1, 1,

,

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

1 Российский научный центр «Курчатовский институт»

МОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ШУМА СИГНАЛА

ДАТЧИКА НЕЙТРОННОГО ПОТОКА

В АКТИВНОЙ ЗОНЕ ВВЭР

В докладе приведены результаты моделирования шумов сигнала датчиков нейтронного потока, вызванных флуктуациями параметров теплоносителя в активной зоне ВВЭР-1000. Расчеты проводились с использованием аттестованной программы NOSTRA /1/, позволяющей производить взаимносогласованный нейтронно-физический и теплогидравлический расчет процессов, происходящих в активной зоне ВВЭР.

Исследование проводилось с целью оценки влияния флуктуаций параметров теплоносителя на величину и распределение по высоте активной зоны шумов нейтронного потока, регистрируемых датчиками прямой зарядки (ДПЗ). Флуктуации моделировались в виде гармонических колебаний параметров теплоносителя на входе в активную зону реактора. Параметры теплоносителя (температура, давление, расход) возмущались по-отдельности, с частотой от 0.2 до 5 Гц. Исследования проводились для состояния реактора, соответствующего номинальной мощности и номинальным параметрам теплоносителя. Рассматривались два характерных по коэффициентам реактивности момента кампании: непосредственно после перегрузки и на конец борного регулирования.

Анализ результатов позволил произвести оценку величины относительного (нормированного) шума нейтронного потока в местах расположения ДПЗ. Удалось выявить характер расположения по высоте активной зоны амплитуд шума при возмущениях температуры, давления и расхода теплоносителя.

Получены расчетные амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) шума нейтронного потока, регистрируемого ДПЗ для возмущений различных параметров теплоносителя. Как и следовало ожидать, все АЧХ имеют максимум в районе 0.3 – 0.4 Гц, т. е. резонансной частоты твэла. В вариантах с флуктуацией расхода и температуры теплоносителя, в области высоких частот (порядка 5 Гц) амплитуда шума на порядок ниже, чем при резонансной частоте. В вариантах флуктуации давления, при увеличении частоты с 1 до 5 Гц существенного снижения амплитуды шума не происходит.

Результаты моделирования также показывают, что амплитуда шума в конце кампании значительно выше, чем в начале, что связано с увеличением по абсолютной величине коэффициента реактивности по температуре и плотности теплоносителя.

Получены данные о примерно прямой пропорциональности величины шума величине возмущения параметров теплоносителя.

Определено также, что характер высотного распределения шума зависит от вида параметра, флуктуация которого моделируется и практически не зависит от момента кампании. При флуктуации температуры теплоносителя на входе в активную зону распределение нормированного шума является, в основном, ниспадающим к выходу из активной зоны. При флуктуации расхода теплоносителя для частот порядка и ниже 1 Гц нормированный шум растет с высотой, а для частот порядка 5 Гц – падает. При флуктуации давления теплоносителя нормированный шум растет с увеличением высотной координаты для всех частот, за исключением частоты 1 Гц, для которой рост наблюдается только для датчиков с 4-го по 7-й. С 1-го по 4-й датчик амплитуда нормированного шума с частотой 1 Гц при флуктуации давления постоянна.

Таким образом, по характеру высотного распределения шума можно делать вывод о том, флуктуация какого именно параметра теплоносителя наблюдается в активной зоне ВВЭР.

Полученные результаты позволяют также оценить фазо-частотные характеристики колебаний нейтронного потока в зависимости от колебаний параметров теплоносителя.

Список литературы

1.  Программа NOSTRA (версия 5.0). Аттестационный паспорт программного средства. Регистрационный номер паспорта аттестации ПС № 000 от 01.01.2001. Федеральный надзор России по ядерной и радиационной безопасности, Москва, 2003 г