RU2503070C1 - Method for experimental research of coolant mixing in operating nuclear reactor - Google Patents

Method for experimental research of coolant mixing in operating nuclear reactor Download PDF

Info

Publication number
RU2503070C1
RU2503070C1 RU2012137894/07A RU2012137894A RU2503070C1 RU 2503070 C1 RU2503070 C1 RU 2503070C1 RU 2012137894/07 A RU2012137894/07 A RU 2012137894/07A RU 2012137894 A RU2012137894 A RU 2012137894A RU 2503070 C1 RU2503070 C1 RU 2503070C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
indicator
neutron
coolant
core
Prior art date
Application number
RU2012137894/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Яковлевич Беркович
Григорий Леонидович Пономаренко
Михаил Павлович Никитенко
Михаил Анатольевич Быков
Владимир Николаевич Манаков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "Гидропресс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "Гидропресс" filed Critical Открытое акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "Гидропресс"
Priority to RU2012137894/07A priority Critical patent/RU2503070C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2503070C1 publication Critical patent/RU2503070C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: method for experimental research of coolant mixing in an operating nuclear reactor consists in the fact that a system of emergency boron injection is used at any level of power in one or more loops to create weak unevenness in distribution of an indicator, which plays a role of a temperature indicator before entrance to the reactor, and in the reactor core - a role of a neutron absorbing indicator. At the same time the complex of standard systems of neutron and temperature monitoring in sections of a circulating circuit is used: before entrance to the reactor and the reactor core, in the reactor core and before exit from the reactor. To eliminate distortions and fluctuation of recorded signals, they apply processing of low disturbances of signals in monitoring systems.
EFFECT: possibility to perform research directly in process of normal operation of a reactor or when it is commissioned.
4 cl, 20 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к атомной энергетике, а более конкретно - к реакторным установкам водо-водяных ядерных реакторов на тепловых нейтронах.The invention relates to nuclear energy, and more specifically to a reactor installation of water-cooled nuclear reactors using thermal neutrons.

Уровень техникиState of the art

Знание характеристик перемешивания теплоносителя в ядерном реакторе важно для безопасности. Оно исследуется экспериментально на стендах и действующих реакторах. Измерения на стендах позволяют исследовать различные аспекты и сценарии, однако они затратны и оставляют проблему применимости для натурных энергоблоков. Расчетно-теоретические исследования с использованием современных кодов типа CFD обладают широкими возможностями в перспективе, но они также затратны и требуют верификации по экспериментальным данным. Экспериментальные исследования, проводимые на действующих энергетических ядерных реакторах носят, прежде всего, характер испытаний и подтверждения проектных характеристик систем и оборудования. Вместе с тем, для решения актуальных задач повышения безопасности и конкурентоспособности ядерной энергетики, необходимо модифицировать и расширять эти исследования, направленные на перспективу. Имеются естественные ограничения для таких экспериментальных исследований на действующих коммерческих реакторах: (1) их следует проводить только в относительно узких диапазонах изменения параметров, допускаемых технологическим регламентом безопасной эксплуатации; (2) по возможности следует использовать только штатные системы для создания неравномерности распределения индикатора и ее регистрации; (3) следует минимизировать или полностью исключать потери коэффициента использования установленной мощности АЭС из-за проведения самого эксперимента или из-за его потенциально негативного влияния на эксплуатацию. При соблюдении этих ограничений, исследования на натурном объекте являются наименее затратными и наиболее представительными и предпочтительными.Knowing the mixing characteristics of the coolant in a nuclear reactor is important for safety. It is investigated experimentally at stands and operating reactors. Measurements on the stands allow you to explore various aspects and scenarios, however, they are costly and leave the applicability problem for full-scale power units. Computational and theoretical studies using modern codes such as CFD have great potential in the future, but they are also costly and require verification by experimental data. The experimental studies carried out on existing nuclear power reactors are, first of all, the nature of tests and confirmation of the design characteristics of systems and equipment. At the same time, in order to solve the urgent tasks of improving the safety and competitiveness of nuclear energy, it is necessary to modify and expand these studies aimed at the future. There are natural limitations for such experimental studies on operating commercial reactors: (1) they should be carried out only in relatively narrow ranges of parameters allowed by the technological regulations for safe operation; (2) if possible, only standard systems should be used to create uneven distribution of the indicator and its registration; (3) the losses of the installed capacity utilization factor of nuclear power plants should be minimized or completely eliminated due to the experiment itself or because of its potentially negative impact on operation. Subject to these restrictions, field research is the least expensive and most representative and preferred.

Известен способ [1, 2] экспериментального исследования межпетлевого перемешивания теплоносителя в действующем ядерном реакторе путем создания разности температур (индикатор ДТ) между петлями и соответственно «температурного пятна» в активной зоне при работе на низкой мощности или в подкритическом состоянии. Образование «температурного пятна» обеспечивалось изменением условий работы одного парогенератора, например, закрытием отсечного устройства по пару и отключением подачи питательной воды на мощности около 10% Nном [1] либо кратковременным расхолаживанием парогенератора в подкритическом состоянии [2]. Регистрация «температурного пятна» проводилась системой термодатчиков на выходе из тепловыделяющих сборок в активной зоне. Недостатком известного способа является диссипация индикатора ΔТ при теплообмене с элементами конструкции и остальными парогенераторами, что существенно искажает исследуемые параметры - коэффициенты перемешивания и угловое смещение потока теплоносителя перед активной зоной. Имеет место инерционность процесса разогрева-расхолаживания парогенератора, что является недостатком способа, т.к. параметры перемешивания важны и для быстрых процессов. Процесс исследования может занимать до нескольких десятков часов времени, что также является недостатком известного способа.There is a method [1, 2] of an experimental study of inter-loop mixing of a coolant in an existing nuclear reactor by creating a temperature difference (DT indicator) between the loops and, accordingly, a “temperature spot” in the core when operating at low power or in a subcritical state. The formation of a “temperature spot” was provided by changing the operating conditions of one steam generator, for example, by shutting off the steam shut-off device and turning off the feed water at a power of about 10% Nnom [1] or by briefly cooling the steam generator in a subcritical state [2]. The registration of the “temperature spot” was carried out by a system of temperature sensors at the outlet of the fuel assemblies in the core. The disadvantage of this method is the dissipation of the ΔТ indicator during heat exchange with structural elements and other steam generators, which significantly distorts the parameters under study — mixing coefficients and angular displacement of the coolant flow in front of the core. There is an inertia in the process of heating-cooling the steam generator, which is a disadvantage of the method, because mixing parameters are also important for fast processes. The research process can take up to several tens of hours of time, which is also a disadvantage of the known method.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей изобретения является повышение точности и достоверности исследований перемешивания, проводимых с помощью штатных технических средств, применимое для всех энергоблоков реакторов ВВЭР при их эксплуатации на любом уровне мощности от минимального контролируемого уровня (МКУ) до 100% Nном, в любой момент кампании реактора, непосредственно в процессе нормальной эксплуатации (или при вводе в эксплуатацию), и без снижения коэффициента использования установленной мощности.The objective of the invention is to increase the accuracy and reliability of mixing studies carried out using standard technical equipment, applicable to all power units of VVER reactors during their operation at any power level from the minimum controlled level (MCU) to 100% Nnom, at any time of the reactor campaign, directly in during normal operation (or during commissioning), and without reducing the installed capacity utilization factor.

