- •2.2. Оптимальное распределение нагрузки
- •Математически задача в этом случае формулируется следующим образом: найти
- •при ограничениях
- •Введя новые переменные
- •запишем задачу (2.88) в виде: найти
- •при ограничениях
- •Рис. 2.8. Решение оптимизационной задачи для системы двух реакторов
- •с нелинейной зависимостью степени снижения мощности от запаса реактивности
- •Условие совпадения углового коэффициента касательной с угловым коэффициентом целевой функции есть:
- •откуда
- •Используя полученное соотношение (2.90) и условие связи между переменными
- •получим оптимальное распределение относительных запасов реактивности
- •Используя (2.91), получим, что
- •Таким образом, решением задачи при параметре системы F > 1 является
- •Решением задачи при параметре системы F < 1 будут
- •Если параметр системы равен единице, то оптимальным является распределение
- •Из выражений (2.93), (2.94) легко видеть, что
- •На рис. 2.9 показаны фазовые диаграммы оптимального распределения запасов реактивности.
- •Рис. 2.9. Траектории оптимальных распределений запасов реактивности
- •в системе двух реакторов с нелинейной зависимостью
- •Используя выражения для оптимальных распределений запасов реактивности, можно получить оптимальное распределение степеней снижения мощностей реакторов с учетом того, что
- •Оптимальное распределение степеней снижения мощностей реакторов есть:
- •1) параметр системы F > 1
- •2) параметр системы F < 1
- •3) параметр системы F = 1
- •Рис. 2.10. Траектории оптимальных степеней снижения мощности
- •в системе двух реакторов с нелинейной зависимостью
- •Оптимальные режимы эксплуатации системы двух реакторов
- •параметра системы
- •Оптимальные
- •траектории
- •Оптимальные
- •режимы
- •базисный
- •2.2.3. Максимально возможный эффект оптимизации
- •Результаты расчетов для конкретного случая, когда доли мощности реакторов одинаковы, приведены на рис. 2.11.
- •Как видно из рисунка, оптимизация дает тем больший эффект, чем больше параметр системы F отличается от единицы. Оптимизация системы наиболее существенна в области снижения мощности АЭС со 100 до 20 % номинальной.
- •Полученные результаты для реакторов с нелинейной зависимостью сводятся к следующим выводам.
- •Характер оптимальных распределений запасов реактивности и оптимальных степеней снижения мощности определяется величиной параметра системы
- •Оптимальный режим эксплуатации реакторов может быть двух типов при F ≠ 1 и одного типа при F = 1.
- •Например, из решения оптимизационной задачи для двух реакторов типа РБМК, следует что оптимальным является равномерное снижение мощности, а «антиоптимальным» – отработка переменного графика одним блоком.
- •В целом, решение задачи по оптимизации распределения запасов реактивности в системе реакторов позволяет сделать следующие выводы.
- •2. Возможный проигрыш от пренебрежения оптимизацией наиболее существенен в предполагаемом регулировочном диапазоне работы АЭС. Величина эффекта оптимизации тем больше, чем больше параметр системы отличается от единицы.
z |
* |
=1 − |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
α |
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1 |
|
|
F |
|
|
|
|
δ2 + δ1 |
F 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||
z |
2 |
=1 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при |
0 < α ≤ δ2 + δ1 F |
|
; |
|
|||||||||||||
δ |
2 |
+ δ |
1 |
|
F 2 |
|
|
|
|
|
(2.93) |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
=1 − α − δ2 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
δ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
= 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при |
δ2 + δ1 |
F |
2 |
≤ α <1, |
|
|
|
||
z |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Решением задачи при параметре системы F < 1 будут |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
z* =1 |
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
F |
|
|
δ |
2 |
+ δ |
|
F 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
z* =1 |
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при |
0 < α ≤ δ |
|
F 2 + δ |
; |
|
|
||||||||
|
|
|
δ |
|
+ δ |
|
F 2 |
|
|
|
|
(2.94) |
||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
z* = 0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z* =1 − |
|
|
α − δ1 |
|
|
|
|
|
|
|
при |
δ F 2 + δ |
|
≤ α <1, |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
δ2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если параметр системы равен единице, то оптимальным является распределение
z1* = z 2* = 1 − α при 0 < α <1 . (2.95)
Из выражений (2.93), (2.94) легко видеть, что
z* > z* |
при |
F > 1; |
|
1 |
2 |
|
|
z* < z* |
при |
F < 1, |
|
1 |
2 |
|
|
т.е. больший запас реактивности резервируется в реакторе с боль-
шим значением комплекса δϕa .
На рис. 2.9 показаны фазовые диаграммы оптимального распределения запасов реактивности.
