Компромісно-комбінований метод регулювання потужності реакторної установки з ВВЕР-1000 (В-320) у змінному режимі навантаження

Аналіз існуючих методів забезпечення відповідності між виробленням і споживанням електроенергії в енергосистемі країни. Математична модель твела активної зони реакторної установки для оцінки міцності оболонки залежно від режиму змінного навантаження.

Рубрика Физика и энергетика
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 18.07.2015
Размер файла 100,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 621.039.56

Спеціальність 05.14.14. - теплові та ядерні енергоустановки

Автореферат

дисертації на здобуття вченого ступеня

кандидата технічних наук

КОМПРОМІСНО-КОМБІНОВАНИЙ МЕТОД

РЕГУЛЮВАННЯ ПОТУЖНОСТІ РУ З ВВЕР-1000 (В-320)

У ЗМІННОМУ РЕЖИМІ НАВАНТАЖЕННЯ

Баскакoв Володимир Євгенович

Одеса 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Одеському національному політехнічному університеті

Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Максимов Максим Віталійович, Одеський національний політехнічний університет, науковий керівник НДЛ "Атомспецавтоматика", професор кафедри автоматизації теплоенергетичних процесів.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Носовський Анатолій Володимирович, Державний науково-технічний центр ядерної і радіаційної безпеки Державного комітету ядерного регулювання України, заступник директора з наукових питань;

доктор технічних наук, доцент Кравченко Володимир Петрович, Одеський національний політехнічний університет, професор кафедри атомних електричних станцій.

Захист відбудеться 18 травня 2010 р. о 14-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д41.052.04 при Одеському національному політехнічному університеті за адресою: 65044, м. Одеса, пр. Шевченка, 1, ауд. 400а.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ОНПУ за адресою: 65044, м. Одеса 44, пр. Шевченка, 1.

Автореферат розіслано 16 квітня 2010 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради А.Є. Денисова

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

електроенергія реакторний змінний навантаження

Актуальність теми. Тенденція розвитку світової енергетики показує, що в даний час атомна енергетика, основою якої є реакторні установки (РУ) з водоводяними енергетичними реакторами (ВВЕР), займає лідируюче місце. Ренесанс атомної енергетики в світі після аварії на Чорнобильській АЕС пояснюється обмеженістю природних запасів органічного палива, доступних з погляду економічної ефективності видобутку, і негативними екологічними наслідками викидів продуктів згоряння вуглеводневої сировини.

«Енергетична стратегія України на період до 2030 р.» визначає збільшення частки вироблення електроенергії на АЕС до 60 % за рахунок адаптації енергоблоків АЕС, що діють і знов вводяться, до специфічних умов роботи в енергосистемі, які визначаються часткою виробленої електроенергії на АЕС. Якщо ця частка знаходиться в межах (25...50) %, а частка установок, що генерує тільки в піковому режимі, менше 15 %, то виникає невідповідність між виробленням і споживанням електроенергії. Невідповідність посилюється, якщо частка вироблення електроенергії на АЕС в енергосистемі перевищує 50 %.

Існуючі інвестиційні труднощі в спорудженні пікових енергетичних установок визначають необхідність еволюційного розвитку діючих АЕС в напрямі регулювання енергосистеми.

Отже, стає актуальним завдання експлуатації АЕС з ВВЕР-1000 (В-320) в змінній частині графіка електричного навантаження енергосистеми, тобто в маневровому режимі з регламентною швидкістю розвантаження 3 % від номінальної потужності за хвилину і навантаження 1 % за хвилину від номінальної потужності . Проект РУ В-320 передбачає її експлуатацію в базовому режимі, хоча устаткування першого контуру розраховане на можливість експлуатації в режимі регулювання частоти і потужності в енергосистемі в межах (30...100) % від номінальної потужності. За термін служби, в межах цього регулювального діапазону, допускається до 10 тис. циклів зміни навантаження, що є резервом для еволюції РУ.

Прийнятні і обґрунтовані тільки такі шляхи зміни регламентних умов експлуатації РУ, які, по-перше, не знижують її надійність і безпеку за всіма регламентними показниками, і, по-друге, зберігають на необхідному рівні економічну ефективність вироблення електроенергії. Такий підхід до зміни характеристик РУ лімітується регламентними показниками ядерного реактора (ЯР) і, в меншій мірі, - турбоустановки.

Етапна і планомірна еволюція серійної РУ В-320 при зміні проектних умов експлуатації для регулювання навантаження забезпечується певними заходами. По-перше, постійно уточнюються нейтронно-фізичні дані і розрахункові програмні коди. По-друге, удосконалюється апаратура контролю нейтронного потоку і точність обробки вимірювань в ЯР. По-третє, удосконалюється управління нерівномірністю енерговиділення в процесі вигоряння ядерного палива (ЯП). Проте відсутній інтегральний показник для порівняння між собою різних варіантів зміни проектних характеристик експлуатації на еволюційному етапі розвитку і модернізації РУ.

Протиріччя між економічною доцільністю і безпекою експлуатації РУ з ВВЕР-1000 (В-320) в змінному режимі виявляється через відсутність формалізованих залежностей, що характеризують стан ЯП, зокрема, оболонки твела, від багатократних змін потужності енергоблока. Вирішення вказаних протиріч є актуальним завданням.

Дисертаційна робота направлена на вирішення наукової задачі, що полягає в формалізації механізму впливу змінного навантаження РУ з ВВЕР-1000 на стан оболонки твела, включаючи визначення її граничного стану з точки зору ядерної безпеки, для прийняття рішення щодо методу регулювання потужності РУ в змінній частині графіка електричного навантаження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційні дослідження виконані автором відповідно до завдання держбюджетних науково-дослідних робот № 645-47 «Вивчення циклічності навантаження ВВЕР-1000 з метою визначення ефективності керування ресурсом ЯП при підтримці балансу потужності в енергосистемi» (№ держ. реєстр. 0109U002620) і № 649-135 «Вивчення можливості навантаження енергоблока АЕС з ВВЕР-1000 до 110 % від номіналу з метою визначення моменту граничного стану захисних бар'єрів безпеки» (№ держ. реєстр. 0109U008453).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є створення нового методу регулювання потужності активної зони РУ з ВВЕР-1000 (В-320) в змінній частині графіка електричного навантаження і визначення умов виникнення граничного стану оболонки твела при нормальній експлуатації РУ в змінному режимі навантаження.