Техническим результатом изобретения является получение данных, позволяющих оценить характеристики перемешивания теплоносителя в комплексе - на всех важных участках циркуляционного контура (внутри реактора - до входа в активную зону, в активной зоне и до выхода из реактора, а также в главном циркуляционном трубопроводе (ГЦТ) перед входом в реактор).The technical result of the invention is to obtain data to evaluate the characteristics of mixing the coolant in the complex - in all important parts of the circulation circuit (inside the reactor - before entering the active zone, in the active zone and before leaving the reactor, as well as in the main circulation pipe (MTC) before entrance to the reactor).

Техническим результатом изобретения является также получение данных для верификации и настройки связанных нейтронно-физических и теплогидравлических расчетных программ, позволяющих моделировать пространственную кинетику нейтронов и реальное перемешивание теплоносителя.The technical result of the invention is also to obtain data for verification and tuning of the associated neutron-physical and thermohydraulic calculation programs, allowing to simulate the spatial kinetics of neutrons and real mixing of the coolant.

Суммарным техническим результатом изобретения является выявление дополнительных запасов по проектным критериям безопасности в ядерных реакторах ВВЭР, которые могут быть конвертированы в экономический выигрыш, посредством снижения утечки нейтронов и/или повышения мощности реакторов, без ухудшения их безопасности.The total technical result of the invention is the identification of additional reserves according to design safety criteria in VVER nuclear reactors, which can be converted into economic gain by reducing neutron leakage and / or increasing the power of reactors without compromising their safety.

Поставленная задача решается способом исследования перемешивания теплоносителя, который отличается тем, что системой аварийного ввода бора создают неравномерность в распределении индикатора в активной зоне реактора. Роль индикатора в действующих реакторах типа ВВЭР играет холодный (~20-40°C) раствор борной кислоты высокой концентрации (~40 г/кг), который подается в холодную нитку одной (или более) циркуляционной петли реактора. До входа в реактор индикатор играет роль температурного индикатора, и его регистрация вблизи от точки впрыска (~1-3 м) проводится штатными термодатчиками (ТС), размещенными по периметру ГЦТ в холодных нитках петель, что дает возможность оценить особенности характера течения в ГЦТ (вращение, стратификация). Далее, в активной зоне индикатор играет роль нейтронно-поглощающего индикатора. Такой индикатор лишен недостатка диссипации при циркуляции в ГЦТ и прохождении через парогенераторы, присущего известному способу [1, 2]. Неравномерность в распределении нейтронно-поглощающего индикатора вызывает неравномерность в распределении энерговыделения (и, соответственно, подогрева теплоносителя) в активной зоне реактора, для регистрации которой используется комплекс из четырех независимых разнопринцпных штатных систем нейтронного и температурного мониторинга. Это нейтронные детекторы - датчики прямого заряда (ДПЗ) в каналах ТВС и ионизационные камеры (ИК) системы АКНП вокруг реактора, а также термопары (ТП) в каналах ТВС и термодатчики (ТС) в горячих нитках петель.The problem is solved by the method of studying the mixing of the coolant, which is characterized in that the emergency input system of boron create unevenness in the distribution of the indicator in the reactor core. The role of the indicator in operating VVER-type reactors is played by a cold (~ 20-40 ° C) solution of high concentration boric acid (~ 40 g / kg), which is fed into the cold thread of one (or more) of the reactor loop. Prior to entering the reactor, the indicator plays the role of a temperature indicator, and its registration near the injection point (~ 1-3 m) is carried out by standard temperature sensors (TS) located along the perimeter of the MTC in cold strings of loops, which makes it possible to evaluate the features of the nature of the flow in the MTC ( rotation, stratification). Further, in the core, the indicator plays the role of a neutron-absorbing indicator. Such an indicator is devoid of a lack of dissipation during circulation in the MTC and passage through steam generators inherent in the known method [1, 2]. Unevenness in the distribution of the neutron-absorbing indicator causes unevenness in the distribution of energy release (and, correspondingly, heating of the coolant) in the reactor core, for the registration of which a complex of four independent standard neutron and temperature monitoring systems is used. These are neutron detectors - direct charge sensors (DPS) in the fuel assembly channels and ionization chambers (IR) of the ACNP system around the reactor, as well as thermocouples (TP) in the fuel assembly channels and thermal sensors (TS) in hot strings of loops.

На основе качественного и количественного совпадения сигналов указанных четырех систем мониторинга, с высокой степенью достоверности оцениваются интегральные коэффициенты межпетлевого перемешивания - доли расхода каждой петли, попадающие после каждого оборота теплоносителя в эту и остальные петли, Так же оценивается и угловое смещение потока теплоносителя на входе в активную зону. Так же оцениваются в первом приближении и локальные коэффициенты перемешивания - доли расхода теплоносителя каждой петли, попадающие в каждую ТВС активной зоны. Именно этим интегральным и локальным долям пропорциональны возмущения в распределении нейтронно-поглощающего индикатора, регистрируемые через возмущения в распределении энерговыделения. То есть из распределения возмущения энерговыделения или подогрева непосредственно оцениваются интегральные и локальные коэффициенты перемешивания теплоносителя. Погрешность таких оценок зависит от количества нейтронных и температурных датчиков, имеющихся в разных проектах ВВЭР, от производительности насосов, создающих неравномерность, от величины искажений, (которые можно минимизировать) и некоторых других причин.Based on the qualitative and quantitative coincidence of the signals of these four monitoring systems, the integral coefficients of inter-loop mixing are estimated with a high degree of certainty — the proportion of the flow rate of each loop falling into this and the other loops after each revolution of the coolant. The angular displacement of the coolant flow at the entrance to the active zone. To a first approximation, local mixing coefficients are also estimated — the fractions of the coolant flow rate of each loop falling into each fuel assembly of the active zone. It is precisely these integral and local fractions that are proportional to the perturbations in the distribution of the neutron-absorbing indicator, recorded through perturbations in the distribution of energy release. That is, from the distribution of the perturbation of energy release or heating, the integral and local mixing coefficients of the coolant are directly estimated. The error of such estimates depends on the number of neutron and temperature sensors available in various VVER projects, on the performance of pumps that create unevenness, on the magnitude of distortions (which can be minimized) and some other reasons.

