第2章 技术规格书

5)余热排出系统与一回路系统连接(至少余热排出系统 的入口隔离阀门已经打开)。
(4)维修停堆模式(MCS)。本运行模式包括了如下特性
的所有反应堆标准工况： 1)一回路水位为高于余热排出系统最低工作水位；
2)一回路冷却剂的硼浓度为2.3~2.5mg/g；
3)一回路冷却剂温度为10~60℃； 4)一回路压力为小于或等于0.5MPa，一回路系统封闭 或打开； 5)余热排出系统与一回路系统相连接。
2.1
2.1.1
术语、定义和应用
定义
在核电厂技术规格书中，首先给出核电厂运行中重 要术语的定义是很重要，也是很必要的。为了核电厂的安 全运行，对特定核电厂运行中出现的一些专用术语，给出 清楚明了的定义，不仅明确、统一，也便于使用。 在美国西屋公司类型核电厂技术规格书中，所有术 语定义均以大写字母形式出现。例如，在运行文件中只要 碰到“MODE 1”，大家都明确这是第一种运行模式，即 功率运行模式。
1) 除了假设反应性价值最大的单组棒束控制组件完全提 出堆芯外，所有棒束控制组件完全插入堆芯；
2) 对于模式1和模式2，燃料和慢化剂温度均为“名义零 功率设计值”。 在某一棒束控制组件不能完全插入的情况下，确定停堆 深度时必须考虑该捧束控制组件的反应性价值。
(4)轴向中子通量密度偏差(Axial Flux Difference， AFD)。轴向中子通量密度偏差应该是堆芯外两段中子探测 器上半段与下半段的归一化通量密度信号的差值。因为是电 流信号差，所以也多用△I表示轴向中子通量密度偏差。
(7)余热排出系统的运行参数限制线。余热排出系统设 计的最高运行温度为180℃，最高运行表压力为2.9MPa。 余热排出系统退出运行的最低温度为160℃，换言之，当 主回路低于160℃时，余热排出系统必须投入运行，这是 为了防止反应堆容器在温度较低时发生脆性断裂。因为余热 排出系统已投运时，如果主回路压力意外升高，可由余热排 出系统的两道安全阀进行保护(定值分别为表压3.9MPa和 4.4MPa)，否则，压力升高的保护只有依靠稳压器安全阀， 其定值是表压16.5MPa，这在反应堆容器寿期末是危险的。
第2章 核电厂技术规格书
2.1 术语、定义和应用
2.2 核电厂的运行限值与条件
2.3 运行限制条件
2.4 监督要求
2.5 设计特征 2.6 行政管理
中国HAFl03-2004《核动力厂运行安全规定》中 要求，为保证核动力厂运行符合设计要求，营运单位必 须制定技术规格书。 核电厂技术规格书是最终安全分析报告的第16章， 是核电厂制定运行规程的重要依据，是最重要的运行文 件之一；技术规格书必须作为营运单位运行核动力厂的 一个重要依据；对运行负有直接责任的运行人员必须熟 练掌握技术规格书，并保证遵守。
式中：tav为一回路冷却剂平均温度；tsat为一回路压力所对应的饱和温度。
(3)主回路运行温度的下限线。考虑到稳压器和一回路主 管道之间的波动管的两端温差所造成的温差应力，主回路运 行的平均温度不得比一回路压力所对应的饱和温度低110℃； 即 tav＞tsat -110℃ (4)主回路额定运行压力线。RCP的额定运行表压为 15.4MPa，它的规定是受回路设计的机械强度的限制。为 了防止超压对设备造成破坏，在稳压器上有三个安全阀，其 动作(绝对)压力分别定在16.6、17.0、17.2MPa。
(1)反应堆功率运行模式(RP)。本运行模式包括具有
如下特性的反应堆工况：
1)一回路满水，稳压器双相状态； 2)一回路冷却剂平均温度介于291.4±32℃和310℃ 之间； 3)一回路系统压力调节至15.5±O.1MPa； 4)余热排出系统与一回路系统间处于隔离状态； 5)反应堆临界或处于逼近临界阶段； 6)慢化剂的温度系数必须是负数(例外情况，在堆芯重 新装料后的首次临界而进行的零功率物理试验时，慢化剂 的温度系数可以是正数)。
列举反应堆堆芯及冷却剂压力限值：
(1)反应堆堆芯。热功率， 稳压器压力和运行环路最高 冷来自百度文库剂温度的组合不得超过 图2-4所给出的限值。 适用范围：模式1、2。
