GOSy_teoria_2013

Sm - стационарное отравление Sm, если оно не учтено в кривой энерговыработки и если оно еще не достигло стационарного уровня. Определяется графически, с учетом выработки между пусками. Прометиевый провал необходимо учитывать по графикам или исходя из формулы:

НОМПП NПП

НОМ

- мощность за последние 10 суток перед предыдущим и перед настоящим пуском.

tСТ* ,tСТ - время стоянки перед предыдущим и перед настоящим пуском. kпп – накопление прометия при работе на мощности.

t - изменение оперативного запаса реактивности вследствие разницы температур в момент времени t* и в момент пуска. Определяется по графикам температурного эффекта.

N - если имеет место мощностной эффект, то его необходимо учитывать в том случае, когда Нкс* соответствует моменту остановки ЯР с мощности N*.АР - изменение положения органов регулирования дает вклад в изменение реактивности. Оно определяется по характеристикам этих поглотителей.

Н3ВО3 - учитывает изменение в контуре т/н между пусками на величину

CH3BO3

В связи с изменением физических характеристик, используемых в расчете

H КСКРИТ , возможна погрешность по определению . Особенна опасность погрешность, завышающая уменьшение оперативного запаса, когда КС

H КРИТ

придется поднимать выше КС . Для безопасности нужно добавлятьпогр. 0,5 эф.

Т.о. определив суммарное изменение оперативного запаса за время между пусками, найдем по характеристикам КС новое критическое положение КС для пуска ЯР. Это находится из графика интегральной характеристики. При малом <0,5% и незначительном изменении d кс/dH в области Нкс* более точный результат можно получить при использовании дифференциальной

131

87. Физический пуск реактора, пуск после перегрузки топлива, остановка реактора.

Физпуск ЯР

Это достижение критического состояния в период загрузки штатных ТК и выполнение необходимых измерений для определения и уточнения основных характеристик АЗ и органов регулирования.

При физпуске определяют:

1.Критическое число топливных кассет при отсутствии и наличии поглотителей в АЗ.

2.Физический вес, интегральную и дифференциальную характеристики органов регулирования, интерференцию стержней.

3.Коэффициенты реактивности различных компонентов АЗ.

4.Запас реактивности реактора.

5.Подкритичность ЯР при полностью введенных поглотителях нейтронов. Определение этих характеристик производится на мощности, при которой разогревом т/н можно пренебречь – холодный пуск реактора.

Для измерения температурного и мощностного эффектов, а также эффективности органов регулирования в горячем состоянии производится разогрев ЯР – горячий физпуск.

Следующий этап – энергетический пуск – вывод реактора на уровень мощности, достаточный для пуска турбины и проведения необходимых экспериментов при поэтапном увеличении мощности.

Критическая загрузка ЯР – минимальное количество делящегося нуклида, который при выбранной геометрии расположения его в АЗ обеспечивает протекание ЦРД на стационарном уровне мощности.

Единственный способ контроля при kэф 1, это измерение плотности подкритического потока.

Графическая зависимость (кривая обратного счета) позволяет с необходимой точностью определить критическую загрузку раньше, чем ЯР станет критическим.

После набора критической массы последующая загрузка ТК в АЗ производится только после опускания на необходимую глубину поглотителей нейтронов.

Пуск ЯР после перегрузки топлива

Пуск – вывод ЯР из подкритического в надкритическое состояние с допустимым периодом разгона до уровня мощности, надежно контролируемого пусковой аппаратурой.

132

Исходная мощность, с которой начинается пуск, обусловлена спонтанным делением топлива, делением его фотонейтронами.

Интервал мощности обычно разбивают на 3 диапазона:

1.пусковая мощность (10-5-10-3)%Nном

2.минимальная автоматически регулируемая мощность (10-3-1)%Nном

3.рабочая мощность (1-100)%Nном

Эти диапазоны также называют:

1.источниковый

2.периодовый

3.мощностной

Соседние диапазоны обязательно должны пересекаться.

