Автоматическая система регулирования мощности реактора ввэр-440 для кольской аэс

В данном разделе рассматривается водо-водяной энергетический реактор ВВЭР440. Одна из важнейших и сложных систем это автоматическая система регулирования мощности реактора. Реактор эксплуатируется больше тридцати лет и как следствие все оборудование устаревает и для дальнейшей эксплуатации необходима модернизация. В этом разделе мы установим новые техническое оборудование с целью повышения точности и быстродействие всей системы в целом.

Основные задачи, которые необходимо решить:

• — проектирование структурной схемы АСР;
• — проектирование функциональной схемы;
• — выбрать технические средства системы автоматизации и контроля, в соответствии с особенностями технологического процесса;

Описание проектируемой автоматической системы регулирования мощности реактора ВВЭР-440

Регулятор мощности реактора — одна из главных составляющих системы управления и защиты (СУЗ) реактора. СУЗ предназначена для оперативного контроля за ходом цепной реакции в реакторе и управления этим процессом в следующих режимах: первоначальная загрузка и перегрузка топлива, пуск и вывод реактора на мощность и изменение заданной мощности, регламентная или аварийная остановка реактора.

В стационарном режиме мощность реактора должна соответствовать заданному значению, коэффициент размножения должен быть равен единице, а реактивность — нулю. Однако при эксплуатации реактора коэффициент размножения изменяется по ряду причин. Изменение температуры теплоносителя и топлива приводит к изменению температурного эффекта. При изменении уровня мощности изменяется отравление ксеноном (равновесное и минимальное отравление). При длительной работе реактора топливо выгорает и накапливаются шлаки.

В случае применения выгорающих поглотителей их концентрация со временем уменьшается.

Система регулирования должна компенсировать все изменения реактивности, обусловленные упомянутыми причинами. При этом переходный процесс регулирования должен отвечать заданным требованиям при действии определенных видов возмущений.

В систему регулирования мощности реактора должны входить: системы контроля мощности реактора, регулирующее устройство и органы управления. По способу формирования мощности различают:

• — системы регулирования плотности нейтронного потока;
• — системы регулирования тепловых параметров;
• — комбинированные системы.

По способу регулирования пространственного распределения мощности:

• — системы регулирования интегральной мощности;
• — системы регулирования локальной мощности;
• — комбинированные системы.

Поток нейтронов характеризует тепловую мощность реактора с точностью до нескольких процентов. Более точно можно измерить мощность реактора, зная расход теплоносителя G и разность температур на входе и выходе реактора, то есть мощность определяется как:

.

гдемощность реактора, МВт.

Выбор структуры АСР мощности реактора диктуется многими причинами: назначением и конструкцией реактора, динамическими свойствами реактора и энергоблока в целом, технологической схемой энергоблока, типом возмущающих воздействий и режимом работы энергоблока в энергосистеме. Для реактора типа ВВЭР-440 целесообразно использовать схему регулирования мощности по теплотехническим параметрам.

Реактор имеет 6 петель теплоносителя. Значения расходов теплоносителя через каждую петлю могут отличаться друг от друга, что обусловлено потерями теплоносителя. Значения температур теплоносителя на входе и выходе реактора постоянно для холодных и горячих петель. Регулирующим воздействием при управлении мощностью реактора является перемещение управляющих стержней. Реактор ВВЭР-440 имеет 6 групп регулирующих стержней. Все это учитывается при построении АСР мощности реактора. Структурная схема АСР представлена на рис. 3.1.1.

ТОУ — технологический объект управления; ДТ_вх — датчик температуры теплоносителя на входе в реактор; ДТ_вых — датчик температуры теплоносителя на выходе из реактора; ДР — датчик расхода теплоносителя; МПК — микропроцессорный контроллер; ПУ — пусковое устройство; ИМ — исполнительный механизм.