ОПТИМАЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГОБЛОКА ВВЭР В ПЕРИОД ПРОДЛЕНИЯ КАМПАНИИ ЗА СЧЕТ ОБВОДА ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Иванов В. А., Аит Салем Мохамед

СПбГТУ, г. Санкт-Петербург


Одним из мероприятий по повышению эффективности работы АЭС с реакторами ВВЭР, улучшающих использование ядерного горючего и повышающих надежность энергоснабжения, является увеличение энерговыработки за счет продления рабочей кампании реактора [1, 2]. При продлении кампании энергоблока увеличивается глубина выгорания топлива, растет выработка электроэнергии при одной и той же топливной загрузке и уменьшается топливная составляющая себестоимости электроэнергии для определенного энергоблока. Из-за этого надо искать другие способы повышения мощности, которые могли бы быть реализованы в условиях эксплуатации на действующей электростанции без существенной модернизации оборудования и тепловой схемы. Наиболее простым способом является обвод регенеративных подогревателей высокого давления по питательной воде (ПВД).

Обвод ПВД с целью повышения мощности энергоблока в период продления кампании является более эффективным и позволяет, используя действующую схему энергоблока, введя дополнительные связи в схему регулирования, построить эффективную схему управления блока в период продления кампании, представленную на рисунке [2].

Принцип работы предлагаемой системы регулирования энергоблоком следующий. По исчерпании запаса реактивности включается дополнительная связь от регулятора нейтронной мощности (РНМ) к задатчику регулятора давления свежего пара (РД). Снижается уставка давления пара перед турбиной, на выходе РД появляется сигнал разбаланса, поступающий на вход электропривода обводного клапана группы ПВД. Снижение температуры питательной воды приводит к снижению давления пара в парогенераторах за счёт дополнительной конденсации пара в них. Понижение давления свежего пара приводит к высвобождению реактивности за счёт уменьшения средней температуры теплоносителя в реакторе. Мощность реактора поддерживается постоянным регулятором нейтронной мощности.

После того, как возможности обвода ПВД будут исчерпаны, начнётся естественное снижение мощности реактора, и компенсация реактивности будет происходить за счёт как температурного, так и мощностного эффектов реактивности.

На момент начала продления рабочей кампании энергоблок разгружается на 30 % от номинальной мощности с помощью управляющей группы регулирующих стержней. Начинается процесс нестационарного ксенонового отравления, вносится отрицательная реактивность rXe. Так как компенсация отрицательной реактивности стержнями СУЗ и борным регулированием невозможна, а положительной реактивности, выделяющейся за счёт мощностного эффекта rl, недостаточно, начинается процесс снижения давления свежего пара p. Темп изменения давления свежего пара определяется регулятором нейтронной мощности и поддерживается за счёт перемещения регулирующих клапанов m. В результате давление пара перед турбиной снижается на 12 %. После подъёма мощности наблюдается выбег реактивности, поэтому имеет место небольшой рост давления.

Выводы:

  1. Предложенная принципиальная схема регулирования энергоблоком с ВВЭР в период продления рабочей кампании обеспечивает автоматическое поддержание максимально возможной мощности энергоблока за счёт обвода ПВД и скользящего давления пара.
  2. Предложенная схема даёт возможность повысить маневренность энергоблока в период продления рабочей кампании, а также в любой период работы энергоблока с пониженным запасом реактивности.
  3. Предложенная схема позволяет участие энергоблока в регулировании частоты в энергосистеме в период продления рабочей кампании.
  4. Реализация схемы обеспечивается на базе существующей схемы введением дополнительных связей.
Литература
  1. Экспериментальное исследование работы энергоблока ВВЭР-440 в конце рабочей кампании при скользящем начальном давлении пара / В.А.Иванов, Е.И.Игнатенко, Г.Г.Куликова и др. // Энергомашиностроение. – №4. – 1978. – с. 89-91.
  2. Перспективы и проблемы развития Атомной Энергетики России и ряда государств бывшего СССР на пороге XXI века / д.т.н. В.А.Иванов, асп. Аит Салем Мохамед, к.т.н. Г.Г.Куликова, н.с. Лисицкий Э.Н. // Статья в сборнике Научно-технической конференции, 1999.– с. 278-282.