Страница 8 от 41
Неутронните-физични характеристики на ядрото по време на работа на реактора с мощност
4.1. Разпределение на мощността в активната зона
Разпределението на енергия в сърцевината характеризира с неравномерно енергийни коефициенти, познаването на които е необходимо да се определи допустим топлинна мощност на реактора (см. § 5.3).
Обикновено се счита неравномерност на енергийните съотношения на радиус, височина и обем на ядрото. Чрез нередност фактор основната дефиниция на енергията на радиуса се изчислява по формулата:
(4.1)
където Q - средно и FA максималната мощност в ядрото (обикновено индекс и конкретизира местоположение максимална плътност на мощността на касети в ядрото - изчислената броя, координира).
За реактори с борна регулиране максималната стойност к-Makc варира от 1.2 -1.4 и реактори за регулиране CPS-механични органи в 1.5-2.1.
Ниска енергия неравности в реактори с борна регулиране позволява да се отстранят сърцевината от голям топлинен капацитет. Коефициенти енергия неравностите в ядрото се изчислява с помощта на компютър (kmaks) за всички предстоящи кампания (вж. § 7.2). Eksperimentalnye стойности относителни енергийни телевизори KR / и се определя въз основа на измервания на температурата на водата на изхода на горивния възел и температурата на охлаждащия агент на входа на реактора. относителни стойности на мощност, изчислени по формулата FA
(4.2)
където изходящата температура газ-вода на изхода на сглобяването на гориво и-ти; температура TBX вода на входа на реактора от J- та циркулационен; Gj- масов поток в J-ти циркулационния кръг; GI - масов поток в сглобяването на гориво и-ти; m е броят на циркулационни контури; п - брой на горивните касети в ядрото.
За измерване на температурата на водата на изхода на ВВЕР оборудвана със система за контрол на температурата. измерване на температурата се извършва термодвойки са достатъчно ефективни в широк температурен интервал под неутрони и гама-облъчване. Най-често се използва хром-lkopelevye Platinum родий и платина (10% RH) термодвойка. В ВВЕР-440 се контролира при температурата на изхода на водата е около две трети от касетите през активната зона на реактора и в ВВЕР-1000 - изход на касети. Температурата на водата на входа на сърцевината се измерва в циркулационния кръг. В зависимост от парогенераторите пара натоварване, броя на работните цикли, хидравлично съпротивление може да мине доста отклонение на входа примки температура. В Предполага практически изчисления на ядро входяща температура на водата да е равен на средната стойност на всички оперативната вериги реактор. Когато усредняване се взема предвид разликата в консумацията на вода от примките.
Охлаждане поток през касетите на сърцевината се определя на базата на хидравличните характеристики на горивния възел (вж. § 5.2). FA мощност при работа се изчислява от коефициенти енергия неравностите на по известен средна мощност на събрания основните реактор гориво. Разпределението на енергия по височина на ядрото обикновено се получава от изчисляването на цялата кампания (вж. § 7.2). Експериментална разпределение мощност се определя в специални измервателни канали чрез основните сензори система за наблюдение. В основата на ВВЕР-440 е разположен от 12 до 36 за измерване канали. Измервателната канал е тръба от неръждаема стомана с заглуши долния край, простиращ се през капака на реактора в централната тръба работи ФПСФД. Касетите ВВЕР-1000 блок V NVNPP детектори ядро апаратура система (SDU) не се поставят в централната тръба, и в специален канал измерване на енергия; 31 има измервателен канал, свързан към системата RMC (вж. Фиг. 3.11).
Разпределението на плътността на неутронния поток и корекцията на енергия се измерва активиране и емисиите детектори и йонизация камери [45]. Като активиращи датчици калибрирани използване на медни проводници с постоянна маса на единица дължина. Жицата се облъчва в измервателния канал по време на време, достатъчно за насищане на изотоп 64Su след това се отстранява от основата и се оставя да престои известно време за разпадане на краткотрайни изотопи на мед. Измерено след това разпределение активност по дължината на проводника съответства на разпределението на плътността на неутронния поток на височината на измервателния канал по време на тел облъчване.
ВВЕР широко използван детектори за емисии - Детектори директно зареждане (DPZ). Принципът на действие се основава на DPC в електрически потенциал среща в детектора, състояща се от емитер и колектор, разпадането на чувствителния неутрони емитер. Обикновено, емитер DPC използва родий и ванадий.
DPZ са малки и доста прости вторични устройства. Недостатъкът на детектора за директно зареждане е доста голяма инерцията си. В стандартната ВВЕР-440 в всеки измервателен канал се определя от четири родиеви дълги DPC 250 mm и един ванадий DPC 2500 mm дълги. Родиеви детектори, предназначени за измерване на разпределението на неутронен поток плътност по височината на канала, и ванадий - за измерване на общия брой неутрони мощност в канала. В допълнение, разпределението на височина на плътността на неутронния поток може да бъде измерена, докато се движи по протежение на канала DPC.
В практически контрол на работните условия на горивните елементи, необходими да се знае разпределението на енергията, съотношението на които с разпределението на промени плътност термични неутронния поток като изгаряне на ядреното за гориво. В началния момент на изгаряне на ядреното плътността на неутронния поток и специфична енергия са свързани с
(4.3)
някъде делене напречно първоначална концентрация на ядра
235U.
Когато се вземат предвид натрупването на 239Pu и съотношение изгаряне на ядреното 241Pu и 235U (4.3) е под формата
(4.4)
къде и # 963; е - делене напречно 239Pu и 241Pu; # 925; 25, # 925; 39 и W41 ядра концентрация 235U, 239Pu и 241Ru съответно.