措施：①无论何时，只要由运行环路最高冷却剂温度和热功率组合 所确定的点超过了相对稳压器压力限值，则核电厂应在1h内处于热备用 模式，并遵从相应技术规范的要求；②少于三个环路的运行受“所有反 应堆冷却剂环路必须要运行”这条技术规范的限制。 说明：这主要是为了防止燃料过热和燃料包壳可能穿孔而造成裂变 产物释放到反应堆冷却剂中。燃料元件的运行被限制在泡核沸腾范围， 这里传热系数大，包壳表面温度稍高于冷却剂饱和温度，以防止燃料包 壳的过热。 稳态运行，正常运行瞬态以及预期瞬态下的最小偏离泡核沸腾比 (MDNBR)值一般限定为1.30。这个限值实际上是保护核电厂第道安全屏 障(包壳)的一个必要条件。
(5)蒸汽发生器管板两侧最大压差的限制线。蒸汽发生 器U形管的管板是一块开有许多小孔的平板，由于受机械强 度和应力的限制，管板两侧的压差不得大于11.0MPa。管 板一回路侧的压力就是主回路压力，二回路侧的压力在饱和 曲线上，故把饱和曲线上移11.0MPa就得到该限制线：
(6)主泵启动的最低压力限制线。主泵启动前必须使1号 轴封动、静环的端面分离，这就要求轴封两侧压差须大于 1.9MPa，为此规定主泵必须在冷却剂表压力大于2.3MPa 时运行。
(2)蒸汽发生器冷却正常停堆模式(NS/SG)。本运行
模式包括具有如下特性的反应堆工况： 1)一回路满水，稳压器双相状态； 2)一回路冷却剂的硼浓度在热停堆所需要的硼浓度至 2.5mg/g之间；如果2.4MPa≤p≤P11①或160℃≤T ≤P12②，则一回路冷却剂的硼浓度在冷停堆所需要的硼浓 度至2.5mg/g之间； 3)一回路冷却剂平均温度介于160℃和291.4±32℃之 间；
4)一回路压力在2.4~15.5MPa；
5)余热排出系统与一回路系统间处于隔离状态。
(3)余热排出系统冷却正常停堆模式(NS/RRA)。本
运行模式包括具有如下特性的反应堆工况：
1)一回路满水，稳压器单相或双相状态； 2)一回路冷却剂的硼浓度在冷停堆所需要的硼浓度至 2.5mg/g之间； 3)一回路冷却剂温度为10~180℃； 4)一回路压力为O.5~3.OMPa；
2.2
核电厂的运行限值与条件
核电厂运行限值和条件起到的作用为：
1、防止发生可能导致事故工况的状态；
2、如果发生了这种事故工况，则要减轻其后果。 含义：
1、运行限值和条件必须对启动、功率运行、停堆过程、停 堆状态、维修、试验和换料等各种正常运行方式和预计运行事 件规定安全要求； 2、运行限值和条件必须对保证所有安全系统(包括专设安全 设施)能在事故工况下执行功能的各种要求作出规定。
(6)反应堆完全卸料模式(RCD)。本运行模式包括了反
应堆厂房内没有任何燃料组件的反应堆工况。各种运行模 式的转换见图2-2。
二、一回路温度和压力限制
图2-1中有一些限制曲线，机组从换料停堆到功率运 行所经历各阶段的冷却剂温度和压力必须位于它们限制 的范围内。下面对这些限制曲线的物理意义逐一介绍。
(1)水的饱和曲线。稳压器内汽水两相平衡，蒸汽发生器
二次侧是汽水混合物，它们都工作在饱和曲线上。
(2)主回路的运行温度上限线。从核安全角度上考虑，为
防止偏离泡核沸腾，除稳压器外一回路不应出现沸腾现象。另 外也要避免主泵运转时泵吸入口局部汽化，造成主泵叶片的汽 蚀。故限制一回路冷却剂平均温度应比运行压力所对应的饱和 温度低50℃，即 tav＜tsat-50℃
运行限值和条件根据其性质可分为：安全限值、 安全系统整定值、正常运行的限值和条件及监督 要求。
这些条件是一个逻辑体系，彼此密切相关，其中安全 限值表明了安全条件的最大限度。
例：燃料包壳温度的变化，被检测参数为冷却剂温度。 受监测的冷却剂温度达到安全系统整定值时，安全系统的动作 可防止燃料包壳温度达到安全限值。如果超过此限值，大量的放射 性物质可能会从燃料元件中释放出来。
(1)运行模式(OPERATIONAL MODE)——模式 (MODE)。运行模式(即模式)是相应于表2-1中规定的 反应堆压力容器内装有燃料时包含下列因素在内的任何 一种组合：堆芯反应性状态，功率水平，反应堆冷却剂 平均温度和压力容器封头顶盖螺栓张紧程度。
