ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго», г. Мытищи
DESCRIPTION
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго», г. Мытищи. ATE. ATE. КОНТРОЛЬ НЕЙТРОННОГО ПОТОКА В ПЕРИОД ЗАГРУЗКИ ТОПЛИВА В АКТИВНУЮ ЗОНУ РЕАКТОРА БЛОКА №1 ТЯНЬВАНЬСКОЙ АЭ C О.С.Сударев, А.А.Семенихин, С.Н.Нистратов. 5-я МНТК «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», г.Подольск, ОКБ «Гидропресс», 2007г. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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.
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
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
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
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.
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
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.
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
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.
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
Рис. 2. Фотография рабочего места ДРФ в центральном зале
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
Рис. 6. Вид панели (на экране компьютера) системы контроля нейтронного потока при загрузке
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
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
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
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
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
Рис. 4. Показания каналов СКП
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
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
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
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)
20 линейный фильтр (4Nsr)
20 линейный фильтр (3Nsr)
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!
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
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=
F2скп2(15к)уср10=
F3скп2(24к)уср10=
Рис. 7. Показания каналов СКП при загрузке блока №1 Ростовской АЭС
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
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.
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
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
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
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
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»
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.
ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»