5.4. Допустимый подогрев теплоносителя на реакторе.

Расчет допустимого подогрева производится в следующей последовательности:

1) Выбор исходных данных для расчета:

- допустимая тепловая мощность реактора N_р^доп , Мвт (рассчиты­вается по формуле 5.3.);

- расход теплоносителя через реактор Qр=41800 м³/час (для каждого блока Qр берется из соответствующей таблицы допусти­мых режимов. В свою очередь, Qр для таблицы допустимых режи­мов определяется исходя из тепловых балансов);

- средняя температура на входе в реактор t_вх.=266^С;

- теплофизические свойства воды для Р_1к=125кгс/см²: t(^С); i(ккал/кг); v(м³/кг).

2) Определение перепада энтальпии на реакторе:

i _р= N_р^доп•V(t _вх )/Qp (5.8.)

3) Определение средней энтальпии теплоносителя на выходе из реактора:

i _вых = i_вх(t_вх ) +i_р(5.9.)

4) Определение по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара значения средней температуры теплоносителя на выходе из реактора:

t_вых = (i_вых )

5) Определение допустимого подогрева теплоносителя на реакторе:

t_р^доп = t_вых - t_вх (5.10.)

5.5. Влияние частоты сети на температуру.

Согласно формуле 5.8. перепад энтальпии на реакторе i обратно пропорционален расходу теплоносителя через него Q :

i _р~ 1/Qр

Учитывая, что в рабочей области теплофизических величин i_р ~ t_р , правомерно записать:

t_р ~ 1/Qр (5.11.)

Расход через реактор равен сумме расходов через ГЦН:

₆

Qр = Q_i (5.12.)

ⁱ⁼¹

Величина истинного расхода теплоносителя через ГЦН опре­деляется по формуле:

Q ист. = Q изм.•₂₇₀/_изм•(f_o/f_изм)² (5.13.),

где Q изм. - измеренное значение расхода через ГЦН;

 - плотность воды при t=270^С и Р 1к.=125кгс/см2;

 - фактическая плотность воды при измерениях;

f_o - номинальная частота сети (50Гц);

f_изм- частота сети в энергосистеме на момент измерений.

Из выражения 5.13. следует, что Q 1/ , а значит, учитывая 5.11. и 5.12., справедливо соотношение:

t _р~ f_изм² (5.14.)

То есть увеличение частоты сети ведет к росту подогрева на реакторе и наоборот.

Особенно важно учитывать эту зависимость оперативному персоналу, эксплуатирующему энергоблоки с реакторами проекта В-230, где установлены ГЦН-310.

При использовании в технологических схемах ВВЭР безинер­ционных ГЦН-310 одним из важных вопросов, определяющих надеж­ность охлаждения твэлов активной зоны в переходных режимах, являются условия работы ГЦН при понижении значения и частоты питающего напряжения при их совместной работе с генераторами собственного расхода(ГСР) в режиме механического выбега с турбогенераторами. Требуемая длительность работы ГЦН в режиме механического выбега генератора должна быть достаточной для обеспечения охлаждения активной зоны до перехода ЯР на режим естественной циркуляции (в режиме естественной циркуляции при всех подключенных петлях обеспечивается снятие < 10% тепловы­деления активной зоны).

