RU2239894C2 - Способ настройки цифровых реактиметров на текущее состояние реактора по составу делящихся элементов топлива - Google Patents
Способ настройки цифровых реактиметров на текущее состояние реактора по составу делящихся элементов топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2239894C2 RU2239894C2 RU2002123860/06A RU2002123860A RU2239894C2 RU 2239894 C2 RU2239894 C2 RU 2239894C2 RU 2002123860/06 A RU2002123860/06 A RU 2002123860/06A RU 2002123860 A RU2002123860 A RU 2002123860A RU 2239894 C2 RU2239894 C2 RU 2239894C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- reactor
- composition
- parameter values
- reactimeter
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к контролю характеристик и параметров ядерной безопасности реакторных установок (РУ) атомных электростанций (АЭС) и, в частности, может быть использовано для настройки реактиметров, применяемых на АЭС с реакторами РБМК, на текущее состояние реактора по составу делящихся, а также элементов топлива. Технический результат изобретения - повышение точности контроля параметров ядерной безопасности РУ с реакторами РБМК-1000 за счет снижения (на порядок по сравнению с прототипом) величины систематической погрешности измерений реактивности и упрощения процедуры настройки реактиметра на текущее состояние реактора по составу делящихся элементов топлива. В способе настройки цифровых реактиметров на текущее состояние реактора по составу делящихся элементов топлива в модуль ПЗУ реактиметра вводят наборы значений параметра αik, определяющих доли з.н. i-й группы, генерируемых при делении k-го изотопа, в полном числе з.н., генерируемых всеми делящимися изотопами топлива; определяют величину среднего выгорания топлива из данных системы централизованного контроля РУ и выбирают соответствующий набор значений параметра αik изменением положения переключателя на задней панели реактиметра. Вводимые в реактиметр значения параметра αik соответствуют композиции делящихся элементов - U235+U238. Шкала настройки реактиметра прокалибрована в единицах среднего выгорания топлива в активной зоне реактора. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к контролю характеристик и параметров ядерной безопасности реакторных установок (РУ) атомных электростанций (АЭС) и, в частности, может быть использовано для настройки реактиметров, применяемых на АЭС с реакторами РБМК (реактор большой мощности канальный), на текущее состояние реактора по составу делящихся элементов топлива.
По мере выгорания топлива, а также в результате перехода на эксплуатацию тепловыделяющих сборок (ТВС) нового типа изменяется соотношение делящихся элементов в топливе. В свою очередь, это вызывает изменение соотношения запаздывающих нейтронов (з.н.), генерируемых различными делящимися изотопами в топливе. Поскольку для каждого делящегося изотопа (U235, U238, Pu239, Pu241) распределение генерируемых им з.н. по параметру генерации - λ i, (i - номер группы з.н.) имеет свои особенности, а указанные распределения влияют на характер поведения реактивности реактора, то при определении реактивности необходима настройка цифрового реактиметра, направленная на учет реального соотношения делящихся элементов в реакторном топливе. Такая настройка позволяет минимизировать систематическую погрешность измерений, обусловленную неучетом детального соотношения различных групп з.н., генерируемых топливной загрузкой реактора.
Известен, взятый в качестве прототипа, способ настройки реактиметра, используемый в цифровом реактиметре ЦВР-9 ("Техническое описание и инструкция по эксплуатации, Э.091.6709.10", инв. №13-177 389, 1996, ГНЦ РФ ФЭИ). В модели реактиметра ЦВР-9 из полного набора изотопов (U235, U238, Рu239, Рu241), характеризующих реакторное топливо, учитывают только 2 изотопа - U235 и Рu239. Учет большего числа делящихся изотопов ограничен аппаратными возможностями реактиметра. Шкала настройки реактиметра ЦВР-9 прокалибрована в единицах величины вклада Рu239 в генерацию з.н.
