核仪器概论教学课件ppt堆芯中子测量

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1、核仪器概论第十一节核电站与核反应堆用核仪器一、教学目的1）学习测量中子的方法和测量中子的仪器、仪表设计。2）掌握核电站与核反应堆用核仪器的设计原理和方法，关注理论与实践的结合。3）学习驾驭已学核仪器用于核电站与核反应堆的方法和构成系统的能力。4）了解工程项目实施的方法，遵循的标准和法规，了解工程项目从立项、设计、生产、验收的过程，提高协调各个接口的能力。3二、课程安排，（共5节）1、中子的测量1.1反应堆的中子注量率分布及测量1.2强辐射场下的中子注量率测量1.3高中子注量率的计数脉冲测量。2、中子的测量

2、2.1中子注量率变化率的测量。2.2大型体中子源中子注量率的测量。2.3低中子注量率的测量。3、中子的控制3.1控制棒控制系统3.2棒位测量系统3.3停堆保护系统3.4保护系统相关法规和设计原则4、提高系统可靠性的方法4.1保护系统相关设计原则的实施4.2满足可靠性要求的方法4.3质量保证5、核电站的仪控系统5.1核电站仪控系统的设计原则5.2核电站数字化仪控系统简介5.3反应堆用核仪器的发展趋势*核电站与核反应堆用核仪器的特点1）使用环境的特殊性。高温、高湿、强辐射。2）方案选择的“多样性”。多种方案可选

3、择，各有利弊。3）各学科知识的交叉，“拿来主义”。从使用的角度掌握。4）核仪器系统的待完善性。系统往往存在不足，需不断改进。压水堆核电站简介核裂变的物理过程235U+n→236U*+6.545MeV236U*→X+Y+(2～3n)+208MeV104110-11021010-210-310310610510711010210310410-1(eV)σf裂变截面σf,单位“巴”b=10-24cm2核电站简介核电站主要设备反应堆厂房：内外壳2.环形吊车3.喷淋装置4.设备阀门5.换料机6.蒸汽发生器7.主蒸汽管

4、道8.主给水管道9.控制棒驱动装置10.反应堆压力容器11.主泵12.主管道13.化学和容积控制系统热交换器14.堆芯熔融物展开区15.安全壳内换料水储存箱16.余热排出系统热交换器17.安注箱18.稳压器19.主蒸汽阀门20.给水阀21.主蒸汽安全和释放阀排放消音器22.安全厂房,2区23.主控制室24.计算机房25.除盐水池,2区27应急给水泵28.中压安注泵倒多数30.开关装置31.仪控机柜43.燃料转运管第一节中子注量率与反应堆功率第二节中子测量慢中子：能量为0—1keV中能中子：能量为1keV—1

5、00keV快中子：能量为100keV—10MeV热中子：是一个常用术语，它除了代表能量为0.005～0.5eV的中子之外，还常用来表示快中子慢化而达到与周围介质原子处于热平衡状态的中子。中子探测器的基本原理和过程中子和原子核发生相互作用来探测中子，有下列四种基本过程：核反应法。（n，α）（n，P）；核反冲法（n，n）；核裂变法。（n，f）；活化法（n，γ）。第三节反应堆中的中子分布通常用中子注量率表示中子场特征。反应堆活性区内平均中子通量（中子注量率）可按下式估算：中子/cm2·秒式中，N为中子密度，n/c

6、m3；ν为中子速度，cm/s；P为反应堆功率（瓦），λ为中子在活性区的平均自由程，cm；V为活性区体积，cm3。第四节堆芯中子注量率测量1.堆芯主要测量控制的内容1）堆芯中子通量分布；了解反应堆功率密度分布。确定调整的方向和方法。2）每个燃料组件的出水口温度；燃料组件的反应程度和冷却水流动情况。防止燃料组件融化事故。3）冷却水水位。防止堆芯失水事故的发生。1.1堆芯中子注量率测量技术目前世界上核电站所采用的堆芯中子注量率测量系统分为三类。以美国为代表的自给能（包括堆芯温度测量系统）测量系统，七十年代以后的设

7、计，也称为固定式。以法国为代表的“L”型和以美国为代表的“U”型堆芯中子注量率测量系统，它们均采用采用移动式微型裂变室为探测器的测量系统，也称为移动式。以德国为代表的气动球测量系统。这三类测量系统各有各自的优缺点，也有把两种系统结合起来，达到优势互补。1.2“L”型堆芯中子通量测量系统“L”型以移动式微型裂变室为探测器的测量系统。带有螺旋电缆的微型裂变室由驱动装置的齿轮驱动，经过选择器、电动阀、止回阀、密封段、手动阀等设备后，进入插在堆芯燃料组件的指套管，来测量堆芯内的中子注量率水平。所有机械设备、探测器和

8、电气分配柜均放置在负标高的中子注量率测量室，而其他的控制柜，则放置在主控室附近，便于操作人员进行测量操作。1.2.1系统功能1）启动期间ａ）检查堆芯初始功率分布与设计期望的功率分布是否相符。ｂ）检验用于事故工况设计研究的热点因子是否保守。Ｃ）校准堆外核测量系统的电离室。ｄ）探测反应堆错装料事件。2）正常运行期间ａ）检查燃耗相对应的功率分布是否相符。ｂ）监测燃料组件的燃耗，实现燃料最佳化管理。Ｃ）校准堆外核测量系统