Математическое обеспечение контроля расхода теплоносителя в канале реактора РБМК на основе информации об азотной активности

• Автор: Овсянникова, Наталья Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

1.1. Вывод пространственновременных уравнений акгивации теплоносителя в топливном канале реактора РБМК.
1.2. Решение уравнений активации теплоносителя при различных режимах работы канала реактора РБМК
1.2.1. Аналитическое решение уравнений акгивации для канала с однофазным теплоносителем
1.2.2. Аналитическое решение уравнений активации для канала с двухфазным теплоносителем
1.2.3. Численное решение уравнений активации для канала с однофазным и двухфазным теплоносителем.
1.3. Исследование возможности определения расхода теплоносителя в топливных каналах реактора РБМК по данным системы КТО

1.3.1. Парогенерирующий канал.

1.3.2. Канал с некипящим теплоносителем.

Выводы.

Глава 2. Математическое моделирование корреляционного метода измерения расхода

2.1. Моделирование случайных возмущений с заданными статистическими свойствами.

2.1.1. Математическая модель формирующего фильтра.
2.1.2. Выбор критерия и нахождение оптимальных параметров фильтра.
2.1.3. Исследование возможностей формирующего фильтра.
2.2. Исследование возможности определения расхода корреляционным методом
2.2.1. Исследование влияния базы на точность определения расхода теплоносителя
2.2.2. Исследование влияния спектра шумов реактора на точность
определения расхода теплоносителя
Выводы.
Глава 3. Восстановление поканальных расходов теплоносителя при работе реактора РБМК на энергетическом уровне мощности.
3.1. Алгоритм первичной математической обработки сигналов системы
КГО
3.2. Алгоритм восстановления расхода в канале реакгора РБМК по данным
об азотной активности при работе на энергетическом уровне мощности
3.3. Исследование алгоритма восстановления но данным об азотной активности на моделирующем комплексе
3.4. Восстановление расхода теплоносителя по данным об азотной активности на реальных данных Курской и Игналинской АЭС
3.5. Алгоритм восстановления расхода на основе математической модели теплогидравлики канала и измеряемого перепада давлений
3.6. Исследование алгоритма восстановления по перепаду давлений на моделирующем комплексе
3.7. Восстановление расхода теплоносителя по перепаду давлений на реальных данных Курской и Игналинской АЭС
3.6. Анализ результатов восстановления расхода с помощью различных алгоритмов
Выводы
Глава 4. Моделирующий программный комплекс Азот.
4.1. Идеология построения моделирующего комплекса Азот
4.2. Возможност и моделирующего комплекса Азот
4.2.1. Обработка данных системы КТО.
4.2.2. Восстановление расхода по данным об азот ной активности
4.2.3. Восст ановление расхода по перепаду давления в канале
4.2.4. Обработка восстановленных значений расхода по алгоритму оптимальной стагистической фильтрации.
4.2.5. Тестирование программного комплекса
4.2.6. Визуализация данных файла состояния реактора.
4.2.7. Выявление потенциально неисправных расходомеров на основе анализа погрешности восстановления расхода по различным алгоритмах
Заключение
Список литературы


Используя уравнения теплогидравлики канала, в предположении отсутствия проскальзывания фаз и неизменности проходных сечений по высоте канала и длине ПВК, в стационарном случае задачу удалось решить аналитически. Получены зависимости азотной активности от координаты при различных значениях параметров канала мощности и расхода. Получено также пространственновременное уравнение для плотности пароводяной смеси, необходимое для решения нестационарной задачи. Наконец, рассматривается решение задачи для основного режима стационарная работа реактора на мощностях, близких к номинальным. Здесь исследуются зависимости концентрации азота в точке измерения от параметров канала и ПВК. Показывается степень чувствительности азотной активности в зависимости от расхода и мощности, от учета проскальзывания фаз и др. Устанавливается область значений параметров канала, когда значения азотной активности наиболее чувствительны к изменению расхода теплоносителя, и следовательно, условия, при которых восстановление расхода по информации об азотной активности наиболее эффективно. В топливном канале ТК реактора РБМК теплоноситель, поступающий на вход в активную зону, нагревается до температуры насыщения на экономайзерном участке, затем частично испаряется на испарительном участке. Таким образом, характерной особенностью процесса активации является наличие двух фаз жидкой и паровой. Физической моделью двухфазного потока, охватывающей широкий круг режимов и практически применяемой для РБМК, является модель гомогенного потока со скольжением ГСМ. При этом концентрации фаз можно считать непрерывными функциями координат . Именно такая модель потока и принята при выводе модели активации теплоносителя в реакторе типа РБМК. В основе модели лежат уравнения баланса ядер азота. Рассмотрим баланс ядер азота в элементарном объеме теплоносителя. Рис. Выделим элементарный объем , где проходное сечение ТК в активной зоне см. Скорость изменения количества ядер азота в указанном объеме складывается из скорости убыли и скорости прибыли ядер. Скорость прибыли за счет активации быстрыми нейтронами данною канала составляет , за счет активации нейлронами каналов окружения 0 . Последние два соотношения выводятся следующим образом. Если ра плотность потока быстрых нейтронов, то вфаро скорость активации ядер
кислорода в единице объема, где р плотность ядер кислорода, а А число Авогалро. На испарительном участке рассмотрим уравнения баланса ядер азота отдельно для жидкой и паровой фаз. Запишем уравнение баланса ядер азота в жидкой фазе. Скорость убыли ядер азота складывается из распада в объеме БсЬ Ш8 рсЬ объем жидкой фазы 1рск паровой фазы 8 рек, утечки ядер азота в жидкой
фазе из объема со рс и утечки ядер азота из жидкой фазы в
паровую. Последняя составляющая утечки определяется следующим образом. Пусть энергия, выделяемая в объеме Бек. Ясно, что с этой
массой воды в пар попадают и ядра азота, а также то, что масса т воды, перешедшей в пар, равна массе образовавшегося пара пЛп. Учитывая, что в единице массы воды содержится Дг V ядер азота где V1р удельный объем воды на линии насыщения, число ядер азота в единице массы воды равно Ыр. АЫ0Ш
тЮр тЮр дкгр . АУаЩ8р1рск. Амъа1р
1. Для паровой фазы не будем учитывать активацию кислорода в силу относительно малой плотности паровой фазы. На ПВК отсутствует активация, не будем учитывать также и обмен между фазами. Шр Ш1р. МБф . ЯнггоЯн2с . Янго поток ядер азота на экономайзерном участке. ЗорУ, 1. МЪоф ,. Чыояыт 1. Щг,0Щ. Показания датчика СКТО пропорциональны концентрации азота на конце ПВК, равной
Таким образом, математическая модель активации теплоносителя представляет собой систему линейных дифференциальных уравнении в частных производных относительно концентрации ядер азота с известными начальными и граничными условиями. Неизвестные значения функций, стоящих в правых частях дифференциальных уравнений скорости, плотности фаз, истинное объемное паросодержание определяются в результате теплогидравлического расчета канала, а параметр а, отражающий степень влияния на активацию быстрых нейтронов каналов окружения в результате нейтроннофизического расчета.