2.4. Коэффициент неравномерности энерговыделения по объему активной зоны.

Неравномерность энерговыделения по объему активной зоны описывается соответствующим коэффициентом Кv, который опреде­ляется как:

Кv = Кq_i • Кz_i (2.4),

где Кq_i - радиальный коэффициент неравномерности энерговыде­ления по активной зоне;

Кz_i - коэффициент неравномерности энерговыделения по вы­соте активной зоны.

Согласно "Технологическому регламенту по эксплуатации" значение Кv для ВВЭР-440 не должно превышать 2,5.

На практике часто используется коэффициент неравномернос­ти энерговыделения для локального теплового потока, который определяется как:

Ко = Кq•Кz•Кк•К инж. (2.5),

где Кq - учитывает неравномерность энерговыделения по кассе­там (расчет коэф-та приведен в п.2.4);

Кz - учитывает неравномерность энерговыделения по высоте активной зоны (расчет коэф-та приведен в п.2.4);

Кк - учитывает неравномерность энерговыделения по твэлам внутри ТВС (определяется расчетом на ЭВМ по специ­альной программе);

Кинж. - учитывает запас на неточность инженерного расче­та и технические допуски изготовления активной зоны (константа, равная 1,15).

Из формулы (2.5) следует, что коэффициент Ко характеризу­ет собой энерговыделение в одной, наиболее энергонапряженной точке активной зоны.

2.5. Система внутриреакторного контроля.

Контроль за работой ТВС в реакторе в условиях эксплуата­ции осуществляется с помощью системы ВРК, работа которой ос­нована на измерении температуры теплоносителя на входе в ре­актор и выходе из ТВС, а также на измерении распределения по­тока нейтронов по объему активной зоны. Как правило, результаты измерения этих подсистем выражаются в виде коэффициентов неравномерности энерговыделения по ТВС (Кq) и коэффициентов неравномерности энерговыделения по высоте активной зоны (Кz). Совокупность этих двух подсистем позволяет контролировать распределение тепловой и нейтронной мощности по всему объему активной зоны. Сравнение результатов измерения коэффициентов неравномерности с заранее установленными пределами безопасной эксплуатации ТВС по этим параметрам характеризует степень бе­зопасной и надежной эксплуатации ТВС и является основной задачей контроля ТВС в реакторе.

Далее рассмотрены основные положения этих подсистем в РУ с ВВЭР-440.

Первая подсистема измеряет температуру теплоносителя на выходе из 210 рабочих ТВС; она получила название "массовый замер"(МЗ). Датчики МЗ - термопары, установленные в БЗТ. Дат­чики расположены с учетом симметрии загрузки активной зоны и обеспечивают контроль за остальными 102 рабочими ТВС.

Измеряемые температуры теплоносителя на выходе из рабочих ТВС совместно с измерением температуры теплоносителя в петлях позволяют по упрощенным моделям определить коэффициенты неравномерности, которые используются в формулах для определе­ния мощности ЯР (см. раздел 5, формула 5.3):

Кqi = 1 + ti_вых - T_вых) / tр-ра • Кпр. (2.6),

где Т_вых. - средняя температура на выходе из активной зоны;

tр-ра - разность температур на выходе из реактора и на входе в реактор;

Кпр.=0,93 - коэффициент протечек.

В условиях эксплуатации допустимый коэффициент неравно­мерности, контролируемый по температуре на выходе из ТВС, оп­ределяет мощность активной зоны в целом. При этом ограничи­вать мощность активной зоны может температура теплоносителя на выходе как из центральных ТВС, так и из периферий­ных(см. п.5.3).

Неравномерность энерговыделения по высоте активной зоны оценивается другой подсистемой внутриреакторного контроля, основанной на показаниях -эмиссионных нейтронных детекторов (датчиков прямого заряда), которые расположены в сухих кана­лах по оси ТВС в их центральных трубках. В реакторах ВВЭР-440 число сухих каналов составляет от 12 (В-230) до 36 (В-213); эти каналы монтируются после перегрузки топлива при сборке реактора. В каждом из каналов по высоте активной зоны установлено 7 датчиков прямого заряда. Эти датчики измеряют в местах установки плотность потока нейтронов, которая затем пересчитывается в энерговыделение.

Коэффициент неравномерности распределения плотности пото­ка тепловых нейтронов по высоте активной зоны определяется выражением:

Кz = I_max / I (2.7),

где I и I_max - средний и максимальный токи детекторов прямой зарядки в измерительном канале.

Для В-230

I =  I₂ + I₃ + ... + I₆ + (I₁ + I₂)/2 / 6 (2.8).

Для В-213

I = (I₀ +...+ I₈) / 9 (2.9),

где I₀ = I₁ / 2.405; I₈ = I₇ / 2.405 - экстраполированные зна­чения токов ДПЗ на границах активной зоны.

Использование при эксплуатации ЯР температурных полей МЗ и показаний датчиков прямой зарядки позволяет контролировать допустимую тепловую мощность ТВС и симметричность тепловыде­ления в активной зоне. Разброс результатов индивидуальных из­мерений температуры по симметричным ТВС может быть обусловлен двумя основными факторами: изменением состояния активной зоны (ошибочная загрузка ТВС, падение или "застревание" стержней СУЗ); нарушением в работе отдельных каналов измерения темпе­ратуры системы внутриреакторного контроля.

Согласно "Технологическому регламенту..." при работе ЯР на мощности должны быть работоспособны не менее 75% датчиков температуры на выходе из кассет активной зоны от их общего числа (210) с обязательным охватом работоспособными датчиками температуры всех групп симметрии активной зоны и не менее 2/3 измерительных каналов нейтронных датчиков прямого заряда от их общего числа (36). Если это условие не выполняется, то мощность реактора должна быть снижена до 50% от допустимой.