Факт, що час стабілізації густини нейтронів у підкритичному реакторі збільшується в міру наближення реактора до критичного стану, накладає свій відбиток на організацію процедури пуску реактора, особливо якщо початкова стадія підйому органів компенсації реактивності через обмежену чутливість пускової апаратури контролю нейтронного потоку в реакторі виконується “наосліп”.
При цьому все підпорядковано розумній обережності: як би не ввергнути реактор у стан миттєвої критичності, повідомивши йому велику додатну реактивність раніше, ніж з'явиться можливість упевнено контролювати всі зміни нейтронного потоку штатними засобами вимірювання густини нейтронів. Обережність диктує такі заходи:
а) Критичне положення рухомих поглиначів має бути розраховане заздалегідь. Оператор заздалегідь повинен чітко уявляти, до якої висоти йому належить піднімати поглиначі від нижніх кінцевих вимикачів. Без перевіреного й затвердженого компетентними відповідальними особами розрахунку пускового критичного положення органів СУЗ пуск реактора не дозволяється.
б) Послідовність і темп підйому груп поглиначів задається спеціальною програмою безпечного підйому їх під час пуску. Суть цієї програми полягає в тому, що підйом поглиначів у критичне положення виконується обережними кроками, кожен з яких зменшує величину ступеня підкритичності реактора не більш ніж на 0.15 βе. Крім того, між кроками мають витримуватися часові паузи, більші за величиною, ніж час стабілізації підкритичної густини нейтронів у реальних умовах пуску.
Ясно, що на початковій стадії підйому поглиначів, коли реактор глибоко підкритичний, зміни густини нейтронів з кожним кроком поглиначів угору порівняно малі. Тому немає жодного сенсу робити значні паузи між кроками, оскільки час практичного встановлення підкритичної густини нейтронів навіть за ступеня підкритичності, що дорівнює 0.02, становить величину порядку сотих часток секунди. За таких умов можна взагалі не робити пауз між кроками, тобто виконувати підйом поглиначів практично безперервно: цим можна заощадити значний час під час пуску.
На другій стадії пуску (що починається, як правило, тоді, коли групи поглиначів піднято на половину висоти до розрахункового критичного положення), починаються активні заходи застереження: між кроками витримуються часові паузи тривалістю в 1 хвилину.
На третій, заключній, стадії пуску (після підйому поглиначів на висоту 80% від розрахункової критичної) паузи між кроками збільшуються до 3 хвилин, а в деяких випадках і величини одиничних кроків обмежуються величиною 0.10 βе, оскільки і час стабілізації густини нейтронів за таких умов - величина того самого порядку, і самі величини густин нейтронів, що встановлюються, стають досить великими, щоб їх могла фіксувати штатна система контролю густини нейтронів.
При цьому все підпорядковано розумній обережності: як би не ввергнути реактор у стан миттєвої критичності, повідомивши йому велику додатну реактивність раніше, ніж з'явиться можливість упевнено контролювати всі зміни нейтронного потоку штатними засобами вимірювання густини нейтронів. Обережність диктує такі заходи:
а) Критичне положення рухомих поглиначів має бути розраховане заздалегідь. Оператор заздалегідь повинен чітко уявляти, до якої висоти йому належить піднімати поглиначі від нижніх кінцевих вимикачів. Без перевіреного й затвердженого компетентними відповідальними особами розрахунку пускового критичного положення органів СУЗ пуск реактора не дозволяється.
б) Послідовність і темп підйому груп поглиначів задається спеціальною програмою безпечного підйому їх під час пуску. Суть цієї програми полягає в тому, що підйом поглиначів у критичне положення виконується обережними кроками, кожен з яких зменшує величину ступеня підкритичності реактора не більш ніж на 0.15 βе. Крім того, між кроками мають витримуватися часові паузи, більші за величиною, ніж час стабілізації підкритичної густини нейтронів у реальних умовах пуску.
Ясно, що на початковій стадії підйому поглиначів, коли реактор глибоко підкритичний, зміни густини нейтронів з кожним кроком поглиначів угору порівняно малі. Тому немає жодного сенсу робити значні паузи між кроками, оскільки час практичного встановлення підкритичної густини нейтронів навіть за ступеня підкритичності, що дорівнює 0.02, становить величину порядку сотих часток секунди. За таких умов можна взагалі не робити пауз між кроками, тобто виконувати підйом поглиначів практично безперервно: цим можна заощадити значний час під час пуску.
