В СССР строительство реакторов этого типа в настоящее время не планируется. Однако рассмотрение методов управления ими представляет интерес, так как здесь накоплен значительный опыт, который может быть использован при создании систем управления блоками других типов (в частности, с прямоточными парогенераторами, генерирующими пар высоких параметров).
Технологическая схема энергоблока показана на рис 9.14. Реактор Р представляет собой сферическую металлическую оболочку, внутри которой находится активная зона цилиндрической формы с графитовым замедлителем. Через реактор с по мощью ГЦН (газодувок) прокачивается теплоноситель — углекислый газ СО2. Давление газа держится оболочкой реактора. Нагретый газ из реактора попадает в прямоточный парогенератор ПГ и возвращается в газодувку. Перегретый до высокой температуры пар из ПГ направляется в турбину Т. Вода из конденсатора турбины по питательному тракту возвращается в парогенератор.
Основными технологическими особенностями блоков этого типа, определяющими структуру их систем регулирования, следует считать
- значительные размеры реактора с возможностью появления пространственной нестабильности,
- высокой уровень температуры теплоносителя первого контура,
- регулируемый расход теплоносителя первого контура,
- применение прямоточных парогенераторов;
- наличие перегрева пара и, в некоторых случаях, вторичного перегрева,
- необходимость участия (из-за большого удельного веса в энергосистеме) в регулировании частоты и мощности
Pиg. 9. 14. Схемы регулирования энергоблоков с газографитовыми реакторами
а — схема с поддержанием пара воздействием на расход пара на турбину, б — схема с поддержанием давления пара воздействием на расход питательной воды.
Программы изменения параметров таких блоков строятся с учетом необходимости поддержания температуры перегретого пара в широком диапазоне нагрузок (рис. 9 15). Для этого заданное значение температуры теплоносителя на выходе из реактора либо слабо растет с ростом нагрузки (чтобы обеспечить постоянство температуры перегретого пара tne, рис. 9 15,б), либо в более простых схемах поддерживается постоянным (при этом температура перегретого пара несколько снижается с ростом мощности, рис 9 15,а).
Расход питательной воды при заданной температуре перегретого пара tne и температуре питательной воды однозначно определяется мощностью блока. Расход газа обычно меняется пропорционально мощности (рис. 9 15,а). Более сложный закон рис. 9 15,б выбран, чтобы поддержать равенство температур острого и промежуточного пара во всем энергетическом диапазоне режимов.
Рис 9 15 Программы регулирования энергоблоков с газографитовыми реакторами
а — постоянная температура газа на выходе реактора (tвых= const), б — постоянная температура перегретого пара tne = const)
Из-за опасности пространственных колебаний нейтронного потока весь реактор разбивается на ряд зон (до 16), каждая из которых снабжается своим регулятором, получающим импульс по средней температуре газа, выходящего из данной зоны. Регуляторы воздействуют на регулирующий стержень, расположенный внутри соответствующей зоны. Таким образом обеспечивается одинаковый подогрев теплоносителя во всех каналах реактора. Задание регуляторам температуры может быть постоянным (при реализации программы или меняться по корректирующему сигналу регулятора температуры перегретого пара.
Схемы регулирования, осуществляющие программу t1выx=const, показаны на рис 9.14. В схеме рис 9.14,а регуляторы температуры 1 поддерживают температуру газа на выходе из каждой зоны. Регулятор 2 поддерживает давление пара перед турбиной воздействием на синхронизатор 3. Температура на входе в реактор регулируется регулятором 6, воздействующим на стабилизирующий регулятор питания 5, получающий импульс от расходомера 4. Изменение мощности блока производится регулятором мощности 8, меняющим задание регуляторам расхода теплоносителя 7 в зависимости от частоты системы f. Изменяя закон регулятора 8, можно получить как статическое, так и астатическое регулирование частоты.
На рис. 9 14,б показана схема, предназначенная для статического регулирования частоты. Регулирование давления осуществляется воздействием регулятора 2 на регулятор питания 5. Регулирование температуры газа на входе производится изменением задания регулятору расхода теплоносителя первого контура 7. Регулирование температуры на выходе реактора аналогично рис 9 14,а. В этой схеме изменение частоты системы вследствие перемещения регулирующих клапанов турбины приводит к отклонению давления пара. Давление восстанавливается изменением подачи питательной воды в парогенератор, а следовательно, и расхода пара из него. При этом меняется температура газа на выходе парогенератора t1вых, которая восстанавливается регулятором температуры 6. Мощность реактора меняется при изменении расхода газа в результате работы регуляторов 1.
При реализации программы с tne=const устанавливается дополнительный регулятор температуры пара, меняющий задание регуляторам температуры газа.
