趙家齊觀點:龍門核四廠(ABWR) 的優越性和安全性

2024-01-12 07:00

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4.中子監測系統(Neutron Monitoring System, NMS)。中子監測系統(NMS)是反應爐中一個重要的系統。它用來監測爐心全部燃料發出的平均中子通量(Neutron Flux)和爐心各部位的局部性中子通量。爐心平均中子通量代表了爐心的平均功率。而局部性中子通量則可監測各燃料束附近的局部中子通量,也就是局部功率。局部中子通量可監測這局部功率是否超高,以致造成局部燃料的熱限値 (thermal limit) 超過標凖,造成燃料的損壞。

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ABWR的NMS,比較以前的BWR,有很大改進。ABWR爐心半徑大,熱輸出功率為3926 MWt。爐心的燃料束的數目也比以前的BWR多很多。每隔兩個燃料束的側邉就有一根中子監測器部件(Local Power Range Monitor, LPRM Assembly),用來監測局部功率。從爐心橫截面來看,全爐心從上到下,共分佈了約50個中子監測器部件。此每一部件是從上而下插入安置在爐心各燃料束側邉,每一部件縱向由上而下分別安裝了四個局部中子監測器(LPRM)。全部爐心共有約200個LPRM。這200個LPRM採用三維空間的平均選取,分成四組,分別組成了四組的LPRM組合,每組都包括了三維平均分部全爐心的約50個LPRM。這50個LPRM的平均値就代表了爐心的平均中子通量,組成了平均功率監測器系統及數値(Average Power Range Monitor, APRM)。因為是三維空間平均選取,這四個獨立的APRM訊號數値基本上是相同的。這APRM數値就是反應爐的平均功率。這四個APRM訊號則向上述RPS提供了四個獨立的平均功率訊號。這平均功率數値如果超過極限値,RPS就會啓動緊急停機,有效地保護爐心安全。

LPRM和APRM負責監測從大約1%功率到100%功率的功率範圍。另外ABWR還有一套可以監測由個位數的爐心中子數開始,直到約5%功率(中子通量)的「啓動階段中子監測器」(Startup Range Neutron Monitor, SRNM)。ABWR採用了一種新型但中子監測範圍更大的中子監測儀器,在這新型的中子監測器上,也加入了可以監測中子通量「上升速度」的監測手段。如果中子通量上升速度太快,達到設定的上升速度限値,這一訊號就會通過NMS而傳遞到RPS,啓動緊急停機指令。這也是一項ABWR根據「中子上升速度」而設定的保護措施。

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