控制棒

控制棒1

基本内容

分类

  • 补偿棒：用于补偿随时间变化比较慢，但数值又比较大的反应性
  • 调节棒：用来调节反应性的微小变化，用于功率细调
  • 安全棒（停堆棒）：反应性价值大，专门用来停堆的控制棒

特性

  • 优点
    • 机动灵活、反应快
    • 通过改变插入深度可调节反应性的大小
  • 缺点
    • 引起中子通量密度分布扰动大，增加功率分布的不均匀性
    • 控制棒的移动需要借助于安装在压力壳顶盖上的驱动机构，控制棒的空间布置受到限制（比如在紧急情况下就可能不好）

控制任务

  • 燃料和慢化剂的温度效应（补偿棒、调节棒）
  • 功率调节时的氙浓度变化效应（补偿棒、调节棒）
  • 硼稀释效应等以外的反应性扰动（调节棒）
  • 停堆（安全棒、停堆棒）

控制棒价值

分类

  • 积分价值：控制棒从堆外插到堆芯某一位置时所引起的反应性变化量
  • 微分价值：控制棒插入单位距离所引起的反应性变化量
  • 中子价值中子的价值意味着它引起裂变核裂变的概率，是描述中子在堆内不同位置对链式反应或反应堆功率的变化

价值的计算

控制棒的价值与该处中子通量密度的平方成正比

局限性

在大型动力堆中，依赖控制棒来补偿剩余反应性会导致需要很多控制棒，每束控制棒都需要复杂的驱动机构，难以实现，

可燃毒物

利用其吸收截面较大、在反应堆内通过本身的燃耗逐渐补偿反应性缓慢变化的中子吸收体

化学补偿

化学补偿是加入可溶性化学毒物到冷却剂中，以代替补偿棒的作用。

特征

  • 优点
    • 分布均匀，不会引起功率分布扰动
    • 不占燃料栈元的位置
    • 不需要驱动装置
    • 可根据需要调节
  • 缺点
    • 只能控制慢变化的反应性
    • 需要一套比较大的硼稀释系统（导致目前只能在陆地建立）
    • 如果全部依靠増加化学补偿毒物 (如硼酸)浓度来满足要求，那么硼浓度可能超过限值、从而使 慢化剂温度系数 出现正值。