Стартовая >> Архив >> Генерация >> Кинетика и регулирование ядерных реакторов

Саморегулирование ядерных реакторов - Кинетика и регулирование ядерных реакторов

Оглавление
Кинетика и регулирование ядерных реакторов
Физические основы регулирования
Ядерное топливо и воспроизводящие материалы
Цепная реакция деления
Энергия деления
Кинетика ядерного реактора
Кинетика реактора при линейном изменении реактивности
Изменение изотопного состава топлива и температурный эффект
Температурный коэффициент реактивности
Факторы, вызывающие изменение реактивности
Саморегулирование ядерных реакторов
Режимы перегрузок ядерного топлива
Реальные способы перегрузки ядерного топлива
Перегрузка топлива в реакторах на быстрых нейтронах
Расчет органов регулирования
Материалы и форма поглощающих стержней
Жидкостное борное регулирование
Регулирование отражателем
Компенсация реактивности выгорающими поглотителями
Система управления и защиты ядерных реакторов
Органы управления и защиты канальных реакторов
Органы компенсации реактивности реакторов на быстрых нейтронах
Тепловыделение в поглощающих стержнях
Контроль за положением стержней управления и защиты
Калибровка поглощающих стержней
Реакторные измерения
Эффекты реактивности при выводе реактора на рабочую мощность
Безопасность работы ядерных реакторов
Моделирование нестационарных процессов
Исследование моделей динамики реактора на ЭВМ

Влияние перечисленных выше эффектов на реактивность реактора имеет чрезвычайно важное значение с точки зрения ядерной безопасности. Отрицательный знак температурного, мощностного и других эффектов реактивности приводит к тому, что самопроизвольный разгон реактора становится невозможным. Действительно, любое повышение мощности неизбежно приводит к уменьшению реактивности, и чтобы удержать мощность на новом, более высоком уровне, необходимо вмешательство оператора. Последний в соответствии с уровнем мощностного коэффициента должен скомпенсировать уменьшение реактивности путем, например, извлечения из реактора соответствующей группы механической системы регулирования. И наоборот, при необходимости уменьшить мощность реактора следует ввести в него отрицательную реактивность для компенсации соответствующего мощностного эффекта. В противном случае при любом самопроизвольном отклонении мощности без внешнего вмешательства оператора значение ее путем саморегулирования удержится на прежнем уровне.
Свойство саморегулирования присуще реакторам, обладающим отрицательными эффектами реактивности. Однако, как было показано выше, не исключена возможность положительного вклада тех или иных эффектов. Так, доплер-эффект, проявляющийся в реакторах на тепловых нейтронах и составляющий основной отрицательный вклад в мощностной коэффициент реактивности, в реакторах на быстрых нейтронах практически не проявляется. Поэтому при конструировании ядерных реакторов эффекты реактивности тщательно анализируются по всем составляющим. 

С точки зрения требований ядерной безопасности реактор должен обладать отрицательным суммарным эффектом реактивности по крайней мере в области рабочих мощностей.
Отрицательный мощностной коэффициент реактивности кроме обеспечения ядерной безопасности может быть использован для продления кампании реактора и как следствие дополнительной выработки энергии с той же загрузкой топлива. По достижении реактором конца кампании на номинальном уровне мощности он может быть выведен в режим саморегулирования. При этом дальнейшее выгорание топлива и поддержание критичности реактора идет за счет постепенного самопроизвольного уменьшения мощности и высвобождения соответствующей реактивности, обусловленной отрицательным мощностным коэффициентом. Это сопровождается общим снижением температурного уровня и высвобождением реактивности за счет температурного эффекта. В реакторах на тепловых нейтронах дополнительное высвобождение реактивности идет и за счет уменьшения стационарного отравления ксеноном. Напомним, что последнее уменьшается при всех прочих равных условиях с уменьшением плотности потока нейтронов или, что одно и то же, с уменьшением мощности реактора.
Эффект продления кампании с самопроизвольным снижением мощности ниже номинальной используется на АЭС с водо-водяными  реакторами. Имеющийся опыт работы в этом режиме показывает, что кампания может быть продлена примерно на месяц. Электрическая мощность блока за это время уменьшается по сравнению с номинальной примерно на 30%, а температурный уровень теплоносителя в первом контуре примерно на 5%. Как видно, одновременно идет снижение параметров вырабатываемого на турбину пара и как следствие уменьшение КПД блока. Поэтому продолжительность работы на сниженных параметрах определяется в конечном итоге технико-экономическими расчетами.
В кипящих водо-водяных реакторах продление кампании может быть реализовано за счет отрицательного парового коэффициента реактивности. Уменьшение количества генерируемого пара в реакторе высвобождает соответствующую реактивность и обеспечивает продление кампании. При этом следует иметь в виду, что уменьшение генерации пара в реакторе следует вести при тех же параметрах, так как снижение последних неизбежно связано с уменьшением давления, а это в конечном итоге может привести к обратному эффекту.



 
« Исследования трубопроводов питательной воды энергоблоков 160-800МВт   Комплекс для электрической части системы регулирования и защит паровых турбин »
электрические сети