ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго», г. Мытищи

КОНТРОЛЬ НЕЙТРОННОГО ПОТОКА В ПЕРИОД ЗАГРУЗКИ ТОПЛИВА В

АКТИВНУЮ ЗОНУ РЕАКТОРА БЛОКА №1 ТЯНЬВАНЬСКОЙ АЭC

О.С.Сударев, А.А.Семенихин, С.Н.Нистратов

ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго», г. Мытищи

5-я МНТК «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», г.Подольск, ОКБ «Гидропресс», 2007г

ВВЕДЕНИЕ При пуске блоков атомных станций в Китае, для контроля

нейтронного потока при операциях по загрузке топлива в активную зону и при первом достижении критического состояния, до настоящего времени применялась (наиболее распространенная в мире для реакторов PVR) технология использования внешнего источника нейтронов в активной зоне.

Естественно, у китайского Заказчика было много вопросов, и даже сомнений, к применяемой при пуске блоков с реакторами российской поставки технологии пуска без внешнего источника.

К тому же, использование внешнего источника предусмотрено в китайских правилах ядерной безопасности, правда, с оговоркой «при необходимости».

ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»

КАНАЛЫ КОНТРОЛЯ НЕЙТРОННОГО ПОТОКА ПРИ ЗАГРУЗКЕ

6 каналов системы контроля перегрузки СКП с блоками детектирования на основе ионизационных камер КНК-15-1 (камера нейтронная с компенсацией гамма-фона), работающих в импульсном режиме - размещенные в корпусе реактора;

4 канала аппаратуры физического пуска АФП – сборки счетчиков СНМ-18-1 (счетчик нейтронов медленных), по 3 шт в сборке - размещенные в бетонной защите реактора;

3 канала контроля нейтронного потока в диапазоне источника ДИ - сборки счетчиков СНМ-11 (счетчик нейтронов медленных), по 5 шт в сборке - размещенные в бетонной защите реактора.


Рис. 1. Схема расположения каналов контроля нейтронного потока

1

3

4

6

7

9

10

I

II

III

IV

V

VI

Каналы СКП

Каналы ДИ

Каналы АФП

I,III,V

3

1

II,IV,VI

4

6

7

10

9

1

3

4

6

7

9

10

I

II

III

IV

V

VI

Каналы СКП

Каналы ДИ

Каналы АФП

I,III,V

3

1

II,IV,VI

4

6

7

10

9

1

3

4

6

7

9

10

I

II

III

IV

V

VI

Каналы СКП

Каналы ДИ

Каналы АФП

I,III,V

3

1

II,IV,VI

4

6

7

10

9

1

3

4

6

7

9

10

I

II

III

IV

V

VI

I,III,V

3

1

II,IV,VI

4

6

7

10

9


ЗАМЕЧАНИЯ К ПРОЕКТУ АКНП ТИПА AKNP-16R

1. Показывающие устройства: Дисплеи АКНП на БЩУ показывают только цифровые

значения мощности (или частоты – для каналов СКП) и периода по каналам СКП и ДИ и дают их представление в форме гистограмм. При малых, почти нулевых сигналах и достаточно большом шуме невозможно определить развитие процесса во времени и реакцию на загрузку отдельных ТВС.

Оптико-акустические сигнализаторы BSR-40R выдают сигнал о достижениях предупредительной и аварийной уставок, которые на 3 порядка выше реального уровня сигнала. Понижение уставки приводит к частому срабатыванию предупредительной и аварийной уставок и, как следствие, остановкам загрузки. Постоянно работающая звуковая сигнализация на столь малой частоте (1 раз в 2-4 минуты) тоже не позволяет ориентироваться в процессе.


ЗАМЕЧАНИЯ К ПРОЕКТУ АКНП ТИПА AKNP-16R (продолжение)

2. Записывающие устройства. В составе АКНП имеется аппаратура отображения и

протоколирования (АОП), в которой есть функция отображения контролируемых параметров (в том числе СКП) во времени в динамическом режиме в виде графиков. Но для дополнительных каналов АФП отображение не обеспечивается. Работает эта функция не в режиме реального времени, а в режиме отображения данных из архивного файла. Расположена АОП в отдельном помещении, далеко от БЩУ и центрального зала, без телефонной связи и в нем, естественно, не предусмотрено дежурство контролирующего физика или оператора. Значит, с помощью АОП получение оперативной информации и оценка реакции на операции по загрузке невозможны.


Для преодоления вышеназванных недостатков была разработана и реализована система (персональный компьютер-ноутбук, программное обеспечение, линии связи) оперативного контроля нейтронного потока на рабочем месте дежурного руководителя физпуска в центральном зале

Система предусматривала оперативное графическое представление показаний каналов контроля нейтронного потока, сигнализацию срабатывания уставок, архивирование данных.

Система позволяла также отражать последовательность операций по загрузке топлива и текущее (изменяющееся при установке каждой ТВС) представление картограммы активной зоны.


Рис. 2. Фотография рабочего места ДРФ в центральном зале


Рис. 6. Вид панели (на экране компьютера) системы контроля нейтронного потока при загрузке


В дальнейшем предполагаются следующие шаги по усовершенствованию системы:

При организации передачи сигналов с пульта управления перегрузочной машины в центральный зал - доработать систему, с целью автоматического отражения пощагового выполнение операций с ТВС и изменения информации на картограмме активной зоны. Сейчас информация о начале выполнения операции по загрузке каждой ТВС и о ее завершении вводится вручную кликом мыши компьютера.

