A mag működésének semleges fizikai jellemzői - a víz-víz működési módjai
Oldal 8/41
AZ AKTÍV ZÓNÁK NEUTRON-FIZIKAI JELLEMZŐI AZ ENERGIAVIZSGÁLÓ MŰKÖDÉSÉBEN
4.1. AZ ENERGIA MEGOSZLÁSA AZ AKTÍV ZÓNÁBAN
Az energiafelszabadulás eloszlását a magban az egyenetlen energiafelszabadulás koefficiensei jellemzik, amelyek ismerete szükséges a reaktor megengedett hőteljesítményének meghatározásához (lásd 5.3 pont).
Rendszerint a mag sugara, magassága és térfogata mentén figyelembe kell venni az energiafelszabadulás egyenlőtlenségének együtthatóit. Definíció szerint az energia kibocsátás egyenletességi tényezője a mag sugara mentén:
(4.1)
ahol Q a magban lévő üzemanyagegységek átlagos és maximális teljesítménye (általában az i index megadja a magban az energiaigényes energiaigényes egység legnagyobb helyét - a település számát, a koordinátát).
A bórszabályozású reaktorok esetében a k-maks maximális értéke 1,2-1,4 tartományban és az ellenőrző rendszer mechanikai komponenseinek vezérlésére szolgáló reaktoroknál 1,5 és 2,1 között van.
A bórszabályozású reaktorokban a kis egyenetlen energiafelszabadulás lehetővé teszi a mag nagy hőteljesítményének eltávolítását. A magban az energiafelszabadítás egyenlőtlenségének együtthatóit a teljes közelgő kampány számítógépén (kmax) kell kiszámítani (lásd 7.2. §). A kr / i tüzelőanyag-részegységek relatív teljesítményének kísérleti értékeit a tüzelőanyag-szerelvény vízkivezetési hőmérsékletének és a reaktor bemeneti hűtőfolyadék hőmérsékletének mérése alapján határozzák meg. A tüzelőanyag-részegységek relatív teljesítményének értékeit a képlet adja meg
(4.2)
ahol a víz hőmérséklete az i-edik üzemanyag-szerelvény kilépési pontjánál; tbx - a vízhőmérséklet a j-os keringtető hurok reaktor bemeneténél; Gj - tömegáram a j-os körhurokban; gi - tömegáram az i. üzemanyag-szerelvényben; m a keringési hurkok száma; n a magban lévő üzemanyagegységek száma.
A víz hőmérsékletének mérése a tüzelőanyag-szerelvények kimeneténél A WWER hőmérsékletszabályozó rendszerrel van felszerelve. A hőmérsékletet hőelemekkel mérik, amelyek elegendően hatékonyak a neutron- és y-besugárzási körülmények között. A legelterjedtebbek a króm-nikkel és platina-platina-ródium (10% Rh) hőelemek. A VVER-440-ben a kimeneti víz hőmérsékletét a teljes mag teljes tüzelőanyag-szerelvényének kétharmadával, a VVER-1000-ben pedig az összes kazetta kimenete szabályozza. Az aktív zóna bejáratánál a vízhőmérsékletet a keringtető hurkok mérik. A gőzgenerátorok gőzterhelésétől függően a működtető hurkok száma, a hidraulikus ellenállás, a belépő hőmérséklet bizonyos eltérései a hurkok mentén lehetségesek. Gyakorlati számításoknál az aktív zóna bejáratánál a vízhőmérsékletet feltételezzük, hogy megegyezik a reaktor összes működési hurkának átlagértékével. Ha figyelembe vesszük az átlagolás számát, figyelembe vesszük a hurokon áthaladó víz áramlását.
A hűtőközeg áramlási sebessége a mag tüzelőanyag-szerelvényén keresztül határozható meg az üzemanyag-szerelvény hidraulikus jellemzői alapján (lásd 5.2 pont). Az üzemi körülmények között üzemanyag-szerelvények teljesítményét az egyenetlen energiafelszabadulás együtthatóiból számítják ki a mag tüzelőanyag-szerelvényének ismert átlagos teljesítményénél. Az energiafelszabadulás eloszlását a mag magasságával általában az egész kampány számításával kapjuk meg (lásd 7.2. §). Az energiafelszabadulás kísérleti eloszlását speciális mérési csatornákban határoztuk meg, az in-reaktor szabályozásának szenzorai segítségével. A VVER-440 aktív zónában 12-36 mérőcsatornából áll. A mérőcsatorna egy rozsdamentes acélcső, amelynek fojtott alsó vége a reaktorfedélen halad át a működési üzemanyag-szerelvény központi csöveként. Az NVNPP egység VVER-1000 V kazettáiban az in-reaktorvezérlő rendszer (VRK) érzékelői nem a központi csőbe kerülnek, hanem egy speciális csatornában az energiafelszabadulás mérésére; A VRC rendszerhez 31 mérési csatorna van csatlakoztatva (lásd a 3.11. Ábrát).
