На главную
Физика - одна из самых удивительных наук! Физика столь интенсивно развивается, что даже лучшие педагоги сталкиваются с большими трудностями, когда им надо рассказать о современной науке. Данный ресурс поможет эффективно и интересно изучать физику. Учите физику!
   

Обучение и материалы
Физический справочник
Формулы по физике
Шпаргалки по физике
Энциклопедия
Репетиторы по физике
Работа для физиков
Быстрый устный счет
Виртуальные лабораторные
Опыты по физике
ЕГЭ онлайн
Онлайн тестирование
Ученые физики
Необъяснимые явления
Ваша реклама на сайте
Разное
Контакты
Спецкурс
Фейнмановские лекции

В мире больших скоростей

Введение в теорию относительности

Лекции по биофизике
Лекции по ядерной физике
Ускорение времени...
Лазеры
Нанотехнологии
Книги
полезное
Смешные анекдоты о физике
Готовые шпоры по физике
Физика в жизни
Ученые и деньги
Нобелевские лауреаты
Фото
Видео
Карта сайта
На заметку
Если вам понравился сайт, предлагаем разместить нашу кнопку
Кнопка сайта All-fizika.com
Дополнительно
Компьютерные программы
по физике
Программы по физике


Физика и юмор
Физика и юмор


Онлайн тестирование
по физике
Онлайн тестирование по физике



-









10.5. Материальные составляющие ТЭР (ТКР) реактора

Энергетический реактор, хотя и может служить объектом для академи­ческих рассуждений по поводу некоторых его нейтронно-физических харак­теристик, создаётся для более утилитарной цели - получения энергии.

Поэтому, хотя людям, эксплуатирующим реактор на АЭС, вообще гово­ря, небезразличны теоретические головоломки, служащие "предметом тре­петных волнений" для теоретиков и проектантов, степень интереса у них к теории совсем не та, что у проектантов. Добровольный интерес эксплу­атационника к теории обусловлен не только естественным желанием глубо­кой эрудиции; он подогревается и стремлением проникнуть в замыслы соз­дателей эксплуатируемого им реактора для того, чтобы найти в них отве­ты на естественные вопросы типа: почему это сделано так, а не иначе ?

И все же эксплуатационник - не теоретик и не проектант, его назна­чение состоит совсем в другом, и в процессе своей работы он обязан ду­мать о других, более практических, вещах, связанных с безопасностью ре­актора, эффективностью режимов его использования, параметрах, характерис­тиках и т.п.; чем меньшим числом устойчивых в процессе кампании рабо­чих характеристик обеспечивается безопасная эксплуатация реактора, тем проще работа оператора РУ, поскольку устойчивые (т.е. неизменяющиеся в процессе эксплуатации) характеристики не требуют постоянного контроля. В соответствии с известным философским принципом Оккама:  не изобретай лишних сущностей, если можно обойтись без них.

Но вернемся к температурному эффекту реактивности. Если есть та­кой феномен, если он так важен, и никуда от него не уйти, давайте раз­мышлять: когда он возникает и когда он важен?
Во-первых, ТЭР важен не столько при разогреве реактора (хотя и это нельзя игнорировать), сколько при работе реактора в энергетических ре­жимах (на разных уровнях мощности). Во-вторых, важные для дела темпе­ратурные изменения реактивности в работающем реакторе, по сути дела, и возникают при изменениях уровня мощности реактора. Поэтому для эксплу­атационника было бы вполне достаточным (и намного более простым) иметь только одну характеристику: зависимость реактивности от тепловой мощ­ности ρN = f (Np).

Аналогично определению температурного эффекта реактивности:
Мощностной эффект реактивности реактора на данном уровне его тепловой мощности Np - это изменение реактивности реактора при подъёме его  тепловой мощности от О (от МКУМ) до данного уровня.
 
И аналогично определению температурного коэффициента реактивности:
Мощностной коэффициент реактивности реактора на данном уровне тепловой мощности Np - это изменение реактивности реактора при подъёме его тепловой мощности на 1 МВт сверх данного ее уровня.

Такие характеристики есть, они обозначаются соответственно ρN(Np) и αN(Np), измеряются соответственно в % и в %/oC, взаимосвязаны между собой зависимостями, аналогичными взаимосвязям ТЭР и ТКР:

Маленькое изображение 

Все хорошо: есть возможность просто считать и учитывать изменения реактивности в зависимости от более практичной ве­личины - мощности реактора, - а о чисто температурных изменениях реак­тивности эксплуатационнику можно было бы и забыть, потому что быстрый мощностной эффект (коэффициент) реактивности - более ёмкое понятие, чем ТЭР (ТКР), потому что МЭР (МКР) включает в себя все связанные с изме­нениями мощности эффекты реактивности реактора, в том числе и темпера­турные эффекты: и плотностной ТЭР (ТКР), обусловленный водой в актив­ной зоне, и небольшие составляющие ядерного ТЭР (ТКР), связанные с за­медлителем и теплоносителем, и главную составляющую ядерного ТЭР, свя­занную с топливом. Попутно можно было бы забыть и том, какая темпера­тура активной зоны является определяющим параметром для температурного эффекта реактивности - средняя по объёму или средневзвешенная, и пере­стать ломать голову над тем, как ее корректно измерить.

Все хорошо, но только при условии: зави­симость среднеэффективной температуры от мощности реактора должна быть однозначной функцией. Чего в действительности, к сожалению, нет:
- во-первых, одна и та же величина тепловой мощности реактора
Np = Gт ср (tтвых - tтвх)
может быть получена при различных комбинациях расходов теплоноси­теля Gт и подогревов теплоносителя в активной зоне Δtт = tтвых - tтвх, а, значит, в этих комбинациях (учитывая нелинейный характер увеличения температуры теплоносителя по высоте активной зоны) будет меняться даже величина среднеарифметической температуры теплоносителя в активной зо­не tтср = 0.5(tтвх + tтвых), не говоря уже о величине  среднеэффективной температуры его; но это ещё полбеды: в конце-концов энергетический реактор можно эксплуатировать при постоянной величине расхода теплоно­сителя (оптимальной расчётной величине, гарантирующей теплотехническую надежность активной зоны) - при этом взаимосвязь тепловой мощности со средней температурой теплоносителя однозначна: каждой определенной ве­личине Np соответствует только одно значение Δtт и tтср;
- во-вторых, одна и та же величина тепловой мощности реактора
Np = kтп S (tUср - tтср)
на одной и той же поверхности теплоотдачи твэлов в реакторе S мо­жет быть получена при различных комбинациях величины коэффициента теп­лопередачи kтп от топлива к теплоносителю и величины среднего темпера­турного напора между топливом и ядром потока теплоносителя (Δt = tUср- - tтср; но в этом случае при постоянстве расхода теплоносителя в любом конкретном реакторе каждому определенному уровню тепловой мощности ре­актора будет соответствовать только одно значение Δt (или только одна тройка определенных значений kтп, tтср и tUср), так как здесь человек бессилен: здесь распоряжается Природа с помощью законов теплотехники;
- в-третьих, величины средних температур топлива и теплоносителя зависят от характера распределения тепловыделения по высоте реактора, а, значит, от характера вертикальной составляющей нейтронного поля активной зоны (а это - очень изменчивая в процессе эксплуатации активной зоны составляющая).
Именно из-за неоднозначности зависимости ρN = f(Np), из-за её из­менчивости в различных условиях эксплуатации энергетических реакторов, операторы РУ вынуждены пользоваться в своих физических расчетах и раз­личными составляющими ТЭР (или ТКР). Потребности в выполнении расчётов при различных расходах теплоносителя, при различных средних температу­рах топлива, замедлителя и теплоносителя, в различные моменты кампании активной зоны диктуют потребность точно знать величины всех составляю­щих ТЭР (ТКР), а это, в свою очередь, рождает потребность иметь такие составляющие ТЭР (ТКР), которые можно корректно измерять экспериментально в рабочих условиях при эксплуатации реактора, поскольку они изме­няются в процессе кампании.
А поскольку общий температурный эффект реактивности реактора, как ни поверни, складывается из составляющих, определяемых каждым материа­лом активной зоны реактора, а каждый материал в различных условиях эк­сплуатации может изменять свою температуру в достаточно широких преде­лах, и изменять её как совместно с температурными изменениями иных материалов, в закономерной связи температурных изменений всех материалов активной зоны (в силу действия законов теплотехники), так и независимо от температурных изменений в других материалах (из-за того, что на ес­тественный процесс работы реактора оказывает различные управленческие воздействия человек), - в силу всего этого в услових множественной  неоднозначности характеристик температурных эффектов эксплуатационнику оказывается  проще иметь дело с составляющими ТЭР по матери­алам активной зоны.
Эти материальные составляющие ТЭР (ТКР) у разных типов реакторов разные, поскольку тип теплового энергетического реактора как раз и оп­ределяется совокупностью используемых в нём основных материалов - топ­лива, замедлителя и теплоносителя.



СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:


Социальные комментарии Cackle


 
 
© All-Физика, 2009-2024
При использовании материалов сайта ссылка на www.all-fizika.com обязательна.