Досягнення мети здійснюється вирішенням сформульованої послідовності таких дослідних завдань:

- аналіз існуючих методів забезпечення відповідності між виробленням і споживанням електроенергії в енергосистемі України;

- розробка математичної моделі твела активної зони (АКЗ) РУ з ВВЕР-1000 для оцінки міцності оболонки залежно від режиму змінного навантаження;

- визначення впливу режимних параметрів АКЗ РУ і конструкційних характеристик тепловиділяючих зборок (ТВЗ) на зміну властивостей оболонки твела в змінному режимі навантаження;

- дослідження впливу ТВЗ різних конструкцій на руйнування оболонки твела при змінному навантаженні;

- розробка комплексного показника для порівнювання ефективності різних режимів і визначення ефективності експлуатації РУ з ВВЕР-1000 в змінній частині графіка електричного навантаження;

- розробка методу регулювання потужності РУ з ВВЕР-1000 при змінному режимі навантаження АКЗ.

Об'єкт дослідження: активна зона РУ з ВВЕР-1000, яка експлуатується в змінній частині графіка електричного навантаження.

Предмет дослідження: моделі і методи регулювання потужності реакторної установки ВВЕР-1000 в режимі змінного навантаження.

Методи дослідження: математичний аналіз, що дозволив визначити властивості аналізованих функцій; імітаційне моделювання, що підтвердило отримані теоретичні результати; моделювання зміни властивостей ЯП і оболонки від вигоряння на основі емпіричних моделей, що дозволило обґрунтувати властивості оболонки твела; моделювання нестаціонарних процесів теплогідравліки і механічної взаємодії між паливною таблеткою і оболонкою за допомогою методу кінцевих елементів (МКЕ), що дозволило врахувати вплив змінних режимів на стан твела; комп'ютерне моделювання перехідних процесів в ЯР, що дозволило вивчити поле енерговиділення при маневруванні; енергетичний варіант теорії повзучості, що дозволив розробити фізично обґрунтований показник довговічності оболонки; комплексний аналіз складних технічних систем, що дозволив синтезувати метод регулювання потужності РУ в змінному режимі.

Наукова новизна отриманих результатів.

-- вдосконалено метод аналізу довговічності оболонки твела, який базується на енергетичному варіанті теорії повзучості, що дало можливість враховувати вимоги всіх критеріїв міцності оболонки твела РУ з ВВЕР-1000 (В-320) в єдиній розрахунковій моделі;

-- отримано подальший розвиток математичної моделі зміни властивостей оболонки твела РУ на базі сумісного розв'язання системи рівнянь теплопровідності і механічної деформації за МКЕ, яка відрізняється тим, що процеси повзучості і накопичення пошкоджень оболонки твела визначаються взаємопов'язано через роботу руйнування, яка розраховується за енергетичним варіантом теорії повзучості, що дає можливість визначити стан оболонки при змінному режимі;

-- вперше на основі розробленої математичної моделі оболонки твела РУ в змінному режимі навантаження досліджено параметричну чутливість оцінки міцності оболонки від зміни режимних характеристик АКЗ ЯР і конструктивних параметрів твела ТВЗ ВВЕР-1000, і показано, що існує три групи характеристик і параметрів: що практично не впливають, слабо впливають, і що визначають умови руйнування оболонки;

-- вперше запропоновано комплексний показник для оцінки ефективності експлуатації РУ з ВВЕР-1000 в змінній частині графіка електричного навантаження, що відрізняється від коефіцієнта використання встановленої потужності, який застосовується тільки для рівня техніко-економічного аналізу, і в якому використовуються чотири рівні аналізу (параметричний, структурний, техніко-економічний і ймовірнісний), що дає можливість порівнювати між собою різні методи регулювання потужності РУ за інтегральним показником при різних напрямах еволюції РУ;

-- вперше запропоновано і обґрунтовано компромісно-комбінований метод регулювання потужності РУ з ВВЕР-1000, який передбачає зміну потужності в інтервалі від 80 до 100 % при підтримці постійної температури теплоносія на вході в ЯР, що дає можливість використання взаємного пригнічування процесів отруєння-розотруєння для стабілізації поля енерговиділення в аксіальному напрямі.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблений метод регулювання потужності є основою алгоритму управління будь-яким ЯР типу ВВЕР , що характеризується збереженням цілісності оболонок твелів, високими показниками стабільності поля енерговиділення, коефіцієнта використання встановленої потужності і вірогідності безвідмовної роботи системи управління, що дає можливість підвищити якість електричної енергії і здійснити експортне постачання електроенергії до Європи.

Результати роботи впроваджені у навчальний процес ОНПУ в дисциплінах «Надійність та ядерна безпека АЕС», «Нестаціонарність процесів та регулювання ЯЕР» і на курсах підвищення кваліфікації й перепідготовки персоналу енергоблоків.

Особистий внесок здобувача. Всі наукові результати, викладені в дисертації, отримані здобувачем самостійно. Здобувачеві належить ряд основних ідей і розробок, направлених на створення методу оцінки міцності оболонки твела і методу оцінки ефективності експлуатації РУ з ВВЕР-1000 у змінному режимі навантаження. В роботах, опублікованих у співавторстві, здобувачеві належать: у [2, 3] - розробка моделі оболонки твела; у [7, 9] - запропонований МКЕ при сумісному вирішенні рівнянь теплопровідності і механічної деформації; у [6, 8] - запропонована класифікація режимних характеристик і конструкційних параметрів, що впливають на довговічність оболонки у змінному режимі навантаження; у [5, 10] - розроблений комплексний показник у вигляді вектора багатовимірного простору параметрів; у [1, 4] - запропонований і обґрунтований Компромісно-комбінований метод регулювання потужності РУ.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційного дослідження докладалися, обговорювалися і дістали схвалення на міжнародних науково-практичних конференціях і семінарах: щорічних конференціях ІЯД НАН України, м. Київ, січень, 2007, 2008 р.; 5 -й міжнародній науково-технічної конференції «Забезпечення безпеки АЕС з ВВЕР», м. Подольск, 29.05.-1.06.2007 р.; семінарі «Першочергові завдання реалізації енергетичної стратегії України в галузі ядерної енергетики» - м. Одеса, 4-7.06.2007 р.; 17th Symposium of AER on WWER Reactor Physics and Reactor Safety, 24-29.09.2007 р., Yalta, Crimea, Ukraine; 5-й міжнародній науково-технічній конференції «Безпека, ефективність і економіка атомної енергетики», м. Москва, 21-23.05.2008 р.; 2nd International Conference on Current Problems in Nuclear Physics and Atomic Energy, 9-15.06.2008 р., Kyiv, Ukraine; 2008 IEEE Nuclear Science Symposium, 6-й міжнародній науково-технічній конференції «Забезпечення безпеки АЕС з ВВЕР», м. Подольск, 26-29.05.2009 р.

