Управление реактором

Включает следующие операции: 1) пуск; 2) изменение мощности; 3) поддержание заданного уровня мощности; 4) остановка.

Пуск реактора. Имеет 2 стадии:

- выход из под критического состояния некоторый min контролируемый уровень мощности;

- разогрев реактора до рабочих температур теплоносителя I^го контура. Первая стадия очень ответственная.

Нестационарные режимы работы реактора.

В процессе работы режимы могут отличатся от стационарных и определяющие параметры реактора (температура теплоносителя и ядерного топлива, мощности и пр.) в переходных режимах могут принимать значения, значительно отличающиеся от номинальных. Реактор почти всегда работает в неустановленном режиме, т.к. в условиях судовой ППУ кроме нормальных эксплуатаций изменений режима работы, всегда имеются возмущающие факторы, которые имеют критическое состояние реактора.

К нестационарным режимам можно отнести все режимы, при которых происходит изменение во времени величины Ф₁ обусловленное изменением критического состояния реактора.

Величина К_эфф может отклонится от 1 при изменении:

1) состава активной зоны и отражателя;

2) положение органов компенсации и регулирования;

3) температуры теплоносителя, замедлителя, ядерного горючего и конструкционных материалов.

Факторы, возмущающие температуру теплоносителя I^го контура, наблюдаются не только в I контуре, но и во II контуре вследствие изменения параметров пара, питательной воды.

В теории реакторов принято понятие о природе реактора, определяемом как время, в течении которого Ф при данном К_изб возрастает в е = 2,718 раза.

Период реактора определяет время периода меньше одного уровня мощности на др. и характеризует инерционность реактора в отношении развития цепного процесса. Чем больше К_изб тем меньше период реактора, тем интенсивнее развивается цепной процесс. В практике период реактора удобнее и нагляднее рассматривать как время удвоения мощности.

Нейтроны, испускаемые при делении делятся на мгновенные (10^-14 ¸ 10^-15 сек) и запаздывающие. Мгновенных до 99,25%. Если пренебречь наличием запаздывающих , то при К_изб=0,005, период реактора составлял бы 0,2 сек. При таком периоде через 1 сек. После мгновенного увеличения К_эфф на 0,005 Ф и следовательно, N > бы в 150 раз. Значит реактор был бы практически не управляем.

Но из-за 0,75% запаздывающих период реактора при том же К_изб увеличенном до 20 сек при котором за 1 сек мощность реактора возрастает в 1,06 раза.

В первый момент после увеличения К_эфф на К_изб Ф возрастает так интенсивно будто нет запаздывающих нейтронов. Однако по мере увеличения Ф скорость возрастания уменьшится благодаря влиянию запаздывающих . Этот процесс протекает с переменным (увеличивающимся) периодом. После небольшого промежутка времени поток увеличивается уже с постоянной скоростью.

При малых реактивностях скорость нарастания Ф определяется временем запаздывания. Т.е. при малых скачках переходный режим реактора определяется эффектом запаздывающих . Период реактора имеет при этом относительно большое значение. Так, при =0,001 период > 1 мин. Если (где - суммарная доля запаздывающих нейтронов – для U²³⁵ 0,0075), то запаздывающие более не оказывают тормозящего действия на рост Ф, т.к. в этом случае К_эфф превысил бы 1 даже при их отсутствии. Размножение обуславливается только мгновенным . При этом период уменьшается на столько, что реактор устанавливается с учетом температурных напряжений в реакторе и системах, с учетом системы теплопередачи и т.д. (до 30 минут от 15 до 100% N)

Управление реактором включает следующие отношения:

1) пуск; 2) изменение мощности; 3) поддержание заданной мощности; 4) остановка.

Пуск реактора имеет 2 стадии:

1) выход из подкритического состояния на некоторый min контролируемый уровень N;

2) разогрев ректора до рабочих температур теплоносителя I контура.

1) является ответственной операцией, т.к.Ф может расти быстро, в реакторе. К_эфф превышает критичные значения, а приборы не успеют зафиксировать из-за малых величин Ф, падающих на детекторы. Для улучшения условий используют фотонейтронные источники, позволяющие увеличить плотность в подкритич. состоянии.

Контролируется при пуске период реактора. Он поддерживается на уровне 20-30 сек. За счет введения положительной ρ. После выхода на некоторый min N (обычно 1-2% номинала) производится разогрев реактора и всего I контура до раб. т-р. В процессе разогрева меняется К_эфф. в зависимости от знака температурного коэффициента реактивности появляется положительная или отрицательная ρ

Как сложно мен. Ρ от Т₁ так сложен характер перемещения органов компенсации для поддержания реактора в критическом состоянии (автоматика). При пуске реактора из “йодной ямы” вводится для преодоления отравления дополнительной избыточной ρ. После выхода реактора на заданный уровень N за счет выгорания I_e по реакции X_e + X_e¹³⁶ вследствие высвобождения ρ должны в активную зону вводится органы компенсации; до тех пор пока не установится постоянная концентрация X_e. Если же нет возможности иметь + ρ, чтобы выйти из “йодной ямы”пуск возможен после соответственного снижения концентрации X_e за счет радиоактивного распада (до 20 часов после остановки реактора)