Сложность пуска в том, что необходимо выбрать такую реактивность и скорость ее высвобождения, которая бы обеспечила вывод ЯР на МКУ с допустимым периодом.

Наиболее надежный и безопасный вариант, когда МКУ достигается в подкритическом состоянии и переход через критику уже контролируется. Существует 3 способа безопасного пуска с допустимым периодом разгона:

1.увеличение чувствительности пусковой аппаратуры.

2.увеличение мощности внутреннего источника нейтронов.

3.Пусковая аппаратура не контролирует переход через критического состояние. Выбирается специальная программа подъема поглотителей, предусматривающая такую скорость высвобождения реактивности, при которой поток (или мощность) после перехода через критическое

состояние успевает увеличиться до контролируемого уровня раньше, чем будет высвобождена опасная реактивность.

Программа пуска составляется так, чтобы по мере приближения КС к предполагаемому критическому положению, скорость высвобождения реактивности уменьшалась. Это достигается:

-уменьшением шага КС;

-увеличением времени выдержки.

Основное условие обеспечения безопасности при пуске, это доведение ЯР до МКУ с допустимым периодом и надежным исключением возможности высвобождения эф.

Остановка ЯР

Осуществляется с помощью СУЗ. Операции при нормальном останове ЯР включают:

1.Перед уменьшением мощности фиксируется состояние систем оборудования, параметры 1 и 2 контуров. Заполняется картограмма температуры на выходе из ТВС.

133

2.Воздействием на синхронизаторы турбин производится разгрузка ТГ на турбинах со скоростью до 5МВт/мин. Одновременно с разгрузкой ТГ ведется прогрев схемы технологического конденсата, готовится схема для отвода пара.

3.Мощность ЯР при разгрузке ТГ уменьшается вручную или автоматическим

регулированием мощности в соответствии со снижением нагрузки. Давление в паровом коллекторе поддерживается 40-47кгс/см2. По мере снижения нагрузки поочередно отключаются рабочие питательные насосы. При этом не допускается переполнение ПГ и уменьшение уровня в них на 150мм ниже нормы.

4.После уменьшения нагрузки до уровня, обеспечивающего собственные нужды (~15МВт на каждом ТГ) генератор отключается от системы.

5.Секции на собственные нужды поочередно переключаются с рабочего питания на резервное. ТГ переводятся на холостой ход. При этом уменьшается мощность реактора, параметры 1 и 2 контуров стабилизируются.

6.Вводится в работу система техконденсата, с расходом пара до 50т/час. Отключение АР мощности. Постепенно вручную уменьшают мощность, уменьшают давление в главном паровом коллекторе, ведется подготовка к включению аварийного питательного насоса.

7.Закрываются стопорные клапаны поочередно на каждой турбине. Мощность ЯР уменьшается до МКУ. Отключаются рабочий и питательный насосы, обеспечивающие подпитку ПГ. Параметры 1 и 2 контуров стабилизируются регулированием сброса пара на систему техконденсата.

8.При разгрузке ТГ необходимо:

-контролировать скорость уменьшения потока, не допуская уменьшения показаний приборов <5% шкалы;

-контролировать скорость уменьшения температуры 1 контура, <30оС/час;

-контролировать уровень в компенсаторе объема и давление 1 контура.

9.После стабилизации параметров 1 и 2 контуров в состоянии реактора на МКУ фиксируются основные параметры, соответствующие критическому состоянию реактора, показания приборов контроля по потоку.

10.Включается звуковой генератор системы контроля за потоком и ЯР заглушается опусканием всех стержней СУЗ до срабатывания нижних конечных выключателей.

При t1конт.=200-240оС, Р1конт.=50кгс/см2 работающий ГЦН отключается и осуществляется переход на естественную циркуляцию не менее, чем в 2

петлях, признаком чего является стабилизация средней температуры т/н 1 контура, t воды на ПГ, t воды на выходе из ТВС.

134

88. Системы управления и защиты реакторов ВВЭР и РБМК, сигналы аварийной защиты.

ВВЭР

В состав СУЗ входят:

-управляемые электромеханические стержни с борным поглотителем;

-система борного регулирования;

-система аварийного ввода бора.

Стержни СУЗ состоят из 2 частей:

-верхняя – поглотитель;

-нижняя – ядерное топливо.

При поднятии стержней поглотитель извлекается из АЗ и реактивность высвобождается за счет уменьшения поглощения нейтронов и увеличения доли топлива в АЗ.

Поглотители СУЗ выполнены как 6-гранный чехол с "черными" для тепловых нейтронов стенками, внутри чехла – вкладыши из борированной стали, которые поглощают тепловые нейтроны и, частично, эпитепловые. Наличие воды внутри обеспечивает непрозрачность для быстрых нейтронов.

По степени воздействия на мощность сигнал аварийной защиты, поступающий от соответствующих датчиков, делится на 4 рода: АЗ-1, АЗ-2, АЗ-3, АЗ-4. Наиболее эффективны АЗ-1.

АЗ-1. Снимается напряжение питания силовых цепей выпрямительных устройств и преобразователей низкой частоты и все стержни СУЗ движутся вниз самоходом, V=20-30см/с. Обеспечивается быстрый сброс мощности ЯР. Сигналы АЗ-1 подаются в следующих случаях:

-при уменьшении Т до заданного аварийного значения по 2 из 3 приборных каналов;

-при достижении заданного аварийного значения потока нейтронов в фиксированном энергетическом диапазоне по 2 из 3 каналов;

-при уменьшении Р1к до 120кгс/см2 с одновременным снижением уровня в компенсаторе объема на 2700 от номинального значения;

-при увеличении Р на ЯР до 3,75 кгс/см2;

-при снижении мощности 3 или более ГЦН до 50% от номинала (с задержкой 0,6сек);

-при закрытии стопорных клапанов обеих турбин;

-при потере питания 220В постоянного тока в щитах СУЗ (без выдержки по времени);

-при потере питания переменного тока на 2 из 3 комплектах приборов СУЗ;

-при исчезновении напряжения на вводах 380В 50Гц переменного тока щита СУЗ с выдержкой по времени 1,5сек.

135

АЗ-2. Отключается ПНЧ и стержни групп СУЗ последовательно, начиная с рабочей, движутся самоходом вниз:

-при достижении заданного аварийного значения потока нейтронов по 2 из 3 аварийных каналов;

-при уменьшении Р1к до 115кгс/см2 по 2 из 3 каналов;

-при увеличении t в помещении обслуживания ГЦН и ГЗЗ Iк. выше 100оС и увеличении Р в боксе ГЦН до 1,3кгс/см2 по 2 из 3 каналов;

-при потере питания на промежуточном реле АЗ-2.

АЗ-3. Прекращается движение вверх рабочей группы стержней. Одновременно на вход всех преобразователей ПНЧ рабочей группы стержней приходят сигналы "вниз". Рабочая группа начинает движение вниз с V=2см/сек. При исчезновении сигнала АЗ-3 происходит автоматический подхват группы:

-при уменьшении Т до значения предупредительной уставки (УП) по 2 из 3 приборных каналов;

-при достижении заданной УП по потоку по 2 из 3 каналов;

-при увеличении Р1к до 140кгс/см2 по 2 из 3 каналов;

-при росте tводы автономного контура на выходе из подшипников ГЦН до

80оС;

-при увеличении температуры на выходе из 3 и более петель ЯР до 310оС;

-при исчезновении напряжения в цепях 2 комплектов автоматики ГЦН;

-при потере питания на промежуточном реле АЗ-3.

