Разработка алгоритма управления мощностью реактора ВВЭР-1000, обеспечивающего возможность работы энергоблока АЭС в режиме регулирования нагрузки

• Автор: Подшибякин, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Обзор современных исследований в области управления мощностью реактора при работе АЭС с ВВЭР в режиме регулирования
нагрузки.

ГЛАВА 2. Описание объекта автоматизации

2.1 Описание реакторной установки ВВЭР.

2.2 Описание исполнительного механизма системы управления и защиты реактора

2.3 Особенности регулирующего органа системы

управления и защиты.

2.4 Выводы

ГЛАВА 3. Постановка задачи.

ГЛАВА 4. Исследование изменений локального теплового
потока па поверхности твэл в режимах с изменением
мощности реактора
4.1. Исследование влияния изменения положения ОР СУЗ
на изменение локального теплового потока
4.2 Выводы
ГЛАВА 5. Разработка математической модели энергоблока
АЭС с ВВЭР
5.1 Описание расчетной схемы
5.2 Оценка адекватности модели энергоблока
5.2.1 Сброс нагрузки на 0 МВт.
5.2.2 Снижение нагрузки на 0 МВт
5.2.3 Отключение двух смежных ГЦН.
5.3 Выводы
ГЛАВА 6. Исследование динамических характеристик
энергоблока АЭС с ВВЭР
6.1 Особенность АЭС с ВВЭР, как объекта управления
6.2 Исследование динамических характеристик по каналам возмущающего и регулирующего воздействий.
6.3 Выводы.
ГЛАВА 7. Исследование статической программы поддержания постоянной средней температуры теплоносителя при работе энергоблока АЭС с ВВЭР в режиме следования
за нагрузкой.
7.1 Типы статических программ регулирования
7.2 Результаты исследований
7.3 Выводы.
ГЛАВА 8. Исследование работы существующего автоматического регулятора мощности реактора в режимах
с изменением электрической нагрузки
8.1 Описание автоматического регулятора мощности
реактора.
8.2 Исследование работы АРМ в режимах
следования за нагрузкой
8.3 Выводы.
ГЛАВА 9. Разработка алгоритма автоматического
регулятора мощности реактора, обеспечивающего совместно с системой управления турбиной работу энергоблока АЭС в режиме следования за нагрузкой.
9.1 Требования к алгоритму.
9.2 Алгоритм автоматического регулятора мощности
реактора.
9.3 Определение параметров настроек релейноимпульсного
регулятора
9.4 Расчетные исследования режимов с изменением
нагрузки.
9.5 Выводы
ГЛАВА . Практическая реализация
.1 Описание технических средств автоматизации
.2 Реализация алгоритма автоматического регулятора мощности реактора.
.2.1 Этапы практической реализации алгоритма.
.2.2 Тестирование программного обеспечения АРМ
.2.2.1 Результаты тестирования.
.2.2.2 Выводы
.2.3. Проведение полигонных испытаний аппаратуры,
реализующей алгоритм АРМ.
.2.3.1 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Целью функции управления полем энерговыделений является предупреждение и подавление неравномерностей энерговыделений, вызванных, в первую очередь, отравлением активной зоны осколками деления (ксенон, йод). ОР СУЗ вызывало бы минимальную деформацию поля энерговыделений в радиальном направлении. Вместе с тем, управление переходными процессами в активной зоне, вызванными отравлением осколками деления представляет собой длительный (несколько часов) процесс, в то время, как управление интегральной мощностью реактора - процесс, продолжающийся не более 1 часа (при глубоких возмущениях). Исходя из этого, представляется, что взаимодействие этих функций управления в режимах следования за нагрузкой должно происходить следующим образом: при возникновении требований со стороны энергосистемы на изменение мощности энергоблока «работает» функция регулирования интегральной мощности реактора, после завершения переходного процесса и приведения мощности реактора в соответствии с мощностью турбогенератора в «работу» вступает функция управления полем энерговыделений. При этом, выравнивание поля энерговыделений должно происходить так, чтобы интегральная мощность реактора оставалась постоянной. Заслуживает интерес публикация //, содержащая некоторые результаты экспериментов на 5-ом энергоблоке Запорожской АЭС (ВВЭР-) по исследованию маневренных характеристик. Результаты экспериментов подтверждают высокие маневренные свойства энергоблока с ВВЭР-, при этом отмечается, что возможность маневрирования «может быть существенно ограничена . Работы /1,/ посвящены исследованиям поведения твэл при работе АЭС в режимах следования за нагрузкой, изучаются физические основы зарождения дефектов. В работе // подчеркивается, что степень повреждения оболочки твэл прямо связана с неравномерностями поля энерговыделений относительно своих значений для стационарного состояния. Так увеличение неравномерности поля энерговыделений на величину около 8% вызывает рост глубины трещины на около 0% ( с 4 мкм до мкм). Разработка алгоритма управления включает в себя такие этапы, как верификацию программного обеспечения, реализующего алгоритм. В настоящее время разработка и внедрение программируемых технических средств автоматизации в системы безопасности ( система управления и защиты, управляющая часть системы аварийного охлаждения активной зоны и т. АСУ ТП АЭС с ВВЭР. Отсутствие отечественной нормативно-технической документации по направлению разработки программного обеспечения АСУТП систем безопасности АЭС делает необходимым изучение и использование международного опыта, источником которого являются рекомендации Международной Электротехнической Комиссии - МЭК /. Международного Агенства по Атомной Энергии - МАГАТЭ /,/. Применительно к теме диссертационной работы с учетом международного опыта верификация программного обеспечения, реализующего алгоритм, должна проводиться путем моделирования переходных процессов с использованием модели объекта управления. Что касается собственно алгоритма управления реактором при работе АЭС в маневренном режиме и исследования динамических характеристик энергоблока АЭС с ВВЭР-, то в литературе /8,,-/ широко представлены различные схемы управления и приводятся некоторые результаты экспериментальных исследований. В публикации /8/ приводятся некоторые результаты экспериментальных исследований динамических характеристик энергоблока Южно-Украинской АЭС (ВВЭР-). Отмечается, что при внедрении маневренного режима работы АЭС существенно повышаются требования к качеству работы систем автоматического управления. Исследование динамических свойств энергоблока как объекта управления проводилось методом определения переходных характеристик путем скачкообразного изменения положения органов регулирования системы управления и защиты и положения регулирующих клапанов турбины. Испытания проводились на уровне мощности 0 МВт и 0 МВт, величина возмущений выбиралась около 5% текущего значения входной величины. Результаты испытаний при возмущении ОР СУЗ представлены на рис. Рисунок 1. Переходные характеристики при возмущении ОРСУЗ. Заслуживает интерес график изменения мощности реактора (п). Данный график не соответствует расчетному изменению мощности реактора (см. Главу 6).