Оптимизация топливоиспользования на многоблочной АЭС с ВВЭР

• Автор: Орлов, Валерий Иванович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОПТИМИЗАЦИЯ ТОПЛИВОИСПОЛЬЗОВАНИЯ НА АЭС

1.1 Алгоритмы оптимизации топливоиспользования.

1.2 Критерии эффективности топливоиспользования и их

соотношение с КИУМ

1.3 Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. ПЛАНИРОВАНИЕ ТОПЛИВНЫХ ЦИКЛОВ НА

МНОГОБЛОЧНОЙ АЭС С УЧЕТОМ ПРОВЕДЕНИЯ ППР.

2.1 Алгоритм формирования повторяющихся топливных циклов.

2.2 Разработка графиков эксплуатации энергоблоков и

проведения ППР.
2.3 Оптимизация продолжительности работы на мощностном эффекте
реактивности.
2.4 Выводы к главе 2.
ГЛАВА 3. ОПТИМИЗАЦИЯ ТОПЛИВНЫХ ЦИКЛОВ НА АЭС С ВВЭР
3.1 Формирование состава загружаемого топлива
3.2 Выбор оптимального топливного цикла
3.3 Расстановка топлива в активной зоне
3.4 Выводы к главе 3.
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОПЛИВОИСПОЛЬЗОВАНИЯ НА ДЕЙСТВУЮЩИХ АЭС С ВВЭР.
4.1 Особенности анализа эффективности реальных топливных загрузок
4.2 Анализ эффективности топливоиспользования на АЭС с ВВЭР
4.3 Анализ эффективности топливоиспользования на АЭС с ВВЭР0
4.4 Выводы к главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Основной особенностью задачи оптимальной расстановки ТВС в активной зоне является ее большая размерность. Реальное количество возможных расстановок ТВС в одной топливной загрузке оценивается как n! TBC в наименьшем угле симметрии загрузки, если учитывать возможную ориентацию ТВС при перестановках, то число возможных расстановок будет п! Р", где Р — число возможных ориентаций ТВС []. Кроме того протекание физических процессов в большом энергетическом реакторе описывается сложными уравнениями. Поэтому неотъемлемой частью всех алгоритмов, рассматривающих решение данной задачи, является наличие способов понижения ее размерности и соответствующих расчетных физических моделей. В качестве целевой функции используются коэффициенты неравномерности энерговыделения [-], профиль размножающих свойств ТВС по радиусу активной зоны [-],выгорание в выгружаемом топливе [], длительность топливной загрузки [], расход свежего топлива [,] и его стоимость []. Для решения задачи расстановки ТВС использовались градиентные методы [,], метод ветвей и границ [] целочисленное программирование [], принцип максимума Понтрягина []. В качестве физических моделей рассматривались двухмерные диффузионные модели [] и различные синтезированные модели []. Для уменьшения размерности задачи рассматривались также эвристические соображения и различные логические правила []. В настоящее время для формирования картограмм топливных загрузок на АЭС с ВВЭР используется оптимизационная программа ПРОРОК [], входящая в комплекс программ КАСКАД []. В качестве целевой функции рассматривается коэффициент неравномерности мощности TBC (Kq). Процедура выбора оптимальной расстановки заключается в следующем: сначала в автоматическом режиме с использованием оптимизационного алгоритма определяется расстановка ТВС, удовлетворяющая проектному ограничению на величину Kq, затем для найденной расстановки производится проверка выполнения других проектных и эксплуатационных ограничений. Оптимизационный алгоритм разработан во ВНИИАЭС А. М. Павловичевым []. В данном алгоритме используется метод локальной оптимизации в сочетании с принципами метода ветвей и границ [,]. Уменьшение целевой функции обеспечивается путем перестановки ТВС друг с другом. Выбор перестановок, приводящих к уменьшению целевой функции обеспечивается комплексом моделей основанных на различных физических приближениях или эвристических соображениях. Автор диссертационной работы участвовал в разработке комплекса физических моделей, а также в развитии программы, в частности, в модернизации алгоритма формирования рассматриваемых перестановок. Для разработки процедуры, позволяющей проводить сравнительный анализ эффективности топливных циклов, рассмотрим подробно натуральные и экономические показатели. Организовать эффективное топливоиспользование на АЭС значит эксплуатировать на энергоблоках эффективные топливные загрузки, оптимальные с точки зрения выбранного критерия. Правильный выбор критерия (показателя) эффективности является важным при сравнении топливных загрузок. Проведем анализ эффективности стационарных топливных загрузок на примере энергоблока с ВВЭР- по таким показателям, как средняя глубина выгорания выгружаемого топлива, удельный расход природного урана, топливная составляющая себестоимости электроэнергии (ТСС), себестоимость электроэнергии и совокупная прибыль, рассмотрим их достоинства и недостатки, определим соотношение КИУМ и показателей эффективности. Под стационарными понимаются последовательные топливные загрузки, имеющие одинаковый состав загружаемых ТВС и обладающие одинаковыми нейтроннофизическими характеристиками. ТГОд- длительность года, сут. Используя величину Т? Учитывая, что длительность топливных загрузок может приближаться к календарному году и, что КИУМ будет сильно зависеть от доли продолжительности ППР, приходящейся на рассматриваемый год, целесообразно КИУМ усреднять за достаточно большой период времени - за полное время эксплуатации энергоблока []. Кроме того, КИУМ необходимо определить через параметры топливных загрузок, чтобы сравнивать их между собой. Пусть Тэфф .