2. Три характерных для ввр типа кривых тэр

Аналитическая зависимость величины температурного эффекта реактивности реактора от средней температуры теплоносителя _t(t_т)являетсяоченьсложной функцией. Поэтому использование аналитического выражения_t(t_т)(допуская, что его можно получить в более или менеегодном для использования виде) для оператора реакторной установки было бы неудобным: чем сложнее формула, которая его описывает, тем более громоздкие расчёты приходилось бы вести для решения принципиально очень простой задачи о температурном изменении реактивности реактора.

Но оператору подобного рода задачи решать всё же надо, и надо решать их быстрои желательно без громоздких вычислений. Поэтому для практического использования эту зависимость выражают не в аналитической, а вграфическойформе. Пусть график функции не даёт идеальной точности, но он более нагляден и с практически необходимой точностью нужные задачи позволяет решать буквально в считанные секунды.

График функции _t(t_т)обычно коротко называюткривой температурного эффекта реактора. Хорошо и в удобном масштабе вычерченная (по результатам последних физических измерений) кривая ТЭР позволяет быстро снять величины ТЭР при нужных температурах и сосчитать температурное изменение реактивности реактора при конкретном изменении средней температуры теплоносителя отt_т1доt_т2:

(10.1.2)

независимо от того, идёт ли речь о разогревереактора (t_т2t_т1) или о его расхолаживании (t_т2t_т1). Следуя формуле (10.1.2), мы никогда не ошибёмся в знаке температурного изменения реактивности реактора: положительная величина_tозначает, что при изменении средней температуры теплоносителяt_т=t_т2–t_т1имеет местовысвобождениеположительной реактивности, а при_t0 – наоборот –потеря реактивности за счёт изменения средней температуры теплоносителя в активной зоне.

Энергетическим реакторам свойственны кривые ТЭР трёх качественных типов(илиформ), показанных на рис.10.1

_t(t_т)

I

_t2

_t

_t1

II

t_т^ном

0 t_т, ^оС

20^o t_т1 t_т2

III

Зона рабочих

средних

температур

Зона разогрева

Рис.10.1. Три типа кривых ТЭР, свойственных реальным энергетическим реакторам.

Кривая ТЭР первого типа отличается восходящим до максимума характером с последующим снижением величины ТЭР, но вся она лежит в положительном квадранте величин ТЭР.

Кривая второго типатакже имеет немонотонный характер изменения ТЭР; максимум её лежит в области меньших температур; но на убывающем участке она падает до нуля, а затем переходит вотрицательнуюобласть изменения величин ТЭР.

Кривая третьего типаимеет монотонный, чисто убывающий характер и целиком располагается вотрицательномквадранте величин ТЭР.

Величины температурного эффекта, как следует из рис.10.1, могут быть положительными, отрицательными и даже принимать нулевые значения при некоторых (отличных от 20^оС) средних температурах теплоносителя.

Любой энергетический реактор предназначен для работы на мощности при определённой расчётной средней температуре теплоносителя, при которой вся вырабатываемая в стационарном режиме тепловая мощность реактора сбалансирована величинами мощности, отводимой теплоносителем, и рассеиваемой в окружающую реактор среду. Эту температуру называют номинальной средней температурой теплоносителя. Небольшой (как правило, не более5^оС около номинальной температуры) интервал, в пределах которого изменяются величины средних температур теплоносителя внестационарных(переходных) режимах работы реактора, называютзоной рабочих средних температур(рис.10.1).

Температурный интервал от 20^оС до наименьшего из значений рабочих средних температур кратко называютзоной разогрева.

Таким образом, для того, чтобы после пуска реактора на минимально контролируемый уровень мощности (МКУМ) окончательно привести его в рабочее состояние (или, как говорят – ввести его в энергетический режим), егоразогреваютс ограниченной скоростью путём медленного подъёма его мощности до тех пор, пока средняя температура теплоносителя не достигнет своего рабочего значения. При дальнейшей работе в стационарных режимах величина средней температуры теплоносителя поддерживается постоянной в силу естественных теплообменных и рассеивающих свойств активной зоны реактора, а в переходных режимах – ещё и корректируется средствами автоматики регулирования реактора. Однако, точно выдержать неизменной величину средней температуры в переходных режимах (режимах изменения уровня мощности реактора) не удаётся; именно в таких режимах величина средней температуры теплоносителя отклоняется от своего номинального значения в пределах нескольких градусов. Разница наибольшего и наименьшего значений температур при этом и ограничивает упомянутую вышезону рабочих средних температур.

Величину температурного эффекта реактивности при номинальной средней температуре теплоносителя называют полным ТЭР реактора.

Величина полного температурного эффекта у энергетических реакторов может быть как положительной(криваяIтипа), так иотрицательной(кривыеIIиIIIтипов). Абсолютные величины полных ТЭР могут достигать 23%, а это (как предстоит убедиться далее) – очень большие изменения реактивности, проявление которых может создатьядерно-опасные ситуации.