За да се премине от измерената разпределението на топлинна плътност неутронен поток на разпределението на енергията, необходима да се извършват преизчисления, като правило, се вземат предвид на компютър и изгаряне 23SU и натрупването на плутоний изотопи. За тази цел информация от DPZ се въвежда в компютър, който осигурява обработка на данни в реално време и информация на оператора за резултатите от измерванията, посочени емитер прегаряне DPZ. За опростяване на програмите за изчисляване на информация (мениджъри) на компютри е желателно да се използват в допълнение към детекторите, които измерват плътността на топлинна неутронни детектори поток, означения, които пряко описват енергията в горивните пръти около канала. Енергията, освободена в горивни пръти е уникално характеризира с Fluence или бързи неутрони резонанс, който може да бъде измерена с помощта на подобрени DPC или йонизация камери. Например, DPC към емитера на сребро заобиколен от обвивка за подрязване кадмий топлинен неутрон регистрира главно резонанс неутрони индукция, която в крайна сметка е пропорционална на освобождаването на енергия в околните пръти гориво.
Намаляване на неравни коефициенти радиално kgmaks кМАХ и височина от фактора на неравностите и формиране на обема
Това е от голямо практическо значение от гледна точка на евентуално увеличаване на мощността на реактора и дълбочината на изгаряне на ядреното гориво на. Затова ВВЕР непрекъснато работи по мощност изравняване.
По принцип ВВЕР използва конфигурация лента изтегляне (вж. § 7.1), който привежда енергия радиално на ядрото, и в комбинация с борна регламент за намаляване на обемния енергия неравностите.
По време на изгарянето им е допълнителен саморазливни енергия, причинени от неравномерно изгаряне пропорционална освобождаване на енергия и дисплей неравностите отравяне ефект и мощност ефект реактивност. Стойности на неравни фактори за намаляване на работното натоварване. Някои увеличение неравностите коефициенти в края на кампанията поради постепенното извличане на основната контролна група CPS (фиг. 4.1). Особено силно от наличието на регулиращите прътове частично потопен разпределение височина на енергия зависи (фиг. 4.2) [9].
Фиг. 4.1. Промяна на съотношенията на енергия неравностите на първото натоварване ВВЕР-440 IV NVNPP единица (криви - изчислява данни; и експериментални точки от данни)
Фиг. 4.2. Зависимостта на коефициента на високо увеличение на височината на неравността механичните елементи, за възстановяване на енергия с различна ефективност интегриран CPS
Най-малкият неравностите генерира екстракция от основните "лека" групи.
Експерименти за изследване на енергийните полета показват детайли под налягане при елуиране със серийни изчисления (фиг. 4.3).
В заключение, привеждането в съответствие на освобождаване на енергия увеличава вероятността от ксенон трептене (вж. § 4.3). Ксенон колебание - този ефект периодично ядро обем мощност преразпределение причинени от обратна връзка между силата и концентрацията 135He.
В ВВЕР-440 възможност на ксенон осцилация е малък, и ако се появят такива варианти, те са апериодична, малка амплитуда и гниене бързо.
Отличителна черта на ВВЕР-1000 е възможността за пространствена ксенон колебание мощност
Фиг. 4.3. Разпределението на корекцията енергия на измервателния канал ВВЕР-440 NVNPP единица III:
1 - изчисление; 2-измерване; канал в клетка 13-30; капацитет 55% в реактора; екстракция височина Група 12 127 cm; Sn3vo3 = 2.79 гр / кг H2O
Фиг. 4.4. Аксиална разпределението на плътността на неутронния поток в ВВЕР-1000 се променя в режим на натоварване:
и - мощността на реактора е 100%, регулиращи пръти се екстрахира от ядрото; мощност б-реактор е намалена до 50% и пръти са пропуснати за регулиране височината на сърцевината на 0.4 Na.e. в - мощността на реактора се повишава до 100% след операция на ниво на мощност на 50% за 5.3 часа в обема на ядрото.
Фиг. 4.5. Схема Y контрол на движението прът за потискане регулиране ВВЕР-1000 зона пространствен ксенон колебание
Вероятност от ксенон колебание се увеличава с размера на реактора в случай на смущения в разпределението на енергия. Най-голямото смущението поле в ВВЕР-1000 с режим на работа с промяна в нивото на мощност, като намаляване на мощността 100-50% за известно време, последвано от повишаване до 100% (фиг. 4.4). Фигурата ясно изразена поява на деформация в аксиална разпределението на неутронен поток, причинени от преходни на ксенон и преместване Регулатори CPS.
Очевидно, в някои случаи, за да се намали размера на смущение в електроразпределителни целесъобразни регулиране пръти напълно пропуснати, и тяхното въздействие, за да компенсира промяната на концентрацията на борна киселина за срока на експлоатация на реактора при понижено мощност.
Част от системата за контрол на ВВЕР-1000 е достатъчно усъвършенствана система за наблюдение сърцевина, осигурена от резултатите обработка. Навременна информация за разпределението на властта в центъра, ако времето позволява да се коригира започнаха областта на деформация. В радиално и азимута електроразпределителната деформация може да се коригира чрез премахване или намаляване на някои групи абсорбери. Висок деформация може да се коригира с помощта на специално предвидени за тази цел групи на контролните пръти имат половин височина на абсорбиращия материал, преместването им височина на сърцевината (фиг. 4.5).