На другій стадії пуску (що починається, як правило, тоді, коли групи поглиначів піднято на половину висоти до розрахункового критичного положення), починаються активні заходи застереження: між кроками витримуються часові паузи тривалістю в 1 хвилину.
На третій, заключній, стадії пуску (після підйому поглиначів на висоту 80% від розрахункової критичної) паузи між кроками збільшуються до 3 хвилин, а в деяких випадках і величини одиничних кроків обмежуються величиною 0.10 βе, оскільки і час стабілізації густини нейтронів за таких умов - величина того самого порядку, і самі величини густин нейтронів, що встановлюються, стають досить великими, щоб їх могла фіксувати штатна система контролю густини нейтронів.
Зображення
Рис. 13.3. Перехідні процеси n(t) у підкритичному реакторі за кроковому підйомі поглиначів кроками однакової величини в процесі пуску реактора.
Інакше в надто “сміливого” оператора може скластися така ситуація. Не бачачи змін густини нейтронів за показаннями пускового приладу (стрілка якого застигла на нулі найчутливішої шкали), оператор браво піднімає групи поглиначів угору кроками без пауз (вважаючи, що коли густина нейтронів не зростає, то реактор ще далекий від критичного стану). Насправді реактор може бути вже впритул наблизився до критичності, а нульовий показ приладу-міліамперметра свідчить лише про те, що пускові іонізаційні камери ще не відчувають нейтронів (величина густини яких ще не досягла порога чутливості пускових іонізаційних камер). Ще пару кроків поглиначами вгору - і реактор досягає критичності й перевалює через неї, стаючи надкритичним, починаючи швидким темпом збільшувати потужність... Чи багато потрібно, щоб ввергнути реактор у стан миттєвої критичності? - Зовсім небагато. Але навіть якщо цього не станеться, то неважко уявити собі, як виглядатиме ситуація в той момент, коли пускова апаратура СУЗ, нарешті, відчує нейтронний потік: стрілка пускового міліамперметра з шаленою швидкістю зривається з нуля й миттєво зашкалює в правому кінці шкали, свідчачи про зростання потужності реактора з дуже великою швидкістю... І добре, якщо за такого розвитку подій швидкодії спрацювання аварійного захисту (за сигналами неприпустимо малого періоду та перевищення потужності над заданою) вистачить на те, щоб швидко зупинити й заглушити реактор. Інакше, самі розумієте, можна спалити твели в активній зоні реактора.
Ось для чого для кожного серійного типу активних зон ретельно розробляється й надалі зводиться в ранг закону для операторів Програма безпечного підйому органів СУЗ у критичне положення. Дотримуючись цієї програми, ви спокійно й без зайвих нервових перевантажень досягнете критичності реактора й почнете роботу в енергетичних режимах.
Реактори АЕС типу ВВЕР пускаються дещо інакше (шляхом зменшення концентрації борної кислоти у воді первинного контуру до критичного значення). Але тут навмисно викладено процедуру пуску реактора за допомогою рухомих поглиначів, оскільки вона дає змогу трохи легше засвоїти принципово ті самі обмеження за швидкістю вивільнення реактивності, з якими нам належить ознайомитися пізніше, під час вивчення кінетики борного регулювання.
Ось для чого для кожного серійного типу активних зон ретельно розробляється й надалі зводиться в ранг закону для операторів Програма безпечного підйому органів СУЗ у критичне положення. Дотримуючись цієї програми, ви спокійно й без зайвих нервових перевантажень досягнете критичності реактора й почнете роботу в енергетичних режимах.
Реактори АЕС типу ВВЕР пускаються дещо інакше (шляхом зменшення концентрації борної кислоти у воді первинного контуру до критичного значення). Але тут навмисно викладено процедуру пуску реактора за допомогою рухомих поглиначів, оскільки вона дає змогу трохи легше засвоїти принципово ті самі обмеження за швидкістю вивільнення реактивності, з якими нам належить ознайомитися пізніше, під час вивчення кінетики борного регулювання.