Российские ТВС. Часть II., Продолжение закрытой ветки Опции

[сергей]

Так приложения.....Это и есть "самое вкусное".

[AtomInfo.Ru]

Совершенно логичное предложение прозвучало.
Ветка про Вестингауз и Украину открыта вновь. Посты про Вестингауз перенесены из этой темы туда.

[www]

Подскажите п-та, скока стоит нынче одна ТВС для PWR (ВВЭР) на международном рынке?

Ну примерно...

Спасибо.

[alex_bykov]

Подскажите п-та, скока стоит нынче одна ТВС для PWR (ВВЭР) на международном рынке?

Ну примерно...

Спасибо.

От полумиллиона долларов и выше для обогащения около 4% и массы по урану около 0.5 т. Естественно, зависит от конструкции, веса и обогащения. "Калькулятор" тут или тут, текущие цены на составляющие с запаздыванием в 2 недели (кроме фабрикации) тут.

[www]

От полумиллиона долларов и выше для обогащения около 4% и массы по урану около 0.5 т. Естественно, зависит от конструкции, веса и обогащения. "Калькулятор" тут или тут, текущие цены на составляющие с запаздыванием в 2 недели (кроме фабрикации) тут.

То биш $500К одна штука?

Мне просто стало интересно, на сколько миллионов угробили топлива на Oconee NPP, когда с БЗТ придавили кассеты.

[Editor-in-Chief]

угробили топлива на Oconee NPP, когда с БЗТ придавили кассеты.

А можно подробностей? Хотя бы в личку?

[Strange]

[AtomInfo.Ru]

Strange,

спасибо за фото!

[www]

Strange,

спасибо за фото!

Можно ли сказать, что принцип посадки как на ВВЭР "шар-по-конусу" решает эту птоблему? Были ли на ВВЭР такие случаи, когда после загрузки ТВС оказывались посаженными не в ровень. Я помню, что мы проверяли повысотку после окончания загрузки, но были ли такие инциденты на ВВЭР.

То есть, можем ли сказать, что такие ошибки исключены проектным решением?

[alex_bykov]

Можно ли сказать, что принцип посадки как на ВВЭР "шар-по-конусу" решает эту птоблему?

Нет, нельзя. Скорее "шар по конусу" решает вопрос точного центрирования и вертикального ориентирования ТВС в зоне.

Были ли на ВВЭР такие случаи, когда после загрузки ТВС оказывались посаженными не в ровень. Я помню, что мы проверяли повысотку после окончания загрузки, но были ли такие инциденты на ВВЭР.

Повысотку и на ВВЭР приходилось проверять в 90-х годах, когда массово ТВС искривлялись. Тогда и выяснили, что при длительном облучении "нарываемся" на ухудшение свойств пружинного блока в головке ТВС вплоть до полного смыкания витков (разновысотность вызвана в первую очередь этим фактом). Итог - в пружинном блоке сейчас используются другие стали.
Из не слишком достоверных источников знаю один случай доработки повысоток в посадочных гнездах после сборки имитационной зоны и один случай устранения овальности посадочных гнезд на том же этапе.

То есть, можем ли сказать, что такие ошибки исключены проектным решением?

Думаю, да. Дело в том, что усилие от верхнего блока, появляющееся при сборке реактора, передается не на твэлы, а только на каркас ТВС (твэлы не являются элементами каркаса и достаточно свободно проскальзывают в дистрешетках, закреплены только в нижней решетке и имеют некоторый запас до "утыкания" в головку ТВС). + Тот же пружинный блок в головке. В кассетах Вестингауза (про остальные не говорю в связи с еще меньшим их знанием) твэлы создают куда большую часть жесткости ТВС, чем каркас - они не закреплены внизу и все усилия, передаваемые на каркас, неизбежно через дистрешетки (в них твэлы зажаты гораздо жестче чем у нас - нужно обеспечить их невыпадение и невсплытие) передаются на твэлы.

[barvi7]

