反应堆热态启动

核电厂处于热停堆，一回路温度与压力接近零功率额定值时，可直接启动反应堆使之达到临界的过程称作反应堆热态启动，热态启动包括碘坑过程中的启动，要求机组短时间停运并保持冷却剂温度在280℃以上。

简介与火电厂不同，核电厂的启动是指从反应堆冷态次临界状态到并网发电；停运是指从电网解列回到冷态次临界状态。这个过程包括几个阶段：①在冷态次临界状态或冷停堆时的冷态启动；②在热态次临界状态或热停堆时的热态启动；③低功率运行；④并网发电。热态启动是冷态启动过程中的一个阶段。低功率运行是一种过渡工况，既包括只带厂用电负荷运行状态，也包括向电网送电的准备状态。不同堆型核电厂的启动与停运方式各有其特点。下面以压水堆核电厂为例说明正常启动与正常停运的主要阶段与特点。1

启动步骤并网发电及提升功率反应堆功率上升到约为额定功率的10%~15%时，发电机进行并网，并带最小负荷（约为发电机额定功率的5%)运行。逐渐关闭向汽轮机凝汽器排汽的旁通阀，使反应堆与汽轮机之间达到功率平衡。继续增加负荷，当反应堆功率超过额定功率的15%时，将反应堆控制从手动切换到自动。

功率运行压水堆核电厂带功率运行时，一般采用一回路中的一次冷却剂进、出口水温的平均温度进行调节。当负荷变化时，改变控制棒在堆芯的插入深度以改变反应堆的出力，使一、二回路之间达到新的平衡。同时调整一回路中的一次冷却剂硼浓度，使控制棒在最优位置，以保证堆芯的功率分布偏差不超过规定值。2

碘坑过程中的启动概念碘坑过程中的启动 碘坑过程中的启动属于热态启动。一般指在满功率运行达到平衡氙毒后热停堆不久的启动。停堆后，裂变产物中的主要毒物Xe的变化分为三个阶段。第一阶段，由于Xe的消失速度减慢，氙毒逐渐增加，反应性损失增大，称为积毒阶段。第二阶段约在停堆后11h，氙毒达到最大值，反应性损失最大，又称碘坑最大值。第三阶段，Xe的衰变速度大于Xe的产生速度，氙毒逐渐减小，反应性损失减小，称为消毒阶段。约在停堆24h后，氙毒基本消失。

操作注意事项碘坑过程中的启动带来一定的操作复杂性。

（1）积毒阶段启动：可直接按顺序提升调节棒组使反应堆达到临界。在接近临界时，应避免进行使一次冷却剂平均温度突变或一次冷却剂中硼稀释的操作。

（2）最大碘坑中启动：在反应堆的燃料循环中后期，碘坑深度可能大于停堆时的剩余反应性。这时即使把控制棒组全部提出，也不可能使反应堆达到临界。只有对反应堆冷却剂进行适当的硼稀释操作，才有可能使反应堆启动。但反应堆一旦启动后，随着功率的提升，毒素氙因大量吸收中子而迅速减少，使得反应性相应地上升。此时又需要对一次冷却剂加硼。因此在最大碘坑中启动，操作十分复杂，且产生大量废水，所以应尽量避免这种情况。反应堆在寿期末，在最大碘坑中可能根本无法启动。

（3）在消毒阶段启动：由于氙的自发衰变引入了正反应性，因而不再需要对一次冷却剂进行硼稀释操作。相反，在进行临界估算时为了避免反应堆在零功率棒位以下临界，可能还需要进行适当的硼化。此时的操作必须十分小心，防止反应性引入速率过大而出现短周期事故。3

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王宁 - 副教授 - 西南大学