“時刻監視堆芯運行情況是確保‘華龍一號’安全、經濟運行的前提。”中國核動力研究設計院核動力設計研究所副所長李慶說。
華龍一號核電站效果圖
在過去，監視堆芯運行的探測器是從反應堆底部穿入，在堆內移動進行數據采集，而數據的處理和分析采用離線方式，往往要滯后半天到一天時間。更重要的是，反應堆底部穿孔，大大增加了底部冷卻劑泄露的危險。
“國產第三代核電的一個重要技術特征，就是采用了堆內功率分布測量系統。”李慶說，首先，該系統的探測器探頭是從堆芯上部穿入，堆芯底部是沒有穿孔的，這大大增加了安全性。在177個燃料組件中，布置了308個探頭，數據實時測量、在線輸出，從而能夠實時了解堆芯是否運行正常。
堆芯測量系統
“這個系統的研發在國內沒有基礎，軟件系統構架、物理模型建立、探測器選型、信號延遲處理、探測器布置、功率拓展……面對一個個問題，我們的研發團隊從零開始。”李慶說。
“華龍一號”選取的堆芯探測器，是在綜合研究了國際主流的三代核電站的探測器使用情況并結合了“華龍一號”自身設計特點后，選取的一款最適合的探測器——銠自給能中子探測器。不過，該探測器有個最大的問題：信號較反應堆實時中子通量情況有延遲，如果不消除信號的延遲，很難確保監測系統的實時性。
“就是說探測器收集到的電流，有的是實時產生的，有的是10秒、20秒之前產生的，我們要把它弄清楚。”李慶說，探測器延遲消除技術，也是國際上核電站的關鍵技術之一。
經過集智攻關，李慶帶領的團隊突破了探測器延遲消除系列關鍵技術，性能指標與國外技術幾乎一樣。值得一提的是，這一技術，國外經歷了幾代人的研發積累和幾百堆年的運行經驗，而我國的研究人員在毫無經驗積累的情況下，從研發到測試再到應用，僅用了5年時間。
