4.8. Временной режим реактора при работе на мощности.

Как показано в предыдущем разделе, в реакторе, работающем на малой мощности, за положительным скачком реактивности после короткой переходной фазы следует экспоненциальное возрастание потока. Чтобы прекратить это возрастание, оперативный персонал реактора может сбросить реактивность в нуль, Однако и без такого вмешательства извне возрастание в конце концов тоже прекратится. Ведь при более сильных потоках и более высокой мощности, т.е. при достаточно возросшем потоке (или если система уже сразу работала на более высокой мощности), всякое дальнейшее возрастание мощности вызовет повышение температуры компонентов реактора. Твэлы, в которых вырабатывается тепловая мощность, реагируют мгновенно (без запаздывания), теплоноситель и другие компоненты - с запаздыванием. Как было подробно показано в п.3, реактор рассчитан так, что его основные компоненты (топливные стержни и теплоноситель или замедлитель) отвечают на повышение температуры уменьшением своей реактивности (отрицательные температурные коэффициенты). Таким образом полная реактивность (перемещение регулирующего стержня плюс компонентов реактора при более высокой температуре), а значит и возрастание потока "сами собой" сводятся к нулю, Произошла самостабилизация системы: уровень потока и мощности и температуры компонентов реактора вновь постоянны, но теперь выше, чем перед этим.

Последовательность событий показана на рис. 4.4: нейтронный поток отвечает на скачок реактивности ограничено мгновенным скачком, который быстро сглаживается и переходит в экспоненциальное возрастание. После достаточного повышения мощности проявят себя увеличивающаяся температура и ее отрицательное обратное воздействие на k: экспоненциальное возрастание ослабнет, и поток стабилизируется на постоянном более высоком уровне. Говорят об обратном воздействии, по температуре или об обратной связи по температуре.

На рис. 4.5 дополнительно показаны характеристики потока при различной величине скачка реактивности. Наблюдаемые здесь "выбросы" (поток сначала возрастает сильнее, затем достигает максимума, чтобы наконец стабилизироваться на уровне значения, лежащего ниже максимума) объясняются различной временной характеристикой проявления обратного воздействия по температуре для разных компонентов реактора в системе.

Характеристики на рис. 4.4 и рис. 4.5, на которых экспоненциальное возрастание перед началом обратного воздействия по температуре носит ярко выраженный характер, относятся к реактору, работающему скорее на средней мощности, например, на 10% полной нагрузки энергетического реактора. На полной нагрузке энергетического реактора достаточно уже возрастания потока в переходной фазе (мгновенного скачка), чтобы начало проявлять себя обратное воздействие по температуре. Область экспоненциального возрастания (область 2 на рис. 4.4) будет тогда сведена к нулю и уже не будет видна на характеристике потока.

Рис.4.4.Временная характеристика реактора на средней мощности. 1-Момент изменения положения регулирующего стержня 2-Обратное воздействие по температуре ещё не проявляет себя 3-Область обратного воздействия по температуре 4-Достигнуто новое стационарное состояние

Рис.4.5. Временная характеристика реактора с обратным воздействием по температуре после скачков реактивности различной величины.