АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ КАЧЕСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ НА БЕЗОПАСНОСТЬ КАНАЛЬНЫХ РЕАКТОРОВ

Иванов В. А., Сидоров М. Ю., Тарасов А. В.

СПбГТУ, г. Санкт-Петербург


В данной работе была разработана математическая модель системы управления и защиты (СУЗ), барабана-сепаратора (БС), главного циркуляционного насоса (ГЦН) и питательного электронасоса (ПЭН). Особое внимание было уделено проектированию пароводяного тракта реактора. Активная зона была разбита на участки, была определена точка закипания, паросодержание на каждом из участков, нейтронный поток и запас до кризиса теплообмена [1, 2, 3]. Также было определено распределение удельного теплового потока по высоте активной зоны реактора. Математическая модель блока включила 14 алгебраических и 29 дифференциальных уравнений. Программа расчета выполнена при помощи программы Mathcad 7.0, где были смоделированы наиболее неблагоприятные режимы работы энергосистемы. Также, исследование было проведено при реальном графике изменения частоты в системе Ленэнерго и по результатам изменения частоты был составлен график изменения основных параметров АЭС с реактором РБМК.

Выводы. В результате проведенный исследований было показано:

  1. При значительных изменениях частоты в энергосистеме изменяется частота вращения электродвигателей насосов, что изменяет подачу воды в активную зону реактора и соответственно паросодержание. Наибольшую опасность при этом представляет режим, при котором из-за пониженного расхода теплоносителя высвобождаемая положительная реактивность может привести к неконтролируемому разгону реактора. С другой стороны, что более вероятно, создается опасность возникновения кризиса теплообмена в технологических каналах (ТК). Причем основное влияние оказывает ГЦН, так как влияние ПЭН в значительной мере компенсируется регулятором уровня в БС.
  2. В рассматриваемых процессах рост паросодержания из-за положительного парового эффекта реактивности частично компенсируется отрицательным эффектом по давлению пара в реакторе РБМК-1000, что подтверждается экспериментами ЛПИ [2].
  3. Внесение возмущения по частоте приводит к возмущению всех гидравлических и нейтронно-физических параметров реактора. Эти возмущения не значительны и компенсируются органами СУЗ.
  4. Вмешательство СУЗ при одной и той же частоте сети и данном периоде синхронных качаний может привести к ухудшению качества регулирования реактора и уменьшению запаса устойчивости системы регулирования по отношению к возмущению по частоте. При синхронных качаниях частоты в сети изменение паросодержания и теплового потока могут войти в резонанс, то есть паросодержание в каналах увеличится не только за счет уменьшения расхода через ГЦН, но и за счет роста паропроизводительности реактора.
  5. Длительная работа на пониженной частоте может привести к тому, что из-за нарушенного баланса между подводом пара на турбину и подводом питательной воды в БС станция будет вынуждена изменить режим работы.
Литература
  1. Иванов В.А. Регулирование энергоблоков. – Л.: Машиностроение, 1982.
  2. Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, парогенераторы, теплообменники). Под общ. ред. П.Л. Кириллова. – М.: Энергоатомиздат, 1991.
  3. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов/ Г. Г. Бартоломей, Г.А. Бать и др. – М.: Энергоиздат, 1982.