Эффективность повышения мощности энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000 : на примере Балаковской АЭС

• Автор: Шутиков, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 215 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ.

1.1. Обоснование возможностей и практика эксплуатации АЭС с водоводяными энергетическими реакторами ВВЭР

на повышенной мощности в России.

1.2. Повышение мощности энергоблоков АЭС с РИ

сверх номинального уровня за рубежом

1.3. Решение вопросов безопасности при переходе

на повышенную мощность АЭС с ВВЭР и РХУЯ

1.3.1. Обеспечение безопасности при повышении мощности энергоблоков АЭС с ВВЭР в России
1.3.2. Анализ безопасности и меры по выполнению ограничений при повышении мощности на примере энергоблоков Балаковской АЭС
1.3.3. Анализ теплогидравлических характеристик реактора ВВЭР при повышении тепловой мощности до 4 номинальной
на примере энергоблока 2 Балаковской АЭС
1.4. Цель и задачи исследования.
2. ПРИНЦИПЫ ОБОСНОВАНИЯ ДОПУСТИМЫХ ПРЕДЕЛОВ ПОВЫШЕНИЯ МОЩНОСТИ РЕАКТОРНОЙ ЧАСТИ.
2.1. Обоснование уточненного метода определения мощности реакторной установки
2.2. Резервы повышения мощности совершенствованием внутриреакторного контроля и расчетных процедур.
2.3. Анализ возможности повышения паропроизводительности парогенераторов и подачи главных циркуляционных насосов.
3. ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ МОЩНОСТИ ТЕПЛОСИЛОВОГО И ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ВЫШЕ НОМИНАЛЬНОЙ
3.1. Анализ возможности увеличения мощности турбины энергоблоков АЭС
МВт на примере К 2М
3.2. Выбор программ регулирования парогенераторов в режимах со сверхноминальной мощностью турбоустановки К2М.
3.3. Реализация повышенной мощности обводным пропуском пара в ЦВД
и СПП турбоустановки К
3.4. Модернизация узла конденсатных насосов и обеспечение вакуума
с учетом повышенной мощности турбоустановки
3.4.1. Оценка надежности конденсатных насосов 1го и 2го подъемов при повышении мощности турбоустановки до 0 Ыном.
3.4.2. Обеспечение эксплуатационного вакуума на режимах
с повышенным пропуском пара в конденсатор.
3.5. Анализ работы электрооборудования турбогенератора
блока МВт на повышенной мощности.
3.6. Коррекция воднохимического режима второго контура энергоблока
МВт с учетом работы на повышенной мощности.
4. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ АЭС НА ПОВЫШЕННОЙ МОЩНОСТИ.
4.1. Обоснование мероприятий, оценка необходимого объема модернизации на примере Балаковской АЭС
4.2. Системная эффективность повышения мощности АЭС с ВВЭР
с учетом роста КИУМ, надежности и экологии
4.2.1. Эффективность топливоиспользования и обоснование надежности топлива при работе на повышенной мощности.,
4.2.2. Эффективность инвестиций в повышение мощности энергоблоков АЭС выше номинальной.
4.2.3. Оценка экономического и экологического эффекта вытеснения выработки электроэнергии на ТЭС.
4.3. Эффективность участия АЭС в системном регулировании частоты
при увеличении располагаемой мощности.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Естественно, что при увеличении исходного уровня мощности значения этих запасов должны либо сохраниться, либо уменьшиться пропорционально увеличению достоверности, определяемой накопленными знаниями в этой области. В настоящее время, при обосновании теплофизической надежности работы активной зоны реактора, условия непревышения установленных пределов повреждения твэлов твэгов во всех режимах эксплуатации увязывают с предельными локальными тепловыми нагрузками твэлов твэгов и формами распределения мощности, что несколько отличается от критериев, предложенных в , , . Сформулируем их. Возможность повышения мощности парогенераторных установок в составе ЯППУ ограничивается в основном влажностью вырабатываемого пара и некоторыми специальными режимами работы отдельных узлов ПГ. Повышение мощности возможно не только за счет выбора определенных запасов по основным параметрам блока, но и посредством изменения этих величин. Так, качественное ведение воднохимических режимов по первому и второму контурам позволяет поддерживать температуру теплоносителя на входе в реактор на уровне ниже расчетных значений. Тепловую мощность ЯППУ могут ограничивать характеристики используемых систем безопасности или систем аварийного охлаждения зоны САОЗ. ВКУ реактора, ТВС и их элементов от всплытия при воздействии потока теплоносителя. Указанные критерии являются необходимыми условиями непревышения эксплуатационных пределов повреждения твэлов в соответствии с . В работе было показано на основе анализа характеристик выгорания, что уменьшение суммарной неравномерности объемного тепловыделения за топливный цикл может быть использовано для увеличения мощности ТВС и что в диапазоне увеличения времени выгорания ТВС можно постепенно увеличивать допустимую мощность всего комплекта ТВС на величину, уточняемую для конкретной компоновки активной зоны. Позднее в такая же концепция работы была предложена для ВВЭР. Вместе с тем, новые типы ТВС, как показано в данной работе обеспечивают более выровненную во времени динамику выгорания. Одной из основных характеристик, определяющих допустимую мощность ЯПГГУ, является собственно тепловая мощность активной зоны, методы и способы ее расчета. В современных легководных реакторах не существует приборов, непосредственно измеряющих тепловую мощность активной зоны. Она может быть определена расчетным путем на основе измерения большого числа параметров ЯППУ. Соответственно погрешность определения тепловой мощности активной зоны будет зависеть от погрешности измеряемых параметров. Требуемой погрешности подержания тепловой мощности ЯППУ можно добиться, используя комбинацию всех возможных способов ее определения. Это позволило, например, определить погрешность истинного значения тепловой мощности ЯППУ с ВВЭР0 в интервале, не превышающем 2 . Такое же требование по допустимой погрешности определения тепловой мощности должно быть поставлено и выполнено на блоках ВВЭР. Было доказано, что основной вклад в погрешность расчета тепловой мощности по способу Ы вносит измерение температурного подогрева теплоносителя в реакторе не менее 5. Тепловая мощность ЯППУ, рассчитанная остальными методами имеет погрешность не более . На номинальном уровне мощности на АЭС с ВВЭР0 было выполнено несколько равноточных измерений расходов питательной воды, температуры и давления рабочей среды второго контура, электрической нагрузки турбогенераторов, учтены собственные нужды. Число измерений каждого параметра было выбрано произвольно с целью оптимизации этой величины для получения приемлемой погрешности определения тепловой мощности ЯППУ с использованием автоматизированного текущего расчета для оперативных оценок . Комплексное использование нескольких методов определения мощности ЯППУ позволяет контролировать тепловую мощность реактора с погрешностью 2,0. Отметим, что сегодня эта погрешность может быть еще более снижена в связи с большей точностью парка измерительных приборов на блоках МВт. С помощью обработки информации методом статистических весов, как показано в этой работе для ВВЭР, можно добиться уточнения результатов еще на несколько процентов относительных.