где: К2 – коэффициент поправки на радиационные потери, отн. ед., численное значение коэффициента К2 определяют в специальном реакторном эксперименте.
Энерговыработку в канале Wп. пп рассчитывают нарастающим итогом в виде суммы
Wп. пп(t) = С2 
,
где: С2 – расчетная константа, численное значение которой зависит от периодичности расчета значений N3п. пп; при длительности периода t = 10 минут (отрезок времени между предыдущим и последующим расчетами) С2=10-2 (отн. ед.), при этом энерговыработка, рассчитываемая по формуле (10), получается в МВт. мин.
j – индекс суммированиям j=1,2,…m;
m – количество периодов с длительностью t с момента выхода реактора на мощность до момента текущего времени t.
Количество выгоревшего в ТВС канала п. пп топлива Мп. пп с момента выхода реактора на мощность до момента времени t рассчитывают по значению энерговыработки Wп. пп, используя соотношение:
Мп. пп=С3·Wп. пп
где: С3 – расчетная константа, численное значение которой зависит от длительности периода t.
Интегральную балансовую тепловую мощность реактора Nрб (в дальнейшем, балансовую ТМР) рассчитывают по тепловому балансу в 1‑м контуре охлаждения а. з. и в контуре охлаждения бассейна (КОБ) реактора.
Рис.4. Блок-схема расчета энерговыделения и выгорания топлива в ТВС РУ МИР
Мощность теплосъема NIK 1-м контуром реактора рассчитывают по формуле:
NIK=С5 [{tгк1-t(0)}Qгк1+{tгк2-t(0)} Qгк2}],
где: tгк1, tгк2 – измеренные в штатных точках измерения значения температуры теплоносителя соответственно в 1-м и 2-м горячих коллекторах, оC;
Qгк1, Qгк2 – значения объемных расходов теплоносителя соответственно через 1-й и 2-й горячие коллекторы, м3/ч, измеренные в штатных точках измерения расхода;
С5 – расчетная константа, учитывающая плотность и теплоемкость теплоносителя с упрощающими допущениями, указанными в разд.4, п.4.1; при расчете принимают С5=1,133´10-3 Дж/м3.град, при этом значение NIK получают в МВт.
Мощность теплосъема КОБ Nкоб рассчитывают по формуле:
Nкоб= С6[(tвых. б - tвх. б1)´ Qвх. б1+(tвых. б - tвх. б2)´Qвх. б2],
где: С6 – расчетная константа; С6=1,154´10-3 Дж/м3;
tвых. б – значение температуры теплоносителя на выходе из бассейна реактора, измеренное в штатной точке измерения, оС;
tвх. б1, tвх.2 – значения температуры теплоносителя на входе в бассейн реактора соответственно по 1-й и 2-й "ниткам" контура, измеренные в штатных точках измерения, °С;
Qвх. б1, Qвх. б2 – значения объемного расхода теплоносителя соответственно по 1-й и 2-й входным "ниткам" контура бассейна, измеренные в штатных точках измерения расхода, м3/ч.
При использовании указанного выше значения константы С6 значение Nкоб получают в МВт.
Значение интегральной балансовой TМР Nрб рассчитывают как сумму
Nрб=NIK+Nкоб , МВт.
При оценке погрешностей расчета принимают во внимание не только не исключенные остатки систематических погрешностей при измерении теплотехнических параметров теплоносителя (расход, температура), а также погрешности, обусловленные упрощенными усреднениями значений теплоемкости и плотности теплоносителя (воды) в рабочих диапазонах температур и давлений. Последние из упомянутых погрешностей также рассматривают как систематические.
Проведена оценка и анализ погрешностей определения энерговыделения в каналах и мощности реактора и показано, что случайные погрешности при измерении параметров теплоносителя малы по сравнению с систематическими. Поэтому погрешности, в основном, определяются точностью регистрации основных технологических параметров теплоносителя, соответственно, для снижения погрешностей необходимо улучшение характеристик измерительных каналов, повышение качества технического обслуживания. Кроме этого постоянная составляющая систематической погрешности может быть определена в подготовительных реакторных экспериментах и впоследствии учтена в виде поправок к значениям измеряемых параметров.
Пятая глава посвящена установке и методике гамма-спектрометических исследований облученных твэлов для определения распределений продуктов деления и выгорания топлива в твэлах. Приводится описание разработанной в рамках диссертационной работы автоматизированной гамма-спектрометрической установки с программным управлением от ЭВМ. Гамма-сканирование твэлов, включая перемещение твэлов, проведение измерений, обработку и хранение спектрометрической информации, производится в автоматическом режиме по заданной программе, причем управляющие параметры программы доступны для корректировки оператором.