Анализ сигналов нейтронных датчиков прямого заряда (ДПЗ) по высоте активной зоны полезен для оценки перемешивания теплоносителя при движении в активной зоне. Размывание «борного» и «безборного» пятен за счет поперечного межкассетного турбулентного обмена может быть причиной снижения неравномерности энерговыделения при движении от нижнего слоя к верхнему. Количественная оценка этого поперечного обмена может быть сделана при последующей численной реконструкции распределения концентрации нейтронно-поглощающего индикатора по системному коду.Analysis of the signals of direct charge neutron sensors (DPS) by the height of the active zone is useful for evaluating the mixing of the coolant during movement in the active zone. The erosion of the “boron” and “bezborny” spots due to the transverse inter-cassette turbulent exchange can cause a decrease in the unevenness of energy release when moving from the lower layer to the upper. A quantitative assessment of this transverse exchange can be made by subsequent numerical reconstruction of the concentration distribution of the neutron-absorbing indicator in the system code.

Признаком изобретения является создание слабой неравномерности в распределении индикатора, что существенно для проведения исследования непосредственно в процессе нормальной эксплуатации, без каких-либо затрат по времени и без потерь коэффициента использования установленной мощности.A feature of the invention is the creation of weak unevenness in the distribution of the indicator, which is essential for conducting research directly during normal operation, without any time costs and without loss of installed capacity utilization factor.

На низких мощностях этот метод ограниченно применим - работает только система АКНП (ИК). На более высоких мощностях добавляются сигналы температурных датчиков, а выше 35% Nном добавляются сигналы ДПЗ (повысотные слои в активной зоне). Наибольшие возможности метода возможны при испытаниях от 35 до 100% номинальной мощности.At low capacities, this method is limitedly applicable - only the AKNP (IR) system works. At higher powers, signals from temperature sensors are added, and above 35% Nnom, signals are added to the SCR (height layers in the core). The greatest capabilities of the method are possible when testing from 35 to 100% of rated power.

Изобретение характеризуется тем, что штатная система безопасности - система аварийного ввода бора высокого давления [3], содержащая несколько независимых каналов, с насосами небольшой постоянной производительности ~6-15 т/ч каждый (зависит от конкретного проекта реактора), и имеющая назначение заглушить реактор при возникновении сверх-проектных аварий, применяется как новое средство для исследования перемешивания теплоносителя.The invention is characterized by the fact that a standard safety system is an emergency input system for high-pressure boron [3], containing several independent channels, with pumps of small constant capacity ~ 6-15 t / h each (depending on the specific reactor design), and having the purpose of shutting down the reactor in the event of over-design accidents, it is used as a new tool for studying the mixing of the coolant.

Изобретение характеризуется также тем, что применяется специальная компьютерная обработка (нормализация) слабых возмущений в распределении энерговыделения, которые созданы низкопроизводительной системой аварийного ввода бора, позволяющая отфильтровать искажающие шумы и флуктуации и выявить четкие отклики всех штатных систем нейтронного и температурного мониторинга.The invention is also characterized by the fact that a special computer processing (normalization) of weak disturbances in the distribution of energy is applied, which are created by a low-performance emergency input system for boron, which allows you to filter out distorting noises and fluctuations and identify clear responses from all standard neutron and temperature monitoring systems.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Сущность изобретения поясняется рисунками, на которых представлены:The invention is illustrated by drawings, which represent:

фиг.1 - пример схемы размещения активной зоны, циркуляционных петель (Loop 1-4) и шести ионизационных камер рабочего диапазона мощности (IK 1, 4, 6, 8, 12, 15) вокруг активной зоны, относительно осей реактора ВВЭР-1000. Оси реактора делят активную зону на четыре квадранта, примыкающих к циркуляционным петлям с соответствующими номерами;figure 1 is an example of a layout of the core, circulation loops (Loop 1-4) and six ionization chambers of the working power range (IK 1, 4, 6, 8, 12, 15) around the core, relative to the axes of the VVER-1000 reactor. The axis of the reactor divides the core into four quadrants adjacent to the circulation loops with the corresponding numbers;

фиг.2 - схема размещения 54 каналов нейтронных измерений и температуры (КНИТ) в ТВС активной зоны АЭС Бушер. Указано разбиение активной зоны с нумерацией ТВС по шести секторам симметрии 60°. Каналы КНИТ имеют термопары на входе и выходе из ТВС, также 7 нейтронных детекторов прямого заряда (ДПЗ), размещенных по высоте ТВС;figure 2 - layout of 54 channels of neutron measurements and temperature (KNIT) in the fuel assembly of the active zone of the Bushehr NPP. The partitioning of the core with fuel assembly numbering into six sectors of 60 ° symmetry is indicated. KNIT channels have thermocouples at the input and output of the fuel assemblies, as well as 7 direct charge neutron detectors (DPS) located along the height of the fuel assemblies;

фиг.3 - схема размещения 64 каналов нейтронных измерений с ДПЗ (по 7 шт.по высоте) и 95 термопар на выходе из ТВС активной зоны большинства действующих реакторов ВВЭР-1000;figure 3 - layout of 64 channels of neutron measurements with a DPZ (7 pieces each in height) and 95 thermocouples at the outlet of the fuel assemblies of the active zone of most operating VVER-1000 reactors;

фиг.4 - пример схемы размещения патрубков на главных циркуляционных трубопроводах (ГЦТ), в которые вводится индикатор насосами аварийного ввода бора высокого давления (В2 на холодных нитках циркуляционных петель), а также шести расположенных по периметру ГЦТ термодатчиков (ТС15-20) в холодных нитках и шести расположенных по периметру ГЦТ термодатчиков в горячих нитках циркуляционных петель;figure 4 - an example of the layout of the nozzles on the main circulation pipelines (MTC), into which the indicator is entered by pumps emergency input of high pressure boron (B2 on the cold threads of the circulation loops), as well as six located along the perimeter of the MTC thermal sensors (TC15-20) in cold threads and six thermal sensors located along the perimeter of the MTC in hot threads of the circulation loops;

фиг.5 - типичное изменение мощности реактора по шести ионизационным камерам (IK 1, 4, 6, 8, 12, 15 (фиг.1) с периодом регистрации dt=1c) в процессе исследования перемешивания, на примере поочередной работы насосов аварийного ввода бора высокого давления (TW1 и TW3) на петли 1 и 3. Видно, что работа насоса аварийного ввода бора вносит относительно слабое возмущение, которое к тому же искажается флуктуациями и нестационарным отравлением;figure 5 - a typical change in reactor power in six ionization chambers (IK 1, 4, 6, 8, 12, 15 (figure 1) with a recording period of dt = 1c) in the process of mixing studies, for example, the alternate operation of the pumps emergency input of boron high pressure (TW1 and TW3) on loops 1 and 3. It is seen that the operation of the emergency bur input pump introduces a relatively weak disturbance, which is also distorted by fluctuations and unsteady poisoning;

