Якщо потрібно збільшити рівень потужності реактора, що спочатку працював у критичному режимі на малому рівні потужності Nр1, оператор повинен повідомити реактору деяку величину додатної реактивності, для чого досить перемістити з критичного положення на деяку відстань угору будь-який стрижень-поглинач (або групу поглиначів). Процедури переміщення стрижня-поглинача і характер змін потужності реактора після виконання цих переміщень у діаграмному вигляді показано на рис.12.5.
Зображення
Рис. 12.5. Основні операції, що виконуються за допомогою рухомих стрижнів-поглиначів при підйомі потужності реактора, і перехідні процеси Nр(t), які настають у реакторі у відповідь на переміщення поглиначів. (Заради схематичної простоти група керувальних стрижнів-поглиначів показана як один стрижень).
Повідомлення реактору додатної величини реактивності на малому рівні потужності викликає в реакторі спочатку невеликий стрибок потужності (реактор керується введенням невеликих реактивностей), який потім плавно переходить в експоненційне наростання потужності з усталеним періодом (ділянка (а) перехідного процесу).
Якщо нам здається, що процес збільшення потужності реактора йде недостатньо швидко, і бажано збільшити темп зростання потужності, інтуїція підказує, що для цього потрібно збільшити значення реактивності реактора. Це досягається шляхом додаткового переміщення поглиначів угору з їхнього останнього положення. У відповідь на це збурення реактивності реактор знову відгукується початковим стрибком потужності вгору, що переходить в експоненційне наростання потужності з новим (меншим за величиною) усталеним періодом, завдяки чому зростання потужності реактора відбуватиметься за крутішою експонентою (ділянка б).
Ну-ну, не так швидко! - вирішуєте ви й опускаєте поглиначі в попереднє (надкритичне) положення. Реактор на це зниження реактивності відгукнеться початковим стрибком потужності вниз, але оскільки поглиначі повернулися в старе надкритичне положення, реактор після цього стрибка вниз продовжуватиме повільніший розгін потужності за тією самою старою експонентою (ділянка в), за якою йшло збільшення потужності на ділянці (а).
Але швидкість збільшення потужності порівняно з ділянкою (а) на ділянці (в) стала більшою (не забувайте, що експоненційний темп - це дедалі більше наростаючий із часом темп), і (щоб вберегти себе від неприємностей) ви вирішуєте ще більше знизити темп наростання потужності. Ви опускаєте ще нижче стрижні-поглиначі в активній зоні, залишаючи їх усе ж вище критичного положення: реактор негайно відреагує на цю вашу дію стрибком потужності вниз, що завершується переходом на пологішу зростаючу експоненту, яка відповідає меншій величині введеної додатної реактивності. У вас з'явився час поспостерігати, як повільно росте потужність реактора, наближаючись до потрібного вам рівня (ділянка (г)).
Нарешті, потужність реактора досягає потрібного рівня. Досить, стоп! - вирішуєте ви й упевненим натиском на ключ переміщення робочої групи поглиначів повертаєте групу у вихідне критичне положення. При цьому величина потужності реактора невеликим стрибком “сіпається” вниз і “завмирає” на досягнутому до цього моменту рівні, або, висловлюючись операторською мовою, стабілізується на цьому рівні: реактор знову став критичним на новому, вищому, рівні потужності, його реактивність знову стала рівною нулю (ділянка (д)).
Так керують підйомом потужності реактора на невеликих рівнях потужності, на яких будь-який реальний енергетичний реактор поводиться точно як ідеальний “холодний” реактор.
Суттєвим моментом техніки керування реактором при будь-якому повідомленні йому додатної реактивності є обережність уведення реактивності, що є основним заходом забезпечення ядерної безпеки реакторної установки. Її зміст полягає в безперервному стеженні за наростанням потужності реактора за приладами-вимірювачами нейтронної потужності та за приладами-періодомірами. Технологічний регламент для будь-якої ЯЕУ встановлює обмеження щодо величини періоду подвоєння потужності. Наприклад, для реакторів атомного криголама “Арктика” мінімальна допустима величина періоду подвоєння потужності, дозволена Технологічною інструкцією з керування, становить 30 с. Оператор може допустити введення додатної реактивності й більшої за величину, що відповідає періоду подвоєння в 30 с: у цьому разі при зниженні величини поточного значення періоду подвоєння менш як до 20 с на табло попереджувальної сигналізації запалюється мигтливий сигнал “T<20с”, що супроводжується переривчастим звуковим сигналом і попереджає оператора про необхідність бути обережним та спонукає зменшити величину введеної додатної реактивності. Якщо й це попередження залишиться без уваги і величина періоду подвоєння потужності знизиться нижче 15 с, - за сигналом недопустимо малого періоду спрацьовує автоматичний аварійний захист реактора, і в активну зону реактора з максимальною швидкістю вводяться всі штатні поглиначі СУЗ.
Аналогічні за суттю й змістом технічні заходи забезпечення ядерної безпеки вживаються на будь-якій реакторній установці; цифри конкретних обмежень щодо попереджувальної сигналізації та аварійного захисту в різних реакторів, звісно, різні, але об'єктивна суть їх одна й та сама: спонукання оператора до зменшення реактивності реактора, а в разі невжиття заходів або помилкових дій оператора - автоматичне введення в дію аварійного захисту, що призводить до зупинення реактора.