Регистрация гамма-излучения от коллимированного участка твэла с минимальной шириной щели 1 мм проводится с помощью спектрометра с полупроводниковым детектором, энергетический диапазон анализируемого излучения от 50 кэВ до 2800 кэВ, максимальная длина активной части твэлов не более 1800 мм. Результаты распределения продуктов деления по длине активной части используются для расчетного определения энерговыделения и глубины выгорания топлива на единичной длине твэлов по известным значениям энерговыделения и мощности, определяемым по методикам, изложенным во 2 и 3 разделах.
Для определения абсолютных значений накоплений осколков деления на единичной длине твэлов была разработана методика, основанная на измерении интенсивности гамма-квантов с энергией 661,6 кэВ, испускаемых при радиоактивном распаде Ва-137m (дочернего изотопа в цепочке распада Cs-137), в стандартном образце с известным накоплением осколков и в исследуемом твэле. В отличие от ранее использовавшихся методик, были изготовлены стандартные образцы для различных типов твэлов и была разработана процедура учета эффекта самопоглощения гамма излучения в различных типах твэлов.
Интенсивность гамма-квантов с энергией 661,6 кэВ, обусловленных твэлами или СОП, рассчитывают по следующей формуле:
,
где SТВ(СОП) – площадь ППП гамма-квантов с энергией 661,6 кэВ при измерении, соответственно, твэла или СОП, имп;
SгенТВ(СОП) – площадь генераторного пика при измерении, соответственно, твэла или СОП, имп;
Sф – площадь ППП гамма-квантов с энергией 661,6 кэВ при измерении фона, имп;
Sфген – площадь генераторного пика при измерении фона, имп;
fген – частота генераторного пика, Гц.
Содержание осколков деления в исследуемом твэле без учета изменения коэффициента самопоглощения гамма-квантов с энергией 661,6 кэВ из-за деления тяжелых атомов рассчитывается по следующему соотношению:
,
где: eэфф = Si (eiт g iт + eiб g iб) – эффективный массовый выход Cs-137 на 1 акт деления тяжелых атомов, отн. ед.;
eiт , eiб – кумулятивный выход атомов Cs-137 на 1 акт деления i-го тяжелого атома (U-235, U-238, Pu-239, Pu-241), отн. ед. (таблица 8.2.);
g iт , g iб – доля делений i-го тяжелого атома соответственно тепловыми (т) или быстрыми (б) нейтронами, которые рассчитываются с помощью программ типа MCU;
Аi – массовое число разделившегося тяжелого элемента;
mоСОП – содержание Cs-137 на единичной длине активной части СОП на момент аттестации, г/см;
k1 = е-l(tизм - tсоп) – коэффициент поправки на распад Cs-137 в СОП с момента аттестации (tсоп) до момента измерения (tизм);
(tизм – tсоп) – период времени с момента аттестации до момента измерения, сут;
l = 6,29027×10-5 сут-1 – постоянная распада Cs-137, сопровождаемая вылетом гамма-квантов с энергией 661,6 кэВ [3];
k2=ТN l / – поправка на распад Сs-137 в измеряемом твэле, отн. ед.;
ТN – суммарное время работы на мощности измеряемого твэла, сут:
,
d = 1 при Nj >0;
d = 0 при Nj =0;
k – количество кусочно-постоянных по мощности энерговыделения участков твэла во время испытаний;
j={1,…,k} – индекс соответствующий этапу испытаний;
tj – момент времени, соответствующий завершению j-го и началу j+1 этапа испытаний;
– относительная мощность твэла на измеряемом участке на i-ом этапе испытаний, отн. ед.;
Ni – погонная тепловая мощность твэла на измеряемом участке на i-ом этапе, кВт/м;
– средняя во время испытаний погонная мощность твэла на измеряемом участке, кВт/м;
КсСОП – фактор самопоглощения гамма-квантов с энергией 661,6 кэВ в СОП;
(Кств)о – фактор самопоглощения гамма-квантов с энергией 661,6 кэВ в исследуемом твэле при глубине выгорания тяжелых атомов 0%.
Факторы самопоглощения гамма-квантов с энергией 661,6 кэВ в СОП и твэле рассчитываются, как отношение интенсивности данного излучения в месте установки детектора с учетом ослабления к интенсивности – без учета ослабления его материалами, входящими в состав СОП и твэла. В общем виде фактор самопоглощения для цилиндрического источника можно представить следующим выражением:
,
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
