РАЗДЕЛ 2
АНАЛИЗ И МЕТОД РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ В ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССАХ
Опыт, накопленный при анализе процессов управления ЭЯР, позволяет установить, что та интерпретация ксеноновых процессов, которая дается в литературных источниках, иногда искажает детали. Описание, данное, например в ?49?, характерно для целого ряда исследователей, его анализ поможет корректно расставить приоритеты отдельных элементов в задаче.
Флуктуации плотности нейтронов в реакторе не являются причиной колебаний, они, как и в любой статистической системе, в реакторе существуют всегда, однако это не означает невозможность создания псевдостационарного режима работы. Изменения, приводящие к ксеноновым колебаниям, должны быть достаточно долговременными, а амплитуда неуправляемых колебаний сопоставима с величиной первого изменения плотности нейтронов. Причиной колебаний являются именно изменения параметров АКЗ, как то: температуры ТН на входе, положений ОРСУЗ, мощности и др.
В задачах о ксеноновых процессах мощность АКЗ может изменяться или поддерживаться постоянной и исходному, положительному скачку плотности потока нейтронов в одной области, может соответствовать отрицательный скачек в другой (хотя возможно и в той же - тогда процесса вообще не будет), вызванный, например, средствами управления. Поскольку реактивность - параметр точечной кинетики, а ксеноновые задачи,- пространственные, соблюдение баланса реактивности не является достаточным признаком отсутствия переходного процесса и использование ее формализма не приводит к решению задачи.
Для возникновения ксеноновых колебаний введение или выведение поглотителя для компенсации скачка реактивности не играет решающей роли. Колебания распределения э/в, возникающие после исходного события, и протекающие в реакторе не подверженном внешним управляющим воздействиям, называют свободными ?68?.
Результаты расчетного моделирования по программе БИПР-7А таких колебаний для начала и конца 14 кампании блока №1 ХАЭС приведены на рис.2.1. Кривая 1 - колебания, происходящие в начале кампании при низкой средней глубине выгорания АКЗ, а кривая 2 - в конце кампании.
Рис.2.1. Свободные колебания АО.
Отсутствие пространственных колебаний в физически небольших АКЗ нельзя связывать с вводом жидкого поглотителя. Даже в реакторах с "малыми" АКЗ и при большой плотности вводимого поглотителя, возможность колебаний не исключается таким способом из-за того, что поглотитель снижает концентрацию нейтронов, т.е. повышает концентрацию 135Хе, в точках удаленных от места исходного скачка z0. Вид переходного процесса определяется соотношением между длиной миграции нейтронов в АКЗ и длиной полуволны каждой из мод переходного процесса, определяемых характерными размерами АКЗ. Существенную роль играют моды, длина волны которых много больше длины миграции нейтронов (для решетки ВВЭР она ?10см). Так для ВВЭР с харатерным размером АКЗ до ?2м, существенна только основная мода, влияние переходного процесса сказывается только на полной интегральной мощности (отравление-разотравление) и незначительно для распределения э/в. С увеличением размеров АКЗ реактора до характерных для ВВЭР-1000, отчетливо проявляется влияние следующей моды (АО). При дальнейшем увеличении АКЗ (типа РБМК) проявляются более высокие моды.
Ксеноновые колебания в каждом из типов реакторов имеют свой пространственный масштаб - характерный размер объема АКЗ, в котором изменения э/в происходят синфазно. В ?20? установлен масштаб пространственной локализации датчиков и ОР в ВВЭР-1000. Как оказалось, существенную роль играет только то, в какой половине АКЗ, верхней или нижней, они размещены. Хотя авторы работы такого вывода не делают, по-видимому, это прямое подтверждение того, что самая высокая мода аксиальных ксеноновых колебаний в ВВЭР-1000, оказывающая влияние на перераспределение э/в, соответствует АО. Более высокие моды, в том числе соответствующие kv(i,j) (в 7, 10, 16 и т.д. слоях), такого влияния не оказывают. А это означает, что выполнение ограничений на АО в переходных режимах, позволяет соблюсти требования по kv(i,j) в том случае, если они выполнялись в стационарном режиме. Подтверждения этому можно найти в работах ?3,4?. Это важнейший факт позволяющий свести управление мощностью и распределением э/в АКЗ, задачу типа L1+L2, к управлению мощностью и АО, т.е. к задаче L1* для каждой половины АКЗ.
Хотя предыдущее замечание позволяет упростить задачу, однако она не может быть решена с использованием существующей системы АРМ (см. п.1.4.2). Настроенный на поддержание постоянной мощности АРМ, может оказывать на колебания как подавляющее, так и поддерживающее воздействие. К примеру, если колебания АО начинаются из-за изменения реактивности АКЗ не вызванного непосредственно изменениями АО, колебания АО будут возникать уже из-за работы АРМ. Или если возбуждение колебаний происходит из-за снижения э/в в нижней половине АКЗ (например из-за положительного скачка температуры ТН на входе в реактор), общая мощность АКЗ снизится, АРМ приподнимет РГ находящуюся в верхней половине АКЗ и тем самым усилит колебания.
Справедливости ради необходимо отметить, что в нашем последнем примере со скачком температуры на входе в АКЗ, АРМ настроенный на поддержание давления пара в ГПК предотвратит развитие колебаний. Т.е. в каждом из своих режимов АРМ может эффективно устранить только часть причин приводящих к возникновению колебаний даже в стационарном режиме работы реактора.
Итоговое влияние АРМ на колебания АО подавляющее. При этом рассматривается только вопрос о сходимости этих колебаний. Проблема максимального отклонения АО от заданного значения, как правило, не рассматривается, а при рассмотрении времени стабилизации поля э/в реактора управляемого АРМ после возмущения, указывается на его большую продолжительность ?20?. Вопросы управления АО при маневрах, когда АРМ не может быт включен, а также непосредственно после маневра во время интенсивного переходного процесса так же не учитываются.
Т.
- Київ+380960830922