Установить и подключить компьютер с аналогичным программным обеспечением на рабочее место контролирующего физика в помещении пульта управления перегрузочной машины, что позволит осуществлять контроль перегрузки топлива со всеми преимуществами, описанными выше. Это существенно повысит уровень безопасности при перегрузке


Нейтронная мощность по 4-м каналам АФП (данные компьютера ДРФ)

1,00E-12

1,00E-11

1,00E-10

1,00E-09

1,00E-08

18.10.2005 19.10.2005 20.10.2005 21.10.2005 22.10.2005 23.10.2005 24.10.2005 25.10.2005 26.10.2005 27.10.2005

Время

Мо

щн

ост

ь, %

N1 N2 N3 N4

ПРИЛОЖЕНИЕ C к отчету № LYG-1-J00.TP-K002/01-TR-01

1,00E-11

1,00E-10

1,00E-09

12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00

1,00E-11

1,00E-10

1,00E-09

1,00E-08

2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00

начало загрузки

заполнение

Рис. 3. Показания каналов АФП


Рис. 4. Показания каналов СКП


Частота по 6-ти каналам СКП (данные компьютера ДРФ)

0,001

0,01

0,1

18.10.2005 19.10.2005 20.10.2005 21.10.2005 22.10.2005 23.10.2005 24.10.2005 25.10.2005 26.10.2005 27.10.2005Время

Ча

сто

та,

им

п./

сек

F1 F2 F3 F4

F5 F6 10 линейный фильтр (F6) 10 линейный фильтр (F1)

10 линейный фильтр (F5 ) 10 линейный фильтр (F3 ) 10 линейный фильтр (F4 ) 10 линейный фильтр (F2 )

ПРИЛОЖЕНИЕ D к отчету № LYG-1-J00.TP-K002/01-TR-01

Рис. 5. Показания каналов ДИ


Показания каналов диапазона источника (данные АОП АКНП)

1,0E-10

1,0E-09

1,0E-08

18.10.05 19.10.05 20.10.05 21.10.05 22.10.05 23.10.05 24.10.05 25.10.05 26.10.05 27.10.05

мо

щн

ост

ь, %

1Nsr

3Nsr

4Nsr

20 линейный фильтр (1Nsr)



ПРИЛОЖЕНИЕ F к отчету № LYG-1-J00.TP-K002/01-TR-01

ВЫВОДЫ

1. Применение трех систем контроля позволило осуществить и продемонстрировать китайскому Заказчику возможность надежного контроля нейтронного потока подкритичной активной зоны, как до, так и после заполнения борным раствором.

2. Впервые в практике пусков реакторов ВВЭР-440 и ВВЭР-1000 на протяжении всей загрузки активной зоны свежим топливом операции велись при наличии показаний систем контроля!


0.001

0.01

0.1

121

.01.

2001

12:

00

22.0

1.20

01 0

:00

22.0

1.20

01 1

2:00

23.0

1.20

01 0

:00

23.0

1.20

01 1

2:00

24.0

1.20

01 0

:00

24.0

1.20

01 1

2:00

25.0

1.20

01 0

:00

им

п/с

F1скп2(5к)уср10=F2скп2(15к)уср10=F3скп2(24к)уср10=

0.001

0.01

0.1

1

24.0

1.20

0115

:59

24.0

1.20

0116

:59

24.0

1.20

0117

:59

24.0

1.20

0118

:59

24.0

1.20

0119

:59

24.0

1.20

0120

:59

24.0

1.20

0121

:59

им

п/с

F1скп2(5к)уср10=



Рис. 7. Показания каналов СКП при загрузке блока №1 Ростовской АЭС


ВЫВОДЫ(продолжение)

Возможные причины того, что на блоке №1 Тяньваньской АЭС после заполнения удалось достигнуть показаний выше фона (по сравнению с блоком №1 Ростовской и блоком №3 Калининской АЭС):

• концентрация борной кислоты на ~1 г/кг меньше, что должно было снизить поглощение нейтронов;

• уровень завершения заполнения был на 30-40 см меньше, что, по видимому, позволило эффективнее работать верхним счетчикам в сборках;

• применение трубок из циркония вместо стали в каналах ионизационных камер, что также, возможно, снизило поглощение нейтронов.


ВЫВОДЫ(продолжение)

3. Осуществление надежного контроля нейтронного потока подкритичной активной зоны показало, что необходимости в применении внешнего источника нет.

4. Более того, контроль загрузки, заполненной борным раствором концентрацией ~17 г/кг, активной зоны на блоке №1 Тяньваньской АЭС был более информативен, чем, например, контроль загрузки на блоке №1 АЭС Темелин в Чехии, осуществлявшийся по американской методике с применением внешнего источника нейтронов в активной зоне и с концентрацией борного раствора ~12 г/кг


1.E-03

1.E-02

1.E-01

1.E+00

1.E+01

1.E+02

06.июл 07.июл 08.июл 09.июл 10.июл 11.июл 12.июл 13.июл 14.июл 15.июл

им

пул

ьс/

сек

PZ1 (ИК№25)

PZ2 (ИК№5)

PZ3 (ИК№15)

Рис 8. Показания каналов диапазона источника PZ при загрузке активной зоны блока №1 АЭС Темелин,

Чехия


О ПЕРСПЕКТИВАХ

Давно назрел вопрос перехода на метод загрузки «в циркулирующий теплоноситель». Тогда контроль уровня теплоносителя и концентрации борной кислоты осуществляется по штатным каналам и отпадает необходимость установки в активную зону постороннего нештатного оборудования.

Следует обосновать безопасность проведения загрузки при концентрациях борной кислоты менее 16 г/кг, например, при 14 или 12 г/кг (как на Темелине). Тогда при существующих каналах контроля нейтронного потока и при применении оперативной системы представления информации будет осуществляться надежный контроль при более высоких значениях показаний.


Documents

ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго», г. Мытищи