Система борного регулювання на аес з ввер-1000
На АЕС з реакторами типу ВВЕР важливим завданням є контроль деяких параметрів теплоносія. Одним з основних контрольованих параметрів є вміст борної кислоти або ізотопу 10В (бор-10) у технологічних розчинах енергоблоків. Тільки ізотоп 10В володіє високим перетином поглинання, або іншими словами, значною здатністю поглинати нейтрони. Для вимірювання концентрації використовується, як найбільш оперативний і точний, нейтронний абсорбційний метод. На відміну від простого хімічного аналізу за допомогою якого можна визначити тільки концентрацію загального бору (борної кислоти), нейтронний абсорбційний метод дозволяє точно визначити масову частку ізотопу 10В у складі борної кислоти розчиненої в технологічному розчині [2].
Система БР призначена для компенсації повільних змін реактивності, пов'язаних з вигорянням і шлакування ядерного палива, для створення і підтримки в першому контурі концентрації БК, необхідної для безпечного проведення перевантаження реактора і ремонтних робіт, а також для організації переходу з будь-якого стану нормальної експлуатації в підкритичний, при якому швидкість ядерної реакції сповільнюється.
Процес зміни концентрації БК в теплоносії першого контуру називається борним регулюванням. При необхідності проведення БР в колектор ПН подається розчин з бака з концентрованою БК або з бака з чистим конденсатом (знесоленої водою) [3].
Дослідження особливостей протікання процесу борного регулювання при експлуатації ввер-1000
Борне регулювання, згідно ГОСТ 24693-81, застосовується для:
компенсації повільних змін реактивності, пов'язаних з вигорянням ядерного палива, отруєнням 135Хе і 149Sm, розігрівом-розхолоджування першого контуру із заданими швидкостями і змінами потужності реактора;
забезпечення переходу з будь-якого стану нормальної експлуатації в підкритичний стан і підтримання цього стану при робочій температурі теплоносія;
створення і підтримки в першому контурі концентрації борної кислоти, необхідної для безпечного проведення перевантаження реактора і ремонтних робіт;
компенсації протікань теплоносія з першого контуру до значень, що не вимагають включення систем аварійного введення бору.
В звичайному режимі система БР функціонує таким чином, що частина теплоносія надходить в деаератор підживлення-продувки (ДПП), а потім насосами підживлення подається в перший контур, заповнюючи протікання води і БК з контуру і підтримуючи постійною концентрацію борної кислоти в першому контурі [6].
Збільшення концентрації БК першого контуру виробляється подачею концентрованої БК з бака концентрованої борної кислоти (КБК) в колектор ПН, а зменшення – подачею чистого конденсату (ЧК) з бака ЧК.
Застосування системи БР для цілей управління РУ дозволяє в стаціонарному режимі витягти з активної зони майже всі стержні СКЗ і знизити нерівномірність енерговиділення в АЗ реактора і, таким чином, збільшити допустиму потужність реактора і глибину вигоряння палива.
При проведенні процесу БР форма нейтронного поля в АЗ залишається незмінною, що дозволяє підтримувати величину оперативного запасу реактивності в необхідних безпечних межах, які виключають виникнення некерованого збільшення швидкості ядерної реакції при випадкових помилкових діях оперативного персоналу.
На практиці борне регулювання полягає в дискретному введенні певної кількості КБК або ЧК до отримання бажаного результату.
Оцінку своїх дій по БР оперативний персонал здійснює, як правило, по зміні рівня потужності, аксіального офсету і значенням коефіцієнтів нерівномірності енерговиділення, а не по значенням концентрації БК.
Графік зміни концентрації БК при існуючому на практиці способі проведення БР має ступінчастий вигляд (рис. 2.1, крива 1). Результати досліджень провідних вчених РНЦ «Курчатовський інститут» говорять про те, що зміна концентрації повинна бути монотонною (див. рис.2.2, крива 2).
Рис. 2.1 – Зміна концентрації БК в теплоносії першого контуру:
1 – ступінчаста зміна концентрації БК; 2 – монотонна
Рис.
2.2 – Графік накопичення рідких
радіоактивних відходів:
1 – ступінчаста зміна концентрації БК; 2 – монотонна