фиг.6 - типичное изменение отклонения сигналов систем мониторинга от своих усредненных по всем датчикам значений (Dev, отн.%), на примере измерения мощности реактора по шести ионизационным камерам (фиг.5). Наибольшие отклонения со знаком «минус» в энерговыделении или подогреве теплоносителя характеризуют наличие «борного» пятна, т.е. фрагмента активной зоны, куда напрямую попадает максимальная доля теплоносителя из петли, с работающим насосом TW. Напротив, наибольшие отклонения со знаком «плюс» характеризуют наличие «безборного» пятна, т.е. фрагмента активной зоны, куда напрямую не попадает теплоноситель из петли, с работающим насосом TW. Видно, что работа насоса аварийного ввода бора вносит относительно слабое возмущение в сигналы, искажаемые флуктуациями, изменением мощности и сопутствующим ему нестационарным отравлением. Такая информация требует обработки для исключения искажений;6 is a typical change in the deviation of the signals of the monitoring systems from its values averaged over all sensors (Dev, rel.%), using the example of measuring reactor power in six ionization chambers (Fig. 5). The largest deviations with a minus sign in the energy release or heating of the coolant characterize the presence of a “boron” spot, i.e. core fragment, where the maximum share of the coolant from the loop directly gets, with the TW pump running. On the contrary, the largest deviations with a plus sign characterize the presence of a “spotless” spot, i.e. core fragment, where the coolant does not directly get from the loop, with the TW pump running. It is seen that the operation of the emergency bur input pump introduces a relatively weak disturbance into the signals distorted by fluctuations, a change in power, and the associated non-stationary poisoning. Such information requires processing to avoid distortion;

фиг.7 - типичная экспериментальная информация после специальной обработки (нормализации) малых возмущений с устранением искажений в распределении нейтронного потока (энерговыделения) и подогрева теплоносителя в активной зоне представлена на примере поочередной работы насосов TW1 и TW3 на петли 1 и 3. Приведено сравнение сигналов датчиков по трем независимым системам, работающим на различных принципах действия - KV (на основе сигналов ДПЗ - фиг.2, 3), DT (на основе сигналов термопар - фиг.2, 3) и ионизационных камер (фиг.1). При этом сигналы KV и DT суммировались по пятнам (на рисунках обозначены как Spot_IKi, i=1, 6, 12, 4, 8, 15), содержащим по 14 ТВС, расположенных в периферийных рядах активной зоны вблизи соответствующей i-той ионизационной камеры (фиг.1). Фиг.7 состоит из трех составляющих ее рисунков, на которых представлены изменения нормализованных отклонений (Dev_N, отн.%) сигналов систем мониторинга от своих усредненных значений для трех систем мониторинга. Сравнение трех рисунков обнаруживает хорошее качественное и количественное соответствие по пространственным распределениям и зависимости от времени. Отличия в поведение от времени характеризуются в частности инерционностью конкретной системы мониторинга;Fig.7 - typical experimental information after special processing (normalization) of small perturbations with the elimination of distortions in the distribution of the neutron flux (energy release) and heating of the coolant in the active zone is presented by the example of alternate operation of the TW1 and TW3 pumps on loops 1 and 3. A comparison of the sensor signals according to three independent systems operating on different principles of operation - KV (based on the signals of the SCR - figure 2, 3), DT (based on the signals of thermocouples - figure 2, 3) and ionization chambers (figure 1). In this case, the KV and DT signals were summed over the spots (indicated in the figures as Spot_IKi, i = 1, 6, 12, 4, 8, 15), each containing 14 fuel assemblies located in the peripheral rows of the active zone near the corresponding ith ionization chamber ( figure 1). Fig. 7 consists of three figures composing it, in which changes in the normalized deviations (Dev_N, rel.%) Of the signals of the monitoring systems from their average values for the three monitoring systems are presented. A comparison of the three figures reveals a good qualitative and quantitative correspondence in spatial distributions and time dependence. Differences in behavior from time to time are characterized in particular by the inertia of a specific monitoring system;

фиг.8 - экспериментальная информация, аналогичная фиг.7, но относящаяся к поочередной работе насосов TW2 и TW4 на петли 2 и 4 с аналогичными выводами;Fig.8 is experimental information similar to Fig.7, but related to the alternate operation of the pumps TW2 and TW4 on loops 2 and 4 with similar conclusions;

фиг.9 - типичная экспериментальная нормализованная информация представлена на примере поочередной работы насосов TW1-3. Приведено сравнение сигналов датчиков по двум независимым системам, работающим на различных принципах действия - KV (верхний рисунок для входа в активную зону - слой 1 (L1) и средний рисунок для выхода из активной зоны - слой 16 (L16)) и термодатчиков после выхода из реактора (нижний рисунок) в четырех горячих нитках (Hot Legj, j=1, …, 4), усредненных по шести азимутальным термодатчикам в каждой горячей нитке (фиг.4). При этом сигналы KV суммировались по квадрантам (Quadj, j=1, …, 4) активной зоны, прилегающим к своим петлям (фиг.1). Сравнение рисунков обнаруживает хорошее качественное и количественное соответствие по пространственным распределениям и зависимости от времени.Fig.9 - typical experimental normalized information is presented on the example of the alternate operation of the TW1-3 pumps. The comparison of sensor signals by two independent systems operating on different operating principles is presented - KV (the upper figure for entering the active zone is layer 1 (L1) and the middle figure for exiting the active zone is layer 16 (L16)) and temperature sensors after exiting reactor (bottom figure) in four hot threads (Hot Legj, j = 1, ..., 4), averaged over six azimuthal temperature sensors in each hot thread (figure 4). In this case, the KV signals were summed over the quadrants (Quadj, j = 1, ..., 4) of the active zone adjacent to their loops (Fig. 1). A comparison of the patterns reveals a good qualitative and quantitative correspondence in terms of spatial distributions and time dependence.

Из сравнения верхнего и среднего рисунков фиг.9 видно заметное снижение неравномерности при движении от нижнего слоя L1 к верхнему L16, что, по-видимому, свидетельствует о размывании «борного» и «безборного» пятен за счет поперечного межкассетного турбулентного обмена;From a comparison of the upper and middle figures of Fig. 9, a noticeable decrease in unevenness is seen when moving from the lower layer L1 to the upper L16, which, apparently, indicates the erosion of the “boron” and “bezborny” spots due to the transverse inter-cassette turbulent exchange;

фиг.10 - экспериментальная информация, аналогичная фиг.9, но относящаяся к поочередной работе насосов TW2-4 с аналогичными выводами;figure 10 - experimental information similar to figure 9, but related to the alternate operation of the pumps TW2-4 with similar conclusions;

