基本介紹
- 中文名：重水堆反應性控制裝置
- 外文名：reactivity controlunit of HWR
在CANDU型反應堆中，反應性控制裝置不僅包括反應性調節裝置和安全停堆裝置，還包括反應堆功率(注量率)測量裝置。其中反應性調節裝置包括液體區域控制裝置、調節棒裝置和機械控制吸收棒裝置；安全停堆裝置包括第1停堆系統中的停堆棒裝置和第2停堆系統中的液體注射停堆裝置；反應堆功率(注量率)測量裝置包括注量率探測器裝置和電離室裝置。
液體區域控制裝置(liquid zone control unit)是位於反應性控制機構平台和排管容器底部之間的垂直管狀構件。重水堆堆芯分隔成14個艙室，艙室中可充以所需水位的輕水。每個艙室各有4根管子，其中2根管子用於輕水的流進和流出，2根管子用於覆蓋氣體氦的流進和流出。艙室中的水位由氦泡系統來測量，並通過水入口處的控制閥來控制，如圖1所示。
圖1 液體區域控制裝置
圖1 液體區域控制裝置1—水；2—氦氣；3—螺母；4—擠壓式墊圈；5—接線板；6—禁止塞；7—區域控制管；8—水和氦氣管；9—管子支承；10—氦起泡波紋管；
11—水進口；12—艙壁；13—擋板；14—氦出口；15—氦進口；16—水出口；17—氦平衡波紋管；18—鍵；19—彈簧；20—定位器螺紋
由於輕水在重水堆中是一種毒物，所以改變艙室中的輕水量就可以控制各區域中的反應性和中子注量率，包括控制堆芯氙振盪。
調節棒裝置(adjuster unit)在CANDU-6型堆中共有21個，每個由1根調節棒、1根垂直導向管及導向管的延伸部分、套管及禁止塞和1台驅動機構組成。調節棒的吸收體由薄壁不鏽鋼管和中央的不鏽鋼補償棒構成。棒懸掛於不鏽鋼絲繩上，由驅動機構驅動調節棒的升降或在堆芯中保持不動。主要用於整形堆芯功率分布、氙毒的補償和換料機不可利用時的燃料燃耗補償。
停堆棒裝置(shutoff unit)由一不鏽鋼管包覆的管狀鎘吸收棒、垂直導向管、禁止塞、棒位指示器和1台驅動機構組成，如圖2所示。停堆棒裝置在緊急情況下由停堆邏輯線路觸發，使鎘棒迅速插入堆芯，實現停堆。
圖2 停堆棒和控制吸收棒裝置
圖2 停堆棒和控制吸收棒裝置停堆棒懸掛於驅動機構絞輪的不鏽鋼絲繩上，驅動機構安裝於套筒管頂部的反應性機構平台的上方。絞輪經過自鎖齒輪組由電磁摩擦離合器與電動機聯軸。當離合器由緊急停堆信號解開時，釋放絞輪，棒在重力作用下掉落，且有一壓縮彈簧賦予一個小的加速度。棒落至全行程時，被驅動機構內的旋轉水力阻尼器所制動。當離合器由緊急停堆消除信號通電合上時，棒由驅動機構的絞輪提升。棒的位置由絞輪上的旋轉電位計測量。還設有一個棒位即時指示器，直接監測棒位置。在反應堆的壽期內，驅動機構設計的循環次數為2000次。
由垂直配置的開孔鋯合金導向管為棒的升、降和掉落提供導向。導向管安裝在靠近排管容器殼體頂部的套管底端，並緊固在排管容器底部的定位器上。
機械控制吸收棒裝置(mechanical control absorber unit)與停堆棒裝置的結構基本相同，所不同的只是吸收棒裝置中沒有加速彈簧和棒位即時指示器，它也表示在圖2中。其主要功能是當液體區域控制系統調節能力不適應時，提供快的反應性變化速率或更大的停堆深度，或希望快速降功率又不致停堆時，就使用機械控制吸收棒。
液體注射停堆裝置(liquid injection shutdown unit)在堆內部分包括堆內注射管嘴、注射管、套筒管及排管容器堆腔室壁的貫穿件等。堆外部分包括釓壓力容器(毒物箱)、加壓氦供應箱、毒物混合箱、疏排箱、閥門和管道等。該裝置可直接向排管容器中的重水慢化劑注入吸收中子的硝酸釓溶液，使反應堆迅速停堆。注入硝酸釓溶液的動作由第2停堆系統的信號觸發，其觸發整定值通常要定在第1停堆系統首先動作失效後再觸發。
注量率探測器裝置(flux detector unit)共33個，垂直的26個，水平的7個。每一裝置包含一個注量率探測器組件和一個導向管組件。導向管中插有12個鋯合金豎管，其中11個豎管用以插入直線單體更換式自給能探測器，第12根豎管備用作移動式注量率探測器，這是一個外徑為3.0mm和長25mm的微型裂變室。探測器有兩類：一類是快回響的鉑探測器，對中子和γ注量率都敏感。另一類是慢回響的釩探測器，只對中子注量率敏感。注量率探測器組件連同封套管是在工廠里組裝的。
反應堆內裝有垂直的和水平的注量率探測器裝置。每個水平探測器裝置只有快回響的安全探測器，其信號送到第2停堆系統。垂直探測器裝置將快回響的安全探測器信號送到第1停堆系統，另有快回響的信號送到反應堆功率調節系統。此外，垂直探測器還裝有大量的慢回響的釩探測器，其信號輸送到注量率繪圖系統，繪製注量率分布圖，供燃料管理及刻度快回響的鉑探測器之用。
