26. Эффекты реактивности и их измерения при физпуске и энергопуске реактора ввэр. Определение температурного и мощностного эффектов и коэффициентов реактивности

После полной загрузки ЯР исследуют его поведение в условиях разогрева и изменения мощности, когда переходным процессам сопутствует изменение ρ, обусловленное изменением температуры теплоносителя-замедлителя и горючего, давления в контуре, отравления Хе и др. До конца разделить эти эффекты нельзя.

Оператору необходимо знать каждый из этих эффектов и коэффициентов реактивности отдельно. Точные измерения коэффициентов реактивности проводят по специальным методикам специалисты-физики, но инженер управления ЯР должен уметь хотя бы приближенно в процессе эксплуатации оценивать и уточнять их значения.

Определение или уточнение температурного эффекта реактивности, т. е. зависимости ρ от средней температуры теплоносителя, можно производить в реакторе ВВЭР следующим образом.

Вывести ЯР на МКУ при температуре 20 – 40°С. Чтобы исключить влияние ядерного (мощностного) эффекта, разогрев теплоносителя-замедлителя необходимо производить паром от постороннего источника или циркуляционными насосами первого контура (ЦНПК) за счет превращения потерь энергии в гидравлической части ЦНПК в тепловую энергию.

Изменение ρ, которое будет происходить при повышении температуры теплоносителя, необходимо компенсировать перемещением откалиброванного КС, записывая его критическое положение, соответствующее различным значениям температуры первого контура. Имея табличную зависимость Z_КС^крит = f(t_1К) и используя интегральную (а при малых изменениях положения КС – дифференциальную) характеристику КС, строят кривую температурного эффекта ρ_t = f(t_1K).

Изменение ρ, соответствующее изменению температуры активной зоны на 1°С, называется температурным коэффициентом реактивности:

Температурный коэффициент реактивности в интервале рабочей температуры t_Р ± Δt реактора должен быть отрицательным:

Температурный коэффициент реактивности определяется по кривой температурного эффекта в небольших интервалах изменения температуры Δt, где зависимость ρ от температуры можно считать линейной.

Оператору удобно пользоваться кривой температурного эффекта при разогреве ЯР теплом ядерной реакции, поскольку в естественных условиях эксплуатации разогрев производится за счет собственной мощности ЯР. В этом случае температурный эффект будет включать также мощностной эффект для соответствующей мощности.

Мощностной эффект реактивности измеряется при быстром переходе с одного уровня мощности на другой и поддержании остальных параметров ЯР постоянными. Изменение ρ, обусловленное изменением мощности, компенсируется откалиброванным поглотителем, например АР, по дифференциальной характеристике которого и определяют Δρ_АР. На долю мощностного эффекта приходится

Δρ_N = Δρ_АР – ΣΔρ_i

где ΣΔρ_i — сопутствующие изменения ρ вследствие температурного эффекта, барометрического, отравления Хе и др. Если время переходного процесса составляет несколько минут (менее 3 — 4 мин), то нестационарным отравлением Хе можно пренебречь. На всех уровнях измерения ρ_N начиная с физического пуска и кончая N_ном, определяют мощностной коэффициент реактивности.

Изменение ρ, вызванное бесконечно малым изменением мощности, называется мощностным коэффициентом реактивности:

Важно для безопасности ЯР иметь отрицательный мощностной коэффициент

который обеспечит надежное ограничение мощности при любых возможных аварийных ситуациях. Но большой отрицательный коэффициент α_N существенно ограничивает возможности саморегулирования ЯЭУ, так как противодействует температурному коэффициенту реактивности α_t, стабилизирующему параметры ЯР на новой мощности, достигнутой изменением нагрузки.