A neutronfluxus sűrűségének és az energiafelszabadulás magasságának eloszlását aktiválással és emissziós detektorokkal, valamint ionizációs kamrákkal mérjük [45]. Mivel az aktiváló detektorok kalibrált rézhuzalokat egységnyi hosszon állandó tömeggel használnak. A vezetéket a mérőcsatornában olyan időre besugározzuk, amely elegendő ahhoz, hogy telítődjön a 64Cu izotóppal, majd eltávolítja a magból és egy ideig tartsa fenn a rövid élettartamú réz izotópok bomlását. Az aktivitás eloszlása az ezt követően mért hossza mentén megegyezik a neutron fluxus sűrűségének a mérőcsatorna magasságával történő eloszlatásával a huzal besugárzása idején.
A VVER széles körben használt emissziós detektorok - közvetlen töltésérzékelők (DDC). A DPZ működésének elve azon alapul, hogy egy emitter és egy kollektorból álló detektorban lévő elektromos potenciál megjelenik egy neutron érzékeny kibocsátó bomlásában. Általában ródiumot és vanádiumot használnak a DPZ emittereként.
A DPZ kis méretű és meglehetősen egyszerű másodlagos eszközöket tartalmaz. A közvetlen töltésérzékelők hátránya meglehetősen nagy tehetetlenség. A standard VVER-440-ben négy ródiummentesített 250 mm hosszúságú és egy 2500 mm hosszúságú Vanadium DPZ-t tartalmazó lepárlóberendezés került felszerelésre minden egyes mérőcsatornában. A ródium detektorokat úgy tervezték, hogy megmérjék a neutronfluxus-sűrűség eloszlását a csatorna magasságában és a vanádium-detektorokat a csatorna teljes neutron teljesítményének mérésére. Ezenkívül a magasság mentén a neutronfluxus sűrűségének eloszlása a DPZ mozgatásával mérhető a csatorna hosszában.
A tüzelőanyag-elemek működési feltételeinek gyakorlati ellenőrzésében ismerni kell az energiafelszabadulás eloszlását, amelynek hányadosa a termikus neutron fluxusának eloszlásával változik az üzemanyag égetésével. A kezdeti égési pillanatban a neutronfluxus sűrűsége és a specifikus energiafelszabadulás kapcsolódik a relációhoz
(4.3)
ahol a hasadék keresztmetszete a magok kezdeti koncentrációja
235U.
Figyelembe véve a 239Pu és 241Pu felhalmozódását és a 235U kiégését, a reláció (4.3) a
(4.4)
ahol u # 963; f - a 239Pu és 241Pu törés keresztmetszete; # 925, 25, # 925; 39 és W41 koncentrációja 235U, 239Pu és 241Pu magok.
Számára, hogy a mért megoszlása termikus neutron fluxus eloszlásának energia szükséges ahhoz, hogy újraszámítások végre, mint általában, figyelembe kell venni a számítógép és a beégés 23SU és a felhalmozási plutóniumizotóp. Ebből a célból információt a DPZ bekerülnek egy számítógép, amely valós idejű adatok feldolgozása és információk a kezelő a mérések eredményeit adott kibocsátó kiégés DPZ. Az egyszerűség kedvéért a számítási programok információ (vezetők) számítógépek használata kívánatos amellett, hogy a detektorok, hogy sűrűségének mérésére termikus neutron fluxus detektorok, jelzések, amelyek közvetlenül leírják az energiát az üzemanyag rudak körülvevő csatornát. A felszabaduló energia üzemanyag rudak egyedileg jellemző a energiasűrűség vagy gyors neutron rezonancia, amely segítségével mérni lehet a frissített DPC vagy ionizációs kamrák. Például, a DPC az emitter ezüst körül egy wrapper nyírás kadmium termikus neutron naplózza elsősorban rezonancia neutronfluxus sűrűsége, amely végső soron energiával arányos kiadás a környező üzemanyag rudak.
Az egyenlőtlenségi együtthatók csökkentése a kmax sugár mentén és a kgmax magassága és az egyenlőtlenség térfogat-együtthatója között
Nagy gyakorlati jelentőséggel bír a reaktor teljesítményének növelése és az üzemanyag-elégés mélysége tekintetében. Ezért a teljesítménykiegyenlítést a VVER folyamatosan végzi.
