Способы регулирования ядерного реактора

Анализ регулирования блоков АЭС начнем с рассмотрения особенностей регулирования ядерного реактора.

Для поддержания контролируемой цепной реакции необходимо, чтобы реактивность в стационарном режиме равнялась нулю. Это означает, что в среднем только один из двух-трех нейтронов, образовавшихся в предшествующем акте деления ядра горючего, вызывает последующее новое деление. Остальные нейтроны поглощаются теплоносителем, в конструкционных материалах или теряются вследствие утечки из активной зоны. Пулевая реактивность соответствует критическому состоянию реактора, для поддержания которого требуется строго определенное количество ядерного горючего, равное критической массе.

На реактивность реактора существенно влияют плотность и количество замедлителя, введение или выведение поглотителей (поглощающие регулирующие, стержни, выгорающие поглотители), добавление или извлечение части горючего (подвижные топливные сборки). В зависимости от типа реактора эти и ряд других способов используются в его системе управления и защиты (СУЗ). Наиболее распространенным способом регулирования реактора является использование подвижных поглощающих стержней.

Органы управления выполняют две основные функции — компенсации медленных изменений реактивности, вызываемых выгоранием топлива и накоплением продуктов деления, и регулирования более быстрых переходных процессов изменений мощности. Органы защиты предназначены для быстрого аварийного выключения реактора.

Перегрузка ядерного горючего производится периодически либо на ходу под нагрузкой, либо после выключения реактора. При каждой частичной перегрузке в реактор загружается избыточное по отношению к критической массе количество ядерного топлива, которое и выгорает. Его действие компенсируется введением поглощающих стержней.

В водо-водяных реакторах в настоящее время широкое применение нашло жидкостное (борное) регулирование. Жидкий поглотитель — борная кислота — вводится в воду, являющуюся теплоносителем и замедлителем. Как правило, борное регулирование используется для компенсации медленного изменения реактивности, а тонкое оперативное регулирование осуществляется подвижными стержнями.

Следует отметить, что при делении ядер горючего наряду с мгновенными нейтронами, рождающимися в момент деления, образуются и запаздывающие нейтроны, возникающие при радиоактивном распаде некоторых осколков деления. Суммарная доля запаздывающих нейтронов мала; так, для U235 она составляет всего лишь 0,64 %, т е. более 99 % приходится на мгновенные нейтроны. Однако несмотря на такой малый выход запаздывающих нейтронов, их роль в переходных процессах исключительно велика. Ядерный реактор быстро реагирует на отклонение реактивности, и только наличие запаздывающих нейтронов позволяет осуществить переходный процесс с допустимой небольшой скоростью. Однако при этом вводимая положительная избыточная реактивность должна быть заметно меньше суммарной доли запаздывающих нейтронов. При невыполнении этого условия переходный процесс будет определяться практически только мгновенными нейтронами, пойдет очень быстро и реактор окажется фактически неуправляемым.

К существенным отклонениям реактивности при работе реактора может привести изменение температуры теплоносителя и топлива. Здесь сказываются в первую очередь изменение энергетического спектра нейтронов и плотности замедлителя. Температурный коэффициент реактивности зависит от состава и компоновки активной зоны и может быть как положительным, так и отрицательным. Для устойчивой и безопасной работы реактора желательно, чтобы температурный коэффициент реактивности был отрицательным и небольшим по абсолютной величиис. В этом случае увеличение мощности, вызывающее повышение температуры, приводит к уменьшению реактивности и самопроизвольный разгон реактора невозможен.

Регулирование мощности реактора перемещением регулирующих стержней или изменением расхода замедлителя возможно только при ограниченных скоростях изменения возмущающих воздействии. Поэтому система регулирования и защиты турбины должна обеспечивать эти предельные значения такими, чтобы они не были превышены при изменениях частоты сети или нарушениях в работе турбины.

Вам требуется сменить замки? Тогда закажите выезд профессионального мастера на дом.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector