Введение к работе
Актуальность проблемы
В настоящее время атомная энергетика достигла значительных успехов и составляет заметную долю в общем балансе энер-говыработки как во всем мире, так и в странах СНГ. Еероятно после того как человечество оправится от шока, связанного с Чернобыльской катастрофой, замедлившей в настоящее время развитие атомной энергетики, темпы роста доли АЭС в обшей энерговыработке вновь увеличатся. Такая тенденция наблюдается уже сейчас, например в Японии и США.
Развитие технологій aTOMHOif энергетики .невозможно без постоянного совершенствования моделей физических.процессов в активной зоне реакторов, эволюции расчетных программ. Обеспечение надежной, безопасной и экономичной работы ядерных энергоблоков сопровождается значительным объемом нейтронно физических расчетов. Так как применяемые в настоящее время з нашей стране расчетные программы еще не вполне совершенны, актуальной является задача корректной оценки их погрешности, развития и совершенствования, а также адаптация существующих алгоритмов для расчета новых технологических режимов, анализа аномальных случаев, возникающих в процессе работы энергоблоков. Примером таких ситуаций может служить внедрение топлива повышенного обогащения, случай аномально высоких подогревов теплоносителя на 11 блоке Кольской АЭС и т. п.
Для выполнения этих работ необходимо собрать и систематизировать данные эксплуатации, провести расчетное моделирование работы энергоблоков и сопоставление результатов моделирования и экспериментальных данных. После тщательного анализа результатов на основе откоррректированных расчетных моделей могут быть разработаны новые топливные циклы и режимы -работы реакторов для внедрения в промышленную эксплуатацию.
Одним из путей совершенствования использования топлива на АЭС с БВЭР-440 является применение топлива 4.4%-ного обогащения, что позволяет повысить глубину выгорания за счет увеличения кратности перегрузок с сохранением годового интерзала между перегрузками. Переход к четырем частичным перег-
рузкам с одновременным увеличением обогащения топлива подпитки до 4.4 % позволяет при сохранении годового интервала, уменьшить количество перегружаемых ТЕС с 117 до 90; при этом снижается расход природного урана на 11-122, сокращаются запасы свежего топлива на АЗС, возрастает эффективная емкость хранилищ выгоревшего топлива. При сохранении.кратности перегрузок применение топлива повышенного обогащения позволяет в 1. Б раза увеличить длительность топливного цикла, снизить количество остановов, увеличить коэффициент использования мощности энергоблока.
В процессе эксплуатации топливных загрузок возможны.нестандарта ситуации; требующие . всестороннего анализа для ' принятия решения по-компоновке активной зоны в следующем.топ- дивном цикле, которое позволит избегать значительных экономи- * ческих потерь. .Аномальная.ситуация^возникшая на II энергоблоке Кольской АЗС, поставила-под сомнение точность применяемых расчетных программ и сделала, проблематичной дальнейшую.эксплуатации топливной загрузки из-за- больших расхождений. расчетных и экспериментальных подогревов теплоносителя в ряде ТВС. Для продолжения работы энергоблока необходимо подтверждение приыеяимости расчетных методик и разработка принципа выбора следующей, топливной загрузки.
Одной из . задач, имеющих важное практическое значение, является оперативная оценка параметров реактора в . процессе работы,. которая позволяет выбрать оптимальный- технологический режим. .Поэтому весьма актуально составление эффективной программы для ЭВМ, позволяющей рассчитывать переходные процессы и эффекты реактивности при изменения мощности реактора.
.Цель работы
Целью работы является:
исследование вновь созданных и модернизированных расчетных моделей активной зоны реактора ВВЭР-440;
разработка на основе исследованных расчетных методик режима использования топлива повышенного обогащения;''
анализ нестандартной ситуации при формировании топливной загрузки на блоке II Кольской АЭС;.
разработка программы оперативного прогноза изменения реактивности для персонала, -управляющего- реактором.;
Методы и средства
Теоретической и методической основой исследований является теория переноса нейтронов и численные методы решения соответствующих' уравнений, а средствами - комплекс программ для ЭЕМ. Объектами исследования служат топливные загрузки энергоблоков Кольской АЭС.
Научная новизна
Новизной в данной работе является:
проверка применимости расчетной методики БШР-7 на основе данных эксплуатации реакторов Кольской АЗС;
оценка нейтронно-физических и экономических характеристик нового топливного цикла НВЭР-440 с использованием топлива повышенного до 4.4% обогащения;
анализ аномальной ситуации на блоке II Кольской АЗС;
разработка методики определения констант для расчета, эффектов отравления ксеноном реакторов ВВЗР в точечном приближении.
Практическая ценность и реализация результатов работы
Собраны и систематизированы данные эксплуатации 4-х энергоблоков Кольской АЭС за весь период работы. Тестирование расчетной методики БИПР-7 показало достаточную точность для проведения проектных и эксплуатационных расчетов реакторов ВЕЭР-440. Программа БИПР-7 внедрена а эксплуатацию на Кольской АЭС. Разработанный топливный цикл с использованием топлива повышенного обогащения с четырьмя частичными перегрузками за кампанию осуществлен на III блоке Кольской АЭС. Анализ аномальной ситуации на блоке II Кольской АЭС подтвердил применимость расчетных методик и позволил найти решение по компоновке следущей топливной загрузки. Ш основе разработанной методики расчета ксеноновых переходных процессов составлена и внедрена в эксплуатацию на всех блоках Кольской АЭС программа оперативного прогноза параметров реакторов для операторов БЩУ.
На защиту выносится
-
Обработанные данные эксплуатации I-IV энергоблоков Кольской АЗС.
-
Комплекс расчетов в обоснование расчетной методики ШШР-7.
-
Комплекс расчетов в обоснование использования топлива повышенного обогащения в реакторах ВВЭР-440. /
-
Комплекс расчетов по анализу аномальной ситуации на II блоке Кольской АЭС. /
Б. Алгоритм расчета констант точечной модели ксенцновых пере
ходных процессов. v
Апробация работы
