Определение быстрого мощностного эффекта реактивности РБМК
Измерение проводятся возмущением по реактивности (вводится отрицательная реактивность за счет погружения стержня) и определяется как
1. Понять, как влияет изменение мощности на реактивность реактора.
Изменение реактивности за счет изменения температуры топлива и связанного с этим изменения плотности и температуры воды в ТК называют быстрым мощностным эффектом. Изменение реактивности приведенное к изменению мощности в 1 мвт – быстрым мощностным коэффициентом реактивности.
| (3.1.) |
где:
aБW –быстрый мощностной коэффициент;
aТ - температурный коэффициент топлива;
ag - плотностной коэффициент воды;
atв – температурный коэффициент воды;
DТ, Dtв, Dg - изменение температуры топлива, воды и плотности воды при соответствующем изменении мощности.
Первое слагаемое обусловлено изменением температуры топлива, оно всегда отрицательно и мало изменяется в процессе работы реактора. Его отрицательная величина обеспечивается наличием в топливе 238U, в котором в результате
доплер-эффекта при повышении температуры увеличивается поглощение нейтронов.
Второе и третье слагаемое связаны с изменением плотности и температуры воды в активной зоне при изменении мощности. Знак и величина суммы этих слагаемых зависит от тех же параметров что и паровой коэффициент и подробно будет рассмотрено далее. Здесь следует отметить, что при изменении мощности на изменение плотности температуры и воды оказывают влияние такие параметры, как давление в КМПЦ и расход пара и питательной воды (они поддерживаются регуляторами давления и расхода), а величина aБW при больших значениях
aj (4 ¸ 5 × 10-2 b/%) зависит от режима работы регуляторов.
В целом; aБW при величине aj < 4 × 10-2b / % отрицателен. При больших значениях и определенной настройке регуляторов он может перейти в положительную область.
Измерение быстрого мощностного коэффициента:
Суть метода заключается в том, что на стационарном уровне мощности при отключенных автоматических регуляторах мощности вводят отрицательную реактивность путем погружения группы стержней СУЗ. Измеряя величину введенной реактивности с помощью реактиметра и величину изменения мощности по формуле:
 
| (3.2.) |
Определяют значение быстрого мощностного коэффициента реактивности. В связи с тем, что при снижении мощности вводится положительная реактивность (за счет отрицательного aБw) и значение реактивности, измеренное реактиметром занижается, то к измеренной величине Dr вводится поправка для учета действия быстрого мощностного эффекта.
Данный алгоритм расчета aБw реализован в программе РЕЛЬС-Д. Изменение реактивности при изменении мощности с учетом изменения температуры графита называют мощностным эффектом реактивности, а мощностной коэффициент реактивности определяют как:
| (3.3.) |
где:
aБw – быстрый мощностной коэффициент;
aс – температурный коэффициент по графиту;
Dtс – изменение температуры графита при соответствующем изменении мощности.
Расчетные величины aБW, aw для реакторов вторых очередей приведены на рис.4.
Рисунок 4 Характер изменения aW и aБw в переходном режиме.
Измерение aБw проводят после измерений aj с изменением расхода питательной воды путем взвешивания участка АР (~0,3 м) в зоне отработки при измерениях aj.
Видимое проявление aБw можно наблюдать при быстрых больших изменениях мощности, например при АЗ-1,2. Запас реактивности в первые 5-10 минут выше запаса на стационарном уровне на величину мощностного эффекта (3 ¸ 5 ст.РР)
Величину aБw используют при определении критического положения стержней СУЗ при выводе реактора на МКУ, а так же при расчете изменения запаса реактивности при переходе с одного уровня мощности на другой.
Влияние aБw на безопасность реактора РБМК-1000.
Отрицательный мощностной эффект является стабилизирующим фактором при резких изменениях мощности, вносит элементы саморегулирования при управлении уровнем мощности. Особенно важно его ограничивающее действие при вводе положительной реактивности и росте мощности в аварийных ситуациях, так как он является быстродействующим и внутренне присущ реактору.
Положительное значение aБw недопустимо для реакторов.
Рассмотрим пример использования aБw:
требуется определить, как изменится мощность реактора при падении стержня РР с ВК при неработающих автоматических регуляторах?
Для расчетов принимаем:
| aБw = 1,2 × 10-6 а.е./мвт | (3.4.) |
Вес стержня СУЗ:
| Dr = 50 × 10-5 а.е. | (3.5.) |
Из определения
| (3.6.) |
Находим
| (3.7.) |
| (3.8.) |
45. Характеристика комплекса программ «Энергия».
1.1 Комплекс предназначен для решения следующих основных задач расчетного сопровождения эксплуатации АЭС с реакторами РБМК-1000:
- подготовка опорного нейтронно-физического расчета для обеспечения работы СЦК «СКАЛА»;
- диагностика работы СЦК «СКАЛА» на внешней ЭВМ;
- расчет порядка извлечения стержней СУЗ при выводе реактора в критсостояние;
- планирование перегрузок ядерного топлива;
- обработка экспериментальных данных по градуировке датчиков ДКЭР;
- расчёт паспортных характеристик реакторов Смоленской АЭС и пр.
1.2 В состав Комплекса входят следующие нейтронно-физические программы для расчета реакторов РБМК-1000:
- ПРИЗМА-ДУБЛЕР (алгоритмический аналог программы ПРИЗМА СЦК «СКАЛА»);
- БОКР (программа двумерного нейтронно-физического расчета РБМК-1000);
- ОПТИМА (программа подготовки двумерного оптимизированного нейтронно-физического расчета для программы ПРИЗМА);
- POLARIS (полномасштабная трехмерная программа для расчета линейных тепловых нагрузок на ТВЭЛ);
- ОПЕРА (комплекс программ для планирования перегрузок
РБМК-1000);
- GRAD (программа обработки и тестирования данных градуировки ДКЭР. Вариантные расчеты по программе ПРИЗМА-ДУБЛЕР);
- ТРОЙКА (программа расчёта паспортных характеристик).
1.3 Расчеты в Комплексе проводятся персоналом
Описание Комплекса
В состав комплекса «Энергия» входят:
- расчетные модули нейтронно-физических программ;
- база данных каждого энергоблока, содержащая РС энергоблока с исходными данными для расчетов, результаты расчетов, константы расчетных программ и архив на десять состояний энергоблока;
- средства работы с базой данных и архивом состояний;
- средства заполнения РС из стандартного файла состояния энергоблока;
- графические средства представления расчетных результатов.