При работе ЯР на мощности могут иметь место случаи отклю­чения нескольких или, что еще опаснее, всех ГЦН. Уменьшение расхода теплоносителя ведет к росту t^ в активной зоне (см. выражение 5.11.), притом он тем больше, чем больше ГЦН отключа­ется. Если при этом сохранять номинальный уровень мощности, то может возникнуть кризис теплообмена на поверхности твэлов. Наиболее тяжелым является режим отключения 6-ти ГЦН, т.к. он сопровождается наиболее быстрым и значительным снижением рас­хода теплоносителя через активную зону (см. рис. 5.5.). Авария с одновременным отключением шести ГЦН привела бы к тяжелым пос­ледствиям для активной зоны, т.к. скорость уменьшения расхода теплоносителя много больше, чем скорость снижения тепловой мощности. Поэтому для снижения вероятности потери шести ГЦН их электропитание организуют таким образом, чтобы имелось 3 независимых источника (ГСР, ТСР, РТ). В том же случае, когда возможна потеря шести ГЦН (например, 2 ГЦН запитаны от ГСР и 4 ГЦН от РТ, или 4 ГЦН запитаны от ТСР и 2 от РТ), мощность ЯР поддерживается существенно ниже номинальной - 35%. На рис.5.6. представлено изменение тепловой мощности реактора и допустимой мощности по отсутствию объемного кипения на выходе из ТВС. Из рисунка видно, что исходная мощность = 35%Nном. выбрана на пределе допустимой. В случае увеличения исходной мощности, при отключении шести ГЦН, возникнет кризис теплооб­мена на поверхности твэлов (график 1 будет лежать выше графи­ка 2).

В таблицах допустимых режимов эксплуатации блоков 3 и 4 (проекты В-213) отсутствует зависимость тепловой мощности ЯР от схемы питания ГЦН в связи с использованием инерционных ГЦН-317. Мощность ЯР для этих блоков полностью определяется числом подключенных петель по формуле:

N_доп = (100/6•n) • N (5.15.),

где n - число ГЦН, находящихся в работе.

Примеры таблиц допустимых режимов даны:

- для ЯР проекта В-213 в табл.5.1.;

- для ЯР проекта В-230 в табл.5.2.

Таблица 5.1.

Таблица допустимых режимов эксплуатации блока 3 Кольской АЭС

( Р1=125 кгс/см²; Твх=<268^С; F=50 Гц ).

Кол-во работающих ГЦН		6	5	4	3
Допустимая тепловая мощность реактора, Мвт %		1375 100	1141 83	921 67	688 50
Расход теплоносителя через реактор, м3/час		40850	37000 (34760)	31500 (27640)	25000 (20300)
Средний подогрев тепло­носителя в реакторе, ^C		29.8	27.6 (26.7)	26.0 (25.1)	24.5 (23.2)
Макс. подогрев тепло­носителя в центральных кассетах, ^C		42.0	38.7	36.9	34.8
Макс. подогрев тепло­носителя в периферийных кассетах, ^C	Группа А Группа Б Группа В	30.6 32.5 35.3	28.2 29.2 32.5	26.8 28.4 30.9	25.3 26.8 29.2
Координаты периферийных кассет в активной зоне	Группа А Группа Б Группа В	11-62, 03-54, 02-51, 02-35, 03-32, 11-24, 22-35, 22-51, 01-46, 01-40, 08-25, 16-25, 19-58, 16-61 10-61, 04-55, 04-31, 10-25, 22-37, 22-49, 07-60, 06-59, 06-27, 18-27, 23-42, 23-44 09-60, 02-47, 02-39, 09-26, 15-26, 19-30, 19-56, 15-60

ПРИМЕЧАНИЕ:

1. В случае уменьшения частоты в системе ниже 50 Гц разрешается увеличивать подогрев теплоносителя в реакторе пропорционально изменению частоты (в диапазоне 49-50 Гц), но не более 30.4^С.

2. В зависимости от допустимой и текущей тепловой мощности реактора коэффициент неравномерности энерговыделения по объему активной зоны (без учета распределения по ТВЭЛ) должен удовлетворять соотношению Kv<1.9 Nдоп/Nтек, но не более 2.5.

3. Оперативный контроль за тепловой мощностью реактора. коэффициентами неравномерности и подогревами осуществляется по показаниям СВРК "Гиндукуш".

4. При частичных разгрузках, приведенные в скобках данные соответствуют состоянию РУ, в котором на каждой неработающей петле обе ГЗЗ - открыты, а соответствующие им данные без скобок - состоянию РУ. в котором неработающие петли находятся в состоянии "горячего" резерва.

Таблица 5.2.