139
|
|
1,5 |
|
|
|
Относительный запас реактивности |
1 |
D |
|
E |
|
в первом реакторе Z |
|
|
|||
1,0 |
|
|
|
||
|
F=2 |
|
|
||
0,5 |
|
|
|
||
|
F=1 |
F=0.5 |
|
||
|
|
|
|||
0,0 |
|
L |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
O0,0 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
|
|
|
Относительный запас реактивности |
|
|
|
|
|
во втором реакторе Z2 |
|
|
Рис. 2.9. Траектории оптимальных распределений запасов реактивности |
|||||
|
в системе двух реакторов с нелинейной зависимостью ε( ρ) |
Используя выражения для оптимальных распределений запасов реактивности, можно получить оптимальное распределение степеней снижения мощностей реакторов с учетом того, что
ε* = (z* −1)2 |
и ε* |
= (z* |
−1)2 . |
|
1 |
1 |
2 |
2 |
|
Оптимальное распределение степеней снижения мощностей реакторов есть:
1) параметр системы F > 1
|
* |
|
1 |
|
|
|
|
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ε1 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F δ2 + δ1 F 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
2 |
|||
ε |
2 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при |
|
0 |
< α ≤ δ |
2 |
+ δ |
1 |
|
; |
|||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
δ2 + δ1 |
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
α − δ |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ε1* = |
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
δ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ε* |
= |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
при |
δ |
|
+ δ |
|
F 2 |
≤ α <1; |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
140
2) параметр системы F < 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
* |
= |
1 |
|
α |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ε1 |
F 2 δ2 + δ1 F 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ε |
* |
= |
|
|
|
при |
0 < α ≤ δ |
|
F |
2 |
+ δ |
|
||||
|
|
2 |
|
|
|
2 |
2 |
|
1 |
; |
||||||||
|
|
|
δ2 + δ1 |
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
* |
=1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
ε1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
= α − δ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ε* |
|
|
при |
δ |
|
F 2 + δ |
|
≤ α <1; |
|||||||||
|
|
|
2 |
1 |
|
|||||||||||||
|
|
|
2 |
|
δ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3) параметр системы F = 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
ε* = ε* |
= α |
при |
|
0 < α <1. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На рис. 2.10 показаны фазовые диаграммы оптимальных степе- |
||||||||||||||||||
ней снижения мощностей реакторов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
мощности |
1 1,0 |
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Оптимальная степеньснижения |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
реакторепервомεв |
O0,0 |
|
|
|
0,5 |
|
|
|
1,0 |
|
|
|
1,5 |
|||||
|
|
|
|
|
Оптимальнаястепеньснижениямощности |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
вовторомреактореε2 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Рис. 2.10. Траектории оптимальных степеней снижения мощности |
|||||||||||||||||
|
в системе двух реакторов с нелинейной зависимостью ε( |
ρ) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
141 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.1 |
|
|
Оптимальные режимы эксплуатации системы двух реакторов |
|||||||||||||||
|
с нелинейной зависимостью ε( ρ) |
при различных значениях |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
параметра системы |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Пара- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оптимальные |
Оптимальные |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
траектории |
режимы |
|||||
метр |
Степень снижения |
|
||||||||||||||
|
запасов |
|
степеней |
|
|
|
||||||||||
сис- |
|
|
|
|
|
|||||||||||
мощности АЭС |
|
|
реактив- |
|
снижения |
первый |
|
второй |
||||||||
темы |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ности |
|
мощности |
реактор |
|
реактор |
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(рис. 2.9) |
|
(рис. 2.10) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
δ |
2 |
+ δ F 2 ≤ α <1 |
|
OG |
|
EG |
полупико- |
|
базис- |
||||||
F > 1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вый |
|
ный |
|
|
|
|
|
|
|
|
F 2 |
|
|
|
|
полупико- |
|
полу- |
||
|
0 < α ≤ δ |
2 |
+ δ |
1 |
|
GE |
|
GO |
|
пико- |
||||||
|
|
|
вый |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вый |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F = 1 |
|
|
0 < α <1 |
|
|
|
OE |
|
EO |
полупико- |
|
полу- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
пико- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
вый |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
δ2 F 2 + δ1 ≤ α <1 |
|
|
|
|
|
|
полу- |
||||||||
|
|
OT |
|
ET |
базисный |
|
пико- |
|||||||||
F < 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вый |
|
|
|
|
|
F 2 |
|
|
|
|
|
|
полупико- |
|
полу- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
0 < α ≤ δ |
2 |
+ δ |
1 |
|
TE |
|
TO |
|
пико- |
||||||
|
|
|
вый |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вый |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В табл. 2.1 показан характер оптимальных режимов эксплуатации реакторов в зависимости от величины параметра системы F. Для определенности рассмотрены случаи F = 2, F = 1, F = 0,5. Как видно из таблицы, оптимальный режим эксплуатации реакторов может быть двух типов при F ≠ 1 и одного типа при F = 1. Если параметр системы не равен единице, то существует интервал снижения мощности АЭС, в пределах которого один из реакторов (а
именно тот, у которого величина комплекса δϕa меньше) работает
в базисном режиме, в то время как другой отрабатывает заданную степень снижения мощности АЭС. При параметре системы, равном единице, снижение мощности АЭС отрабатывается одновременно двумя реакторами во всем диапазоне изменения α (0 < α< 1), причем степени снижения мощностей реакторов равны. В системе реакторов с нелинейной зависимостью ε( ρ) ни в одном из них не
142