动力学参数及修正因子输入到反应性仪中。
8.2 反应堆处于稳定临界状态且所有控制棒均处于全提或全提附近时，将反应性仪功能切换至动态刻棒试验模式，开始记录测量过程电流。
8.3 当反应堆功率持续增长至预设功率水平时，插入待测控制棒，并通过硬件或软件记录控制棒插入时刻，等待控制棒插至目标棒位。
8.4 待测控制棒插至目标棒位后，通过硬件或软件记录控制棒到达目标棒位时刻。
8.5 输入控制棒起止棒位及时刻，由反应性仪软件进行数据处理获得控制棒价值。
8.6 将待测棒逐渐提升至全提位置，提升功率。
8.7 重复执行步骤 8.2 至 8.6 内容，完成所有控制棒价值测量。
8.8 完成所有控制棒价值测量后，维持功率稳定。
9 验收准则
采用动态刻棒试验方法测量的棒价值结果与预计值的偏差应满足设计准则。
附录 A
(资料性附录)
修正因子计算公式
本附录给出一种典型的动态刻棒静态修正因子及动态修正因子计算公式。
静态修正因子(SSF)表征不同棒位下的静态堆外探测器信号值与控制棒全提状态下信号值的比值，其定义为：
SDTRrod_in ,x — 理论模拟获得的控制棒x 插入时堆外探测器信号值。
SDTRARO — 理论模拟获得的控制棒全提时堆外探测器信号值。
r — 控制棒棒位。
动态修正因子(DSF)表征静态棒价值与“测量”反应性之间的对应关系，其定义为：
ρstatic — 静态棒价值，单位为 pcm。
ρkinetic — 由模拟的探测器信号值获得的反应性绝对值，单位为 pcm。
v v — 控制棒插入速度，单位为步/分钟(假设控制棒下插过程中保持匀速运动)。
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