Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Макрораспределение энерговыделения.
Макрораспределение энерговыделения в активной зоне реактора характеризуется коэффициентами неравномерности Кz и Кq. Где Кz - коэф-т неравномерности энерговыделения по высоте активной зоны, а Кq - коэф-т неравномерности энерговыделения по кассетам. Коэффициенты неравномерности энерговыделения определяются как отношение максимального значения энерговыделения к среднему значению по данному измерению: _ Кi = Qimax / Qi (2.1).
По определению коэффициент неравномерности энерговыделения по кассетам равен: max _ Кqi = Qтвсi / Qтвс (2.2), max _ где Qтвсi, Qтвс - максимальная и средняя мощности ТВС в активной зоне (обычно индексом i конкретизируется местоположение ТВС в активной зоне, т.е. ее координата). Согласно "Технологическому регламенту эксплуатации" значение Кq не должно превышать 1,5. Реальные величины Кq приведены на рис.4.2. Снижение неравномерности энерговыделения по активной зоне, а значит, и уменьшение Кi, позволяет снимать с нее большую тепловую мощность без превышения ограничений а), б) и в) (см. выше). На практике снижение неравномерности энерговыделения по кассетам достигается специальным распределением топлива по активной зоне (физическое профилирование), при котором обеспечиваются более высокие размножающие свойства топлива в зонах с пониженным энерговыделением (вблизи границ активной зоны) и пониженные размножающие свойства в зонах с повышенным энерговыделением (в центральной области активной зоны). Вся активная зона разбивается на ряд концентрических областей (для ВВЭР-440 3 зоны с топливом 1,6;2,4 и 3,6% обогащения) и топливо с более высокими размножающими свойствами (большим обогащением) помещается во внешнюю область, а с более низкими размножающими свойствами (меньшим обогащением либо частично выгоревшие ТВС) - в центральные зоны. Теоретически возможно применение физического профилирования по высоте активной зоны путем набора твэлов из топливных таблеток различного обогащения. На практике, в ядерной энергетике, этот метод, так же как и другие виды профилирования для уменьшения Кz, применения не нашел ввиду экономической нецелесообразности. Помимо упомянутых целенаправленных мер, на уменьшение неравномерности энерговыделения влияют некоторые эффекты саморегулирования в активной зоне, связанные с неравномерным по зоне проявлением мощностного эффекта реактивности, отравления ксеноном - 135 и выгорания топлива (см. раздел 3). Более интенсивно эти процессы происходят в областях с более высокой мощностью (т.е. там, где больше нейтронный поток), что приводит к большему снижению размножающих свойств топлива в этих областях. Эффект "самовыравнивания" поля в ходе эксплуатации приводит к дополнительному снижению неравномерности энерговыделения, что наглядно представлено на рис.4.2. Макрораспределение мощности, определяемое свойствами топлива по активной зоне, подвергается значительным искажениям за счет влияния органов СУЗ, которые являются наиболее сильным источником неравномерности энерговыделения в реакторах типа ВВЭР. Во время работы реактора на мощности все кассеты АРК, за исключением 6-й регулирующей группы, взведены и находятся на ВКВ и, следовательно, практически не вносят искажения в распределение нейтронного потока. Наличие жидкого поглотителя (борное регулирование) позволяет оставить 6-ю группу в промежуточном положении, обеспечивающем наиболее равномерное распределение плотности потока нейтронов по высоте и радиусу активной зоны. При работе ВВЭР-440 на номинальной мощности энергонапряженность активной зоны настолько велика, что перекос нейтронного поля при введении в активную зону отдельных сборок или группы АРК может привести к недопустимому росту температуры в отдельных ТВС. Учитывая, что тепловая мощность ЯР пропорциональна интегралу плотности потока нейтронов по всему объему активной зоны, можно принять, что мощность реактора пропорциональна и его радиальной составляющей, т.е. площади, ограниченной кривой радиальной составляющей нейтронного потока. Поэтому при погружении кассеты АРК в активную зону и неизменной тепловой мощности реактора, нейтронный поток в противоположном от опустившейся кассеты районе должен вырасти так, чтобы площадь, ограниченная кривой распределения нейтронного потока при номинальной мощности и полностью извлеченных кассетах АРК, осталась неизменной. Это означает, что на рис.2.1 заштрихованные площади над и под штриховой линией должны быть равны. При этом энерговыделение в ТВС, расположенных в районе нейтронного потока Ф1max , увеличится, а соответственно возрастет (и, возможно, превысит допустимые значения) температура теплоносителя на выходе из этих кассет. Поэтому для каждого типа реакторов рассчитывается и затем экспериментально проверяется зона регулирования рабочей группы ОР СУЗ. При этом однако необходимо помнить, что высота регулирующей группы АРК должна быть достаточной для отработки возникающих во время работы возмущений по реактивности (т.е. дифференциальная эффективность группы АРК должна быть достаточно большой). В ВВЭР-440 такой оптимальный интервал рабочего положения 6-й регулирующей группы находится в пределах 150-200 см (см. рис.2.2). В этом интервале дифференциальная эффективность 6-й группы АРК составляет 1,2•10-4 1/см, а скоростная эффективность (рабочая скорость перемещения АРК - 2 см/с) ~ 2,4•10-4 1/с. В качестве дополнительного средства уменьшения высотной неравномерности энерговыделения может быть использовано неравномерное размещение по высоте кассеты выгорающего поглотителя. Этот метод был применен в реакторах ВВЭР-365 (2-й блок НВАЭС) и ВВЭР-440 3-го блока НВАЭС. |
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-07-07 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |