Анализ и оптимизация характеристик топливных циклов повышенной длительности реакторов ВВЭР

• Автор: Герасимчук, Олег Георгиевич
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 150 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВНЫХ ЦИКЛОВ РЕАКТОРОВ ВВЭР, ТЕХНОЛОГИЯ ИХ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ

1.1. Натуральные и экономические характеристики топливных циклов реакторов ВВЭР.

1.2. Технология получения количественных оценок характеристик топливных циклов реакторов ВВЭР
1.3. Верификация технологии получения количественных оценок характеристик ТЦ по данным реальных энергоблоков.

1.3.1 Сопоставление данных по энергоблокам с ВВЭР.

1.3.2. Сопоставление данных по энергоблокам с ВВЭР0.

1.3.3. Заключение к разделу 1.3

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ НАТУРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОПЛИВНЫХ ЦИКЛОВ ПОВЫШЕННОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ РЕАКТОРОВ ВВЭР
2.1 Анализ натуральных характеристик и КИУМ для реакторов ВВЭР.
2.2. Анализ натуральных характеристик и КИУМ для реакторов ВВЭР0
2.3. Заключение к главе 2
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОПЛИВНЫХ ЦИКЛОВ ПОВЫШЕННОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ РЕАКТОРОВ ВВЭР
3.1. Анализ экономической эффективности топливных циклов для реакторов ВВЭР.
3.1.1. Топливная составляющая себестоимости электроэнергии.
3.1.2. Себестоимость электроэнергии
3.1.3.Совокупная прибыль.
3.1.4. Заключение по разделу 3.1.
3.2. Анализ экономической эффективности топливных циклов для реакторов ВВЭР0
3.2.1. Топливная составляющая себестоимости электроэнергии.
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
АЭС атомная электростанция
ВВЭР водо водяной энергетический реактор
Г АН Г осатомнадзор РФ
ДР дистанционирующая решетка
КИУМ коэффициент использования установленной мощности НК направляющий канал ОР СУЗ орган регулирования СУЗ ПЭЛ поглощающий элемент стержень
ППР планово предупредительный ремонт
СВП система выгорающего поглотителя
СУЗ система управления и защиты
ТВС тепловыделяющая сборка
ТВЭГ тепловыделяющий элемент с гадолинием
ТВЭЛ тепловыделяющий элемент
ТСС топливная составляющая себестоимости электроэнергии
ВВЕДЕНИЕ
Ядерная энергетика России, преодолев период длительной стагнации, вступила в полосу ренессанса. Определены стратегия ее дальнейшего развития 1 и роль в энергетике страны 25. Вводятся и достраиваются новые энергоблоки АЭС, причем подавляющее большинство из них оснащены реакторами типа ВВЭР. Планируется и осуществляется продление на лет сроков службы энергоблоков старых поколений в т.ч. ВВЭР.
Актуальность


Опробованная и верифицированная технология количественной оценки и методика анализа натуральных и экономических характеристик ТЦ реакторов ВВЭР может быть использована для анализа, оптимизации, прогнозирования и выдачи рекомендаций для конструирования перспективных ТЦ на новых видах топлива (напр. МОХ, нитридное и т. Результаты анализа топливных циклов и рекомендации по конструированию ТЦ (повышенной длительности) с оптимальными характеристиками уже внедрены на ряде АЭС. Сформулированы рекомендации на перспективу по конструированию ТЦ с наиболее благоприятными экономическими (а при необходимости также и другими) характеристиками для энергоблоков ВВЭР в зависимости от обогащения, количества перегружаемых ТВС и ряда экономических параметров. Предложены и внедрены на АЭС рекомендации по продлению работы реакторов ВВЭР- на пониженных параметрах ( и конкретные диапазоны этих параметров) перед перегрузкой для улучшения натуральных и экономических характеристик работы. Достоверность результатов. Корректным применением методов расчета и оценки характеристик ТЦ (для натуральных, эксплуатационных и экономических характеристик, а также характеристик безопасности). Опытом внедрения и практического использования полученных результатов. Настоящая работа проводилась как научно-техническое обоснование и поддержка программы концерна "Росэнергоатом" "повышение КИУМ". Автор являлся одним из инициаторов формирования и одним из основных исполнителей этой программы. Автор внес основной, определяющий вклад в работу но разработке технологии количественных оценок для анализа экономических характеристик ТЦ реакторов ВВЭР. Работа по анализу экономических характеристик усовершенствованного и перспективного топлива для работающих энергоблоков ВВЭР-0 и ВВЭР- проводилась фактически под руководством автора. Вклад автора был существенным на этапе анализа всего самосогласованного набора натуральных и экономических характеристик существующих и перспективных ТЦ реакторов ВВЭР, в том числе -на этапе анализа данных реальных АЭС. Вклад автора в работу по выдаче рекомендации и внедрению оптимальных (наиболее благоприятных экономических характеристик) ТЦ для реакторов ВВЭР в зависимости от обогащения топлива, количества перегружаемых ТВС и других параметров являлся определяющим. Работа по анализу и внедрению оптимальных экономических характеристик при продлении работы реактора ВВЭР- на сниженных параметрах (на мощностном эффекте реактивности) перед перегрузкой проводилась по инициативе и под фактическим руководством автора. Апробация работы. Результаты, приведенные в диссертации, докладывались на XII семинаре "Волга-", семинаре руководителей ЯФЛ и ОЯБ АЭС, Обнинск, ИАТЭ, - марта г. Публикации» Основной материал диссертации изложен в 3 статьях в журнале "Ядсрная энергетика" (Известия ВУЗов), материалах XII семинара по физике реакторов "Волга-", отчете ИАЭ им. И.В. Курчатова. ГЛАВА 1. Опишем методику оценок основных натуральных, эксплуатационных и экономических характеристики ТЦ реакторов ВВЭР, а также разработанную технологию их согласованной количественной оценки. Определим также набор тех натуральных и экономических характеристик ТЦ, который необходим нам для комплексного анализа и оптимизации этих топливных циклов. Натуральные и экономические характеристики реакторов типа ВВЭР в значительной степени обусловлены особенностями их конструкции. Конструкции реакторов ВВЭР достаточно подробно описаны в работах [6-І I] . На характеристики их ТЦ влияет, прежде всего, режим дискретной перегрузки топлива. Кроме того, особенности конструкции ТВЭЛ и ТВС также могут оказывать значительное влияние на характеристики ТЦ. Итак, дадим основные определения для характеристик ТІД и опишем методы (или программы) для их получения, если таковые имеются. А). Наиболее важными характеристиками реактора являются характеристики безопасности, которые зависят от параметров топливных загрузок. Из них мы выделим следующие: температурные коэффициенты реактивности (или ТКР), температуры повторной критичности, эффективность органов СУЗ. Эти характеристики получают при физических расчетах реакторов ВВЭР по стандартной программе - КАСКАД [-]. Конечно, эти характеристики зависят также и от расстановки загружаемого и перегружаемого топлива.