У реакторах типу ВВЕР-1000 Технологічний регламент встановлює допустиму величину періоду подвоєння потужності реактора при додатних реактивностях, що дорівнює 100 с.
Повідомлення реактору додатної величини реактивності на малому рівні потужності викликає в реакторі спочатку невеликий стрибок потужності (реактор керується введенням невеликих реактивностей), який потім плавно переходить в експоненційне наростання потужності з усталеним періодом (ділянка (а) перехідного процесу).
Якщо нам здається, що процес збільшення потужності реактора йде недостатньо швидко, і бажано збільшити темп зростання потужності, інтуїція підказує, що для цього потрібно збільшити значення реактивності реактора. Це досягається шляхом додаткового переміщення поглиначів угору з їхнього останнього положення. У відповідь на це збурення реактивності реактор знову відгукується початковим стрибком потужності вгору, що переходить в експоненційне наростання потужності з новим (меншим за величиною) усталеним періодом, завдяки чому зростання потужності реактора відбуватиметься за крутішою експонентою (ділянка б).
Ну-ну, не так швидко! - вирішуєте ви й опускаєте поглиначі в попереднє (надкритичне) положення. Реактор на це зниження реактивності відгукнеться початковим стрибком потужності вниз, але оскільки поглиначі повернулися в старе надкритичне положення, реактор після цього стрибка вниз продовжуватиме повільніший розгін потужності за тією самою старою експонентою (ділянка в), за якою йшло збільшення потужності на ділянці (а).
Але швидкість збільшення потужності порівняно з ділянкою (а) на ділянці (в) стала більшою (не забувайте, що експоненційний темп - це дедалі більше наростаючий із часом темп), і (щоб вберегти себе від неприємностей) ви вирішуєте ще більше знизити темп наростання потужності. Ви опускаєте ще нижче стрижні-поглиначі в активній зоні, залишаючи їх усе ж вище критичного положення: реактор негайно відреагує на цю вашу дію стрибком потужності вниз, що завершується переходом на пологішу зростаючу експоненту, яка відповідає меншій величині введеної додатної реактивності. У вас з'явився час поспостерігати, як повільно росте потужність реактора, наближаючись до потрібного вам рівня (ділянка (г)).
Нарешті, потужність реактора досягає потрібного рівня. Досить, стоп! - вирішуєте ви й упевненим натиском на ключ переміщення робочої групи поглиначів повертаєте групу у вихідне критичне положення. При цьому величина потужності реактора невеликим стрибком “сіпається” вниз і “завмирає” на досягнутому до цього моменту рівні, або, висловлюючись операторською мовою, стабілізується на цьому рівні: реактор знову став критичним на новому, вищому, рівні потужності, його реактивність знову стала рівною нулю (ділянка (д)).
Так керують підйомом потужності реактора на невеликих рівнях потужності, на яких будь-який реальний енергетичний реактор поводиться точно як ідеальний “холодний” реактор.
Суттєвим моментом техніки керування реактором при будь-якому повідомленні йому додатної реактивності є обережність уведення реактивності, що є основним заходом забезпечення ядерної безпеки реакторної установки. Її зміст полягає в безперервному стеженні за наростанням потужності реактора за приладами-вимірювачами нейтронної потужності та за приладами-періодомірами. Технологічний регламент для будь-якої ЯЕУ встановлює обмеження щодо величини періоду подвоєння потужності. Наприклад, для реакторів атомного криголама “Арктика” мінімальна допустима величина періоду подвоєння потужності, дозволена Технологічною інструкцією з керування, становить 30 с. Оператор може допустити введення додатної реактивності й більшої за величину, що відповідає періоду подвоєння в 30 с: у цьому разі при зниженні величини поточного значення періоду подвоєння менш як до 20 с на табло попереджувальної сигналізації запалюється мигтливий сигнал “T<20с”, що супроводжується переривчастим звуковим сигналом і попереджає оператора про необхідність бути обережним та спонукає зменшити величину введеної додатної реактивності. Якщо й це попередження залишиться без уваги і величина періоду подвоєння потужності знизиться нижче 15 с, - за сигналом недопустимо малого періоду спрацьовує автоматичний аварійний захист реактора, і в активну зону реактора з максимальною швидкістю вводяться всі штатні поглиначі СУЗ.
Аналогічні за суттю й змістом технічні заходи забезпечення ядерної безпеки вживаються на будь-якій реакторній установці; цифри конкретних обмежень щодо попереджувальної сигналізації та аварійного захисту в різних реакторів, звісно, різні, але об'єктивна суть їх одна й та сама: спонукання оператора до зменшення реактивності реактора, а в разі невжиття заходів або помилкових дій оператора - автоматичне введення в дію аварійного захисту, що призводить до зупинення реактора.
У реакторах типу ВВЕР-1000 Технологічний регламент встановлює допустиму величину періоду подвоєння потужності реактора при додатних реактивностях, що дорівнює 100 с.