ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы


Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года
ISSN 2414-1038 (online)

Аннотация

При измерении эффективности органов регулирования системы управления и защиты (ОР СУЗ) в настоящее время, как правило, используется метод ОРУК – обращённое решение уравнения кинетики реактора. Метод основан на допущении, что к реальному реактору применима точечная модель кинетики. При измерении больших отрицательных реактивностей, ввод которых связан с существенной деформацией нейтронного поля, точечная модель кинетики реактора неприменима.

Учитывая грубость модели точечной кинетики реактора в случае измерения больших отрицательных реактивностей, приводящих к деформации нейтронного поля, предлагается использовать пространственно-временную математическую модель реактора с детектором нейтронов непосредственно в схеме измерения. Предполагается, что модель и соответствующая ей программа позволяют решать как стационарную задачу на собственное значение, так и кинетическую пространственно-временную задачу, и моделировать отклик детектора на процессы в реакторе.

Процедура измерения сводится к адаптации модели к измеренному сигналу детектора. Параметры модели, связанные с измеряемой реактивностью, настраиваются так, чтобы отклик модели на перемещение органов регулирования, в результате которого вводится отрицательная реактивность, наилучшим образом согласовывался с изменением сигнала детектора, используемого при измерении. В результате реактивности, рассчитанные по адаптированной математической модели, получаются соответствующими измеренным данным. Указанный подход к измерению назван моделеориентированным. Его преимущества:

- возможность использования модели любой сложности без необходимости постановки и решения обратной задачи нейтронной кинетики;

- возможность через настройку модели учитывать информацию из измерений разных нейтронно-физических характеристик, что повышает надёжность результата измерений.

Предлагаемый подход опробован на результатах измерения нейтронно-физических характеристик первой топливной загрузки энергоблока № 3 Калининской АЭС во время физического пуска. При опробовании использована двумерная математическая модель реактора с одной группой нейтронов по энергии и шестью группами запаздывающих нейтронов для бесконечной по высоте конструкции без отражателя, состоящей из 163 кассет ВВЭР-1000 с 61 ОР СУЗ, расположенных в соответствии с картограммой первой топливной загрузки активной зоны энергоблока № 3 Калининской АЭС. При расчёте отклика детектора использована модель в виде суммы плотности потоков нейтронов в периферийных кассетах, расположенных напротив детекторов и дающих вклад в отклик с разным «весом».

На примере определения эффективности аварийной защиты моделеориентированный метод измерения больших отрицательных реактивностей подтвердил свою работоспособность даже при использовании сравнительно простой, но адаптированной модели реактора с детектором.

Ключевые слова
органы регулирования системы управления, аварийная защита реактора, уравнение кинетики реактора, точечная модель кинетики, деформация нейтронного поля, отрицательная реактивность, моделеориентированный метод

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039.538:621.039.514

Вопросы атомной науки и техники. Cер. Ядерно-реакторные константы, 2014, вып. 3, 3:5