АЗ-4. Запрещается движение органов регулирования вверх. С исчезновением сигналов запрет снимается:

-при уменьшении Т до значения УП по 2 из 3 каналов;

-при достижении заданного значения УП по потоку по 2 из 3 каналов;

-при увеличении Р1к до 135кгс/см2 по 2 из 3 каналов;

-при росте температуры т/н на выходе ЯР 3 и более петель до 305оС;

-при непосредственном опускании (падении) органов СУЗ;

-при потере питания на промежуточном реле АЗ-4.

РБМК

Система основана на перемещении 211 в специально выделенных каналах, охлаждаемых водой автономного контура.

СУЗ обеспечивает:

1.Автоматическое поддержание заданной мощности.

2.Быстрое уменьшение мощности стержнями АР и РР по сигналам отказа основного оборудования.

3.Аварийное прекращение цепной реакции стержнями АЗ по импульсам опасных отклонений параметров блока или отказов оборудования.

136

4.Компенсацию изменения реактивности при разогреве и выходе на мощность.

5.Регулирование энерговыделения по АЗ.

РБМК оснащены большим количеством независимых регуляторов, которые при срабатывании АЗ вводятся в АЗ со скоростью 40см/сек.

СУЗ включает в себя следующие подсистемы:

-ЛАР – локальное автоматическое регулирование;

-ЛАЗ – локальная аварийная защита.

Обе подсистемы работают по сигналам внутриреакторных камер.

ЛАР автоматически стабилизирует основные гармоники радиальноазимутального распределения энерговыделения.

ЛАЗ обеспечивает аварийную защиту реактора от превышения заданной мощности в ТВС в отдельных его зонах.

Для регулирования высотных полей предусмотрены УСП (24шт.), вводимые в

АЗ системой управления и защиты.

АЗ-1. Уменьшение мощности реактора до 60% Nном по следующим причинам:

-отключение 1 из 3 работающих ГЦН в любой насосной;

-уменьшение расхода питательной воды на 25% от текущего уровня;

-уменьшение уровня в барабан-сепараторах на 200мм от установившегося значения.

АЗ-2. Уменьшение мощности реактора до 60% Nном при отключении или сбросе нагрузки 1 из 2 работающих турбин.

АЗ-3. Резервная.

АЗ-4. Уменьшение мощности реактора до 20% Nном при аварийном сбросе нагрузки 2 работающих турбин или единственной работающей турбины. АЗ-5. Уменьшение мощности реактора до полного снятия аварийного сигнала или до полного глушения реактора по следующим причинам:

-появление условий, требующих срабатывания АЗ-1, 2, 3, 4 и невозможность его осуществления из-за неисправности СУЗ;

-уменьшение периода разгона до 10сек при N до 160МВт (~5%Nном) и до 20сек в остальном диапазоне мощностей;

-увеличение мощности на 5% Nном над заданным уровнем при N до 160МВт;

-увеличение мощности на 10% Nном над заданным уровнем при N > 160МВт;

-неисправности по одному каналу АЗ по мощности рабочего диапазона каждого из 2 групп приборов;

-при исчезновении напряжения на 4 секциях собственных нужд;

-при увеличении давления в помещениях НВК (нижняя водяная

коммуникация), ПВК (пароводяная коммуникация), шахтах пропускных трубопроводов до 500кгс/см2, зафиксированном 2 из 4 датчиков;

-при обезвоживании каналов СУЗ;

137

-при росте давления в барабан-сепараторах до 75кгс/см2;

-при закрытии стопорных клапанов 2 турбин (в течение 30сек.);

-уменьшение расхода питательной воды на 50%.

89.Определение эффективности регулирующих органов и запаса реактивности реактора. Последовательность и правила расчета

критического положения органов регулирования.

Критическое положение КС при пуске определяется по формуле:

HКСКРИТ HКС* ( КС* ) НКС ( ) HКС ( КС* )

где: Нкс* - критическое положение КС в любой предыдущий момент времени t*.

кс* - физический вес КС, соответствующий Нкс*.

- изменение оперативного запаса реактивности с момента времени t* до пуска.