Публікації. Результати наукових досліджень викладено в 10 друкованих працях, з них 7 - в спеціалізованих наукових виданнях, рекомендованих ВАК України.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, додатку і списку використаних джерел з 135 найменувань. Загальний обсяг дисертації складає 189 сторінок (з них 173 - основного тексту), 41 рисунок, 45 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність роботи, сформульована мета і визначені основні завдання дослідження, показані наукова новизна і практична цінність роботи.

У першому розділі (Стан проблеми переведення РУ з ВВЕР-1000 (В-320) в змінний режим експлуатації) виконаний аналіз існуючих методів забезпечення відповідності між виробленням і споживанням електроенергії в системі. Показана економічна доцільність і проаналізовані технічні можливості підвищення маневреності об'єднаної енергосистеми (ОЕС)України. Розглянуті переваги і недоліки відомих методів регулювання потужності для енергоблоків АЕС

В результаті огляду сучасного стану енергетики України встановлено, що пікові регулюючі потужності складають 8 % сумарної потужності ОЕС, тоді як для стабільної роботи системи необхідно не менше 15 %. Теплова енергетика характеризується тим, що більше 95 % енергоблоків відпрацювали розрахунковий ресурс (220 тис. год), 64 % блоків перевищили межу фізичного зносу (290 тис. год), усереднений залишковий ресурс роботи теплової енергетики України складає 5 років. Питома витрата умовного палива на вироблення електроенергії на ТЕС у 2009 р. склала 0,376 кг у.п./(кВт·год), що на 17 % більше ніж в 1991 р. Маневруюча ТЕС має ККД близько 30 %.

Аналіз установок, які могли б експлуатуватися в змінній частині графіка електричного навантаження, показує, що питомі капіталовкладення в ТЕС з котлами циркулюючого киплячого шару складають 1680...2040 $/кВт, тоді як в АЕС (з ВВЕР-1000) -1500...2000 $/кВт при рівному екологічному ефекті.

Аналіз можливості експлуатації енергоблока з ВВЕР-1000 в змінній частині графіка електричного навантаження виявив, що для маневреного режиму необхідно розробити новий метод регулювання потужності, застосування якого повинне гарантувати збереження цілісності оболонок твелів, не погіршити економічні показники експлуатації енергоблока, стабільність розподілу енерговиділення в АКЗ і надійність управління РУ при маневруванні. Для вирішення завдання аналізу зміни властивостей оболонки твела в змінному режимі навантаження необхідно розробити математичну модель.

У другому розділі (Математична модель зміни властивостей оболонки твела ВВЕР-1000 в різних експлуатаційних режимах) синтезована математична модель твела РУ з ВВЕР-1000 для оцінки міцності оболонки твела залежно від режиму змінного навантаження, яка заснована на енергетичному варіанті теорії повзучості і використовує МКЕ для сумісного вирішення рівнянь теплопровідності і механічної деформації компонентів твела та дозволяє визначити граничний стан оболонки в змінному режимі залежно від тривалості, глибини і кількості циклів.

Для режиму змінного навантаження виділено три основні механізми руйнування оболонки: механічна взаємодія між паливом і оболонкою (МВПО) на ранніх стадіях опромінювання палива; корозія в області глибоких вигорянь (при вигорянні BU > 50 МВт·діб/кг); руйнування від утомленості. Прийнято, що вплив на міцність оболонки МВПО на ранніх стадіях опромінювання виключається виконанням регламентних вимог за допустимими значеннями лінійних навантажень і стрибків потужності РУ, а вплив корозії, - оптимізацією сполуки і процесу термічної обробки сплавів.

Виявлено, що при аналізі руйнування оболонки від утомленості в режимі змінних навантажень ключовим є аналіз МВПО при багатократних змінах рівня потужності, результатом якого є накопичена еквівалентна деформація повзучості матеріалу оболонки. Для оцінки експлуатаційного ресурсу оболонки твела використовувався метод розрахунку параметра сумарного ушкодження матеріалу оболонки на основі енергетичного варіанту теорії повзучості, що враховує взаємозв'язок процесів повзучості і накопичення ушкоджень. Для оцінки часу експлуатації оболонки (без аварійних режимів) при багатократних змінах потужності РУ необхідно обчислити роботу A(ф), накопичену в процесі повзучості до моменту руйнування оболонки і витрачену на її руйнування. При руйнуванні оболонки твела справедливо:

, (1)

де - питома енергія розсіяння A(ф) у момент втрати стійкості ф0 матеріалу оболонки, при досягненні рівності між величинами еквівалентної напруги і межі текучості ; e - еквівалентна напруга, Па; - швидкість еквівалентної деформації повзучості, с-1.

Для розрахунку напруг і деформацій в оболонці математична модель по-винна забезпечити сумісне вирішення рівнянь теплопровідності і механічної деформації компонентів твела за допомогою МКЕ, що дозволить врахувати вплив змінних режимів на стан твела у всіх режимах нормальної експлуатації до вигоряння більше 50 МВт·діб/кг з урахуванням реальної послідовності змін потужності РУ і параметрів теплоносія. Розрахунок таких властивостей моделі забезпечує програмний засіб (ПЗ) FEMAXI. Тому розрахунок e, здійснювався за допомогою вказаного ПЗ. Довжина твела умовно ділилася на 10 аксіальних сегментів, для центральної точки кожного з яких задавалася своя лінійна потужність, пропорційна потужності РУ. Для стовпа паливних таблеток і оболонки проводилась дискретизація у циліндричній геометрії за допомогою кільцевих елементів. Кількість радіальних розрахункових ланок задавалася 10 і 4 для таблеток і оболонки, відповідно.

У моделі оцінки міцності оболонки початковими даними є конструкційні параметри твела і режимні параметри АКЗ, а основними вихідними даними - розподіл температури, еквівалентного напруження і деформації повзучості в оболонці. Використовуючи неявний метод вирішення рівняння теплопровідності для довільного j-го аксіального сегмента і відповідної області зазору, а також граничну умову для поверхні оболонки, рівняння перетворене в різницеві апроксимаційні співвідношення. У одновимірній радіальній геометрії розподіл температури в твелі на часовому кроці m+1 знаходився з системи рівнянь

, (2)

де , - відомі величини;

- температура в N-му вузлі твела;

- щільність теплового потоку на поверхні оболонки;

- температура теплоносія,

K; hW - коефіцієнт тепловіддачі на поверхні оболонки Вт/(м2·К).

З системи рівнянь (2) були знайдені і , після чого визначена температура в розрахунковому вузлі N-1. Потім розраховувалося випускання газоподібних продуктів ділення, потік газу в зазорі в осьовому напрямі, а також їх зворотний вплив на теплопровідність зазору. Коефіцієнт теплопередачі зазору h, Вт/(м2·К) виражався як

, (3)

де , hs , hr - складові коефіцієнта теплопередачі зазора, що враховують відповідно теплопровідність газу, зони щільного контакту палива і оболонки, випромінювання.