фиг.11 - распределение в активной зоне локальных коэффициентов перемешивания - долей расхода теплоносителя каждой петли, попадающие в каждую ТВС приведено на трех рисунках, составляющих фиг.11. Информация получена на базе нейтронных сигналов ДПЗ (KV) для установившегося распределения коэффициентов перемешивания при работе насоса TW1 непосредственно перед его отключением. Распределение этих коэффициентов плавное, и их нормированные значения изменяются от 0 до 2,3 (в сумме равны 163). «Борное пятно» (окрашено белым цветом) состоит из ТВС, в которые попадает максимальная доля бора из петли 1. Соответственно «безборное пятно» (окрашено черным цветом) состоит из ТВС, в которые попадает минимальная доля бора. Угловое смещение (закрутка) потока теплоносителя перед активной зоной при работе насоса TW1 приблизительно оценивается по смещению оси «борного пятна» по отношению к оси петли 1 (фиг.1). Интегральные коэффициенты межпетлевого перемешивания, т.е. распределение относительных долей расхода петли по четырем петлям, соответствуют суммам по соответствующим квадрантам активной зоны (фиг.1) нейтронных сигналов ДПЗ (KV) и суммам локальных коэффициентов перемешивания. Интегральные коэффициенты межпетлевого перемешивания согласуются также с сигналами термодатчиков в четырех горячих нитках (фиг.9 и 10);11 - distribution in the core of the local mixing coefficients - the share of the flow rate of the coolant of each loop falling into each fuel assembly is shown in three figures that make up 11. The information was obtained on the basis of neutron signals (KV) for the steady-state distribution of mixing coefficients during the operation of the TW1 pump immediately before its shutdown. The distribution of these coefficients is smooth, and their normalized values vary from 0 to 2.3 (a total of 163). The “boron spot” (painted in white) consists of fuel assemblies into which the maximum proportion of boron from loop 1 falls. Accordingly, the “stain-free spot” (painted in black) consists of fuel assemblies in which the minimum proportion of boron falls. The angular displacement (swirl) of the coolant flow in front of the active zone during operation of the TW1 pump is approximately estimated by the displacement of the axis of the “boron spot” with respect to the axis of loop 1 (Fig. 1). The integral coefficients of inter-loop mixing, i.e. the distribution of the relative fractions of the loop consumption over four loops correspond to the sums of the corresponding quadrants of the core (Fig. 1) of the neutron signals of the SCR (KV) and the sums of the local mixing coefficients. The integral coefficients of inter-loop mixing are also consistent with the signals of thermal sensors in four hot threads (Figs. 9 and 10);

фиг.12 - экспериментальная информация, отличающаяся от фиг.11 тем, что она получена на базе температурных сигналов термопар DT. Фиг.12 хорошо согласуется с фиг.11 по расположению «борного» и «безборного» пятен в активной зоне;Fig. 12 is experimental information that differs from Fig. 11 in that it is obtained on the basis of the temperature signals of thermocouples DT. Fig.12 is in good agreement with Fig.11 according to the location of the "boron" and "bezborochnyh" spots in the active zone;

фиг.13 - отличается от фиг.11 тем, что она относится к работе насоса TW3 непосредственно перед его отключением;Fig.13 - differs from Fig.11 in that it relates to the operation of the TW3 pump immediately before it is turned off;

фиг.14 - отличается от фиг.11 тем, что она относится к работе насоса TW2 непосредственно перед его отключением;Fig.14 - differs from Fig.11 in that it relates to the operation of the TW2 pump immediately before it is turned off;

фиг.15 - отличается от фиг.11 тем, что она относится к работе насоса TW4 непосредственно перед его отключением;Fig. 15 - differs from Fig. 11 in that it relates to the operation of the TW4 pump immediately before it is turned off;

фиг.16 - отличается от фиг.15 тем, что она получена на базе температурных сигналов термопар DT;Fig.16 - differs from Fig.15 in that it is obtained on the basis of the temperature signals of thermocouples DT;

фиг.17 - нормализованные сигналы шести азимутально расположенных по периметру ГЦТ термодатчиков (ТС15-20, см. фиг.4) в холодной нитке петли 1 (ColdLegl) при поочередной работе насосов TW1 и TW3 на петли 1 и 3. Видно, что основная часть холодной струи теплоносителя из точки ее впрыска в ГЦТ (патрубка В2 на фиг.4) попадает на датчик ТС15, размещенный в 1,8 м от точки впрыска и с поворотом на 120° ПЧС (если смотреть на реактор). Небольшая часть холодной струи попадает на датчик ТС20, размещенный в 1,45 м от точки впрыска и с поворотом на 30° ПЧС. Еще меньшие доли попадают на датчики ТС17, 18 (фиг.4). Анализируя такие параметры как скорость и температуру впрыска, скорость теплоносителя и его температуру в ГЦТ, а также сигналы датчиков и их размещение, можно заключить, что на данном участке имеется поступательно-вращательное стратифицированное течение теплоносителя, с частотой вращения не менее 1 об/с (ПЧС, если смотреть на реактор). Это свидетельствует в пользу существующей гипотезы о том, что в ГЦТ имеет место поступательно-вращательное течение, вызванное вращением в том же направлении (ПЧС) лопаток ГЦН;Fig - normalized signals of six azimuthally located along the perimeter of the MTC thermal sensors (TC15-20, see Fig.4) in the cold thread of loop 1 (ColdLegl) during alternate operation of the pumps TW1 and TW3 on loops 1 and 3. It is seen that the main part a cold coolant stream from the point of its injection into the MTC (pipe B2 in FIG. 4) gets to the ТС15 sensor located 1.8 m from the injection point and with a rotation of 120 ° ПЧС (if you look at the reactor). A small part of the cold stream hits the TC20 sensor, located 1.45 m from the injection point and with a 30 ° turn of the frequency converter. Even smaller shares fall on the sensors TC17, 18 (figure 4). Analyzing such parameters as injection speed and temperature, coolant speed and its temperature in the MTC, as well as sensor signals and their placement, we can conclude that in this section there is a translational-rotational stratified coolant flow with a rotation speed of at least 1 r / s ( PES if you look at the reactor). This is in favor of the existing hypothesis that there is a translational-rotational flow in the MTC caused by rotation in the same direction (PES) of the MCP blades;

фиг.18 - то же, что и на фиг.17, но для петли 3 (ColdLeg3). В отличие от петли 1 (фиг.17) здесь имеет место большее отклонение (амплитуда) сигнала датчика ТС15. Это можно объяснить меньшей степенью локальной турбулизации холодного ядра, попадающего на ТС15, что подтверждают также и меньшие доли (чем на фиг.17), попадающие на соседние с ним датчики;Fig. 18 is the same as in Fig. 17, but for loop 3 (ColdLeg3). In contrast to loop 1 (Fig. 17), there is a greater deviation (amplitude) of the TC15 sensor signal. This can be explained by a lesser degree of local turbulization of the cold core falling on the TC15, which is also confirmed by smaller fractions (than in Fig. 17) falling on the sensors adjacent to it;

фиг.19 - то же, что и на фиг.18, но для петли 2 (ColdLeg2). Здесь имеет место еще большее отклонение (амплитуда) сигнала датчика ТС15 и соответственно еще меньшие доли холодной струи, попадающие на соседние с ним датчики;Fig.19 is the same as in Fig.18, but for loop 2 (ColdLeg2). Here there is an even greater deviation (amplitude) of the TC15 sensor signal and, accordingly, even smaller fractions of the cold stream falling on the sensors adjacent to it;