Elvileg VVER használt sáv letöltési konfiguráció (lásd. § 7.1), amely összehangolja az energia sugárirányban a mag, és kombinálva bórsav szabályozás, hogy csökkentsék a térfogati energia egyenetlenségek.
A kiégés egy további önterülő energia okozta egyenetlen égő arányos energia-kibocsátás és a kijelző egyenetlenségek mérgezési hatás és erő hatása reakcióképesség. Az egyenlőtlenségi együttható értékei a rakodási művelet során csökkennek. Néhány növekedés egyenetlenség együtthatók végén a kampány mivel a fokozatos kitermelés a mag kontrollcsoport CPS (ábra. 4.1). Különösen erősen a részlegesen merülő CPS-rudak jelenlététől függ az energiafelszabadulás magassági eloszlásától (4.2. Ábra) [9].
Ábra. 4.1. Az egyenetlen energia kibocsátás együtthatóinak változása az NVNPP egység első WWER-440 IV terhelése során (görbék - számított adatok, pont-kísérleti adatok)
Ábra. 4.2. Az egyenetlen energiafelszabadulás magassági együtthatójának függvénye a vezérlőrendszer mechanikai alkatrészeinek extrakciójának magasságával, különböző integrált hatékonysággal
A legkisebb egyenlőtlenséget a "könnyű" csoportok elszívása hozza létre a magból.
Az energiafelszabadítási mező vizsgálatával kapcsolatos kísérletek olyan részleteket tárnak fel, amelyek elkerülik a soros számításokat (4.3. Ábra).
Összegzésként megjegyezzük, hogy az energiamennyiség kiegyenlítése növeli a xenon oszcillációjának valószínűségét (lásd 4.3 pont). A Xenon oszcilláció a hatalom periodikus újraelosztásának a hatása a mag térfogata fölé, amit a teljesítmény és a 135Xe koncentráció közötti visszacsatolás okoz.
A VVER-440 esélye xenon oszcillálás szöge kicsi, és ha az ilyen változatok fordulnak elő, ezek aperiodikus, kis amplitúdójú és a pusztulás gyorsan.
A VVER-1000 megkülönböztető jellemzője a térbeli xenon oszcillációinak megjelenése
Ábra. 4.3. Az energiafelszabadulás megoszlása az NVNPP egység VVER-440 III mérőcsatorna magasságában:
1 - számítás; 2-mérés; csatorna a 13-30. reaktor teljesítmény 55%; a 12. csoport kitermelésének magassága 127 cm; Ch3v3 = 2,79 g / kg H2O
Ábra. 4.4. A neutronfluxus sűrűségének axiális eloszlása a VVER-1000-ben a terhelésváltozás rendszerében:
a - 100% reaktor teljesítmény, a magból kivont vezérlőpálcák; A reaktor teljesítményét 50% -ra csökkentjük, a vezérlő rudakat a mag magasságára 0,4 N-ra csökkentjük; c - a reaktorteljesítmény 100% -ra emelkedik 50% -os teljesítményszint mellett 5,3 órán át a magtérfogatban.
Ábra. 4.5. Az Y vezérlőpálca mozgásának diagramja a térbeli xenon rezgések elnyomásáért a VVER-1000 mag magassága mentén
A xenon-oszcillációk előfordulásának valószínűsége növekvő reaktormérettel növekszik az energiaeloszlás zavara esetén. A legnagyobb területen zavar VVER-1000, amelynek egy olyan üzemmód egy változás a teljesítményszint, az ilyen teljesítmény csökkentés 100-50% egy darabig, majd növelve akár 100% (ábra. 4.4). Az ábra világosan kifejezett előfordulását deformáció a axiális eloszlása neutronfluxus által okozott tranziensek a xenon és a mozgó szabályozók CPS.
Úgy tűnik, néhány esetben, hogy csökkentse a méretét a perturbáció a áramelosztó célszerű szabályozása rudak teljesen elhagyható, és ezek hatása, hogy kompenzálja a változás a bórsav koncentrációt az időtartama a reaktor üzemeltetésének csökkentett teljesítményszinten.
A VVER-1000 vezérlőrendszer szerves része egy eléggé fejlett reaktorvezérlő rendszer, amelyet az eredmények gépi feldolgozása biztosít. A mag felosztásával kapcsolatos műveleti információk lehetővé teszik a mezők deformációinak kezdetét. Az árameloszlás sugárirányú és azimutális deformációit az abszorbensek bizonyos csoportjainak kinyerésével vagy lehullásával lehet korrigálni. Tall deformáció lehet korrigálni útján speciálisan erre a célra, csoportok szabályozó rudak van egy fél-magassága a nedvszívó anyag, mozgó őket magassága a mag (ábra. 4.5).