Аналіз напруження/деформації в циліндричній геометрії виконувався з використанням МКЕ, де чотирикутний елемент має чотири виміри свободи. Дві внутрішні ділянки моделюють матеріал оболонки, а дві зовнішні - шар окислу цирконію. Швидкість еквівалентної деформації повзучості оболонки записана у вигляді функції тангенціальної напруги в оболонці, температури оболонки і потоку швидких (E > 1,0 МеВ) нейтронів.

Розрахунок характеристик теплопередачі і напруження здійснювався через цикл збіжності. Для j-го аксіального сегмента (індекс j опущений) ширина радіального зазору між таблеткою і оболонкою розраховувалась як

, (4)

де - початкова ширина радіального зазору, м; - радіальне зрушення оболонки, м; - радіальне зрушення таблетки, м.

Якщо розрахункова ширина радіального зазору має від'ємне значення < 0 на початку якого-небудь тимчасового кроку, то таблетка знаходиться у контакті з оболонкою і розраховується величина контактного тиску , що дозволяє за (3) знайти коефіцієнт теплопередачі зазору

, (5)

де , - відповідно внутрішній і зовнішній радіуси оболонки, м; - радіальне зміщення оболонки, викликане тиском таблетки, що набухає, м; - модуль Юнга оболонки, Па.

Еквівалентне напруження виражається як

. (6)

Для швидкості еквівалентної деформації повзучості (с-1) використовувався емпіричний вираз:

, (7)

де - еквівалентне напруження, Па; T - температура оболонки, K; - потік швидких нейтронів, м-2·с-1; K, B, C - відомі константи, що характеризують властивості матеріалу оболонки.

Еквівалентна деформація повзучості в (7) на поточному тимчасовому кроці n+1 визначалася як

, (8)

де 0,5; на кроці n+1 визначалося з (7), маючи величину на кроці n.

Розрахунок за (4) зазору між таблеткою і оболонкою, що змінюється, дозволив організувати ітераційний процес між розрахунками температури і величин, які залежать від температури з досягненням збіжності в кінці кожного часового кроку. Розрахувавши і для заданого режиму навантаження твела, знаходять енергію необоротних деформацій повзучості і розраховують параметр (ф) оболонки, що визначає її ушкодженість в змінному режимі.

В результаті проведених досліджень запропонована математична модель зміни властивостей оболонки твела РУ з ВВЕР-1000 в змінному режимі навантаження, що дозволяє аналізувати стан оболонки в рамках однієї розрахункової моделі. Така модель для розрахунку роботи A(ф), накопиченої в процесі повзучості до моменту руйнування оболонки і витраченої на її руйнування, використовує МКЕ для сумісного розв'язання рівнянь теплопровідності і механічної деформації компонентів твела, а також енергетичний варіант теорії повзучості, що дозволяє визначити зміну стану оболонки твела РУ залежно від режиму її навантаження і виконати модельний експеримент.

У третьому розділі (Аналіз результатів моделювання властивостей оболонки твела РУ ВВЕР-1000 -320) у змінному режимі) визначено вплив режимних параметрів АКЗ РУ і конструкційних характеристик ТВЗ на зміну властивостей оболонки твела в різних режимах навантаження, досліджені ТВЗ різних конструкцій на предмет руйнування оболонки твела при їх змінному навантаженні. Показано, що накопичена питома енергія розсіяння A(N) оболонки твела ВВЕР-1000 залежить від режимних характеристик РУ. Зменшення середньої по довжині твела лінійної потужності <ql>, при незмінних характеристиках, приводить до збільшення кількості тижневих циклів до початку прискореної повзучості (рис. 1). Розрахунок питомої енергії розсіяння A(N) для оболонки ВВЕР-1000, виконаний для циклу змінного навантаження (5 дiб - (100%+75%), 2 доби - 50 %) на основі запропонованої математичної моделі, показав, що A(N) істотно залежить від конструкційних характеристик ТВС, наприклад, від величини діаметра центрального отвору таблетки .У момент втрати стійкості оболонки = 2074 еф. дiб для випадку, коли зменшений на 20% в порівнянні з проектним значенням, досягається виконання умови

Отримавши для =0,112 см значення ? 2074 еф. дiб, відповідну величину =25,5 МДж/м3 визначають на основі залежності A(N) (рис. 3).

Розрахункова величина питомої енергії розсіяння A(N) і час експлуатації оболонки твела ВВЕР-1000 до початку прискореної повзучості (ql,max=248 Вт/cм) оболонки істотно залежать від режиму навантаження (рис. 4).

Використовуючи умову (1), для постійного і змінного режимів навантаження ВВЕР-1000 виконана оцінка параметра пошкодженості (ф) оболонки твела після 1576 еф. дiб (табл. 1). Там же для різних величин ql,max приведені час втрати стійкості ф0 оболонки, кількість циклів змінного навантаження Nц до втрати стійкості і енергія розсіяння .

Кількість циклів змінного навантаження, яке витримує оболонка твела ВВЕР-1000 до моменту втрати стійкості, при збільшенні ql,max з 248 Вт/см до 298 Вт/см зменшується з 1925 до 1351. Відповідно до результатів розрахунко- вої оцінки параметра після 1576 еф. дiб робота ВВЕР-1000 в змінному режимі навантаження має перевагу в порівнянні із роботою в стаціонарному режимі при ql,max ? 273 Вт/см.

Таблиця 1. - Пошкодженість щ (1576 еф. дiб)для режимів навантаження ВВЕР-1000

ql, max, Вт/см

248

258

263

273

298

<Ф>, 1014/см2·с

1

1,04

1,06

1,1

1,2

Постійний

режим

навантаження

ф0, еф. Дiб

2211

2078

2016

1904

1631

, МДж/м3

33,37

35,66

36,87

39,74

47,64

(1576 еф. дiб), %

60

65

68

74

94

Комбінований

режим

навантаження

ф0, еф. Дiб

2246

2102

2032

1903

1576

Nц

1925

1802

1742

1631

1351

, МДж/м3

27,36

29,14

30,05

32,10

37,69

(1576 еф. дiб), %

57

64

67

74

100

Була досліджена параметрична чутливість розробленої математичної моделі. Отримано, що до групи початкових даних, що неістотно впливають, інтервал задання кожних з яких величиною 20 % приводить до зміни оцінки часу втрати стійкості ф0 не більш 0,1 %, відносяться: різниця між температурами газу верхнього компенсаційного об'єму і теплоносія, розмір зерна таблетки, збагачення палива, величина верхнього компенсаційного об'єму твела. До групи початкових даних, які слабо впливають, інтервал задання кожних з яких величиною 3 % приводить до зміни оцінки часу втрати стійкості ф0 не більше 2 %, відносяться: товщина оболонки, початковий тиск гелію під оболонкою, початковий зміст гелію під оболонкою, ефективна щільність двоокису урану, тиск теплоносія на вході в ЯР, швидкість теплоносія, крок ґратки твелів, діаметр центрального отвору таблетки. До групи початкових даних які сильно впливають, інтервал задання кожних з яких величиною 3 % приводить до зміни оцінки ф0 більше 2 %, відносяться: зовнішній діаметр оболонки твела, діаметр таблетки, максимальна лінійна потужність, температура теплоносія на вході в ЯР.