По следам обсуждения вопроса с работой новых АКНП в режиме УПЗ на ВВЭР-1000 и достижения уставки АЗ по периоду роста мощности..
1. В сообщении № 8
«В "нашем" случае разве страшно, что в течении нескольких секунд период маленький, когда только что мощность снизилась в несколько раз»
Системы должны быть спроектированы в соответствиями с НТД. Условия срабатывания АЗ описаны в ПБЯ: при достижении уставки по периоду (реактивности).
Как вела себя мощность до достижения уставки по периоду не имеет значения (см. ПБЯ).
2. В сообщении № 25
«По крайней мере по ссылкам (PHARE исслед.проект SRR 1\95 1995г.)-УПЗ рассматривался как международная тестовая задача и обсчитывался по нескольким программам -картина протекания процесса идентична, но "выбег "мощности по величине после УПЗ меньше, чем скажем при моделировании УПЗ на ХАЭС,при условии не срабатывании АЗ.Я не могу оценить, чем вызвана разница так как не владею данными по характеристикам ,заданным в тестовой задаче и хар-ам для конкретной кампании, в конкретный момент времени для ХАЭС.НО могу предположить, что в 1995 году тестовая задача обсчитывалась не для а.з. из ТВСА.К сожалению другой информации для сравнения не сумел найти.»
В указанном проекте PHARE моделировалась работа УПЗ по различным кодам при этом время падения группы УПЗ более 3 сек, а для УПЗ на ХАЭС-2 моделируется 1,8 сек, в действительности группа УПЗ падала 1,3 сек, что видно из графика падения мощности. Время падения и эффективность группы УПЗ является определяющими для оценки величины падения мощности. Значения коэффициентов ОС по топливу и теплоносителю (а также их постоянные времени) вместе с временем падения группы УПЗ определяют величину обратного хода мощности. Чем быстрее падает группа – тем больше будет обратный рост мощности, При большом времени падения группы УПЗ (сравнимом с постоянной времени действия ОС по температуре теплоносителя ~ 10-15 сек) обратный ход мощности незначителен.

[barvi7]

3. Современная АКНП зафиксировала и посчитала период достаточно близко с расчетными моделями для УПЗ. Старые модели АКНП этого не могут видеть, т.к. инерционность канала при определении периода в 10 сек сравнима со значением самого определяемого периода и соответственно «старая» АКНП не может видеть быстропротекающие процессы.
В практике не были известны (до УПЗ/АЗ на ХАЭС-2 22.09.2007) случаи формирования сигнала АЗ по периоду. Да они и не могли быть даже теоретически с указанной инерционностью для канала определения периода в «старых» АКНП. Уставка по мощности в 107 % от установленного уровня мощности всегда будет достигнута первой для процессов с ростом мощности. Таким образом, не реализована защита реактора по периоду в соответствии с ТРБЭ для определяющих режимов – выстреливание ОР СУЗ, самоход ОР СУЗ и др.

4. Современные АКНП позволяют сформировать сигнал АЗ по периоду для реактивностных аварий до достижения уставки по мощности в 107 % ном., для режимов с работой на промежуточном уровне мощности, если оператор не «успел-забыл» переставить уставки по мощности на 102-104-107 % от заданного уровня мощности. В частности, если реактивностная авария произойдет сразу после срабатывания УПЗ современная АКНП сформирует сигнал АЗ по периоду до достижения мощности в 107 % ном. Но после того как реализовано техническое решение, в соответствии с которым, период в диапазоне мощности 25-75 % ном. определяется с инерционностью в 4,0 сек (было 1,2 сек) реактивностная авария в этом диапазоне мощностей будет пропущена.

[barvi7]

