“时刻监视堆芯运行情况是确保‘华龙一号’安全、经济运行的前提。”中国核动力研究设计院核动力设计研究所副所长李庆说。
华龙一号核电站效果图
在过去，监视堆芯运行的探测器是从反应堆底部穿入，在堆内移动进行数据采集，而数据的处理和分析采用离线方式，往往要滞后半天到一天时间。更重要的是，反应堆底部穿孔，大大增加了底部冷却剂泄露的危险。
“国产第三代核电的一个重要技术特征，就是采用了堆内功率分布测量系统。”李庆说，首先，该系统的探测器探头是从堆芯上部穿入，堆芯底部是没有穿孔的，这大大增加了安全性。在177个燃料组件中，布置了308个探头，数据实时测量、在线输出，从而能够实时了解堆芯是否运行正常。
堆芯测量系统
“这个系统的研发在国内没有基础，软件系统构架、物理模型建立、探测器选型、信号延迟处理、探测器布置、功率拓展……面对一个个问题，我们的研发团队从零开始。”李庆说。
“华龙一号”选取的堆芯探测器，是在综合研究了国际主流的三代核电站的探测器使用情况并结合了“华龙一号”自身设计特点后，选取的一款最适合的探测器——铑自给能中子探测器。不过，该探测器有个最大的问题：信号较反应堆实时中子通量情况有延迟，如果不消除信号的延迟，很难确保监测系统的实时性。
“就是说探测器收集到的电流，有的是实时产生的，有的是10秒、20秒之前产生的，我们要把它弄清楚。”李庆说，探测器延迟消除技术，也是国际上核电站的关键技术之一。
经过集智攻关，李庆带领的团队突破了探测器延迟消除系列关键技术，性能指标与国外技术几乎一样。值得一提的是，这一技术，国外经历了几代人的研发积累和几百堆年的运行经验，而我国的研究人员在毫无经验积累的情况下，从研发到测试再到应用，仅用了5年时间。
