Лабораторная работа №3

Лабораторная работа № 3

Вариант 5

Тема. Исследование ядерного реактора ВВЭР-1000 в режиме заклинивания 1-го главного циркуляционного насоса.

Ход работы:

1. Запустить с помощью Симулятора задачу «Заклинивание ГЦН 5 загрузка» согласно своему варианту.

2. Проследить за изменением основных параметров блока в момент отключения и при дальнейшей работе реактора.

3. С помощью страниц параметров активной зоны и трехмерных диаграмм пронаблюдать изменение основных реакторных параметров.

После окончания моделирования рассмотреть и проанализировать результаты с помощью окна протокола.

Графические зависимости:

Рисунок 1.1 – Зависимость тепловой мощности ЯР от времени

Рисунок 1.2 – Зависимость аксиального офсета от времени

Рисунок 1.3 – Зависимость температуры I контура от времени

Рисунок 1.4 – Зависимость температуры II контура от времени

Рисунок 1.5 – Зависимость давления I контура от времени

Рисунок 1.6 – Зависимость давления II контура от времени

Рисунок 1.7 – Зависимость уровня в КД от времени

Рисунок 1.8 – Зависимость уровня в ПГ от времени

Рисунок 1.9 – Зависимость перепада давления на ГЦН № 1 и 2

Рисунок 1.10 – Зависимость перепада давления на ГЦН № 3

Рисунок 1.11 – Зависимость перепада давления на ГЦН № 4

Выводы:

В начальный момент запуска окна протокола автоматический регулятор мощности (АРМ или АСР) включен в режим N (тоесть, поддерживается постоянная нейтронная мощность в активной зоне). Такой режим работы продолжается до момента заклинения ГЦН – 1 (на 10,5 секунде).

Механические повреждения ГЦН возможны из-за попадания посторонних предметов в проточною часть насоса, поломки рабочего колеса или узла уплотнения вала ГЦН. Подобные причины могут вызвать заклинивание ротора насоса. Характерной особенностью аварии с заклиниванием ротора ГЦН является более резкое, чем при его отключении, снижение расхода теплоносителя через активную зону реактора. Ввиду малой вероятности такой аварии обычно считается возможным заклинивание ротора только одного ГЦН.

При заклинивании ГЦН снижение оборотов ротора будет определяться характером повреждения, однако в любом случае оно будет значительно более резким, чем при обесточивании насоса. При расчетах режимов с заклиниванием ротора ГЦН обычно принимается наиболее неблагоприятный случай — мгновенная остановка ротора.

Между мощностью и расходом в данном случае имеет место большое рассогласование, это может привести к кризису теплоотдачи и перегреву твэлов.

На 13 секунде срабатывает группа сигналов аварийной защиты (EP):

• dP RCP < 2,5 (падение давления в ГЦН на 2,5 атм, на 13 секунде).

Его срабатывание приводит ко включению сигналов в группе информационной панели парогенераторов и I-го контура:

• L SG1 < 22 (уровень в ПГ I петли < 22 мм, на 15,25 секунде);

• TK disbalance (дисбаланс системы подпитки-продувки, на 18 секунде);

• L SG2 < 22 (уровень в ПГ II петли < 22 мм, на 27 секунде);

• L SG3 < 22 (уровень в ПГ III петли < 22 мм, на 27,50 секунде);

• L SG4 < 22 (уровень в ПГ IV петли < 22 мм, на 29 секунде).

После действия данных сигналов оперативным персоналом АЭС производится закрытие главных паровых клапанов перед турбиной (сигнал MSV closed на информационной панеле).

На 31,75 секунде срабатывает сигнал AUU (ускоренной разгрузки блока).

Поэтому на 41,25 секунде автоматический регулятор мощности прекращает свою работу.

На 41,5 секунде срабатывает сигнал Р1 < 140 (давление в реакторе < 140 атм).

На 1 минуте 30,50 секунд срабатывает сигнал L SG3 > 39,5 (уровень в ПГ III петли > 39,5 мм).

На 5 минуте 47 секунд срабатывает сигнал P mss > 62 (давление в главном паровом коллекторе > 62 атм).

На 6 минуте симулятор ВВЭР-1000 прекращает работу.

Перейдём к рассмотрению параметров, показанных на графических зависимостях выше.

• Тепловая мощность N_T после заклинивания ГЦН-1 резко падает, поскольку срабатывает аварийная защита с последующим расхолаживанием реактора. При этом мощность снижается до значений остаточного энерговыделения, тоесть производится полностью останов ЯР, поскольку данный тип аварии с нарушением охлаждения АЗ может привести к очень быстрому переходу к кризису темлообмена в ТВС возле петли с заклинившимся ГЦН.

• Аксиальный офсет А₀ в момент заклинивания ГЦН очень резко возрастает, поскольку резкое прекращение расхода теплоносителя от одной из петель приводит к избыточному подогреву его в АЗ. Но при срабатывании АРМ, а далее и AUU, происходит резкое уменьшение энерговыделения. Поэтому А₀ резко падает до отрицательных значений с последующим уравновешиванием во время остаточных энерговыделений.

• Т₁ и Р₁ в момент заклинивания ГЦН немного возрастают из-за избыточного подогрева теплоносителя. Но срабатывание АРМ приводит к резкому убыванию данных параметров, поскольку падает энерговыделение в АЗ. После аварийного расхолаживания ЯР при выходе на остаточное энерговыделение происходит некое возрастание параметров теплоносителя.

• Уровень в КД L_КД имеет характер поведения, подобный Р₁. Во время падения Р₁ КД должен его повысить, тоесть L_КД должно упасть, и наоборот.

• Т₂ и Р₂ в момент заклинивания ГЦН резко падают, поскольку АРМ понижает параметры теплоносителя пи подогреве в АЗ, а значит и уменьшаются параметры подогреваемого им рабочего тела. После закрытия ГПК и прекращения расхода пара на турбину его параметры повышаются (при этом падает уровень котловой воды в ПГ, а значит уменьшается колличество обогреваемой воды). При выходе на остаточное энерговыделения параметры рабочего тела и теплоносителя изменяются параллельно.

• Уровень в L_ПГ1,2,3,4. В момент заклинивания ГЦН L_ПГ1 резко падает, поскольку прекращается расход теплоносителя через ПГ₁ (в целях меньшего убывания параметров пара). L_ПГ2,3,4 в этот же момент сначала резко возрастает, поскольку увеличиваются параметры теплоносителя, но при срабатывании АРМ уровень в данных ПГ также резко падает из-за понижения параметров греющего теплоносителя. С выходом на остаточное энерговыделения уровень во всех ПГ возрастает до некоторого установившегося значения.

• Перепад давления на петлях dP_1,2,3,4. В момент заклинивания ГЦН-1 dP на всех петлях резко падает, поскольку существует резкое прекращение расхода через АЗ ЯР. Перепад давления на 2, 3 и 4 петлях после уравновешивания расхода через АЗ остаётся постоянным, но немного меньше его начального значения. dP на 1 петле падает пущи до нуля, но за счёт напора из петлей с работающими ГЦН его значение возростает до некоторого постоянного значения.