Способ настройки реактиметра-прототипа осуществляется следующим образом:
- в модуль постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) вводят дискретные наборы исходных данных. Отдельный набор представляет собой комплект из 12 значений параметра α ik (i=1-6 - номер группы з.н., k=l-2 - номер изотопа), характеризующего соотношение различных групп з.н. в топливной загрузке реактора, описываемой композицией делящихся элементов топлива - U235+Рu239 (значения параметра α ik - доли з.н. i-й группы, генерируемых при делении k-го изотопа, в полном числе з.н., генерируемых всеми делящимися изотопами, 
). Наборы сформированы в зависимости от величины вклада Рu239 в генерацию з.н.;
- непосредственно перед выполнением физических измерений на РУ из данных системы централизованного контроля (СЦК) определяют величину среднего выгорания топлива;
- по заданной величине среднего выгорания топлива производят оценку величины вклада Рu239 в генерацию з.н. - γ k=β kqk/β , где β k - константы з.н. (табличные данные), соответствующие доле з.н. в полном числе нейтронов, генерируемых при делении k-го изотопа; 
а qk – доля нейтронов, генерируемых при делении k-го изотопа в полном числе нейтронов, генерируемых всеми делящимися изотопами (значения величин qk приведены в табл.1 из "Комплексной методики определения физических и динамических характеристик реакторов РБМК", РДЭО 0137-98);
- устанавливают переключатель учета Рu239 (с дискретной шкалой в единицах параметра γ k) в положение, наиболее близкое к реальному значению этого параметра, тем самым выбирают комплект значений величин α ik, соответствующий текущей композиции делящихся изотопов топлива в активной зоне реактора.
Данный способ настройки реактиметра на текущее состояние активной зоны реактора по составу делящихся элементов топлива имеет ряд недостатков. Недостатками способа настройки реактиметра-прототипа являются:
1. Невысокая точность контроля параметров ядерной безопасности РУ (обусловленная значительной систематической погрешностью измерений реактивности), что не гарантирует обеспечение пределов и условий безопасной эксплуатации РУ.
2. Эффект нарастания систематической погрешности измерений реактивности по мере роста выгорания топлива.
3. Неконсервативный характер результатов измерений (переоценка) критических с точки зрения ядерной безопасности параметров реактора (например, подкритичности).
4. Сложность настройки прибора - требуется предварительная процедура оценки учета вклада Рu239 в генерацию з.н. для текущего состояния активной зоны реактора.
5. Масштаб шкалы (γ ( Рu239)=0, 10, 20, 30 и 40%) выбран неудачно - большая ее часть соответствует нереальным на сегодняшний день величинам среднего выгорания топлива, превышающим 15 МВт· сут/кгU.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения точности контроля параметров ядерной безопасности РУ с реакторами РБМК-1000 за счет снижения (на порядок по сравнению с прототипом) величины систематической погрешности измерений реактивности и упрощения процедуры настройки реактиметра на текущее состояние реактора по составу делящихся элементов топлива.
Для получения такого технического результата в предлагаемом способе настройки цифрового реактиметра на текущее состояние реактора по составу делящихся элементов топлива в модуль ПЗУ реактиметра вводят наборы значений параметра α ik, определяющих доли з.н. i-й группы, генерируемых при делении k-го изотопа, в полном числе з.н., генерируемых всеми делящимися изотопами топлива; определяют величину среднего выгорания топлива из данных СЦК РУ и выбирают соответствующий набор значений параметра α ik изменением положения переключателя на задней панели реактиметра.
Отличительный признак предлагаемого способа заключается том, что используют наборы значений параметра α ik, отвечающие композиции делящихся изотопов - U215+U238.
Кроме того, особенностью является то, что шкала настройки реактиметра прокалибрована в единицах среднего выгорания топлива в активной зоне реактора.
Распределения з.н., генерируемых различными делящимися изотопами, по параметру генерации - λ i (i - номер группы з.н.) различаются между собой.
Причем если для U235, Рu239 и Рu241 эти различия невелики, то распределение з.н., генерируемых U238, заметно отличается от характерного для других делящихся изотопов. Указанные распределения влияют на характер поведения реактивности. По этой причине учет характеристик з.н. именно U238 является условием корректности приближенного описания полной композиции делящихся элементов топлива и позволяет повысить точность контроля параметров ядерной безопасности РУ с реакторами РБМК-1000 за счет существенного снижения систематической погрешности измерений, обусловленной использованием наборов значений параметра настройки, соответствующих любой иной неполной композиции делящихся изотопов, не учитывающей U238.
