落棒事故是指在功率運行時一束或幾束控制棒落入堆芯引起功率畸變的瞬態事故。但是在事故的瞬態初期,由於功率的急劇下降而觸發停堆,反應堆便趨於安全。當反應堆發生落棒事故時,燃料芯塊與包殼的相互作用瞬間增強,易造成燃料棒破損,從而影響核電站的正常運行。
基本介紹
- 中文名:落棒事故
- 外文名:rod drop accident
- 類型:反應堆事故
- 後果:損壞燃料棒
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控制棒
為了控制鏈式反應的速率在一個預定的水平上,需用吸收中子的材料做成吸收棒,稱之為控制棒和安全棒。控制棒用來補償燃料消耗和調節反應速率;安全棒用來快速停止鏈式反應。吸收體材料一般是硼、碳化硼、鎘、銀銦鎘等。冷卻系統中的冷卻劑:為了將裂變的熱導出來,反應堆必須有冷卻劑,常用的冷卻劑有輕水、重水、氦和液態金屬鈉等。
後果
當反應堆發生落棒事故時,單根或多根控制棒落入堆芯,堆芯功率和反應性將立即降低。如果落棒未被探測到而缺乏保護動作,反應堆冷卻劑和二次側系統之間的不平衡將使堆芯入口溫度下降。此後在反饋效應和控制棒調節系統的作用下,堆芯核功率將上升,直至達到新的一、二迴路平衡狀態。
除堆芯功率水平變化外,落棒事故還使堆芯徑向功率分布發生畸變,而事故發生後調節棒組的提升又將引起堆芯軸向功率再分布(功率峰值偏向堆芯頂部)。因此,發生落棒事故時,堆芯的局部功率峰將遠高於正常運行時的功率。在高功率區的燃料棒軸向段,燃料芯塊和包殼的熱膨脹作用比穩態時更加劇烈,燃料芯塊與包殼的相互作用瞬間增強,與芯塊輻照腫脹、燃料棒包殼向內蠕變等穩態作用機制一起,使包殼承受大的載荷。當包殼的應力超過包殼的屈服強度時,造成燃料棒包殼塑性變形甚至破損。
事故檢驗
在落棒事故分析中,首先確認該事故發生後能否緊急停堆,若安全參數的設定值能導致緊急停堆則是安全的。然後對不能停堆的最惡劣工況進行校核和熱工水力分析,檢驗DNBR準則。
對於落棒事故評價,除了檢驗通用關鍵安全參數外,還必須對BOL和EOL工況附加檢驗特定關鍵安全參數。檢驗時應保守地確定停堆條件和考慮最大反饋,採用最小慢化劑密度係數和都卜勒功率係數(絕對值)。