Нкс – изменение положения КС, обусловленное изменением оперативного запаса реактивности на величину .

Нкс – положение КС, соответствующее физическому весу ( кс*+ ). Изменение оперативного запаса реактивности с момента известного критического положения стержней до момента очередного пуска в общем случае равно:

К Хе Sm t N АР Н3ВО3

К - изменение оперативного запаса реактивности вследствие выгорания, шлакования, воспроизводства топлива, стационарного отравления Sm-149. Определяется по кривой энерговыработки; в случае, если за известное критическое положение КС берется Нкс* в момент предыдущей остановки, то

К 0 .

Хе - изменение оперативного запаса реактивности вследствие стационарного отравления Xe. Определяется по кривым отравления для той мощности, на которой работал ЯР перед предыдущим пуском и перед настоящим пуском за последние 40 часов работы.

Sm - стационарное отравление Sm, если оно не учтено в кривой энерговыработки и если оно еще не достигло стационарного уровня. Определяется графически, с учетом выработки между пусками.

Прометиевый провал необходимо учитывать по графикам или исходя из формулы:

НОМПП NПП

НОМ

N 10* , N 10 - мощность за последние 10 суток перед предыдущим и перед

138

настоящим пуском.

tСТ* ,tСТ - время стоянки перед предыдущим и перед настоящим пуском. kпп – накопление прометия при работе на мощности.

t - изменение оперативного запаса реактивности вследствие разницы температур в момент времени t* и в момент пуска. Определяется по графикам температурного эффекта.

N - если имеет место мощностной эффект, то его необходимо учитывать в том случае, когда Нкс* соответствует моменту остановки ЯР с мощности N*.АР - изменение положения органов регулирования дает вклад в изменение реактивности. Оно определяется по характеристикам этих поглотителей.

- учитывает изменение в контуре т/н между пусками на величину

В связи с изменением физических характеристик, используемых в расчете H КСКРИТ , возможна погрешность по определению . Особенна опасность погрешность, завышающая уменьшение оперативного запаса, когда КС придется поднимать выше H КСКРИТ . Для безопасности нужно добавлять

погр. 0,5 эф.

Т.о. определив суммарное изменение оперативного запаса за время между пусками, найдем по характеристикам КС новое критическое положение КС для пуска ЯР. Это находится из графика интегральной характеристики. При малом <0,5% и незначительном изменении d кс/dH в области Нкс* более точный результат можно получить при использовании дифференциальной

Градуировка- это измерение эффективности органа регулирования реактивности, а следовательно, и мощности в функции его положения, т.е. определение измерения ρ при перемещении органа регулирования на единицу длины по всей высоте активной зоны.

Взвешивание- это измерение физ. веса органа управления .

В зависимости от условий и требований к точности измерений используются различные способы градуировки.

1.)По периоду разгона ЯР;

2.)Методом сравнения(компенсации);

3.)В подкритическом состоянии;

4.)По скачку плотности нейтронов и др. Метод разгона реактора.

139

Критический ЯР с помощью градуируемого стержня переводят в надкритическое состояние путем подъема стержня на допустимую(расчетную) величину Н . Используя секундомер, записывают достижения таких значений мощности, которые отличаются от одного из предыдущих в 2 раза. Время между этими измерениями равно Т (2) , по которым

из соответствующих таблиц определяют , соответствующее подъему поглотителя на величину Н в данном положении активной зоны.

Метод сравнения(компенсации).

Этот метод дает возможность градуировать путем сравнения его эффективности с эффективностью эталонного отградуированного в абсолютных единицах ρ стержня. Одним стержнем ρ высвобождается высвобождается или уменьшается, а другим это измерение компенсируется.

Измеряя перемещение градуируемого Н и эталонного Н э стержней и определяя по интегральной характеристике эталонного стержня э ,соответствующую перемещению Н э , находим эффективность градуируемого стержня при перемещении его на величину положении А.З.

140