фиг.20 - то же, что и на фиг.17, но для петли 4 (ColdLeg4), с близкой к фиг.17 степенью турбулентного перемешивания.Fig.20 is the same as in Fig.17, but for loop 4 (ColdLeg4), with a degree of turbulent mixing close to Fig.17.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Одним из наиболее опасных проектных реактивностных аварий является разрыв паропровода парогенератора (ПГ). В этом ПГ резко снижается давление, а в соответствующей петле резко снижается температура. Это приводит к увеличению энерговыделения в активной зоне, особенно в прилегающем к аварийной петле секторе, а при усугубляющих дополнительных отказах (например, отказе срабатывания аварийной защиты) - может привести к тяжелому повреждению активной зоны. Наличие перемешивания теплоносителя на участке перед активной зоной и на последующих участках до выхода из реактора, позволяет исключить такие последствия. За один проход по циркуляционному тракту реактора каждый из петлевых потоков обменивается определенной массой теплоносителя с соседними петлевыми потоками вследствие турбулентного перемешивания на их границах, но главным образом за счет углового смещения (закрутки). Количество теплоносителя от каждой петли, попадающее в нее же и в соседние петли, характеризуется величинами коэффициентов межпетлевого перемешивания. Эксперименты по определению коэффициентов перемешивания проводились как на модели реактора в масштабе 1:5, так и во время пуско-наладочных испытаний на этапах горячей обкатки и освоения мощности на ряде действующих энергоблоков с реакторами ВВЭР-1000, начиная с 5 блока Ново-Воронежской АЭС в 1979 г., до 1 блока АЭС Бушер в 2011 г. Измерения на действующих энергоблоках проводились известным способом [1, 2].One of the most dangerous design reactive accidents is a break in the steam line of a steam generator (GH). In this GHG, the pressure sharply decreases, and in the corresponding loop, the temperature sharply decreases. This leads to an increase in energy release in the core, especially in the sector adjacent to the emergency loop, and with aggravating additional failures (for example, failure of emergency protection), it can lead to severe damage to the core. The presence of mixing of the coolant in the area in front of the active zone and in subsequent sections before leaving the reactor eliminates such consequences. In one pass through the reactor circulation path, each of the loop flows exchanges a certain mass of coolant with neighboring loop flows due to turbulent mixing at their boundaries, but mainly due to angular displacement (swirl). The amount of coolant from each loop falling into it and into neighboring loops is characterized by the values of the coefficients of inter-loop mixing. The experiments on determining the mixing coefficients were carried out both on the model of the reactor on a scale of 1: 5, and during commissioning tests at the stages of hot run-in and power development at a number of operating units with VVER-1000 reactors, starting from Unit 5 of the Novo-Voronezh NPP in 1979, up to 1 unit of Bushehr NPP in 2011. Measurements at the existing power units were carried out in a known manner [1, 2].

Предлагаемый способ лишен недостатков, присущих известным способам и имеет перед ними ряд преимуществ. 26.04.2012 г. было проведено первое тестовое испытание предлагаемого способа на 1 блоке АЭС Бушер, которое продемонстрировало его реальную осуществимость и эффективность.The proposed method is devoid of the disadvantages inherent in the known methods and has a number of advantages over them. 04/26/2012, the first test test of the proposed method was carried out at Unit 1 of Bushehr NPP, which demonstrated its real feasibility and effectiveness.

Основные варианты осуществления изобретения:The main embodiments of the invention:

1. В теплоносителе действующего ядерного реактора системой аварийного ввода бора на любом уровне мощности, в одной или более петель создают слабую неравномерность в распределении индикатора, который играет роль температурного индикатора до входа в реактор, а в активной зоне - нейтронно-поглощающего индикатора, при этом используют весь комплекс штатных систем нейтронного и температурного мониторинга на всех важных участках циркуляционного контура, а для исключения искажений и флуктуации зарегистрированных сигналов применяют специальную обработку малых возмущений сигналов систем мониторинга. Наибольшие возможности метода возможны при испытаниях от 35 до 100% номинальной мощности.1. In the coolant of the operating nuclear reactor, the emergency input system of boron at any power level, in one or more loops create a weak unevenness in the distribution of the indicator, which plays the role of a temperature indicator before entering the reactor, and in the core - a neutron-absorbing indicator, while they use the whole complex of standard neutron and temperature monitoring systems in all important parts of the circulation circuit, and to eliminate distortions and fluctuations in the recorded signals, they use a special processing of small disturbances in the signals of monitoring systems. The greatest capabilities of the method are possible when testing from 35 to 100% of rated power.

Насосы системы аварийного ввода бора включаются и выключатся последовательно с возможными выдержками по времени до достижения выравнивания распределения индикатора (после выключения насоса) или до достижения установившегося неравномерного распределения индикатора (после включения насоса).The pumps of the emergency bur input system are switched on and off sequentially with possible time delays until the distribution of the indicator is equalized (after the pump is turned off) or until the established uneven distribution of the indicator (after the pump is turned on).

Для исключения искажений и флуктуации зарегистрированных системами мониторинга сигналов применяют специальную обработку малых возмущений в распределении нейтронного потока (энерговыделения) и подогрева теплоносителя в активной зоне. Эта обработка заключается в общих чертах в следующем:To eliminate distortions and fluctuations in the signals recorded by monitoring systems, special processing of small perturbations in the distribution of the neutron flux (energy release) and heating of the coolant in the core are used. This processing is broadly summarized as follows:

- в каждый момент времени вычисляются отклонения сигналов отдельных датчиков от среднего значения по всему массиву датчиков;- at each moment of time, the deviations of the signals of individual sensors from the average value over the entire array of sensors are calculated;

- массивы полученных сигналов усредняются по увеличенным интервалам времени, например dt=35 с;- arrays of received signals are averaged over extended time intervals, for example, dt = 35 s;

- вводятся специальные поправки для устранения эффектов уклона, связанных с искажениями мощности и нестационарным отравлением.- special corrections are introduced to eliminate bias effects associated with power distortions and transient poisoning.

Этот вариант применения способа сам по себе сопровождается снижением мощности при испытаниях, что дает искажения за счет перераспределения энерговыделения, в том числе из-за нестационарного отравления ксеноном.This application of the method itself is accompanied by a decrease in power during testing, which gives distortions due to the redistribution of energy release, including due to unsteady xenon poisoning.

Возможность реализации предлагаемого способа подтверждена испытаниями на АЭС Бушер, основные результаты которого представлены на фиг.1-фиг.20.The possibility of implementing the proposed method is confirmed by tests at Bushehr NPP, the main results of which are presented in figure 1-figure 20.

Из фиг.1 видно, что отличие по азимутальному расположению петель 1 и 3 от петель 2 и 4 приводит к отличиям по угловому смещению потоков теплоносителя и коэффициентам перемешивания.Figure 1 shows that the difference in the azimuthal arrangement of loops 1 and 3 from loops 2 and 4 leads to differences in the angular displacement of the coolant flows and mixing coefficients.

На АЭС Бушер сделаны измерения по обоим способам, что облегчает их сравнение.At Bushehr NPP, measurements were made using both methods, which facilitates their comparison.