(2)措施(ACTION)。措施是技术规范中在指定状态下和 限定的完成时间内要求采取的行动。 (3)停堆深度(Shutdown Margin)。停堆深度是指下述 假设条件下反应堆处于次临界或反应堆从其目前状态达到 次临界瞬时的反应性总量：
(2)反应堆冷却剂系统压力。反应堆冷却剂系统压力不 得超过18.9MPa(对于ShearonHarris Unitl)。 · 适用范围：模式1、2、3、4、5。
措施：①对模式1、2：无论何时，只要反应堆冷却剂系统压力超 过18.9MPa，则核电厂应在1h内使反应堆冷却剂系统压力处于限值内的 热备用模式；②对模式3、4、5：无论何时，只要反应堆冷却剂系统压 力超过18.9MPa，则核电厂应在5min内将反应堆冷却剂系统压力降至其 限值之内，并遵循相应技术规范的要求。
2.2.1
安全限值
安全限值是过程变量的限值，在此范围内核电 厂运行是安全的。
基本的安全限值是指燃料温度、燃料包壳温度和冷 却剂温度的限值，超过此限值就构成了事故状态。
其中燃料和包壳温度是不可测量的，必须通过可监 测的过程参数和(或)其组合来判断是否超过安全限值。 它的基本依据是防止核电厂发生不可接受的放射性物质 释放。最重要的是要保持反应堆冷却剂系统压力边界的 完整性。
(5)换料停堆模式(RCS)。本运行模式包括具有如下特
性的反应堆工况。 1)反应堆厂房反应堆水池内水位必须高于或等于：① 15m，如果反应堆厂房反应堆水池内水闸门尚未就位；② 19.3m，如果反应堆厂房反应堆水池内水闸门已就位。 2)一回路冷却剂的硼浓度在2.3~2.5mg/g。 3)一回路冷却剂温度为10~60℃。 4)反应堆压力容器的顶盖已被打开。 5)余热排出系统与一回路系统相连接。 6)至少还有一组燃料组件处于反应堆厂房内。
(5)象限功率倾斜比(Quadrant Power Tilt Ratio)。 象限功率倾斜比是指上半段堆外中子探测器标定输出的最大 值与平均值之比，或下半段堆外中子探测器标定输出的最大 值与平均值的比值，取大者。在一个堆外探测器不可运行时， 应用其余三个探测器的来计算平均值。
2.1.2
压水堆核电厂的标准运行模式
一、运行模式的定义
核电厂可以将机组正常运行的状态按照热力学和堆物 理的特性划分为六个“运行模式”。这六个运行模式是反 应堆功率运行模式(RP)、蒸汽发生器冷却正常停堆模式 (NS/SG)、余热排出系统冷却正常停堆模式(NS/RRA)、 维修停堆模式(MCS)、换料停堆模式(RCS)和反应堆完 全卸料模式(RCD)。 针对不同的运行模式，有不同的运行限值和条件。在 某一时刻机组处于何种运行模式，主要根据当时主回路系 统的温度、压力、水位、功率水平等特征参数来确定。
(8)硼结晶温度限制线。硼酸在水中的溶解度随温度升高 而增加，为防止低温时一回路水中硼酸结晶而析出，限制一 回路水温不得低于10℃。在10℃时，硼酸在水中的溶解度 为3.51％。
(9)主泵启动温度线。当反应堆冷却剂温度达到或超过 70℃时，至少应有一台主泵已在工作，以避免启动第一台主 泵造成主回路系统超压的危险。因为在主泵启动前，由化学 容积控制系统供给的主泵轴封水有一部分流进主回路系统， 造成泵腔及附近主管道内温度较低。当反应堆冷却剂温度大 于70℃再启动主泵时，泵腔内的冷水进入蒸汽发生器被反向 加热，有可能造成冷却剂体积膨胀而超压(此时稳压器是满水 状态，对温度引起的体积膨胀极为敏感)。 (10)NS/RRA模式压力低限线(5×105Pa)。NS/RRA模式 压力高于5×105Pa是为了防止控制棒驱动机构卡涩。
本章内容主要介绍美国西屋型核电厂的技术规 格书。 核电厂技术规格书应规定核电厂运行的基本状 态和参数，各系统运行必须遵守的限制条件与监 督要求，以及说明按此运行能保证安全的依据。 核电厂技术规格书一般包括以下6个方面的内容： 术语、定义和应用，安全限值和安全系统整定值 的设定，运行限制条件，监督要求，设计特征， 行政管理。