Соотношение между вкладами отдельных делящихся изотопов в генерацию нейтронов определяется прежде всего выгоранием топлива. Это соотношение влияет на поведение реактивности в переходных процессах, что отражается в характере поведения сигналов нейтронных датчиков. Определяется указанное соотношение значениями вышеупомянутого параметра qk, однозначно связанного с параметром qk, характеризующим вклад отдельных изотопов в генерацию з.н. Поскольку параметры настройки реактиметра - α ik связаны с γ k соотношением α ik=aikγ k, где aik - константы з.н. (табличные данные), соответствующие доле з.н. i-й группы в полном числе з.н., генерируемых при делении k-го изотопа, то и α ik зависят только от выгорания топлива. Тип топлива (обогащение, наличие выгорающего поглотителя) вносит поправку второго порядка малости, что в особенности справедливо в отношении топлива 2,4% и эрбиевых ТВС (ЭТВС) с обогащением 2,6 и 2,8% (см. табл.1).
Отмеченный факт имеет принципиальное значение для технической реализации настройки реактиметров на текущее состояние активной зоны по составу делящихся элементов топлива - такая настройка сводится к настройке на текущее значение среднего выгорания топлива.
В результате практического применения предлагаемого способа повышается безопасность эксплуатации РУ вследствие повышения точности контроля и обеспечения консервативности оценок параметров и характеристик реактора, значительно упрощается процедура настройки реактиметра на текущее состояние реактора по выгоранию топлива.
Так, например (см. табл. 2):
1. Снижается на порядок по сравнению с прототипом систематическая погрешность измерений (сравни колонки 5 и 7 табл.2).
2. Исключается по сравнению с прототипом эффект нарастания систематической погрешности по мере роста выгорания топлива (см. колонку 5 табл. 2).
3. Достигается консервативная оценка (см. колонки 6 табл.2) параметров ядерной безопасности (результатов измерений), что гарантирует обеспечение пределов и условий безопасной эксплуатации РУ.
Данные табл.2 являются результатом опытно-расчетного моделирования измерений, включая моделирование нейтронного сигнала датчиков при введении в реактор "скачка" реактивности 5,0β ЭФФ. В качестве "опорной" модели при моделировании измерений реактивности рассматривалась модель с учетом полного набора делящихся элементов топлива (U235, U238, Рu239, Рu241). Отличие результатов моделирования измерений при использовании других моделей от опорной модели (δ ) рассматривается в качестве оценки систематической погрешности измерений.
Предлагаемый способ настройки цифровых реактиметров на текущее состояние реактора осуществляется следующим образом:
- в модуль ПЗУ реактиметра вводят дискретные наборы исходных данных.
Отдельный набор представляет собой комплект из 12 значений параметра α ik, характеризующего соотношение различных групп з.н. в топливной загрузке реактора, описываемой композицией делящихся элементов топлива – U235+U238. Наборы сформированы в зависимости от величины среднего выгорания топлива в активной зоне реактора (см. табл.3, полученную опытно-расчетным путем);
- непосредственно перед выполнением физических измерений на РУ из данных СЦК определяют величину среднего выгорания топлива;
- устанавливают переключатель настройки реактиметра (с дискретной шкалой в единицах среднего выгорания топлива) в положение, наиболее близкое к реальному значению этого параметра, тем самым выбирают один из пяти комплектов значений величин α ik, соответствующий текущей композиции делящихся изотопов топлива в активной зоне реактора.
В настоящее время предлагаемый способ внедрен на Смоленской АЭС в промышленную эксплуатацию.
