重水堆反应性控制装置
基本信息
- 中文名
重水堆反应性控制装置
- 外文名
reactivity controlunit of HWR
基本内容
在CANDU型反应堆中,反应性控制装置不仅包括反应性调节装置和安全停堆装置,还包括反应堆功率(注量率)测量装置。其中反应性调节装置包括液体区域控制装置、调节棒装置和机械控制吸收棒装置;安全停堆装置包括第1停堆系统中的停堆棒装置和第2停堆系统中的液体注射停堆装置;反应堆功率(注量率)测量装置包括注量率探测器装置和电离室装置。
液体区域控制装置(liquid zone control unit)是位于反应性控制机构平台和排管容器底部之间的垂直管状构件。重水堆堆芯分隔成14个舱室,舱室中可充以所需水位的轻水。每个舱室各有4根管子,其中2根管子用于轻水的流进和流出,2根管子用于覆盖气体氦的流进和流出。舱室中的水位由氦泡系统来测量,并通过水入口处的控制阀来控制,如图1所示。
1—水;2—氦气;3—螺母;4—挤压式垫圈;5—接线板;6—屏蔽塞;7—区域控制管;8—水和氦气管;9—管子支承;10—氦起泡波纹管;
11—水进口;12—舱壁;13—挡板;14—氦出口;15—氦进口;16—水出口;17—氦平衡波纹管;18—键;19—弹簧;20—定位器螺纹
由于轻水在重水堆中是一种毒物,所以改变舱室中的轻水量就可以控制各区域中的反应性和中子注量率,包括控制堆芯氙振荡。
调节棒装置(adjuster unit)在CANDU-6型堆中共有21个,每个由1根调节棒、1根垂直导向管及导向管的延伸部分、套管及屏蔽塞和1台驱动机构组成。调节棒的吸收体由薄壁不锈钢管和中央的不锈钢补偿棒构成。棒悬挂于不锈钢丝绳上,由驱动机构驱动调节棒的升降或在堆芯中保持不动。主要用于整形堆芯功率分布、氙毒的补偿和换料机不可利用时的燃料燃耗补偿。
停堆棒装置(shutoff unit)由一不锈钢管包覆的管状镉吸收棒、垂直导向管、屏蔽塞、棒位指示器和1台驱动机构组成,如图2所示。停堆棒装置在紧急情况下由停堆逻辑线路触发,使镉棒迅速插入堆芯,实现停堆。
停堆棒悬挂于驱动机构绞轮的不锈钢丝绳上,驱动机构安装于套筒管顶部的反应性机构平台的上方。绞轮经过自锁齿轮组由电磁摩擦离合器与电动机联轴。当离合器由紧急停堆信号解开时,释放绞轮,棒在重力作用下掉落,且有一压缩弹簧赋予一个小的加速度。棒落至全行程时,被驱动机构内的旋转水力阻尼器所制动。当离合器由紧急停堆消除信号通电合上时,棒由驱动机构的绞轮提升。棒的位置由绞轮上的旋转电位计测量。还设有一个棒位即时指示器,直接监测棒位置。在反应堆的寿期内,驱动机构设计的循环次数为2000次。
由垂直配置的开孔锆合金导向管为棒的升、降和掉落提供导向。导向管安装在靠近排管容器壳体顶部的套管底端,并紧固在排管容器底部的定位器上。
机械控制吸收棒装置(mechanical control absorber unit)与停堆棒装置的结构基本相同,所不同的只是吸收棒装置中没有加速弹簧和棒位即时指示器,它也表示在图2中。其主要功能是当液体区域控制系统调节能力不适应时,提供快的反应性变化速率或更大的停堆深度,或希望快速降功率又不致停堆时,就使用机械控制吸收棒。
液体注射停堆装置(liquid injection shutdown unit)在堆内部分包括堆内注射管嘴、注射管、套筒管及排管容器堆腔室壁的贯穿件等。堆外部分包括钆压力容器(毒物箱)、加压氦供应箱、毒物混合箱、疏排箱、阀门和管道等。该装置可直接向排管容器中的重水慢化剂注入吸收中子的硝酸钆溶液,使反应堆迅速停堆。注入硝酸钆溶液的动作由第2停堆系统的信号触发,其触发整定值通常要定在第1停堆系统首先动作失效后再触发。
注量率探测器装置(flux detector unit)共33个,垂直的26个,水平的7个。每一装置包含一个注量率探测器组件和一个导向管组件。导向管中插有12个锆合金竖管,其中11个竖管用以插入直线单体更换式自给能探测器,第12根竖管备用作移动式注量率探测器,这是一个外径为3.0mm和长25mm的微型裂变室。探测器有两类:一类是快响应的铂探测器,对中子和γ注量率都敏感。另一类是慢响应的钒探测器,只对中子注量率敏感。注量率探测器组件连同封套管是在工厂里组装的。
反应堆内装有垂直的和水平的注量率探测器装置。每个水平探测器装置只有快响应的安全探测器,其信号送到第2停堆系统。垂直探测器装置将快响应的安全探测器信号送到第1停堆系统,另有快响应的信号送到反应堆功率调节系统。此外,垂直探测器还装有大量的慢响应的钒探测器,其信号输送到注量率绘图系统,绘制注量率分布图,供燃料管理及刻度快响应的铂探测器之用。