Известый способ [1, 2] дает коэффициенты межпетлевого перемешивания, т.е. распределение относительных долей расхода петли по четырем петлям (в направлении ПрЧС) для петель 1 и 3 (доли по петлям) 64, 25, 7 и 4% и угол закрутки около 20° ПрЧС. Для петель 2 и 4 старый способ дает доли по петлям 64, 27, 5 и 4% и угол закрутки около 0°.The known method [1, 2] gives the coefficients of inter-loop mixing, ie the distribution of the relative fractions of the loop consumption in four loops (in the direction of the PPS) for loops 1 and 3 (the shares in the loops) of 64, 25, 7 and 4% and the twist angle of about 20 ° PPS. For loops 2 and 4, the old method gives fractions of loops 64, 27, 5, and 4% and a twist angle of about 0 °.

Новый заявляемый способ оценки параметров перемешивания на базе сигналов ДПЗ (KV) для петель 1 и 3 дает доли по петлям 40-41, 38-39, 13-14 и 7-8% и угол закрутки - 48-54° ПрЧС. Для петель 2 и 4 новый способ дает доли по петлям 34-36, 41-42, 17-18 и 6% и угол закрутки 26-32° ПрЧС. Новый способ оценки параметров перемешивания на базе сигналов термопар (подогревов) показывает близкие параметры перемешивания.The new inventive method of estimating the mixing parameters based on the signals of the SCR (KV) for loops 1 and 3 gives the share of loops 40-41, 38-39, 13-14 and 7-8% and the swirl angle is 48-54 ° PS. For loops 2 and 4, the new method gives fractions in loops of 34-36, 41-42, 17-18 and 6% and a twist angle of 26-32 ° PSR. A new method for estimating mixing parameters based on thermocouple signals (heating) shows similar mixing parameters.

Таким образом, новый способ дает примерно на 30° большие углы закрутки ПрЧС, чем старый способ. Новый способ дает также на 13-15 абс.% (или на 52-55 отн.%) более высокие доли расхода теплоносителя, поступающие из каждой петли в ближайшую (соседнюю по направлению ПрЧС) петлю: 38-39 абс.% против 25 абс.% (для петель 1 и 3) и 41-42 абс.% против 27 абс.% (для петель 2 и 4), чем старый способ.Thus, the new method gives approximately 30 ° greater angles of rotation of the PSD than the old method. The new method also gives 13-15 abs.% (Or 52-55 rel.%) Higher fractions of the coolant flow coming from each loop to the nearest (adjacent in the direction of the PPS) loop: 38-39 abs.% Against 25 abs .% (for loops 1 and 3) and 41-42 abs.% versus 27 abs.% (for loops 2 and 4) than the old method.

По новому методу оценены и локальные коэффициенты перемешивания - доли расхода каждой петли, попадающие после каждого оборота теплоносителя в каждую из 163 ТВС активной зоны. Распределение этих коэффициентов - плавное, и их нормированные значения изменяются от 0 до 2,2-2,4 (в сумме равны 163).According to the new method, the local mixing coefficients are estimated — the fraction of the flow rate of each loop falling after each revolution of the coolant into each of the 163 fuel assemblies of the active zone. The distribution of these coefficients is smooth, and their normalized values vary from 0 to 2.2-2.4 (a total of 163).

2. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что одновременно с работой насосов аварийного ввода бора, вводят чистый конденсат во все петли, при этом расход чистого конденсата численно подбирают и поддерживают постоянную мощность реактора.2. The method according to paragraph 1, characterized in that simultaneously with the operation of the emergency input pumps of boron, pure condensate is introduced into all loops, while the flow of pure condensate is numerically selected and the reactor constant power is maintained.

Этот сценарий исследования применим, если подпитка чистым конденсатом подается через общий коллектор во все петли. Подачей чистого конденсата можно только приближенно обеспечить постоянство мощности, но это даст снижение искажений и позволит дольше подавать индикатор насосами аварийного ввода (до полного заполнения им входных патрубков). При этом следует обеспечивать стационарность исходного состояния, что позволит обеспечить меньшие искажения в сравнении с пунктом 1.This research scenario is applicable if pure condensate recharge is supplied through a common collector to all loops. By supplying pure condensate, it is only possible to approximately ensure a constant power, but this will reduce distortion and allow the indicator to be supplied longer by emergency input pumps (until the input branch pipes are completely filled with it). In this case, the stationarity of the initial state should be ensured, which will allow for less distortion in comparison with paragraph 1.

3. Способ по пункту 2, отличающийся тем, что чистый конденсат вводят в одну или более петель, отличных от петель (петли), в которые подается индикатор.3. The method according to paragraph 2, characterized in that the pure condensate is introduced into one or more loops other than the loops (loops) into which the indicator is supplied.

Этот сценарий исследования применим только в тех проектах, где можно подавать подпитку чистым конденсатом в отдельные петли. Он полезен для поддержания постоянной мощности (как в пункте 2) и, одновременно, для усиления неравномерности распределения индикатора.This research scenario is applicable only in those projects where it is possible to feed pure condensate into separate loops. It is useful to maintain constant power (as in paragraph 2) and, at the same time, to enhance the uneven distribution of the indicator.

4. Способ по пунктам 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что одновременно с работой насосов используют автоматический регулятор мощности и поддерживают постоянную мощность реактора.4. The method according to paragraphs 1, or 2, or 3, characterized in that, simultaneously with the operation of the pumps, an automatic power regulator is used and a constant reactor power is maintained.

Этот сценарий исследования дает наименьшие искажения, особенно для способов, описанных в пунктах 2 и 3.This research scenario gives the least distortion, especially for the methods described in paragraphs 2 and 3.

Относительно малая проектная производительность системы TW создает слабые возмущения в распределении энерговыделения, что позволяет проводить такое исследование с поддержанием постоянной мощности, непосредственно в процессе нормальной эксплуатации (или при вводе в эксплуатацию) на любом стационарном уровне мощности вплоть до 100% Nном.The relatively low design capacity of the TW system creates weak perturbations in the distribution of energy release, which allows such a study to be maintained at a constant power, directly during normal operation (or during commissioning) at any stationary power level up to 100% Nnom.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Наиболее целесообразно предложенные решения использовать для применения на ядерных энергетических водо-водяных реакторах на тепловых нейтронах.It is most expedient to use the proposed solutions for use in nuclear power water-cooled thermal neutron reactors.

ЛитератураLiterature

1. - Безруков Ю.А., Драгунов Ю.Г, Логвинов С.А., Ульяновский В.Н. Исследование перемешивания потоков теплоносителя в корпусе реактора ВВЭР. 13 симпозиум AER по вопросам физики и безопасности ВВЭР. 22-26 сентября, 2003, Дрезден, Германия.1. - Bezrukov Yu.A., Dragunov Yu.G., Logvinov S.A., Ulyanovsky V.N. A study of the mixing of coolant flows in the VVER reactor vessel. 13 AER Symposium on VVER Physics and Safety. September 22-26, 2003, Dresden, Germany.

