3. Модель борного регулювання

Ефективність борної кислоти при концентрації являє собою величину реактивності, яку втрачає реактор при підвищенні концентрації борної кислоти в теплоносії від 0 до [6]:

, (3.110)

де – коефіцієнт реактивності борної кислоти.

Величина визначалась з альбому НФХ для 284.72 ефективних діб.

.

Зменшення концентрації борної кислоти в теплоносії відбувається за рахунок введення в теплоносій чистого конденсату. Із рис. 3.9 видно, що зміна концентрації борної кислоти і чистого конденсату відбувається за експоненціальним законом. Для моделювання дані залежності були ідентифіковані та описані наступними диференціальними рівняннями:

• при введенні розчину борної кислоти:

(3.111)

• при введенні чистого конденсату:

(3.112)

де – концентрація борної кислоти, ;

– коефіцієнти передачі, ;

– постійні часу, ;

Таблиця 3.1 – Зміна концентрації БК при введенні дистиляту, г / кг

Години	GH2O, 10т/год	GH2O, 15т/год	GH2O, 25т/год	GH2O, 35т/год	Години	GH2O, 10т/год	GH2O, 15т/год	GH2O, 25т/год	GH2O, 35т/год
0	16.00	16.00	16.00	16.00	51	2.59	1.04	0.17	0.03
1	15.44	15.17	14.63	14.12	52	2.50	0.99	0.15	0.02
5	13.38	12.24	10.24	8.56	56	2.17	0.80	0.11	0.01
10	11.19	9.36	6.55	4.58	61	1.81	0.61	0.07	0.01
15	9.36	7.16	4.19	2.45	66	1.52	0.47	0.04	0.00
20	7.83	5.48	2.68	1.31	71	1.27	0.36	0.03	0.00
25	6.55	4.19	1.72	0.70	76	1.06	0.27	0.02	0.00
30	5.48	3.21	1.10	0.38	81	0.89	0.21	0.01	0.00
35	4.58	2.45	0.70	0.20	86	0.74	0.16	0.01	0.00
40	3.83	1.88	0.45	0.11	91	0.62	0.12	0.00	0.00
45	3.21	1.44	0.29	0.06	96	0.52	0.09	0.00	0.00
50	2.68	1.10	0.18	0.03

Таблиця 3.2 – Зміна концентрації БК при введенні розчину Н₃ВО₃=40 г/кг

Години	GН3ВО3, 10т/год	GН3ВО3, 15т/год	GН3ВО3, 25т/год	GН3ВО3, 35т/год	Години	GН3ВО3, 10т/год	GН3ВО3, 15т/год	GН3ВО3, 25т/год	GН3ВО3, 35т/год
0	0.00	0.00	0.00	0.00	51	33.53	37.40	39.58	39.93
1	1.40	2.09	3.42	4.70	52	33.76	37.53	39.61	39.94
5	6.54	9.40	14.40	18.59	56	34.59	38.01	39.73	39.96
10	12.01	16.59	23.62	28.54	61	35.47	38.48	39.83	39.98
15	16.59	22.09	29.52	33.87	66	36.21	38.83	39.89	39.99
20	20.42	26.30	33.29	36.72	71	36.83	39.11	39.93	39.99
25	23.62	29.52	35.71	38.24	76	37.35	39.32	39.95	40.00
30	26.30	31.98	37.25	39.06	81	37.78	39.48	39.97	40.00
35	28.54	33.87	38.24	39.50	86	38.15	39.60	39.98	40.00
40	30.41	35.31	38.88	39.73	91	38.45	39.69	39.99	40.00
45	31.98	36.41	39.28	39.86	96	38.70	39.77	39.99	40.00
50	33.29	37.25	39.54	39.92

Рис. 3.9 – Зміна концентрації борної кислоти в теплоносії у випадку підживлення концентрованою борною кислотою (а) і чистим конденсатом (б)

– зміна витрати розчину борної кислоти, ;

– зміна витрати чистого конденсату, ;

В рамках дослідження було прийнято, що номінальна витрата борної кислоти , номінальна витрата чистого конденсату .

Для таких витрат:

• коефіцієнти передачі: ;

• постійні часу: .

Для процесів введення і виведення бору з теплоносія коефіцієнти передачі відрізняються в 2,5 рази, а постійні часу – в 2 рази.

Отже, можна зробити висновок, що виведення з теплоносія борної кислоти введенням знесоленої води відбувається довше.

Також, виходячи з того, що на початку кампанії експлуатація реакторної установки ведеться при достатньо високих значеннях концентрацій борної кислоти у першому контурі (більше 6 г / кг), а в кінці при значеннях концентрацій близьким до нуля, можна говорити про те, що:

• при введенні дистиляту однією і тією ж витратою на початку кампанії ефективність водообміну більша ніж кінці;

• при введенні борного концентрату ефективність водообміну залежить від концентрації бору в підживленні і для підживлення однією і тією же витратою до кінця кампанії незначно збільшується.

Імітаційна модель впливу концентрації борної кислоти на реактивність для всієї АЗ представлена в середовищі моделювання Simulink пакета Matlab (рис. 3.10).

Рис. 3.10 – Імітаційна модель впливу концентрації борної кислоти на реактивність для всієї АЗ