Claims (2)
1. Способ настройки цифровых реактиметров на текущее состояние реактора по составу делящихся элементов топлива, включающий ввод в модуль постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) реактиметра наборов значений параметра αik, определяющих доли запаздывающих нейтронов з.н., генерируемых всеми делящимися изотопами топлива; определение величины среднего выгорания топлива из данных системы централизованного контроля (СЦК) реакторной установки (РУ) и выбор соответствующего набора значений параметра αik изменением положения переключателя на задней панели реактиметра, отличающийся тем, что используют наборы значений параметра αik, отвечающие композиции делящихся изотопов U235+U238.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что шкалу настройки реактиметра калибруют в единицах среднего выгорания топлива в реакторе.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002123860/06A RU2239894C2 (ru) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | Способ настройки цифровых реактиметров на текущее состояние реактора по составу делящихся элементов топлива |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002123860/06A RU2239894C2 (ru) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | Способ настройки цифровых реактиметров на текущее состояние реактора по составу делящихся элементов топлива |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002123860A RU2002123860A (ru) | 2004-06-27 |
| RU2239894C2 true RU2239894C2 (ru) | 2004-11-10 |
Family
ID=34309960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002123860/06A RU2239894C2 (ru) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | Способ настройки цифровых реактиметров на текущее состояние реактора по составу делящихся элементов топлива |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2239894C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2560531C1 (ru) * | 2014-04-29 | 2015-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Способ калибровки счетного канала реактиметра |
-
2002
- 2002-09-10 RU RU2002123860/06A patent/RU2239894C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ВЫЧИСЛИТЕЛИ РЕАКТИВНОСТИ ЦИФРОВЫЕ ЦВР. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ, Э.091.6709.ТО, ИНВ. №13-177389, 1996, ГНЦ РФФЭИ. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2560531C1 (ru) * | 2014-04-29 | 2015-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Способ калибровки счетного канала реактиметра |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100104059A1 (en) | Renormalization method of excore detector | |
| RU2239894C2 (ru) | Способ настройки цифровых реактиметров на текущее состояние реактора по составу делящихся элементов топлива | |
| Choi | Pin-based Pointwise Energy Slowing-down Method for Resonance Self-shielding Calculation | |
| RU2244352C1 (ru) | Способ настройки цифровых реактиметров на текущее состояние реактора по составу делящихся элментов топлива | |
| Kim et al. | Development of the V4. 2m5 and V5. 0m0 Multigroup Cross Section Libraries for MPACT for PWR and BWR | |
| Dall’Osso et al. | Improving cross sections via spectral rehomogenization | |
| JP3100069B2 (ja) | 原子炉の運転計画方法及びその装置と原子炉の炉心特性監視装置 | |
| JP2001133581A (ja) | 炉心性能計算方法及び装置 | |
| Cabellos et al. | Generalized Effects in 2-Group Cross Sections and Discontinuity Factors in the DELFOS Code for PWR Cores | |
| Loberg et al. | Neutron detection–based void monitoring in boiling water reactors | |
| Lundberg et al. | Core supervision methods and future improvements of the core master/presto system at KKB | |
| Jeon et al. | Neighbor-informed burnup correction for gadolinia depletion in pin-homogenized core calculation | |
| Younan et al. | Modelling and Validation of CANDU Shim Operation Using Coupled TRACE/PARCS with Regulating System Response | |
| Kim et al. | Multigroup cross section library and processing for the CASL VERA neutronic simulators | |
| CN115101225A (zh) | 堆外探测器中间量程的保护定值标定方法和系统 | |
| Dodson et al. | Progress in Validation of MPACT with Critical Experiments | |
| Conde et al. | Evaluation of Burnup Credit for Fuel Storage Analysis—Experience in Spain | |
| Lineberry et al. | Physics assessments of LMFBR integral parameters | |
| Lawing | Improved Methodologies for Depletion of Gadolinia Bearing Nuclear Fuel | |
| Mercatali et al. | Propagation of nuclear data uncertainties in PWR pin-cell burnup calculations via stochastic sampling | |
| Tsuiki et al. | A variational nodal expansion method for the solution of multigroup neutron diffusion equations with heterogeneous nodes | |
| Schick Jr et al. | Proof of breeding in the Light Water Breeder Reactor (LWBR Development Program) | |
| Giust et al. | BWR Core Monitoring without LPRM Adaption | |
| Kim et al. | Core simulations using actual detector readings for a Canada deuterium uranium reactor | |
| Valerino et al. | Analytical and Experimental Methods of Determining Heavy-Isotope Content of Operating Fuel Elements |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150911 |