Порівняння міцності оболонки середньонавантажених твелів різних типів ТВЗ у змінному режимі в умовах ВВЕР-1000 виконувалося з урахуванням відмінності в конструктивних характеристиках твелів УТВЗ, ТВЗ-А і ТВЗ-W. Після 771 циклу комбінованого навантаження еквівалентна деформація повзучості оболонки для УТВЗ, ТВЗ-А і ТВЗ-W склала 7,65, 7,86 та 9,40 %, відповідно. Міцність оболонок порівнювалась шляхом розрахунку для i-го типу ТВЗ величини відносної питомої енергії розсіяння Авiдн, що визначається як Аi(900)/Аб(900) - у базовому, та як Аi(900)/Ап(900) - у змінному режимі навантаження. В умовах АКЗ ВВЕР-1000 міцність оболонки твела ТВЗ-А менша, ніж у оболонки твела УТВЗ як у стаціонарному, так і у змінному режимі навантаження. Оскільки конструктивно твели вказаних ТВЗ відрізняються тільки величиною діаметра центрального отвору таблетки, збільшення (за інших рівних умов) приводить до підвищення міцності оболонки твела в змінному режимі навантаження. Таким чином, виконаний порівняльний аналіз довговічності оболонки твела УТВЗ, ТВЗ-А і ТВЗ-W (табл. 2).

Таблиця 2. - Відносна питома енергія розсіяння матеріалу оболонки після 900 еф. дiб

Режим

Навантаження

Базовий (100 %)

(5 дiб - (100 %+75 %), 2 доби - 50 %)

Тип ТВЗ

УТВЗ

ТВЗ-А

ТВЗ-W

УТВЗ

ТВЗ-А

ТВЗ-W

BU, МВт·сут/кг

63,83

59,45

56,88

63,95

59,56

57

pe, %

10,06

10,32

12,52

7,648

7,862

9,402

А, МДж/м3

9,933

10,42

16,03

7,313

7,721

11,51

Авiдн , %

62

65

100

63,5

67,1

100

На основі запропонованої математичної моделі зміни властивостей оболонки твела РУ у циклічному режимі навантаження досліджена параметрична чутливість оцінки міцності до режимних характеристик АКЗ ЯР і конструктивних параметрiв твела ТВЗ ВВЕР-1000, що дозволило визначити три групи характеристик і параметрів: що практично не впливають, слабо впливають і визначають умови руйнування оболонки. Дослідження параметричної чутливості даних, що визначають умови руйнування оболонки, дозволило створити науково обґрунтовані передумови для розробки компромісно-комбінованого методу регулювання потужності РУ.

У четвертому розділі (Результати модельного експерименту застосування компромісно-комбінованого методу регулювання потужності РУ ВВЕР-1000) розроблено комплексний показник для порівняння ефективності різних змінних режимів і визначення ефективності експлуатації РУ з ВВЕР-1000 у змінній частині графіка електричного навантаження, а також метод регулювання потужності РУ ВВЕР-1000 при такому режимі навантаження АКЗ.

Виділені параметричний, структурний, техніко-економічний і імовірнісний рівні аналізу методів регулювання РУ з ВВЕР-1000 як системи. Введені приведені параметри

, (9)

де *- приведений параметр ушкодження оболонки; - параметр ушкодження оболонки; - приведений аксіальний офсет; - амплітуда зміни аксіального офсету (АО) в ході маневру, що визначає висотну нерівномірність поля енерговиділення і розраховується як процентне відношення різниці потужностей верхньої Pв та нижньої Pн половин АКЗ до повної потужності АКЗ; - кількість діб простою РУ, що приходиться на кожні 10 діб експлуатації ВВЕР-1000 на 100 % потужності; КВВП - коефіцієнт використання встановленої потужності РУ без урахування часу простоїв; - приведений КВВП, що враховує сумарний час простоїв; - вірогідність безвідмовної експлуатації всіх систем управління, що забезпечують маневрування потужністю РУ (з урахуванням вірогідності помилок персоналу); - вірогідність безвідмовної роботи всіх систем управління РУ, що забезпечують маневрування потужністю в ході i-ї оперативної дії (перемикання); M - необхідна кількість оперативних дій (перемикань) при маневруванні потужністю.

Використовуючи координати вектора параметрів як компоненти показника ефективності алгоритму маневрування потужністю РУ, точка з координатами відповідає граничному найкращому змінному режимові експлуатації, а точка - граничному найгіршому змінному режимові. Мірою ефективності j-го алгоритму є значення коефіцієнта, що показує близькість точки до точки ( ) і визначається як

.(10)

Запропонований альтернативний алгоритм добового маневру потужністю АКЗ РУ. Хай енергоблок працює на номінальній потужності, ксенонові коливання пригнічені за допомогою переміщення регулюючої групи. Первинне зниження (до 90 %) потужності РУ протягом 0,5 год здійснюється введенням розчину борної кислоти за підтримки незмінної температури теплоносія на вході в ЯР за рахунок підвищення тиску в головному паровому коллекторі (ГПК). Введенням робочої групи підтримується оптимальний миттєвий АО як гарантія невиникнення ксенонових коливань. Надалі зниження потужності до 80 % протягом 2,5 год відбувається за рахунок отруєння. Через 2,5 год потужність ЯР досягне 80 % і буде стабілізована введенням «чистого дистиляту». Після проходження максимуму «йодної ями» потужність РУ частково відновиться за рахунок розотруєння. Після експлуатації РУ на потужності 80 % протягом 4 год виконується підвищення потужності до номінальної протягом 2 год. Для відновлення номінальної потужності РУ вводиться «чистий дистилят» в контур з одночасним зниженням тиску в ГПК, що дозволяє зберегти постійною вхідну температуру теплоносія. Одночасно регулююча група органів регулювання системи управління і захисту (ОР СУЗ) витягується з АКЗ для підтримки оптимального миттєвого АО і запобігання виникненню ксенонових коливань.

