Курсовые по энергетике
БН
Экология
Карта

Метод обратного умножения

После определения понятия умножения вводят понятие  «обратного умножения» ОУ=1/У и на основе этого соотношения записывают формулу обратного умножения

. (1.9а)

 Именно на этом соотношении построен «метод обратного умножения», позволяющий экспериментально измерять как реактивность (или критичность) самого реактора, так и реактивность вносимых в него возмущений.

На методе обратного умножения (ОУ) основано измерение любых изменений реактивности реактора. Фундаментальный вывод состоит в том, что изменение реактивности при переходе реактора из состояния"1" состояние "2", равно:

Dr21=r2 -r1 =1/У1 – 1/У2=ОУ1-ОУ2= -DОУ (1.9в)

На этом методе основано, в частности, «взвешивание» ( определение полной эффективности) стержней СУЗ в подкритических состояниях, то есть определение изменения реактивности реактора при перемещении стержня от нижнего до верхнего положения (или наоборот). Этим же методом получают интегральную и дифференциальную градуировочную характеристику органа регулирования, измеряя вес частей стержня /2/. Принципиально, что измерение этих кривых по методу обратного умножения возможно именно в достаточно «глубоких», т.е. безопасных подкритических состояниях. Тогда можно сразу измерять интегральную кривую, а дифференциальную затем получать простым дифференцированием.

Наоборот, в критических состояниях реактора любые измерения характеристик стержней возможны только методом «компенсации» измеряемой реактивности другой, известной реактивностью(например , борной кислотой в реакторе ВВЭР и т.п.). Тогда прямо будет измеряться дифференциальная кривая (участки стержня), а интегральная будет воспроизведена интегрированием.

Заметим , что метод ОУ даёт относительный «вес». В данном случае, так же как и в процессе загрузки топлива (ТВС), «вес» стержня выражен в единицах ОУ. Перевести его в абсолютные единицы (т.е. произвести абсолютную калибровку) можно, измерив одну и ту же долю любой порции реактивности (веса стержня) по любому методу абсолютного измерения реактивности и по ОУ. Для этого, в частности, подойдут метод асимптотического периода (что дает связь реактивности в бета с периодом Тасс в сек:

r/b=1/(1+lТасс ) (1.10)

 либо метод "сброса стержня".

Все работы по измерению эффективности стержней проводятся при приближении к критическому состоянию (K eff = 0.95-0.98 и Y=20-30), когда можно считать, что свойства подкритического и критического реакторов близки (это не факт, а допущение).

На методе обратного умножения основан и метод безопасного достижения критического состояния при загрузке реактора.

Отметим особо, что метод обратного умножения - статический. Поэтому при замерах скорости счёта детекторов следует делать выдержку после любых возмущений (1-3 минуты), чтобы исключить переходные процессы.

Метод пуска реактора

  Методика пуска обеспечивает ядерную безопасность в процессе пуска (во времена Ферми подразумевались даже частичные отказы контрольных приборов) и сводится к построению в процессе загрузки реактора зависимости обратного умножения (ОУ=1/У) от характеристики реактора, изменяющей параметр его критичности (например, в нашем случае -от числа загруженных в реактор тепловыделяющих сборок ТВС (n), в других ситуациях -от уровня замедлителя Н, концентрации борной кислоты С, положения компенсирующих органов и т.п.).

 (1.11)

 На практике чуть удобнее оперировать величиной в 1000 раз большей –так называемой ТОУ (тысяча обратного умножения):

ТОУ = 1000* .

 В общих чертах процедура такова. Устанавливается «нулевое» или «реперное» состояние реактора, в нем фиксируются все параметры (температура, расход, положение всех органов управления). В нем измеряется ток ионизационной камеры (ИК)-это I0, соответственно У0=1 и ОУ0=1. Значения ОУ0 =1 или 1000ТОУ откладывают на графике зависимости ОУ от числа загруженных ТВС -n ТВС (см. рис.1). Затем загружается безопасное колическтво-порция ТВС (n ТВС) и замеряется ток ИК- это In или Ii. Вычисляется У и ОУn. Значения ОУn откладывают на графике зависимости ОУ от числа n ТВС (см. рис.1). Через эти две точки проводят прямую и экстраполируют ее до пересечения с осью n ТВС . Это и есть первое экстраполированное значение критического состояния n1 экст. Все данные (причем детально) по состоянию реактора и положению стержней, температур, тока ИК, времени и т.п. заносят в журнал (см. приложение ). Реальная форма кривой обратного умножения зависит от многих факторов. В принципе, она может иметь как вогнутый, так и выпуклый характер . Последнее, правда, крайне нежелательно, вернее, запрещено, так как экстраполяция занижает критическое состояние, что весьма опасно. Детальное описание всей процедуры и требований безопасности будет дано в описании выполнения работы (п. 3).

Теперь перейдем к описанию самого тренажера.


Рис.1. Кривая обратного умножения

Второй определяющей тяжелой аварией для блоков АЭС с ВВЭР-440/230 является тяжелая авария - разрыв ГЦТ Ду 500 мм у входного патрубка реактора с двусторонним истечением теплоносителя. Отличительной особенностью данной тяжелой аварии для АЭС с ВВЭР-440/230 является максимальные пиковые выбросы водорода из РУ.
Результаты расчета протекания аварии приведены на Рисунках 6-9.
После наступления исходного события происходит выброс большого количества теплоносителя через разрыв и резкое снижение уровня теплоносителя в активной зоне.
По мере уменьшения массы теплоносителя падает его уровень в реакторе, и к моменту времени 50 с происходит осушение активной зоны реактора.
При снижении уровня теплоносителя в корпусе реактора ниже верхней кромки активной зоны и выравнивании массового уровня теплоносителя в шахте реактора и опускной камере начинается разогрев твэл в верхней части активной зоны. Затем, с некоторой задержкой, обусловленной динамикой падения уровня, начинает разогреваться средняя, а затем и нижняя части активной зоны.
Расплавленный цирконий с некоторым содержанием оксида циркония и сталь начинают перемещаться в нижние участки а.з. и НКС, где и происходит застывание. Вследствие заполнения активной зоны водой из системы аварийного ввода бора температура тепловых элементов а.з. начинает снижаться. Массовый уровень в активной зоне растет до величины 2 м, при котором происходит стабилизация теплогидравлических параметров 1 контура РУ. При оценках дополнительных источников водорода для тяжелой аварии на АЭС с ВВЭР-440/В-230 были рассмотрены следующие не основные источники:
o радиолиз внутриконтурного теплоносителя;
o радиолиз воды в герметичных помещениях;
o разложение гидразина и аммиака, содержащихся в растворе, подаваемом
спринклерной системой;
o коррозия нержавеющей стали, не защищенной лакокрасочными покрытиями;
o радиационно-термическое разрушение защитных эпоксидных и
органосиликатных покрытий;
o коррозия углеродистой стали и алюминиевых слоев при повреждении
защитных покрытий;
o радиолиз пара в атмосфере герметичных помещений.
Оценка дополнительных источников водорода показала, что их вклад в общее количество водорода, выделившегося в ходе тяжелой аварии, незначителен, максимальный расход водорода не превышает 2*10-3 кг/с. Оценка выхода водорода за счет возможного взаимодействия кориума с бетоном шахты не проводилась.


На главную