Основы теории ядерных реакторов (стр. 96 )

после чего значения и подставляются в формулу (23.4).

д) Изменением реактивности за счёт разницы концентраций борной кислоты в теплоносителе первого контура в моменты останова и пуска реактора. Эта величина находится по формуле:

(23.7)

где aс, %/г/кг – величина дифференциальной эффективности борной кислоты в рассматриваемый момент кампании, находимая имеющихся в распоряжении оператора таблиц или графиков зависимости этой величины от энерговыработки W;

Сп и Со, г/кг – величины концентраций борной кислоты при пуске и останове реактора соответственно.

е) Нестационарным переотравлением реактора самарием за время стоянки. Если реактор после останова бездействует достаточно длительное время (более 5 суток), то он, как известно, попадает в «прометиевый провал», а если стоянка длится более 10 суток, - он достигает «дна прометиевого провала». Как уже отмечалось, этот случай совершенно нетипичен для практики эксплуатации реакторов АЭС, но всё же полностью его возможность не исключается. Для нахождения нестационарного переотравления реактора самарием за время длительной стоянки необходимо знать:

-  средний уровень мощности, на котором реактор работал последние 10 суток перед остановом ,%;

-  время стоянки реактора tст, час.

Величина переотравления в момент tст после останова находится по формуле:

, (23.8)

где , % - полная глубина прометиевого провала после останова с уровня мощности , находимая по формуле: , (23.9)

поскольку глубина прометиевого провала линейно зависит от мощности реактора. Здесь , % - глубина прометиевого провала после останова реактора с уровня мощности 100% в рассматриваемый момент кампании. Эта величина не изменяется процессе кампании и для разных загрузок ВВЭР-1000 лежит в довольно узких пределах: от (-0.28) до (- 0.30) %. Конкретная цифра для своей установки известна каждому оператору, поскольку она является одной из характеристик реакторной установки.

*) Если время стоянки реактора составляет 1 сутки = 24 часа, то DrSm » 0.27 , при времени стоянки 2 суток , а при 3 суточной стоянке . То есть даже после останова реактора с полной мощности в течение первых трёх суток стоянки величины переотравления реактора самарием не превышают (- 0.18%), что при определении пусковой концентрации борной кислоты, как будет ясно далее, является пренебрежимо малой величиной. Вот почему, если время стоянки реактора не превышает 3 суток после останова, величина DrSm в расчётах обычно не учитывается.

Итак, с учётом последнего замечания

(23.10)

Обозначая для краткости сумму первых четырёх слагаемых как , имеем:

(23.11)

Выражение (23.11) недвусмысленно говорит о том, что алгебраическая сумма изменений реактивности от первых четырёх эффектов (переотравления ксеноном, температурного изменения реактивности, мощностного изменения реактивности и изменения реактивности за счёт неодинакового положения рабочей группы ОР СУЗ при останове и пуске реактора), проявляющихся за время стоянки реактора, должна быть компенсирована противоположным по знаку изменением реактивности за счёт изменения концентрации борной кислоты. Разрешая (23.11) относительно искомой Сп, имеем:

(23.12)

23.1.2. Алгоритм расчёта пусковой концентрации борной кислоты. Исходя из сказанного в п.23.1.1, алгоритм расчёта пусковой концентрации борной кислоты при пуске реактора ВВЭР после не более чем трёхсуточной стоянки выглядит так.

1) Величина переотравления реактора ксеноном - снимается с графика йодной ямы по величине среднего уровня мощности реактора , на котором он работал последние трое суток перед остановом, и времени стоянки реактора tст.

2) Изменение реактивности реактора в период стоянки за счёт изменения средней температуры теплоносителя в реакторе

,

где величина температурного коэффициента реактивности теплоносителя at снимется с графика расчётной зависимости at = f(W) для величины знерговыработки W, соответствующей моменту останова реактора.

3)  Мощностное изменение реактивности реактора после останова реактора

,

где величина , %/МВт снимается с графика расчётной зависимости по величине энерговыработки W на момент останова реактора. Величина мощности реактора в момент останова в формулу должна быть подставлена в МВт, а если (как это чаще всего и бывает) уровень мощности реактора в момент останова задан в % , то расчётная формула будет иметь вид:

,

где величина номинальной мощности реактора подставляется в МВт.

*) Ещё раз обращается внимание на то, что знак «минус» в этих выражениях – формульный знак, и если учесть, что величина мощностного коэффициента реактивности – также отрицательная величина, то величина мощностного изменения реактивности в задаче о расчёте пусковой концентрации борной кислоты – всегда положительна.

4) Изменение реактивности реактора за счёт неодинаковости положения рабочей группы ОР СУЗ при останове и пуске реактора. Как уже указывалось в п.23.1.1, рассчитывается по формуле

в которую подставляются интегральные эффективности рабочей группы в пусковом положении и в положении при останове реактора, снимаемые с кривой интегральной эффективности рабочей группы на момент кампании W, когда пускается реактор. При наличии расчётных кривых интегральной эффективности на моменты начала и конца кампании следует пользоваться линейной интерполяцией значений интегральной эффективности, как об этом говорилось в п.23.1.1.

5) Суммарное изменение реактивности - находится как алгебраическая сумма всех указанных изменений реактивности, то есть с учётом знаков этих изменений.

6) Величина дифференциальной эффективности борной кислоты aс, %./г/кг в рассматриваемый момент кампании W – находится как функция W по таблицам или по графикам, имеющимся в распоряжении оператора.

7)  Пусковая концентрация борной кислоты – находится по формуле:

.

*) Будучи достаточно внимательным, строго соблюдая правила знаков, вы можете быть уверены в правильности расчёта Сп по приведенному алгоритму. И всё же нелишне в процессе расчётов контролировать себя, чтобы не упускать из вида физического смысла того, что рассчитывается. Если величина любого изменения Dr имеет положительный знак – речь идёт о высвобождении положительной реактивности в результате действия рассматриваемого эффекта. Если величина Dr отрицательна – в результате действия рассматриваемого эффекта реактивность теряется.

Самоконтроль особенно важен на заключительной стадии расчёта. Если величина суммарного изменения реактивности положительна, это означает, что за время стоянки реактора высвободилась положительная реактивность, и компенсация её может быть достигнута только одним путём – увеличением концентрации борной кислоты при пуске. То есть величина Сп должна получаться большей, чем Со. Если же величина DrS < 0, то за время стоянки реактора в нём происходит потеря реактивности, для компенсации которой потребуется уменьшить концентрацию борной кислоты при пуске, то есть Сп < Со.

Точно к таким же выводам приводит рассмотрение последней формулы для расчёта Сп, если принять во внимание, что величина aс по смыслу своему – отрицательная.

23.2.  Расчёт предельно допустимого расхода подпитки первого контура

чистым дистиллатом при пуске ВВЭР

Пуск ВВЭР осуществляется путём снижения концентрации борной кислоты в теплоносителе первого контура, достигаемого медленным разбавлением его чистым дистиллатом, подаваемым в контур из ёмкости штатными насосами подпитки контура.