Переваги альтернативного алгоритму: невелика кількість перемикань, що знижує вірогідність помилкових дій персоналу; зменшення витрати чистого дистиляту і борного концентрату; забезпечення довговічності оболонки твела при постійній температурі входу теплоносія. Запропонований метод регулювання, згідно з яким при зменшенні потужності реактора від 100 до 80 % номіналу, при тиску пари в ГПК (58...60) барів підтримується постійною, має переваги і позбавлений недоліків відомого методу регулювання з постійною .

Альтернативний алгоритм використовує групи ОР СУЗ, що регулюють виключно для підтримки миттєвого АО; використання конкуруючих процесів зміни реактивності при зміні потужності (нестаціонарне отруєння ксеноном і температурний коефіцієнт реактивності) на етапі отруєння-розотруєння дозволяє стабілізувати поле енерговиділення в аксіальному напрямі, в першу чергу - у верхній частині ЯР .

ПЗ «Імітатор Реактора» (ІР) є перевіреним засобом розрахункового моделювання ВВЕР-1000 і призначений для проведення розрахунків з удосконалення паливних циклів і алгоритмів управління ЯР, а також для використання як програмного засобу інформаційної підтримки. Тому ПЗ ІР дозволяє провести модельний експеримент з маневру потужністю РУ згідно з альтернативним алгоритмом - за компромісно-комбінованим методом регулювання, і апробованим алгоритмом по програмі регулювання з постійним тиском другого контуру, що проходив випробування на ХАЕС 18.04.2006 р. Апробований алгоритм: зниження потужності до 80 % за 1 год , з подальшою роботою на потужності 80 % протягом 7 год, з наступним підвищенням потужності до номінальної протягом 2 год. Отримано, що для альтернативного алгоритму в два рази зменшується амплітуда необхідного руху регулюючої групи ОР СУЗ. Для апробованого алгоритму, на відміну від альтернативного, характерна значна розбіжність миттєвого і рівноважного АО. Амплітуда зміни АО в ході маневру для апробованого алгоритму приблизно в 10 разів більше, ніж для альтернативного, що не дозволить стабілізувати поле енерговиділення після закінчення маневру .

Для порівняння алгоритмів маневрування був проведений модельний експеримент з вибору найбільш ефективного алгоритму за запропонованим показником. Загальна кількість оперативних дій при маневруванні потужністю за апробованим і альтернативним алгоритмом була M1= 140 та M2= 40, відповідно. На ЗАЕС вірогідність відмови системи управління РУ, що забезпечує маневрування потужністю, в ході i-го перемикання складає 0,001. Тоді = 0,999, де ; j - номер алгоритму маневрування. Вірогідність безвідмовної роботи системи управління РУ, що забезпечує маневрування потужністю, за апробованим і альтернативним алгоритмами має відповідно значення ? 0,869 и ? 0,961. Визначення для оболонки твела (в еф. доб) при =298 Вт/см пояснюється на рис. 9 для альтернативного алгоритму.

Приймаючи Nн=2, задаючи для ТВЗ-А область допустимих значень компонентів комплексного показника умовами апробований і альтернативний алгоритми описують характеристиками, приведеними в табл. 3. Отримано, що альтернативний алгоритм має більшу ефективність Eff, ніж апробований. В результаті проведеного дослідження запропонований і обґрунтований компромісно-комбінований метод регулювання потужності РУ з ВВЕР-1000 в інтервалі від 80 до 100 % при підтримці постійної температури теплоносія на вході в ЯР, що дало

Таблиця 3. - Характеристики алгоритмів маневрування потужністю РУ з ВВЕР-1000

,

Вт/см

Алгоритм

,

%

КВВП

A0,

ф0, еф.

Дiб

(1000 еф. дiб)

Eff

(1000

еф. дiб)

248

Апробований

3,0

0, 929

29,59

2228

0,351

0,220

Альтернативний

0,3

0, 942

30,29

2209

0,357

0,256

260

Апробований

3,0

0, 929

32,04

2061

0,400

0,150

Альтернативний

0,3

0, 942

32,85

2044

0,407

0,179

Таким чином, послідовність вирішених дослідних завдань усунула науково-технічне протиріччя і вирішила наукове завдання дисертаційної роботи. Це дозволить забезпечити безпечну роботу РУ в змінній частині графіка електричного навантаження за рахунок обчислення впливу повзучості оболонки в змінному режимі навантаження на її властивості залежно від режимних характеристик АКЗ РУ і конструктивних параметрів твела.

У додатку наведено документи про впровадження результатів дослідження в ДП НАЕК «Енергоатом», а також в учбовий процес і науково-дослідні роботи Одеського національного політехнічного університету.

ВИСНОВКИ

Дисертаційна робота містить раніше незахищені наукові положення і отримані автором нові науково обґрунтовані результати, що полягають в розробці Компромісно - комбінованого методу регулювання потужності РУ з ВВЕР-1000 (В-320) в змінному режимі навантаження. У роботі вирішено завдання формалізації механізму впливу режимів навантаження РУ з ВВЕР-1000 на стан оболонки твела, включаючи її граничний стан.

Отримані наукові і практичні результати дозволяють зробити такі висновки:

1. Аналізом літературних джерел встановлено, що головним завданням експлуатації РУ з ВВЕР-1000 у змінній частині графіка електричного навантаження є необхідність розробки нового методу регулювання потужності, застосування якого повинне гарантувати збереження цілісності оболонок твелів, не погіршити показники надійності і економічності експлуатації енергоблока, а також стабільності розподілу енерговиділення в АКЗ при маневруванні.

2. На основі енергетичного варіанту теорії повзучості вдосконалено метод аналізу міцності оболонки твела, що дозволяє враховувати вимоги всіх критеріїв міцності оболонки твела РУ з ВВЕР-1000 в єдиній розрахунковій моделі.

3. На базі вирішення системи рівнянь теплопровідності і механічної деформації за МКЕ запропоновано математичну модель зміни властивостей оболонки твела РУ, яка відрізняється тим, що процеси повзучості і накопичення пошкоджень визначаються взаємопов'язано через роботу руйнування оболонки твела, яка дає можливість визначити умови зміни стану оболонки твела при будь-якому навантаженні РУ. Для змінного навантаження виявлено, що в твелі ТВЗ-А при максимальній лінійній потужності = 248 Вт/см граничний стан оболонки досягається через = 2246 еф. дiб, при цьому = 27,36 МДж/м3, параметр ушкодженості оболонки після 1576 еф. дiб дорівнює 57 %. Для постійного режиму навантаження при = 248 Вт/см = 2211 еф. дiб, при цьому = 33,37 МДж/м3, параметр ушкодженості оболонки після 1576 еф. дiб дорівнює 60 %. Робота ВВЕР-1000 у змінному режимі навантаження має перевагу в порівнянні iз роботою в стаціонарному режимі при ? 273 Вт/см.

