Измерительный комплекс для контроля расхода теплоносителя в тепловыделяющих сборках корпусного кипящего реактора турбинно-нейтронным методом : на примере реактора ВК-50

• Автор: Садулин, Виктор Петрович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Димитровград
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1. ОБЗОР И ВЫБОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ТВС КОРПУСНОГО КИПЯЩЕГО РЕАКТОРА

1.1. Особенности определения расхода теплоносителя в ТВС реакторов разных типов.

1.2. Основные требования к средствам измерений расхода теплоносителя в ТВС корпусных кипящих реакторов.
1.3. Методы и средства измерения расхода теплоносителя атомных станций и оценка возможности их применения в ТВС корпусных кипящих реакторов. .

1.3.1. Метод переменного перепада давления.

1.3.2. Метод тахометричсский.

1.3.2.1. Турбинный метод

1.3.2.2. Тахометрический метод с вращающимся шаром

1.3.3. Корреляционный метод
1.3.4 Электромагнитный метод.
1.3.5. Ультразвуковой метод.
1.3.6. Тепломассовый метод
1.3.7. Вихревой метод
Выводы по главе 1.
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КОРПУСНОЙ КИПЯЩИЙ РЕАКТОР ВК ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В АКТИВНОЙ ЗОНЕ.
2.1. Назначение и применение реакторной установки ВК.
2.2. Краткое описание технологической схемы РУ ВК
2.3. Описание конструкции реактора, элементов активной зоны и контура естественной циркуляции.
2.4. Внутризонный контроль
2.5. Основные результаты исследований скоростей циркуляции теплоносителя в ТВС на первом этапе эксплуатации реактора ВК5 О
2.6 Актуальные задачи с исследованиями гидродинамических
характеристик реактора.
Выводы по главе 2.
Глава 3. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАСХОДА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ТВС КОРПУСНОГО КИПЯЩЕГО РЕАКТОРА ТУРБИННОНЕЙТРОННЫМ МЕТОДОМ НА ПРИМЕРЕ РЕАКТОРА ВК.
3.1. Физические основы гурбиннонейтронного метода измерения расхода теплоносителя в ТВС
3.2. Разработка и обоснование научнотехнических решений по измерительному комплексу для контроля.расхода теплоносителя в, ККР турбиннонейтронным методом .
3.2.1. Принципиальное устройство ТНР. Измерительный комплекс на. основе ТНР и подвижного детектора нейтронов
3.2.2. Выбор оптимальных параметров крыльчатки турбинки.
3.2.3. Подшипниковые опоры турбинки
3.2.4. Измерительная аппаратура комплекса
3.3. Методическое.обеспечение и результаты исследований основных характеристик турбиннонейтронного расходомера.
3.3.1. Методика получения статическойрабочей характеристики ТНР для условий его работы в корпусном кипящем реакторе.
3.3.1.1. Методикаи техника эксперимента при.получении градуировочной
статической рабочей характеристики ТНП.
3.3.1.2. Методика уточненияградуировочнойрабочей характеристики . ТНП для условий его работы в ККР
3.3.2. Методика расчета и результаты исследований нейтроннофизических
характеристик модулятора. Выбор толщины поглотителей нейтронов .
3. Методика выполнения измерений постоянной времени инерции . турбинки .
3.3.4. Методика и результаты измеренияперепада давления наТНП.
3 Методика оценки и результаты исследований изменения статической
рабочей характеристики ТНР в процессе его работы в ККР
.6. Результаты ресурсных испытаний ТНР в реакторе
Выводы по главе
Глава 4. ПРИМЕНЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА В РЕАКТОРЕ ВК И ОТДЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ПРОЦЕССОВ В АКТИВНОЙ ЗОНЕ.
4.1. Применение ИК при контроле энерговыделения в ТВС.
4.2. Исследование скоростей циркуляции теплоносителя в активной зоне, загруженной ТВС с воднотопливными отношениями 2,2 и 3,
4.3. Применение измерительного комплекса при обосновании жидкостной аварийной защиты реактора ВК.
4.4. Применение измерительного комплекса в исследованиях динамических процессов при работе реактора у границы устойчивости
Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Более того, фирма i США планирует создание в годах коммерческих АЭС большой электрической мощности МВт поколения III с реакторами типа i iii , охлаждаемых естественной циркуляцией теплоносителя . Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на годы и на перспективу до года направление 4, мероприятие 5. Опытная РУ ВК может рассматриваться как прототип такой теплоэнергетической установки, более лет эксплуатирующейся в ОАО ГНЦ НИИАР, работающей в настоящее время в режиме АТЭЦ . РУ ВК используется в качестве экспериментальной базы для решения технических и методических вопросов по проблемам проектируемых и перспекгивных ККР с ЕЦТ. Вхождение России в мировую экономику позволяет применить уникальную установку ВК также для обоснования зарубежных проектов с естественной циркуляцией теплоносителя , . Па РУ ВК возможно проведение экспериментальных работ в целях обоснования отдельных режимов с кипением теплоносителя в ВВЭР, в том числе в одноконтурных ВВЭР со сверхкритическим давлением Поэтому поддержание экспериментальных возможностей корпусного кипящего реактора ВК на современном уровне, с совершенствованием контроля его основных внутриреакторных технологических параметров, является актуальным. К задачам контроля технологических параметров, влияющих на теплотехническую надежность и экономичность любого энергетического реактора, относится контроль, расхода теплоносителя через тепловыделяющие сборки ТВС активной зоны. От расхода теплоносителя зависит теплосъем с твэлов, запас до предельно допустимого энерговыделения и кризиса теплообмена. При недостаточном расходе теплоносителя может произойти разгерметизация и пережог твэлов, и, как следствие, недоиспользование ТВС с экономическими потерями. Данные о расходах теплоносителя в ТВС ККР используются при обработке результатов контроля энерговыделения по показаниям внутризонных детекторов нейтронов . При отсутствии измеренных значений расхода теплоносителя в ТВС и ориентации только на расчетные его значения неизбежньгэкономические потери, поскольку в этом случае необходим большой гарантированный запас до указанных предельных значений параметров безопасности. Поэтому знать с приемлемой погрешностью расход теплоносителя в каждой ТВС на любой момент кампании такого реактора важно как с точки зрения его безопасности, так и экономичности. Совершенствование методического и технического обеспечения этого вида контроля имеет большое значение для всех энергетических реакторов. Однако наиболее актуальной эта работа является для реакторного направления с корпусными кипящими реакторами. В ККР как с естественной, так и побудительной циркуляцией теплоносителя невозможно измерить даже общий и средний расходы теплоносителя через ТВС активной зоны внереакторными расходомерами, в отличие от реакторов типа ВВЭР и . Поэтому реактор ВК, подобно аналогичным зарубежным реакторам, для контроля скоростей циркуляции теплоносителя в ТВС в соответствии с проектом был оснащен системой внутриреакторных расходомеров переменного перепада давления, установленных в водоподводящие каналы отдельных ТВС активной зоны. Однако эта система оказалась мало пригодной, в основном изза большого гидравлического сопротивления первичных преобразователей. Поэтому практически с начала эксплуатации реактора ВК возникла потребность в разработке и применении здесь более совершенных методов и средств измерения расхода теплоносителя в ТВС. Они должны позволять получать информацию о внутриреакторных гидродинамических характеристиках и процессах, пригодную как для сопровождения нормальной эксплуатации и обоснования безопасности этого реактора, так и верификации расчетных моделей реакторов такого типа. В зарубежных контролируют общий расход теплоносителя через активную зону, измеряя его, как правило, по перепаду давления в опускной части контура циркуляции, а также по напору нагнетательных устройств. По этим данным рассчитывают распределение расхода теплоносителя по ТВС активной зоны. Такой косвенный метод определения расхода теплоносителя в ТВС имеет большую погрешность.