5. Наряду с достоинствами современных АКНП, реализованных на ВВЭР Украинских АЭС имеется и существенный недостаток. В моделях АКНП-3 и АКНП-07 формирование сигнала АЗ (ПЗ) по периоду происходит при условии достижении уставки по периоду 10 сек (20 сек) и сигнал «не снялся» в течении времени, зависящем от уровня мощности – для АЗ это от ~ 10 сек для 1 % ном., до 0,2 сек для 100 % ном. Время задержки физически обосновано и минимизирует количество возможных ложных срабатываний АЗ (ПЗ). Для АКНП-И (СНПО «Импульс») НАЭК «Энергоатом» согласовал в ТУ следующее условие на формирование АЗ (ПЗ) по периоду тоже с целью минимизировать число ложных срабатываний: Сигнал АЗ (ПЗ) формируется при достижении уставки по периоду 10 сек (20 сек) и подтверждения роста мощности на 5 %. Причем это условие не зависит ни от уровня мощности реактора в диапазоне 1-100% ном.) ни от вида защиты АЗ (ПЗ). Для ПЗ, так называемой «мягкой» защиты такое условие не логично, т.к. сигнал ПЗ снимается при исчезновении сигнала его вызвавшего. А для сигнала АЗ такое условие подтверждение роста мощности на 5 % противоречит требованиям ПБЯ (сигналы АЗ по периоду и мощности не зависимы) и, что самое неприятное – это условие не позволяет сформировать сигнал АЗ по периоду для быстрых реактивностных аварий (~ 1 сек), т.к. к моменту формирования сигнала АЗ мощность реактора уже будет снижаться за счет действия ОС и подтверждения роста мощности в 5 % никогда не будет. Это естественно справедливо для реактивностных аварий с пиком мощности до 107 % ном.
6. По вопросу расчетных кодов, применяемых для расчета «реактивностных» режимов. По анализу УПЗ/АЗ на ХАЭС-2 уже много опубликовано и доложено на конференциях. Хотелось бы обратить внимание и услышать мнение специалистов о критериях приемлемости применения того или иного кода. Если оценивать уровни мощности после падения группы УПЗ и после отработки обратных связей сходимость с экспериментальными данными хорошая. А если оценивать скорость роста мощности в переходном режиме после падения группы УПЗ, то она на 50-70% выше, чем зафиксирована АКНП. А если учесть, что в модели группа УПЗ падает 1,8 сек, а в реальности падает 1,3 сек, то отличия по скорости будут еще больше. По-видимому, в модели постоянные времени действия ОС меньше, чем на реальном ВВЭР. Поэтому и результаты расчетов не совпадают с практикой. В расчетах показано, что формирование АЗ после УПЗ должно быть для любого момента кампании, а на практике наблюдается только во второй половине). Также показано, что сигнал АЗ по периоду не будет сформирован после УПЗ, при условии, что время падения группы УПЗ будет больше 4 сек., что не удовлетворяет требованиям НТД. Напомним, что в проекте PHARE сигнал АЗ по периоду не сформируется при времени падения группы УПЗ 3 сек.
Также необходимо обратить внимание на анализ реактивностных аварий с применением расчетных кодов. Для реактивностной аварии картина будет противоположной к режиму УПЗ, а именно, после роста мощности будет наблюдаться ее спад (даже без АЗ) за счет действия ОС. Если параметры ОС в расчетной модели приводят к более быстрому спаду мощности (см. выше - в модели постоянные времени действия ОС меньше, чем на реальном ВВЭР), то нельзя получить консервативные оценки по достигаемым температурам оболочки и топлива.

[AtomInfo.Ru]

barvi7,

извините, Ваш ник был удалён по технической ошибке. Если не трудно, зарегистрируйтесь, пожалуйста, заново.

Приносим извинения за нашу ошибку.

С уважением,
AtomInfo.Ru

[barvi7]

