Московский государственный технический университет
им. Н.Э. Баумана
Кафедра “Ядерные реакторы и ядерные энергетические установки”
Кавун О.Ю.
Методические указания по практическим работам по курсу
«Динамика, управление и безопасность АЭС»
Москва 2016
Содержание
1 Введение 3
2 Описание пультов управления, необходимых для выполнения лабораторных работ 4
2.1 Расчетная схема реаторной установки 4
2.2 Расчетная схема турбоустановки 5
3 Описание пультов управления, необходимых для выполнения лабораторных работ 6
4 Лабораторная работа № 1. Глубокий маневр мощностью 11
5 Лабораторная работа № 2. Последовательное отключение двух ГЦН с последующим возвратом энергоблока на номинальный уровень мощности 13
6 Лабораторная работа № 3. Пуск энергоблока из горячего состояния после срабатывания аварийной защиты 16
7 Литература 22
1Введение
Целью практических занятий по курсу “Динамика, управление и безопасность АЭС” является знакомство с особенностями управления энгергоблоком АЭС в режиме нормальной эксплуатации.
Данная практическая работа состоит из трех занятий продолжительностью в 4 академических часа и заключается в знакомстве студентов с взаимосвязью физичекимх процессов при функционирования АЭС в режимах, связанных с изменением мощности реактора.
В качестве прототипа компьютерной модели принята модель реальной АЭС с ВВЭР-1000 с реальной топливной загрузкой при работе энергоблока на энергетическом уровне мощности.
Работа выполняется на экспериментальном «стенде», собранном на программном средстве (далее ПС) «РАДУГА-ЭУ» /1/ в составе:
- реакторной установкит с трехмерной нейтронно-физической моделю активной зоны ВВЭР-1000, выполненной на ПС «Rainbow-TPP» /1/;
- модели турбоустановки К-1000 харьковского завода «Турбоатом» (ПС ТРР /2/);
- модели системы водообмена первого контура (продувки-подпитки, ПС ТРР);
- реалистичных моделей АСУ ТП реакторного и турбинных отделений, выполненных в среде ПС МВТУ-3.7 /3/;
- моделей пультов управления реакторным и турбинными отделениями, выполненными на базе ПС МВТУ-3.7;
- модели ионизационных камер и реактиметров, использующих показания ионизационных камер, такжке собранной на ПС МВТУ-3.7.
Реалистичная библиотека нейтронно-физичеких макросечений первой топливной загрузки одного из действующих энергоблоков АЭС подготовлена по ПС «САПФИР-95» /4/.
На рисунке 1.1 представлена структура моделирующего комплекса «РАДУГА-ЭУ»
Рисунок 1.1. Структура моделирующего комплекса «РАДУГА-ЭУ»
2Описание пультов управления, необходимых для выполнения лабораторных работ
Поскольку данная работа выполняется студентами первого семестра 5 курса, описание многих исходных данных опущено по причине отсутствия у студентов достаточных базовых знаний по вопросам конструирования ЯЭУ. Тем не менее, параметры топливной загрузки приведены достаточно подробно. Данные по моделированию ионизационных камер и модель ионизационных камер, набранная в среде «МВТУ-3.7» (далее в тексте будет упоминатся ПС «МВТУ» без указания версии ПС) выходит за рамки настоящей работы и ниже не описана.
2.1Расчетная схема реаторной установки
На рисунке 2.1 представлена расчетная схема реакторной установки.
Рисунок 2.1 - расчетная схема реакторной установки
В расчетную схему реакторной установк входит трехмерная модель активной зоны и первый контур РУ. На схеме пенрвого контура изображены системы, которые могут моделироваться программой, но которых нет в проекте сериного ВВЭР-1000, например ГЗЗ, баки быстрого ввода бора, СПОТ, два паровых коллектора. Эти модели выключены с помощью исходных данных. БРУ-К моделируются в модели турбоустановки.
Уравнения нейтронной физики решаются в двухгрупповом диффузионном покассетном приближении, уравнения гидродинамики - в поканальном приближении (каждой ТВС соответсвует свой канал). Исходные данные топливной загрузки описаны в пособии по лабораторным работам за прошлый семестр.
Уравнения энергии в твэлах (расчет температуры топлива в каждом слое ТВС) и энтальпии теплоносителя в элементах каналов (каждый канал активной зоны по высоте разбит на 17 контрольных объемов) методом балансов. Более подробно о том, как решаются уравнения в ПС «Rainbow-TPP» и «ТРР» вы познакомитесь на следующем курсе.