Режимы работы ВВЭР-440 блока 1 Кольской АЭС (Р1к=125 кгс/см2, Твх###268###С, f=50 Гц)

+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

¦Число работающих ГЦН ¦ ¦ 6 ¦ 5 ¦ 4 ¦ 3 ¦

+----------------------------------+---+--------------+-----------------------+----------------+----------------¦

¦Суммарная ¦м3 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦производительность ¦час¦ 40800(100%) ¦ 37470(91.8%) ¦ 32540(79,8%) ¦ 22770(55,8%) ¦

¦работающих ГЦН ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

+----------------------------------+---+--------------+-----------------------+----------------+----------------¦

¦Схема ¦ГСР¦ 4 2 4 0 2¦ 3-4 2-42* 1 2232*21 0 ¦ 322* 31-2 21 0 ¦ 2* 31-2 1-2 0 ¦

¦питания ¦ТСР¦ 1-2 2-40 0-40¦ 1-2 0-21 1-43100 000-4¦ 121 01-2 000-4¦ 1 01-2 0 0-3¦

¦ГЦН ¦ТР ¦ 0-1 0-22 2-64¦ 0 1 2 0-30223 341-5¦ 101 11-2 230-4¦ 0 00-1 1-20-3¦

+----------------------------------+---+--------------+-----------------------+----------------+----------------¦

¦Допустимая тепловая ¦МВт¦1375 1100 480¦1100 825 620 410 ¦ 690 480 345 ¦ 480 345 140 ¦

¦мощность реактора ¦ % ¦ 100 80 35 ¦ 80 60 45 30 ¦ 50 35 25 ¦ 35 25 10 ¦

+----------------------------------+---+--------------+-----------------------+----------------+----------------¦

¦Допустимый средний подогрев ¦^C ¦29.9 23.9 10.4¦26.5 19.9 14.9 9.9 ¦ 19.6 13.7 9.8 ¦18.7 13.5 5.4 ¦

¦теплоносителя в реакторе ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

+----------------------------------+---+--------------+-----------------------+----------------+----------------¦

¦Допустимый средний подогрев тепло-¦^C ¦41.2 33.0 14.4¦36.1 27.2 20.5 13.7 ¦ 26.8 18.9 13.5 ¦25.6 18.6 7.5 ¦

¦носителя в центральных кассетах ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

+----------------------------------+---+--------------+-----------------------+----------------+----------------¦

¦Допустимый по- ¦Расчетный но- ¦18 ¦^C ¦32.4 25.9 11.3¦28.7 21.6 16.2 10.8 ¦ 21.3 14.9 10.6 ¦20.3 14.5 5.9 ¦

¦догрев тепло- ¦мер кассет в ¦27 ¦^C ¦29.7 23.4 10.2¦25.9 19.4 14.6 9.7 ¦ 19.1 13.4 9.6 ¦18.3 13.2 5.3 ¦

¦носителя в пе- ¦шестиугольной ¦34 ¦^C ¦31.4 25.1 11.0¦27.8 20.9 15.6 10.4 ¦ 20.6 14.4 10.3 ¦19.6 14.2 5.7 ¦

¦риферийных ¦симметрии ак- ¦40 ¦^C ¦31.8 25.5 11.1¦28.1 21.2 15.8 10.5 ¦ 20.8 14.6 10.4 ¦19.6 14.4 5.8 ¦

¦кассетах ¦тивной зоны ¦46 ¦^C ¦32.0 25.6 11.2¦28.3 21.3 16.0 10.6 ¦ 21.0 14.7 10.5 ¦20.0 14.5 5.8 ¦

+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

Примечания:

1. "*" - питание ГЦН осуществляется от разных ГСР.

2. В случае уменьшения частоты в системе ниже 50 Гц разрешается увеличивать подогрев теплоносителя в реакторе пропорционально изменению частоты (в диапазоне 49-50 Гц), но не более 30,5^С.

3. Тепловая мощность реактора должна поддерживаться АРМ для данной схемы питания и числа работающих ГЦН.

4. При частичных нагрузках приведенные в таблице параметры соответствуют закрытой ГЗЗ на петле с отключенным ГЦН.