Управление и контроль за активной зоной при плановом останове.
При плановом останове разгрузка блока ведется в описанном выше режиме управления мощностью до ~ 30-40% Nном. на ВВЭР-1000 и ~ 10% на ВВЭР-440. При указанных мощностях турбогенераторы отключаются от сети, после чего управление мощностью реактора, если оно осуществлялось от АРМ, переводится в ручное, мощность реактора стабилизируется, а турбина разгружает и отключается от сети. В процессе разгрузки турбины в работу включается БРУ-К, которая поддерживает баланс мощностей.
После отключения турбины реактор, ручным управлением СУЗ разгружается до МКУ, давление и температура стабилизируются около номинальных значений. Борным регулированием реактор переводится в подкритику. Концентрация борной кислоты увеличивается до значений, соответствующих технологическому назначению останова (см. раздел «Регулирование»), после чего ОР СУЗ опускаются в зону.
Собственно на этом заканчивается подготовка активной зоны к технологическим операциям останова. В дальнейшем осуществляется контроль за состоянием зоны по АКНП и СВРК.
Вывод борной кислоты с помощью ионообменных фильтров.
При малых концентрациях борной кислоты эффективность водообмена падает, что приводит к значительному увеличению дебалансных вод. Поэтому при концентрациях борной кислоты менее 0,5 г/кг гораздо эффективнее выводить борную кислоту, осаживая ее анионы на анионитовых фильтрах спецводоочистки, предварительно их отрегенерировав.
Математическое описание процесса вывода борной кислоты на ионообменных фильтрах идентично описанию вывода с помощью водообмена. Предполагая, что после фильтров концентрация равна нулю, получаем:
,
где
- концентрация борной кислоты в момент
подключения фильтров;
q – расход теплоносителя на СВО.
Принимая = 0,5 г/кг, q = 20 т/час, m = 300 т, можно рассчитать максимальную скорость ввода положительной реактивности в данном процессе для ВВЭР-1000 (см. раздел «Борное регулирование»):
Обеспечение подкритики активной зоны на остановленном реактора.
На реакторах ВВЭР не используются искусственные источники нейтронов для инициирования цепной реакции. При первом пуске, на свежей активной зоне, в качестве первичных нейтронов являются нейтроны космического излучения и появляющиеся в результате спонтанного распада урана. В последующих загрузках дополнительным источником нейтронов являются изотопы деления урана и плутония.
Отсутствие калиброванного источника делает невозможным прямое измерение подкритики на остановленном реакторе по нейтронному потоку. В отсутствии замеров безопасность обеспечивается самым консервативным подходом в расчете концентрации борной кислоты, при которой достигается заданный уровень подкритики (см. раздел «Регулирование»). Наиболее весомым из указанных консервативных предположений является извлечение из зоны всех ОР СУЗ.
Влияние Хе и Sm на регулирование при переходных процессах
При изменениях нагрузки компенсация реактивности, связанная с отравлением и разотравлением ксеноном и самарием, как говорилось выше, выполняется борным регулированием.
Изменения концентрации самария для оперативного регулирования проходит незаметно, поскольку длительность процесса измеряется сутками, а эффекты реактивности, связанные с нестационарным отравлением невелики – не превышают 0,7%.
В отличие от самария изменение концентрации ксенона оказывает заметное влияние на динамику регулирования, поскольку ксеноновые переходные процессы скоротечны - их длительность измеряется часами, и влияние ксенона на реактивность гораздо более значительно.
В реальных режимах подъема мощности скорость введения отрицательной реактивности, связанной с выходом на стационарный уровень отравления ксеноном, не превышает 0,2%/час, что оперативно компенсируется выводом борной кислоты. Нестационарное разотравление при переходе со стационарного уровня мощности на более высокий практически не проявляется, поскольку скорость подъема мощности ограничена и реактивностный эквивалент разотравления невелик.
При резкой, глубокой, до 30% Nном. и ниже, разгрузке средняя скорость введения отрицательной реактивности, связанной с «иодной ямой», составляет 0,3-0,5%/час; глубина «ямы» может достигать 3-4%.
Очевидно, что в конце работы загрузки, когда оперативный запас реактивности, который может быть использован для компенсации «ямы» отсутствует, удержать реактор в критическом состоянии, после снижения мощности, возможно лишь в случае немедленного восстановления нагрузки. Если технологически это невозможно, потребуется выдержка реактора в подкритическом состоянии в течение ~ 20 часов, времени требуемом для распада ксенона до уровня стационарного отравления.
При плановых разгрузках уменьшить глубину «иодной ямы» можно снижением скорости разгрузки.
При необходимости может быть выполнен оптимизационный расчет режима разгрузки, но в практической эксплуатации они как правило не требуются, поскольку плановые глубокие разгрузки в абсолютном большинстве связаны с остановом реактора на время более 20 часов.