Контроль теплогидравлических параметров и диагностика состояния ядерных энергетических установок с применением статистических методов

• Автор: Кебадзе, Борис Викторович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 284 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список обозначений.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ДИАГНОСТИКА АНОМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ В БЫСТРЫХ НАТРИЕВЫХ РЕАКТОРАХ

1.1. Общая характеристика задачи.

1.2. Краткое описание реактора БОР

1.3 Диагностика кипения натрия.

1.3.1 Эксперименты по вскипанию натрия на реакторе БОР

1.3.1.1 Экспериментальное оборудование

1.3.1.2 Система измерений.

1.3.1.3 Результаты экспериментов

1.3.2. Применение импульсной системы для обнаружения кипения
натрия в быстром реакторе
1.3.3 Оценка надежности обнаружения кипения натрия с помощью корреляции акустических и нейтронных шумов
1.4 Повышение чувствительности температурного контроля ТВС в быстром натриевом реакторе.
1.4.1 Условия эксперимента и методика обработки данных. .
1.4.2 Некоторые результаты эксперимента
1.4.3 Компенсированная система температурного контроля.
1.4.4 Моделирование температурного шума в тепловыделяющей сборке быстрого реактора
1.4.5 Динамические характеристики датчика температуры
1.4.6 Применение термопар натрий сталь в реакторном эксперименте
1.5 Выводы
ГЛАВА 2. КОНТРОЛЬ РАСХОДА ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ КОРРЕЛЯЦИОННЫМ МЕТОДОМ
2.1. Общая характеристика проблемы.
2.2. Первый этап испытаний корреляционного метода с использованием магнитных датчиков
2.3 Опыт корреляционных измерений расхода натрия
на установке БН0.
2.4 Изучение вихревой структуры потока и корреляционные измерения расхода с помощью бесконтактных магнитных датчиков.
2.5 Модельная градуировка магнитных корреляционных расходомеров
2.6 Применение бесконтактных корреляционных датчиков для измерения расхода тяжелых теплоносителей.
2.6.1 Постановка задачи
2.6.2 Конструкция датчиков.
2.6.3 Аппаратурное обеспечение измерений.
2.6.4 Некоторые результаты испытаний, стендовой градуировки и применения бесконтактных датчиков
2.6.5 Определение метрологических характеристик корреляционного метода и средств измерения.
2.6.6 Перенос данных модельной градуировки на натурный стенд
2.7 Термокорреляциоиные измерения.
2.7.1 Общие положения.
2.7.2 Изучение термоэлектрических шумов на границе между жидким металлом и стенкой и корреляционные измерения расхода.
2.8 Выводы
ГЛАВА 3. ЧАСТОТНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ
3.1 Общая характеристика задачи.
3.2 Вихревые расходомеры жидкого металла с закруткой потока.
3.2.1 Исследование периодических колебаний в закрученном потоке жидкого металла под воздействием магнитного поля
3.2.2 Распространение результатов на другие жидкометаллическне теплоносители.
3.2.3 Конструкция МГД ВР
3.3 Вихревые расходомеры с телом обтекания
3.3.1 Постановка задачи
3.3.2 Параметры рабочего участка.
3.3.3 Влияние магнитного поля на частоту вихреобразования
3.3.4 Способы регистрации сигнала
3.3.5 Частотные характеристики.
3.3.6 Оценка метрологических характеристик.
3.3.7 Некоторые вопросы практического применения.
3.3.7.1 Оценка амплитудных характеристик
3.3.7.2 Оценка гидравлических характеристик.
3.4 Сопоставление вихревых расходомеров различного типа
3.4.1 Частотные характеристики.
3.4.2 Амплитудные характеристики.
3.4.3 Корреляционные характеристики
3.4.4 Взаимное влияние контура и рабочего участка вихревого расходомера .
3.5 Спектральные характеристики сигналов магнитных датчиков
3.6 Выводы.
ГЛАВА 4. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ВОДЯНОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
4.1 Общие положения
4.2 Система измерения расхода в раздаточном коллекторе РБМК на базе ультразвуковых частотных расходомеров
4.2.1 Постановка задачи
4.2.2 Первичный преобразователь системы измерения расхода РБМК
4.2.3 Электронная аппаратура.
4.2.4. Программное обеспечение.
4.2.5 Некоторые результаты испытаний экспериментального образца системы.
4.3 Термокорреляционная система измерения расхода через тепловыделяющие сборки
4.3.1. Постановка задачи.
4.3.2 Общие положения
4.3.3 Измерительный участок
4.3.4 Вторичная аппаратура.
4.3.5 Программное обеспечение
4.3.6 Лабораторные испытания измерительного комплекса
4.3.7 Доработка методики стендовой градуировки.
4.3.8 Результаты стендовых градуировок.
4.3.9 Измерения расхода с помощью ТКР при реакторных испытаниях
4.4 Корреляционная система измерения расхода в первом контуре ВВЭР с использованием флуктуаций активности
4.4.1 Общие положения
4.4.2 Характеристики детекторов
4.4.3 Вторичная аппаратура и программное обеспечение.
4.4.4 Условия эксперимента.
4.4.5 Некоторые результаты испытаний.
4.5 Выводы.
ГЛАВА 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ
УСТОЙЧИВОСТИ КИПЯЩЕГО РЕАКТОРА.
5.1. Общая характеристика проблемы.
5.2 Краткое описание реактора
5.3 Система измерения основных параметров реактора.
5.4 Экспериментальные исследования устойчивости в первой кампании.
5.4.1 Эксперименты по осцилляции реактивности
5.4.2 Определение порога устойчивости
5.5 Экспериментальные исследования автоколебательных режимов
5.6 Расчетные модели неустойчивости
5.6.1 Линейная модель неустойчивости.
5.6.2 Расчет автоколебаний без учета шумов.
5.6.3 Анализ низкочастотной стабильности.
5.7 Статистические характеристики вблизи границы устойчивости
5.8 Применение статистических методов для исследования устойчивости при модернизациях кипящего реактора.
5.8.1 Исследование устойчивости реактора с модернизованным тяговым участком
5.8.2 Устойчивость реактора при использовании кассет с пониженным гидравлическим сопротивлением.
5.9 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы


В режимах кипения уровень пульсаций возрастал до 1, К в зависимости от расположения термопары и способа реализации кипения снижение расхода либо давления. Положение термопар
Рис. Общие положения об обнаружении аномалий и сводные данные об исследованиях в этом направлении в Великобритании, Франции, Германии представлены в 2. В отечественной практике также проводились достаточно детальные стендовые исследования режимов кипения и их диагностики 6, 7. В то же время следует отметить, что сколь нибудь масштабные эксперименты по обнаружению аномалий единичны и не могут служить основой для законченной концепции диагностической системы. Поэтому вопросы, связанные с особенностями сигналов при различных видах аномалий, соотношением этих сигналов с фоновыми шумами, разработкой эффективных алгоритмов обнаружения продолжают оставаться актуальными. В гг. БОР проведен цикл комплексных испытаний с кипением натрия в активной зоне. Активная зона реактора БОР 8 в зависимости от программы экспериментов состоит из 0 шестигранных сборок, содержащих или ТВЭЛов с топливом различного состава и имеющих активную часть высотой см из и обогащения, торцевые отражатели, верхний и нижний, каждый высотой см с загрузкой из обедненной двуокиси урана, а также газосборники, расположенные под нижним отражателем. Боковой экран набирается из стальных сборок и сборок с обедненным ураном, по форме идентичных топливным. Теплоноситель, подводимый по двум петлям, поступает снизу вверх через напорный коллектор, обеспечивающий необходимое гидравлическое профилирование расхода натриевого теплоносителя через стандартные и экспериментальные топливные сборки активной зоны и сборки бокового экрана. В экспериментах со специальной инструментованной ТВС ячейка Д использовались дополнительные датчики. В настоящем разделе приводятся данные по кипящим сборкам, системе измерений и результатам экспериментов со вскипанием натрия в объеме активной зоны 9,. На период эксперимента с кипением натрия реактор был оснащен кипящей сборкой и двумя волноводами вариант 1, рис. Кипящая ТВС расположена на границе активной зоны и состоит из вольфрамовых и одного стального стержня диаметром 6 и длиной 0 мм высота активной зоны 0 мм, которые окружены двумя обечайками с газовым теплоизолирующим зазором между ними. Расход натрия через кипящий блок лч, что обеспечивает выход в режим кипения при мощности реактора 9 МВт полное энерговыделение от уизлучения в вольфрамовых стержнях 5 кВт. В объеме кипящей сборки расположено 7 термопар. Кипящая сборка продолжена штангой с выходом над крышкой аппарата по штанге выведены кабели от термопар и двух погружных датчиков П1, П2, расположенных на расстоянии 0 мм от предполагаемого места схлопывания пузырей. Чувствительные элементы датчиков кристаллы из ниобата лития диаметром 6 мм. Волноводный датчик В1 в перегрузочном канале представляет собой стальной стержень длиной мм с переменным диаметром 8 мм с пьезопреобразователем ЦТС на верхнем конце стержня. Нижний конец волновода контактирует с натрием на расстоянии мм от головок ТВС. Аналогичный волноводный датчик В2 расположен на периферии реактора стержень контактирует с натрием в районе выходных патрубков. А1 из пьезокерампки ЦТС. Для измерения флуктуаций нейтронного потока использовали штатную ионизационную камеру. Рис. Рис. Поскольку соединительная штанга может оказывать существенное влияние на распространение звука от места закипания к акустическому датчику, применялся другой вариант установки кипящей сборки и датчиков, более близкий к реальной ситуации рис. Здесь сборка не связана со штангой один из погружных датчиков Д расположен в мм над верхней кромкой активной зоны и непосредственно контролирует зону кипения. Датчики давлення ПЗ и П4 установлены в перегрузочном канале на расстоянии 0 мм по радиусу от кипящей сборки. Здесь же установлен и волновод ВЗ, аналогичный по конструкции волноводному датчику В1. Структурная схема системы измерений приведена на рис. По результатам анализа фоновых шумов для улучшения отношения сигнал шум акустических датчиков применяли фильтры, отсекавшие шумы ниже кГц.