7. Ну и для тех кто дочитал до этого пункта самое основное. А почему мы определяем период реактора и о какой степени опасности он информирует оператора энергетической установки? Для реактора на МКУ или реактора без ОС, решая уравнения кинетики реактора «теоретики» определили, что для скачкообразного изменения реактивности реактора, по прошествии времени (достаточно малого) мощность реактора будет изменяться по экспоненте с показателем экспоненты равном периоду реактора. Зависимость между введенной реактивностью и периодом реактора посчитаны для различных изотопов и протабулированы. Это справедливо только для реактора без ОС и только для скачкообразного ввода реактивности. Известно, что реактор является опасным, если величина введенной реактивности приближается к значению равном эффективной доле запаздывающих нейтронов.
Почему же меряют период, а не реактивность. На «заре» реакторной технологии когда в основном были исследовательские реакторы или реакторы нулевой мощности (без ОС) для которых справедливо строгое соответствие между введенной реактивностью и установившемся (наблюдаемым) периодом реактора определяли период. Для того чтобы определить реактивность реактора необходимо решить систему диф. уравнений (в общем случае 7 уравнений: 1 для мгновенных нейтронов и 6 для запаздывающих нейтронов), что достаточно было проблематично на логарифмической линейке. Да и зачем это делать, если, измерив на сколько изменилась мощность за определенное время, можно в одно действие определить период реактора. В это же время ввели и пользовались периодом удвоения мощности, зафиксировав время, когда мощность по прибору измерения мощности на отметке 10 и на отметке 20 сразу определяем период удвоения, а, следовательно, и сам период реактора.
А какую степень опасности характеризует период в энергетическом реакторе? В энергетическом реакторе никогда не будет установившегося периода. Даже при скачкообразном изменении реактивности действие ОС переведут мощность реактора на новый стационарный уровень. В ходе быстрого (скачкообразного) процесса с изменением реактивности реактора (реактивностная авария), всегда будет определен период с разными знаками:
- для отрицательного скачка реактивности (например УПЗ) сначала период отрицательный – соответствует знаку введенной реактивности, после окончания «скачка» период станет положительным
- для положительного скачка реактивности (реактивностная авария) сначала период положительный – соответствует знаку введенной реактивности, после окончания «скачка» период станет отрицательным.
Для одного режима период и положительный и отрицательный – какой выбирать?
Поэтому, если постоянные времени определения периода в АКНП не обоснованы или большие, однозначно нельзя определить степень опасности реактора по определенному периоду, т.к. нельзя определить связь с введенной реактивностью, которая и определяет опасность реактора.
8. Современные АКНП определяют реактивность, определение которой обеспечить метрологическим обеспечением гораздо проще, чем для определения периода. Поэтому логичен переход в проектных документах ВВЭР от применения периода в формировании защит к реактивности и скорости ее изменения. Кстати, нормативные документы изменений не требуют, т.к. под скоростью изменения мощности реактора «рекомендовано» определять период или реактивность реактора на выбор проектанта.
9. Уровень обсуждения данной темы (УРБ (УПЗ) с АЗ на ХАЭС-2 в 2007) к счастью оказался более высок, чем техническая документация, с которой удалось познакомиться - основная цель в которой не допустить АЗ при УПЗ, а не обоснование и формирование технических требованийк АКНП по формированию сигналов АЗ по скорости роста мощности.
Несмотря на заключение ВСЕХ организаций кто готовил обоснование безопасности режима УПЗ и его проектное протекание остались без ответа ряд вопросов: есть ли ограничение на скорость роста температуры топлива, формируется ли сигналы АЗ при реактивностных авариях, как это требуется НТД и проектными документами, насколько обоснованы проектные требования к контролю периодв реактора по инерционности, по точности, как оценить "рекомендации" по необходимости увелицения постоянной времени измерения периода с 2-3 сек до 5 сек. чтобы АКНП "не видела" активную зону безынерционно и др.
По-видимому, в том числе и в связи с вышеназванным, а также после анализа событий со срабатыванием АЗ в режимах с УПЗ на ВВЭР-1000 российский «Концерн Энергоатом» инициировал дополнительные исследования по обоснованию безопасности режима УПЗ :
* Сопровождение условий действия лицензий Ростехнадзора. Улучшение топливоиспользования. Анализ безопасности режима со срабатыванием УПЗ (УРБ) на российских АЭС с ВВЭР-1000". - ОАО "Концерн Энергоатом", 2008.
* Обоснование безопасности при эксплуатации. Разработка материалов для корректировки ТОБ АС энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000 в части уточнения режимов эксплуатации со срабатыванием УПЗ (УРБ)". - ОАО "Концерн Энергоатом", 2009.
К сожалению для ВВЭР украинских АЭС эти вопросы не стоят, т.к. АКНП больше не формирует сигнал АЗ при УПЗ и для НАЭК "Энергоатом" (не путать с Концерн "Энергоатом") и, следовательно, проблема "решена" - они ее не видят или не хотят видеть.

[alex_bykov]

barvi7, спасибо за квалифицированный разбор полетов.

[www]

что самое неприятное – это условие не позволяет сформировать сигнал АЗ по периоду для быстрых реактивностных аварий (~ 1 сек), т.к. к моменту формирования сигнала АЗ мощность реактора уже будет снижаться за счет действия ОС и подтверждения роста мощности в 5 % никогда не будет. Это естественно справедливо для реактивностных аварий с пиком мощности до 107 % ном.

Правильно ли будет, если сказать, что это относится ко всем PWR, ведь физика одна и та же...

Объясните п-та, что было то? После срабатывания УРБ - сработала АЗ по положит периоду?

[alex_bykov]

Правильно ли будет, если сказать, что это относится ко всем PWR, ведь физика одна и та же...

Скорее всего, да, для всех больших реакторов PWR, в которых утечка играет незначительную роль. Т.е. при нормальной аппаратуре мы начинаем видеть обратные связи.

Объясните п-та, что было то? После срабатывания УРБ - сработала АЗ по положит периоду?

Да, поймали допплер + эффект по температуре теплоносителя, поскольку сам процесс падения УРБ занял мало времени и большая часть сильной обратной связи благодаря времени ОС вылезла не во время и не постепенно, а сразу после... Допплер очевиден, а вот на последнюю составляющую я думаю из-за конца кампании (там большой отрицательный ТКР, т.е. за времена, сравнимые с допплером добавка будет от ТКР сравнима или даже больше допплера).

На самом деле barvi7 говорит более серьезные вещи, о которых стоит задуматься. Да, "поймать" необоснованное АЗ на обратных связях нехорошо (для топлива, например). Но метод решения вопроса вызывает сомнения уже тем, что "убивает" саму идею АЗ по периоду. RIA еще никто не отменял. Решение приняли самое простое, исходя из устранения только этого эффекта и, боюсь, без полномасштабного обоснования.

