Уравнения нейтронной кинетики ЯР в относительных параметрах в нестационарных и стационарных состояниях.

Если для удобства экспериментальных работ на АЭС с учётом четырех выше указанных причин вместо приведенных параметров нейтронной кинетики ЯР подставить в уравнения (7) и (8) их значения, выраженные в долях b_ЭФФ , то мы получим уравнения (9) и (10):

: Под относительными параметрами понимают значения:

4. Относительное значение реактивности r= dК / b_ЭФФ ;

5. Относительный вклад каждой группы запаздывающих нейтронов относительно их суммарного значения,равное

а_i =b_i /b_ЭФФ ;

6. Относительное время жизни мгновенных нейтронов, равное

t₀ = Т_МГН/ b_ЭФФ .

Поскольку поток нейтронов n = к₁ х Р, т.е. пропорционален нейтронной (физической) мощности, то мы запишем уравнения кинетики в терминах нейтронной мощности Р.

В этом случае теоретические значения уравнений кинетики ЯР, приведенные в уравнениях (7) и (8) примут вид:

dР / dt = r х Р / t₀ - dС_i /dt +S (9)

dC_i / dt = а_i х Р /t₀ -l_i х С (10)

Для использования этих уравнений на практике также существуют четыре указанные выше причины. Эти уравнения являются математической моделью КИНЕТИКИ ЯР на МАЛЫХ уровнях мощности в режимах ПЕРЕГРУЗКИ топлива и при пуске ЯР из подкритичского состояния.

Поскольку в режиме перегрузка ЯР большую часть времени находится в стационарном состоянии, когда все производные в уравнениях (9) и (10) равны нулю, то эти уравнения превратятся в очень простое соотношение (11):

Р = Р_S / r (11)

где: Р – нейтронная (физическая) мощность ЯР,

Р_S – мощность запального источника нейтронов и

r - отрицательная реактивность ЯР выраженная в долях b_ЭФФ.

Эта формула показывает простую связь между мощностью подкритического ЯР и

мощностью источника в Ваттах, если известна степень подкритичности r без учёта её знака (по абсолютному значению).

Мы будем ею пользоваться при анализе процесса загрузки ЯР в подкритическом состоянии, а также в режиме пуска из подкритического состояния.

Теперь перейдём к анализу работы оператора перегрузочной машины ЯР типа ВВЭР-1000 в подкритическом состоянии и вспомним анекдот о кучере, который не справился с управлением колесницей. Аналогичный случай может произойти и с оператором перегрузочной машины, если он не будет представлять – как может повести себя ЯР в режиме перегрузка.

Вопрос: Расскажите о системе безопасного управления при перегрузке топлива.

План ответа к вопросу.

1.Цель перегрузки и взаимодействие элементов в её структуре.

2. Оценка необходимого запаса реактивности при перегрузке.

3. Оценка поглотителей нейтронов активной зоны.

1.Цель перегрузки и взаимодействие элементов в её структуре

Система перегрузки предназначена для извлечения из активной зоны ЯР тепловыделяющих сборок (ТВС) с выгоревшим топливом, перестановки частично выгоревших сборок внутри активной зоны, а также замены неисправных стержней управления ЯР (кластеров в ЯР типа ВВЭР-1000).

Особенность перегрузки ЯР типаВВЭР-1000 заключается в том, что для доступа к её активной зоне (см. рисунок картограммы) с корпуса ЯР необходимо снять верхнюю крышку, на которой расположены приводы управляющих стержней.

Для этого ЯР останавливается, переводится в подкритическое состояние, его температура снижается до 80 С и давление уменьшается до атмосферного.

Для снятия крышки приходится отцеплять приводы от управляющих стержней и ЯР остается без автоматической аварийной защиты.В этом заключается одна из ядерных опасностей. Для того, чтобы во время перегрузки не возникла надкритичность необходимо постоянно при всех перестановках в активной зоне поддерживать ЯР в подкритическом состоянии и контролировать эту степень подкритичности.

Контроль за подкритичностью ЯР затруднен и поэтому оператор перегрузочной машины должен хорошо понимать физические особенности этой работы, тщательно

соблюдать регламент и иметь предварительные навыки работы на тренажёре.

Для понимания взаимодействия всех элементов в системе перегрузки рассмотрим её структуру, приведенную на рис 1.

Новая Система контроля за перегрузкой топлива..

Общая структурная система контроля за перегрузкой приведена на рис 1.

. ВИУР

БЩУ

АКНП

ПУ

АКП

СКП

ЯР

Ф

Ф Ф₁

r

ОПМ

ПМ

действия ОПМ

Рис.2. Структура системы контроля за операцией перегрузка.

Условные обозначения к Рис 2.

АКНП–Аппаратура Нейтронного Потока,

ЯР – активная зона реактора, готовая к перегрузке;

ПМ- перегрузочная машина в виде крана с кассетой топлива;

СКП- система контроля за перегрузкой для измерения потока

нейтронов Ф от специальных детекторов перегрузки;

АКП- вычислительная аппаратура для контроля за перегрузкой;

ПУ- переговорное устройство между оператором (ВИУР) блочного щита управления (БЩУ) и оператором перегрузочной машины (ОПМ);

На рис.3. приведена картограмма активной зоны ЯР ВВЭР-1000 для наглядности проводимой операции.

Система работает следующим образом. По заранее разработанному физиками плану согласно заданному регламенту оператор перегрузочной машины извлекает из активной зоны ТВС и перемещает их в хранилище.

В это время аппаратура СКП измеряет поток нейтронов Ф и передает его значение в вычислительное устройство АКП для вычисления текущей степени подкритичности. От надёжности и помехоустойчивости этой аппаратуры зависит ядерная безопасность проводимой операции.

Кроме этого оператор должен хорошо представлять физические особенности ядерной безопасности, которые мы рассмотрели в предыдущем билете.

Дата добавления: 2015-11-26