Главная >> Лекции по ядерной физике >> Температурный эффект и температурный коэффициент реактивности реактора 10.1.2. Три характерных для ВВР типа кривых температурного эффекта.
Зависимость температурного эффекта реактивности от средней температуры теплоносителя ρt(tт) является очень сложной функцией. Поэтому использование аналитического выражения ρt(tт) (допуская, что его можно получить в годном для пользования виде) для оператора реакторной установки было бы неудобным: чем сложнее формула, которая её описывает, тем более громоздкие расчеты приходилось бы вести при решении простой задачи о температурном изменении реактивности.
Но оператору зависимость ρt(tт) нужна для практического использования, и пусть она будет не идеально-точной, но представлена она должна быть в такой форме, которая позволяла бы быстро оценивать величины температурных эффектов реактивности при различных средних температурах теплоносителя и оперативно находить температурные изменения реактивности реактора при заданных изменениях температур теплоносителя, не производя при этом громоздких вычислений. Такой формой представления функции ρt(tτ) является ее график.
График ρt(tт) в эксплуатационной практике чаще называют просто кривой температурного эффекта реактивности (кривой ТЭР) реактора.
Хорошо и в приемлемом масштабе вычерченная по результатам последних нейтронно-физических измерений кривая ТЭР позволяет быстро снять величину ТЭР при нужной температуре теплоносителя и в считанные секунды вычислить температурное изменение реактивности при конкретном изменении средней температуры теплоносителя от tт1 до tт2:
Δρt = ρt(tт2) - ρt(tт1), (10.1.2)
независимо от того, идет ли речь о разогреве реактора (tт2 > tт1) или о его расхолаживании (tт2 < tт1). Следуя формуле (10.1.2), мы никогда не ошибемся в знаке температурного изменения реактивности: положительная величина Δρt означает, что при изменении Δtт = tт2-tт1 имеет место высвобождение реактивности, а при Δρt < 0 - потеря реактивности за счёт изменения температуры активной зоны (отсчитываемого по изменению средней температуры теплоносителя).
Энергетическим реакторам свойственны кривые ТЭР трёх качественных типов (или форм), показанных на рис.10.1
Кривая первого типа отличается восходящим до максимума характером с последующим снижением величины ТЭР, но вся она лежит в положительном квадранте величин ТЭР.
Кривая второго типа также имеет максимум, но в области значительно меньших температур, после чего она падает до нуля и переходит в отрицательный квадрант величин ТЭР.
Кривая третьего типа имеет чисто падающий характер и целиком располагается в отрицательном квадранте ТЭР при любых средних температурах теплоносителя.
Величины температурного эффекта, как следует из рис.10.1, могут быть положительными, отрицательными и даже принимать нулевые значения при некоторых (отличных от 20оС) температурах теплоносителя.
Несколько слов о градации температур теплоносителя в энергетических реакторах. Любой энергетический реактор предназначается для работы при определенной (расчетной) средней температуре теплоносителя, которая называется номинальной средней температурой теплоносителя. Небольшой интервал температур, в пределах которого изменяется величина средней температуры теплоносителя около номинального значения, называется зоной рабочих средних температур. Интервал температур от 20оС до наименьшего из значений рабочих температур называется зоной разогрева реактора. Таким образом, после пуска реактора на минимально-контролируемый уровень мощности (МКУМ), чтобы окончательно привести реактор в рабочее состояние (как говорят: ввести реактор в энергетический режим), его разогревают с ограниченной скоростью путём медленного подъёма мощности до тех пор, пока средняя температура теплоносителя не достигнет своей номинальной величины. При дальнейшей работе средняя температура теплоносителя в стационарных режимах поддерживается постоянной в силу естественных теплообменных свойств активной зоны на постоянном уровне мощности реактора, а в переходных режимах - ещё и корректируется средствами автоматики регулирования реактора. Однако, точно расчётное значение номинальной средней температуры теплоносителя выдержать не получается даже средствами автоматической коррекции; именно в переходных режимах работы реактора величина средней температуры теплоносителя колеблется в пределах нескольких градусов около номинального значения.
Разница наибольшего и наименьшего значений температур при этом и составляет упомянутую выше зону рабочих средних температур.
Температурный эффект реактивности при номинальной средней температуре теплоносителя называется полным температурным эффектом реактивности реактора.
Величина полного температурного эффекта реактивности у реакторов может быть как положительной (кривая ТЭР 1 типа), так и отрицательной (кривые ТЭР 2-го и 3-го типов). Абсолютные величины полных ТЭР энергетических реакторов могут достигать 2 ¸ 3 %, а это, как предстоит убедиться далее, очень больщие реактивности, высвобождение которых может создать ядерно-опасную ситуацию.
СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:
Социальные комментарии Cackle
|