Идея перехода на реактивность вместо периода не лишена оригинальности, тем более, что в новые АКНП дифференцирующий контур (считай, реактиметр) уже встроен. Над этим тоже надо думать. С реактиметром одна проблема - он зависим от предыстории выгорания топливных загрузок и точности расчета запаздывающих нейтронов (по разным библиотекам констант получаются довольно серьезно отличающиеся реактивности, в том числе и в центах).

[barvi7]

Правильно ли будет, если сказать, что это относится ко всем PWR, ведь физика одна и та же...

Объясните п-та, что было то? После срабатывания УРБ - сработала АЗ по положит периоду?

1. Детали процесса со срабатыванием УПЗ/АЗ можно посмотреть http://www.atominfo.ru/news/air6906.htm

2. Физика ВВЭР и PWR будет одинаковой. если одинаковы коэффициенты реактивности. Только для PWR нет режима УПЗ-УРБ. Это еще советское "ноу-хау" для удержания блока на половинной мощности при отказе части основного оборудования для поддержания энергосистемы в условиях дефицита мощностей.

3. Контроль периода реактора (скорости изменения мощности) необходим для защиты реактора от реактивностных аварий при работе на промежуточных уровнях мощности, и только для случаев, когда оператор (забыл) не переустановил уставки срабатывания защит по мощности АРМ/ПЗ/АЗ на уровни102/104/107 % от заданного уровня, а также для работе на МКУ. Если уставки по мощности установлены, то защита по мощности сработает всегда первой, а защита по периоду остается в запасе.

4. После работы УПЗ и падения мощности, за счет действия ОС мощность отрабатывает назад - вверх. В зависимости от коэф. реактивности "обратный ход" мощности может достигать до 10-20% ном., а скорость увеличения мощности достигает 6-8%/сек. В этом случае "быстрая" АКНП и определяет рост мощности с положительным периодом меньшим 10 сек и формирует сигнал АЗ.
В старых моделях АКНП минимальная инерционность канала определения периода должна быть не более половины измеряемого периода, на практике же она составляет более 10 сек (см. Инструкцию по проверке АКНП) и быстрые до 5-10 сек процессы такая АКНП "не видит".

5. Не увидит старая АКНП и большинство аварийных реактивностных процессов. Новая АКНП увидит намного больше, но не сформирует сигнал АЗ, т.к. (см выше) "специалисты" придумали дополнительное условие на формирование сигнала АЗ, а именно период меньше 10 сек и получить после этого подтверждение роста мощности на 5 %. Для реактивностной аварии(изменение мощности будет как на рис3. указанной статьи - только перевернуть кривую мощности или см. http://www.atominfo.ru/news/air6946.htm) и в этом случае к моменту определения периода меньше 10 сек, мощность реактора уже падает и условие подтверждения роста мощности на 5 % естественно никогда не будет. Об этом уже писалось выше.
В "правильной" АКНП (если взять лучшее из АКНП-07 и АКНП-И) защита реактора в случае реактивностной аварии будет работать, что и требуется в проекте ВВЭР (См.ТОБ, ОАБ). В нынешнем виде ни АКНП-07 ни АКНП-И защиту по периоду не обеспечивают.

Сообщение отредактировал AtomInfo.Ru - 23.3.2010, 11:20

Причина редактирования: Прим. модератора - исправлена нерабочая ссылка

[barvi7]

Идея перехода на реактивность вместо периода не лишена оригинальности, тем более, что в новые АКНП дифференцирующий контур (считай, реактиметр) уже встроен. Над этим тоже надо думать. С реактиметром одна проблема - он зависим от предыстории выгорания топливных загрузок и точности расчета запаздывающих нейтронов (по разным библиотекам констант получаются довольно серьезно отличающиеся реактивности, в том числе и в центах).

Проблема с параметрами запаздывающих нейтронов и их изменении в течении топливной кампании скорее всего не существенна. Во-первых они есть в Альбоме НФХ, а во-вторых, если мы запустим два реактиметра с БЭТАМИ для начала и конца кампании для анализа процесса с изменением мощности, то визуально на графике реактивности мы сможем увидеть несущественные отличия. Так, например, если посчитать изменение реактивности в режиме УПЗ для ХАЭС-2 с БЭТАМИ для свежего топлива и для топива с выгоранием 35 МВт*сут , то отличия не более 4%. Погрешность в определнии реактивность для энергетического (протяженного) реактора по точечной модели намного выше. Но с применением реактивности оператор точно знает состояние реактора подкритический, критический, надкритический и степень опасности. А кроме того, уже много десятилетий в ПБЯ висит не реализованное требование ограничения скорости роста реактивности не более 0,07 bэф/сек. С вводом контроля реактивности эта задача тоже решается просто.