10.5. Динамика аэу при воздействии основных

регулирующих органов

На рис. 10.6 показаны основные регулируемые органы атомной энергетической установки и параметры, которые они формируют. К ним относятся: компенсирующие решетки М₁ (m₁), питательные клапаны – М₂ (m₂), ходовой клапан – М₃ (m₃) и клапан травления – М₄ (m₄). Расход по первому контуру не является регулируемой величиной, он изменяется один раз при переходе ЦНПК с малой скорости на большую.

На основании системы уравнений (10.60) можно качественно и количественно проанализировать влияние каждого регулирующего органа на выходные параметры установки. Результат такого анализа представлен в табл. 10.1.

Таблица 10.1

Динамические характеристики аэу

№ п/п	Обозначение связи	Передаточная функция связи	Переходная (временная) характеристика
t 1	2	3	4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
П родолжение табл. 10.1
12
13
14
15
16

Как видно из табл. 10.1, передаточные функции связей параметров с регулирующими органами даны в упрощенном виде.

Переходные характеристики построены в предположении раздельного единичного положительного ступенчатого воздействия регулирующих органов на основе физики процессов, происходящих в элементах АЭУ.

При ступенчатом перемещении регулирующего органа М₁ за счет высвобождения реактивности будет возрастать нейтронный поток, а, значит, и тепловая мощность реактора, увеличится температура на выходе из ЯР. Подогретый теплоноситель по верхней петле через некоторое время, обусловленное транспортным запаздыванием, пройдет тракт парогенератора, и за счет увеличения температурного перепада увеличится генерация пара. В парогенераторе увеличится перегревательная зона и уменьшатся экономайзерная и испарительная зоны.

Увеличение паропроизводительности вызовет увеличение давления пара перед маневровым устройством. Увеличение давления нарушит условия материального баланса рабочей среды в ПГ (воды и пара), т.к. из-за повышения давления в ПГ снизится расход питательной воды и увеличится расход пара через маневровое устройство.

Уменьшение экономайзерной и испарительной зон будет уменьшать поверхность теплообмена в ПГ и тепловой поток, воспринимаемый водой от теплоносителя. Выпаривание парогенератора будет происходить до наступления баланса между расходом и паропроизводительностью. При этом мощность ПГ вернется к исходному значению и давление пара восстановится до первоначального. Температура на выходе из ПГ получит положительное приращение, равное приращению температуры . Это приращение определяется эффективностью температурной обратной связи. За счет увеличения средней температуры теплоносителя будет скомпенсировано увеличение реактивности от подъема М₁ и реактор перейдет в критическое состояние при исходном значении нейтронного потока. Из сказанного можно сделать вывод: единичное увеличение нейтронного потока не приводит к увеличению мощности паропроизводящей установки.

При ступенчатом единичном открытии питательного клапана М₂ увеличится расход на ПГ, что приведет к нарушению материального баланса по второму контуру. Экономайзерная и испарительная зоны парогенератора начнут увеличиваться, что приведет к увеличению поверхности теплообмена между первым и вторым контурами. Паропроизводительность будет увеличиваться до тех пор, пока не восстановится материальный баланс по второму контуру. При этом возрастут давление пара и частота вращения линии вала . Увеличение расхода вызовет падение температуры , а, значит, и средней температуры . Отрицательный температурный эффект реактивности, стремясь вернуть среднюю температуру к первоначальному значению, увеличит мощность ЯР. Нейтронный поток застабилизируется на новом, более высоком уровне при исходном значении средней температуры . Поскольку температура на выходе из ПГ уменьшилась, а средняя температура вернулась к исходному значению, температура на выходе ЯР увеличится. Паропроизводящая установка перейдет на новый, более высокий уровень мощности, т.е. мощность ППУ определяет расход питательной воды.

Переходные характеристики, представленные в табл. 10.1, не дают картины воздействия регулирующего органа М₂ на выходные параметры АЭУ одновременно. Это можно сделать с помощью ЛСА, где последовательность воздействия М₂ на параметры установки определяется записью слева – направо (первым испытывает воздействие параметр – , затем  и т.д.)

 М₂ ( )      Ф     . (10.61)

В выражении (10.61) нет средней температуры теплоносителя . Это сделано потому, что в установке физически ее нет, она получается искусственно по формуле: ( + ) / 2.

На основании (10.61) построен качественный график переходного процесса в установке при единичном ступенчатом увеличении расхода (см. рис. 10.7).

Открытие ходового клапана М₃ увеличивает расход пара на турбину, что вызывает увеличение частоты вращения и уменьшение давления перегретого пара . Падение давления в парогенераторе увеличивает перепад давления на питательном клапане и, как следствие этого, увеличится расход питательной воды. Далее процессы будут протекать аналогично рассмотренным выше. При открытии клапана травления М₄ будут снижаться давление перегретого пара и частота вращения линии вала . Падение давления в ПГ увеличит расход и процессы далее будут аналогичны рассмотренным выше. При увеличении мощности ППУ увеличится сброс пара через дроссельно-увлажнительное устройство.

399