4. На основі запропонованої математичної моделі зміни властивостей оболонки твела РУ в змінному режимі навантаження досліджено параметричну чутливість оцінки довговічності оболонки до режимних характеристик і конструктивних параметрів твела ВВЕР-1000. До групи початкових даних, що впливають неістотно, інтервал задання кожних з яких величиною 20 % приводить до зміни оцінки часу втрати стійкості не більш 0,1 %, відносяться: різниця між температурами газу верхнього компенсаційного об'єму і теплоносія; початковий розмір зерна таблетки, збагачення ЯП, верхній компенсаційний об'єм твела. До групи початкових даних, що слабо впливають, інтервал задання кожних з яких величиною 3% приводить до зміни оцінки часу втрати стійкості не більше 2 %, відносяться: товщина оболонки, початковий тиск He під оболонкою, початковий вміст He в газовій суміші під оболонкою, ефективна густина UO2, тиск теплоносія на вході в ЯР, швидкість теплоносія, крок решітки твелів, діаметр центрального отвору таблетки. До групи початкових даних, що сильно впливають, інтервал задання кожних з яких величиною 3 % приводить до зміни оцінки більше 2 %, відносяться: зовнішній діаметр оболонки твела, діаметр таблетки, максимальна лінійна потужність, температура теплоносія на вході в ЯР.

5. Запропоновано комплексний показник для оцінки ефективності експлуатації РУ з ВВЕР-1000 у змінній частині графіка електричного навантаження, що враховує чотири рівні аналізу (параметричний, структурний, техніко-економічний і імовірнісний) у вигляді приведених параметрів, що пошкоджують оболонки твела , аксіального офсету , коефіцієнта використання встановленої потужності , вірогідності безвідмовної роботи систем управління, що забезпечують циклічний режим навантаження, відповідно, що дає можливість зіставляти різні моделі регулювання навантаження РУ за показником, приймаючи як міру ефективності j-го алгоритму близькість точки до точки .

6. Запропоновано і обґрунтовано компромісно-комбінований метод регулювання потужності РУ з ВВЕР-1000, який передбачає зміну потужності РУ в інтервалі від 80 до 100% при підтримці постійної вхідної температури теплоносія в ЯР, що дає можливість використання конкуруючих процесів на етапі отруєння - розотруєння, стабілізації поля енерговиділення в аксіальному напрямі. Після 1000 еф. дiб при = 248 Вт/см ефективність Eff апробованого і альтернативного алгоритмiв складає відповідно 0,220 и 0,256, а при = 260 Вт/см - 0,150 та 0,179, відповідно.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Баскаков В.Е. Алгоритм эксплуатации энергоблока с ВВЭР в поддержании суточного баланса мощности энергосистемы / В.Е. Баскаков, М.В. Максимов, О.В. Маслов // Тр. Одес. политехн. ун-та. - 2007. - Вып 2(28). - С. 56 - 59.

2. Maксимов M.В. Метод анализа времени эксплуатации оболочки твэла при работе ядерного реактора в режиме переменных нагрузок / M.В. Maксимов, С.Н. Пелых, В.Е. Баскаков // Тр. Одес. политехн. ун-та. - 2008. - Вып 1(29). - С. 94 - 98.

3. Pelykh S.N. Model of cladding failure estimation under multiple cyclic reactor power changes / S.N. Pelykh, M.V. Maksimov, V.E. Baskakov // Proc. of the 2-nd int. conf. “Current problems of nuclear physics and atomic energy”. - K.: Institute for Nuclear Research, 2008. - P. 638 - 641.

4. Метод оценки эффективности алгоритма маневра мощностью энергоблока с реактором типа ВВЭР / M.В. Maксимов, С.Н. Пелых, В.Е. Баскаков, О.В. Маслов // Известия вузов. Ядерная энергетика. - 2008. - № 4. - С. 128 - 139.

5. Метод оценки разрушения оболочки ядерного реактора, работающего в переменной части графика нагрузки / М.В. Максимов, С.Н. Пелых, О.В. Маслов, В.Е. Баскаков // Cб. тезисов 6-й межд. научно-техн. конф. “Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР”. - Подольск: ОКБ “Гидропресс”, 2009. - С. 133.

6. Влияние неопределенности исходных данных на оценку долговечности оболочки твэла при переменном режиме эксплуатации / M.В. Maксимов, С.Н. Пелых, О.В. Маслов, В.Е. Баскаков // Ядерная и радиационная безопасность. - 2009. - № 2. - С. 13 - 18.

7. Maксимов M.В. Cравнение долговечности оболочек твэлов реактора ВВЭР-1000, работающего в переменном режиме / M.В. Maксимов, С.Н. Пелых, В.Е. Баскаков // Тр. Одес. политехн. ун-та. - 2009. - Вып 1(31). - С. 49 - 53.

8. Методика сравнения долговечности оболочек твэлов, работающих в переменном режиме / М.В. Максимов, С.Н. Пелых, О.В. Маслов, В.Е. Баскаков // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. - Харьков, 2009. - № 4/2. - С. 192 - 197.

9. Model of cladding failure estimation for a cycling nuclear unit / M.V. Maksimov, S.N. Pelykh, O.V. Maslov, V.E. Baskakov // Nuclear Engineering and Design. - 2009. -Vol. 239, № 12. - P. 3021 - 3026.

10. Пелых С.Н. Комплексный критерий эффективности алгоритма маневрирования мощностью РУ с ВВЭР-1000 в переменном режиме / С.Н. Пелых, В.Е. Баскаков, Т.В. Цисельская // Тр. Одес. политехн. ун-та. - 2009. - Вып. 2(32). - С. 53 - 58.

АНОТАЦIЯ

Баскаков В. Є. Компромісно-комбінований метод регулювання потужності РУ з ВВЕР-1000 (В-320) у змінному режимі навантаження. - Рукопис.

Дисертацiя на здобуття наукового ступеня кандидата технiчних наук за спецiальнiстю 05.14.14 - тепловi та ядернi енергоустановки.- Одеський нацiональний полiтехнiчний унiверситет, Одеса, 2010.

Дисертація присвячена розробці компромісно-комбінованого методу регулювання потужності РУ з ВВЕР-1000 (В-320) в змінному режимі навантаження.

