Система управления и защиты

Система управления и защиты (СУЗ) предназначена для осуществления пуска реактора, регулирования уровня нейтронной мощности реактора, компенсации выгорания, отравления и температурных эффектов, стабилизации полей энерговыделения в реакторе контроля уровня мощности и скорости ее изменения, положения органов регулирования реактивности в активной зоне, а также неисправностей в системе для выработки информации о функционировании СУЗ в системе сигнализации и регистрации аварийной защиты в аварийных ситуациях от автоматического снижения мощности До безопасных уровней, до полного заглушения реактора, и поддержания остановленного и расхоложенного реактора в подкритическом состоянии.

Органами регулирования реактивности являются стержни-поглотители нейтронов. В таблице представлены типы и количества стержней-поглотителей по их функциональным признакам для каждого из четырех энергоблоков ЛАЭС.

СУЗ обеспечивает контроль и регистрацию нейтронного потока в диапазоне от 10^-12 до 1,25 Nhom, контроль периода изменения нейтронного потока в пределах от 120 до 9с.

Регулирующие стержни на ЛАЭС:

С помощью СУЗ реализуется несколько видов автоматических защит:

1) БАЗ - быстрая аварийная защита, осуществляющая быстрое заглушение реактора:

· введением стержней БАЗ в активную зону с верхних концевиков на полный ход за время не более 2,5 с;

· введением стержней УСП в зону снизу до верхних концевиков со скоростью 0,4 м/с;

· введением всех остальных стержней в зону до нижних концевиков из любого промежуточного положения за время, не более 12 +2 с.

2) АЗ-5 - аварийная защита, обеспечивающая заглушение реактора введением стержней БАЗ с верхних концевиков на полный ход за время не более 7 с;

все остальные стержни вводятся в зону так же, как в режиме БАЗ.

3) АЗ-2 - аварийная защита, осуществляемая снижением общей мощности реактора с аварийной скоростью 2 % Nhom/c до уровня 50 % Nhom включенным автоматическим регулятором совместно со стержнями перекомпенсации, при этом уменьшение уставки от 100 до 50 % Nhom обеспечивается за (25 +2, 5) с.

4) АЗ-1 - аварийная защита, аналогичная АЗ-2, но со снижением мощности до уровня 60 % Nhom, при этом уменьшение уставки от 100 до 60 % Nhom обеспечивается за (20 +2,0) с.

5) ЛАЗ - аварийная защита, осуществляемая снижением общей мощности реактора включенным автоматическим регулятором с рабочей скоростью 1 % Nhom/c и введением поочередно двух стержней ЛАЗ с рабочей скоростью 0,4 м/с в район, где зафиксировано локальное превышение мощности по внутриреакторным датчикам до исчезновения сигнала ЛАЗ.

Кроме автоматических аварийных защит в СУЗ предусмотрен режим регулируемого снижения мощности реактора с аварийной скоростью при нажатии кнопки быстрого снижения мощности на пульте оператора, при отжатой кнопке снижение мощности прекращается.

В СУЗ предусмотрена возможность заглушения реактора, минуя цепи щита логики СУЗ с помощью специального ключа "КОМ", расположенного на основном и резервном пультах управления. В результате этого воздействия все стержни БАЗ, ЛАЗ, ЛАР, АРМ и РР вводятся в активную зону под действием силы тяжести. СУЗ обеспечивает контроль и регистрацию нейтронного потока в каналах отражателя в диапазоне от 5·10^-13 до 10^-1 Nhom от камер деления типа КНТ-31, в каналах БИК с помощью камер деления типа КНК-15 в диапазоне от 5·10^--9 до 10^-4 Nhom и контроль периода изменения нейтронного потока в пределах от 60 до 10 с. Обеспечивает контроль и регистрацию нейтронных потоков и периода нарастания мощности в каналах БИК с токовыми камерами типа КНК-56 в в диапазоне от 5·10^-7 до 1.3 Nhom. и контроль периода изменения нейтронного потока в пределах от 10 до 60 с.

