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

Жидкостное борное регулирование - 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

В водо-водяных реакторах без кипения широкое применение получило так называемое жидкостное борное регулирование. Суть его заключается в том, что в циркулирующую в первом контуре воду, которая, проходя через активную зону реактора, выполняет одновременно роль теплоносителя и замедлителя, добавляется определенное количество борной кислоты. Концентрация ее зависит от времени и определяется темпом и глубиной выгорания топлива в период между частичными перегрузками. После очередной частичной перегрузки концентрация борной кислоты максимальна и рассчитана на компенсацию реактивности, обусловленную избытком топлива над критической массой. К началу же очередной частичной перегрузки борная кислота полностью выводится из циркулирующей воды и концентрация ее становится равной нулю.
Достоинством жидкостного борного регулирования является то, что введение борной кислоты не искажает поля плотности потока нейтронов в активной зоне реактора, так как бор (основной поглотитель тепловых нейтронов) равномерно распределен в циркулирующей воде. При этом механическая система компенсации (подвижные поглощающие стержни) рассчитывается только на температурный эффект и отравление реактора и после выхода реактора на рабочий режим практически полностью выводится из активной зоны. В зоне остаются только стержни, выполняющие роль оперативного регулирования, суммарная эффективность которых сравнительно невелика (обычно несколько меньше β-доли запаздывающих нейтронов), и искажения профиля плотности потока нейтронов за счет перемещения механической системы регулирования сводятся к минимуму.

Можно считать, что введение борной кислоты в воду сказывается только на изменении коэффициента использования тепловых нейтронов Θ, определяемого концентрацией бора в замедлителе, являющемся одновременно и теплоносителем, т. е. k∞~θ, k∞,в~ θ, где k∞ и k∞,в — коэффициенты размножения в бесконечной среде без борной кислоты и при наличии ее, Θ и Θβ — коэффициенты использования тепловых нейтронов. Тогда реактивность, обусловленная введением борной кислоты, будет уменьшаться на величину
(5.130)
Из (5.130) видно, что для определения компенсирующей способности жидкостного борного регулирования необходимо определить коэффициент использования тепловых нейтронов Ов, зависящий от концентрации борной кислоты в воде. Последняя подбирается для каждого момента времени, исходя из известной зависимости k∞ (t) (см., например, рис. 3.16). Так, на рис. 5.15 показана зависимость θв от массовой концентрации 10В в воде первого контура для начала кампании, т. е. когда в реакторе только свежее топливо. Отсюда, пользуясь выражением (5.130), можно определить необходимую концентрацию бора для компенсации


избыточной реактивности в начале кампании.
Рис. 5.15 Зависимость 0в от массового содержания бора св в воде водо-водяного реактора для начала кампании в горячем и отравленном состоянии (r=2,3%)
Для примера, указанного на рис. 3.16, kнеотр =1,28,           1,24, kотр=k∞=1,025, а необходимая концентрация св для полной компенсации избыточной реактивности в начале кампании будет равна: для неотравленного реактора св=0,115%, а отравленного св=0,1%.
Аналогичные кривые необходимо построить и для других моментов времени после начала кампании, что в конечном итоге позволит определить Св (t).



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