Отримав подальший розвиток метод аналізу міцності оболонки твела реактора ВВЕР-1000 на основі енергетичного варіанту теорії повзучості. Синтезована модель аналізу стану оболонки, що дозволяє достовірно оцінити граничну кількість циклів навантаження оболонки залежно від характеристик змінного режиму і конструкційних характеристик ТВЗ. Виконаний аналіз впливу невизначеності в заданні режимних параметрів АКЗ і конструкційних характеристик твела на оцінку довговічності оболонки твела в режимі змінних навантажень. Запропонований комплексний показник ефективності експлуатації енергоблока АЕС з ВВЕР-1000 в змінному режимі, що враховує одночасно вимоги цілісності ключових елементів РУ, стабільності фізичних процесів в РУ, економічності і керованості РУ. Запропонований і обґрунтований Компромісно-комбінований метод регулювання потужності РУ, що дозволяє забезпечити максимальну ефективність експлуатації РУ з ВВЕР-1000 в змінному режимі. Основні результати роботи знайшли практичне застосування при розробці програм регулювання для АЕС України з ВВЕР-1000.

Ключовi слова: компромісно-комбінований метод регулювання потужності, ВВЕР, змінний режим навантаження, міцність оболонки твела, комплексний показник ефективності експлуатації, параметр пошкодженості оболонки, енергетичний варіант теорії повзучості.

АННОТАЦИЯ

Баскаков В. Е. Компромиссно-комбинированный метод регулирования мощности РУ с ВВЭР-1000 -320) в переменном режиме нагружения. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.14 - тепловые и ядерные энергоустановки.- Одесский национальный политехнический университет, Одесса, 2010.

Диссертация посвящена разработке компромиссно-комбинированного метода регулирования мощности РУ с ВВЭР-1000 (В-320) в переменном режиме нагружения.

Получил дальнейшее развитие метод анализа долговечности оболочки твэла реактора ВВЭР-1000 на основе энергетического варианта теории ползучести применительно к задаче оценки долговечности оболочки в переменном режиме нагружения, позволяющий использовать все известные критерии прочности оболочки в рамках одной расчетной модели. Синтезирована единая для постоянного и переменного режимов нагружения расчетная модель анализа состояния оболочки твэла реактора типа ВВЭР, использующая для одновременного решения уравнений теплопроводности и деформации компонентов твэла метод конечных элементов, позволяющая достоверно оценить предельное количество циклов нагружения оболочки в зависимости от продолжительности и глубины разгрузки энергоблока, режимных характеристик АКЗ и конструкционных характеристик ТВС. Выполнен анализ влияния неопределенности в задании режимных параметров АКЗ и конструкционных характеристик твэла на оценку долговечности оболочки твэла в режиме переменных нагрузок. Предложен комплексный показатель, компонентами которого служат приведенные параметры поврежденности материала оболочки твэла, аксиальный офсет, КИУМ и вероятность безотказной работы системы управления, позволяющий при оценке эффективности эксплуатации энергоблока АЭС с ВВЭР-1000 в переменном режиме и сопоставлении различных вариантов изменения проектных характеристик эксплуатации энергоблока одновременно учитывать требования целостности ключевых элементов РУ, стабильности ключевых физических процессов, протекающих в РУ, экономичности и управляемости РУ. Предложен и обоснован Компромиссно-комбинированный метод регулирования мощности РУ, позволяющий обеспечить максимальную эффективность эксплуатации РУ с ВВЭР-1000 в переменном режиме при существующих регламентных показателях. Основные результаты работы нашли практическое применение при разработке программ регулирования для АЭС Украины с ВВЭР-1000.

Ключевые слова: компромиссно-комбинированный метод регулирования мощности, ВВЭР, переменный режим нагружения, долговечность оболочки твэла, комплексный показатель эффективности эксплуатации, параметр поврежденности оболочки, энергетический вариант теории ползучести.

ABSTRACT

Baskakov V. Е. The Compromise-combined power control method for a WWER-1000 (V-320) reactor plant operated in the mode of varying loading. - Manuscript.


Подобные документы

  • Опис реакторної установки та її компонентів. Модернізація схеми водоживлення і продування ПГВ для підвищення КПД та надійності в реакторі ВВЕР-1000. Розрахунок теплової схеми парогенератора. Обсяг робіт по модернізації парогенераторів типу ПГВ-1000.

    дипломная работа [1,6 M], добавлен 24.08.2014

  • Аналіз трансформаторної підстанції і її мереж на РТП 35/10 "Ломоватка", існуючих електричних навантажень. Електричні навантаження споживачів, приєднаних до існуючих мереж 10 кВ. Розрахунок необхідної потужності та вибір трансформаторів на підстанції.

    курсовая работа [348,1 K], добавлен 20.03.2012

  • Вибір напруги живлячої мережі внутрішньозаводського електропостачання. Обчислення місця розташування вузлів навантаження і джерел живлення на основі картограми навантажень. Економія електроенергії від застосування компенсації реактивної потужності.

    курсовая работа [232,8 K], добавлен 04.11.2015

  • Аналіз умов експлуатації судна і режимів роботи суднової енергетичної установки. Конструкція головного двигуна. Комплектування систем двигуна. Обґрунтування суднової електростанції. Розрахунок навантаження суднової електростанції в ходовому режимі.

    дипломная работа [1,0 M], добавлен 20.12.2012

  • Огляд проектування основного електроустаткування станцій та підстанцій систем електропостачання промислових підприємств. Визначення навантаження трансформаторів з урахуванням коефіцієнта завантаження в нормальному режимі, сумарної потужності підстанції.

    курсовая работа [138,0 K], добавлен 12.03.2012

  • Визначення навантаження на вводах в приміщеннях і по об’єктах в цілому. Розрахунок допустимих витрат напруги. Вибір кількості та потужності силових трансформаторів. Розрахунок струмів однофазного короткого замикання. Вибір вимикача навантаження.

    дипломная работа [150,2 K], добавлен 07.06.2014

  • Розрахунок електричних навантажень методом упорядкованих діаграм. Визначення сумарного навантаження по цеху в цілому. Вибір числа, потужності та розташування цехових трансформаторних підстанцій. Розрахунок навантаження однофазних електроприймачів.

    курсовая работа [390,6 K], добавлен 19.05.2014

  • Розрахунково-експериментальне дослідження математичної моделі регулювання навантаження чотиритактного бензинового двигуна за допомогою способів Аткінсона й Міллера. Впливу зазначених способів регулювання навантаження двигуна на параметри робочого процесу.

    контрольная работа [897,0 K], добавлен 10.03.2015

  • Визначення порушень в схемах обліку електроенергії, аналіз навантаження мережі та оцінка розміру фактичного споживання енергії. Методи обробки непрямих, сукупних та сумісних вимірювань. Оцінка невизначеності результату. Правила оформлення результату.

    курсовая работа [986,7 K], добавлен 19.09.2014

  • Конструкція реактора ВВЕР-1000, характеристика його систем та компонентів. Модернізована схема водоживлення і продування парогенератора ПГВ-1000, методи підвищення його надійності та розрахунок теплової схеми. Економічна оцінка науково-дослідної роботи.

    дипломная работа [935,6 K], добавлен 15.10.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.