СУЗ обеспечивает автоматическое изменение уровня мощности реактора в диапазоне от 0,25 х 10^-2 до 5 х 10^-2 Nном. с рабочей скоростью ±1,5 х 10^-2 % Nном./c и в диапазоне от 5 х 10^-2 до 1,0 Nном. с рабочей скоростью 0,25 % Nном./c.

СУЗ обеспечивает поддержание заданной мощности реактора с относительной точностью ±5 % заданного уровня в диапазоне от ±0,25 до 6 % Nhom и ±1 % заданного уровня в диапазоне от 5 до 100 % Nhom. СУЗ обеспечивает автоматическое регулирование мощности реактора:

· в диапазоне от 0,25 до 6 % Nном с помощью регулятора АРМ, четыре стержня которого синхронно перемещаются по суммарному сигналу четырех камер в каналах боковых ионизационных камер (БИК);

· в диапазоне от 20 до 100 % Nном с помощью регулятора ЛАР, при этом каждый из стержней ЛАР перемещается по усредненному сигналу от своих двух внутризонных датчиков;

· в диапазоне от 5 до 100 % Nhom с помощью регулятора ЛАР-БИК, при этом каждый из стержней регулятора - из числа периферийных стержней ЛАР - перемещается по сигналу от своей камеры в канале БИК.

Основным регулятором в диапазоне мощностей от 20 % до 100 % Nном является ЛАР, регулятор ЛАР-БИК находится в "горячем" резерве. При работе ЛАР или ЛАР-БИК обеспечивается автоматическая стабилизация заданного распределения энерговыделения в активной зоне.

СУЗ обеспечивает оператору возможность ручного управления всеми стержнями, при этом скорость ввода всех стержней в зону 0,4 ±0,1 м/с, скорость вывода стержней из зоны 0,4 ±0,1 м/с (для стержней ЛАР скорость вывода стержней из зоны 0.1 ±0,055 м/с).

СУЗ сохраняет работоспособность при отклонениях питающего напряжения от номинального уровня на +10 % и -15 %, при отклонении частоты питающего напряжения на + 2 %.

При полном обесточивании СУЗ гарантируется полное заглушение реактора путем ввода всех стержней СУЗ (кроме УСП) в активную зону из любого промежуточного положения до упора в вытеснитель (для БАЗ - до посадки на демпфер) . При этом время ввода стержней БАЗ составит не более 2,5 с, всех остальных стержней не более 12 +2 с.

По конструкции стержни РР, ЛАР, ЛАЗ и АРМ не отличаются и представляют собой верхнюю поглощающую часть и нижнюю часть для вытеснения воды, соединенные между собой телескопической тягой (Рис. ). Поглощающая часть состоит из 6 звеньев поглотителя, соединенных между собой при помощи шарниров и имеющих общую длину 6772 мм. В качестве вещества поглотителя нейтронов применен карбид бора в оболочке из алюминиевого сплава. Вытеснитель состоит из 4 звеньев и имеет общую длину 4560 мм. В качестве вытеснителя применен графит в оболочке из алюминиевого сплава. Ход стержней - 6550 мм.

Стержни УСП состоят из поглотителя длиной 4088 мм, телескопического соединения и вытеснителя длиной 6700 мм, ход стержней - 3500 мм. Стержни УСП в отличие от всех других типов стержней вводятся в активную зону снизу.

Стержень БАЗ выполнен из 7 шарнирно соединенных звеньев с общей длиной поглощающей части 7,2 м. Вытеснитель отсутствует. В нижней части стержня установлен пленкообразователь для создания режима пленочного течения воды в канале. Это позволило сократить время введения стержней БАЗ в активную зону до 2,5 с.

Рис. Конструкция стержня-поглотителя с вытеснителем.

1 - Лента 2 - Алюминиевая оболочка

3 -Поглотитель 4 - Внутренняя полость стержня

5 - Вытеснитель с графитовым наполнением