2. - Ю.В. Саунин. Разработка методик комплексных испытаний систем внутриреакторного контроля ВВЭР. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Мытищи-Нововоронеж, 2010 г.2. - Yu.V. Saunin. Development of methods for complex testing of VVER internal reactor control systems. Abstract of dissertation for the degree of candidate of technical sciences. Mytishchi-Novovoronezh, 2010

3. - Машиностроение. Энциклопедия. Раздел IV. Расчет и конструирование машин. Том IV-25. Машиностроение ядерной техники. Книга 2. Под редакцией Е.О. Адамова, В.И. Солонина, К.С. Колесникова, Москва, «Машиностроение», 2005.3. - Engineering. Encyclopedia. Section IV Calculation and design of machines. Volume IV-25. Nuclear engineering. Book 2. Edited by E.O. Adamova, V.I. Solonina, K.S. Kolesnikova, Moscow, "Engineering", 2005.

Claims (1)

Способ экспериментального исследования перемешивания теплоносителя в действующем ядерном реакторе, заключающийся в создании неравномерного распределения индикатора в теплоносителе реактора, отличающийся тем, что системой аварийного ввода бора на любом уровне мощности в одной или более петель создают неравномерность в распределении индикатора, который выполняет функцию температурного индикатора до входа в реактор, а в активной зоне - нейтронно-поглощающего индикатора, при этом используют комплекс штатных систем нейтронного и температурного мониторинга: нейтронные детекторы - датчики прямого заряда, термодатчики и ионизационные камеры, или часть этого комплекса, на участках циркуляционного контура: до входа в реактор и активную зону, в активной зоне и до выхода из реактора, а для исключения искажений и флуктуации зарегистрированных сигналов применяют обработку малых возмущений сигналов систем мониторинга. A method for the experimental study of mixing coolant in an existing nuclear reactor, which consists in creating an uneven distribution of the indicator in the reactor coolant, characterized in that the emergency input system of boron at any power level in one or more loops creates an uneven distribution of the indicator, which acts as a temperature indicator to the input into the reactor, and in the core — a neutron-absorbing indicator, using a set of standard neutron and tempo systems On-site monitoring: neutron detectors - direct-charge sensors, temperature sensors, and ionization chambers, or part of this complex, in sections of the circulation circuit: before entering the reactor and core, in the core and before leaving the reactor, and to eliminate distortions and fluctuations in the recorded signals apply the processing of small disturbances of the signals of monitoring systems.
RU2012137894/07A 2012-09-06 2012-09-06 Method for experimental research of coolant mixing in operating nuclear reactor RU2503070C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012137894/07A RU2503070C1 (en) 2012-09-06 2012-09-06 Method for experimental research of coolant mixing in operating nuclear reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012137894/07A RU2503070C1 (en) 2012-09-06 2012-09-06 Method for experimental research of coolant mixing in operating nuclear reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2503070C1 true RU2503070C1 (en) 2013-12-27

Family

ID=49817814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012137894/07A RU2503070C1 (en) 2012-09-06 2012-09-06 Method for experimental research of coolant mixing in operating nuclear reactor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2503070C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2806317C1 (en) * 2023-03-10 2023-10-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Method for ground testing of nuclear rocket engine with water as working medium and unit for its implementation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2118855C1 (en) * 1997-05-29 1998-09-10 Александр Сергеевич Тимонин Method for calibrating reactor internal temperature transducers
EP2015312A2 (en) * 2007-07-13 2009-01-14 GE-Hitachi Nuclear Energy Americas LLC Feedwater temperature control methods and systems
RU2369926C2 (en) * 2008-07-22 2009-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" Method of approximating temperature field of working medium in full-sized installation
US20100195782A1 (en) * 2006-02-27 2010-08-05 Yoshihiko Ishii Temperature Detection Apparatus For Natural Circulation Boiling Water Reactor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2118855C1 (en) * 1997-05-29 1998-09-10 Александр Сергеевич Тимонин Method for calibrating reactor internal temperature transducers
US20100195782A1 (en) * 2006-02-27 2010-08-05 Yoshihiko Ishii Temperature Detection Apparatus For Natural Circulation Boiling Water Reactor
EP2015312A2 (en) * 2007-07-13 2009-01-14 GE-Hitachi Nuclear Energy Americas LLC Feedwater temperature control methods and systems
RU2369926C2 (en) * 2008-07-22 2009-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" Method of approximating temperature field of working medium in full-sized installation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Пономаренко Г.Л. Обоснование повышения технических характеристик реакторов ВВЭР с использованием нейтронно-физических, теплогидравлических и вероятностных расчетных методов// Реф. дисс. на соиск. уч. степ. д.т.н., гл.3. - Подольск: 2011. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2806317C1 (en) * 2023-03-10 2023-10-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Method for ground testing of nuclear rocket engine with water as working medium and unit for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2508571C2 (en) Method of checking core operation with core inspection and measuring devices
CN105723467B (en) A kind of method for being used to monitor boron dilution during reactor is shut down
Kim et al. Analyses on fluid flow and heat transfer inside Calandria vessel of CANDU-6 using CFD
Kliem et al. Experiments on slug mixing under natural circulation conditions at the ROCOM test facility using high-resolution measurement techniques and numerical modeling
KR20150085023A (en) Method of validating nuclear reactor in-vessel detector output signals
Xia et al. Three-dimensional thermal hydraulic transient calculation of coupled cold and hot sodium pools under a loss of feedwater accident in the China experimental fast reactor
US8576975B2 (en) Protection of reactor cores from unstable density wave oscillators
Choi et al. Major achievements and prospect of the ATLAS integral effect tests
RU2503070C1 (en) Method for experimental research of coolant mixing in operating nuclear reactor
Garrett et al. Effects of system parameters on the two-phase flow and heat transfer behavior in a rod bundle
Yu et al. Analysis of climatic conditions effect on passive containment cooling system reliability in AP1000 for multi-unit nuclear power plant site
Zhang et al. The direct measurement of HTR-10 in-core neutron flux
Kobzar et al. Experimental and computational investigations of heat and mass transfer of intensifier grids
Zhang et al. PLIF experiment and verification of boron mixed diffusion model driven by turbulence in nuclear reactor
Chan et al. Power uprate operation at Chinshan nuclear power station
Al-Yahia et al. The influence of droplet breakup model on the prediction of reactor core parameters during reflood conditions
Hyvärinen et al. Creating the foundations for safe nuclear power in Finland–Thermal hydraulics, safety analyses, safety justification methods research at the LUT University, 2000–2023
Alekseev et al. Programs and methods for testing in the MIR research reactor fuel elements of water-cooled reactors under conditions simulating transient and emergency regimes
Dmitriev et al. Computational and experimental investigation of patterns of coolant flow in the mixed core of a VVER reactor
Song et al. Development of Core Technology of PHWR Safety Enhancement and Evaluation
Freixa et al. Core Exit temperature response during an SBLOCA event in the ASCO NPP
Ponomarenko et al. New method of coolant mixing studies at the operating WWER-1000 units
Bonifetto et al. Advances in the development of the code FRENETIC for the coupled dynamics of lead-cooled reactors
Astakhov et al. Determination of reactor parameters during start up test at the Taiwan NPP, Unit 1
Nikonov et al. Accounting for the Inertia of the Thermocouples' measurements by Modelling of a NPP Kalinin-3 Transient with the Coupled System Code ATHLET-BIPR-VVER

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner