Повышение безопасности реактора ВВЭР-100

Атомная энергетика
Повышение безопасности реактора ВВЭР-1000
Описание реакторной установки ВВЭР-1000
Корпус ядерного реактора
Конструкция шахты внутрикорпусной

Активная зона реактора ВВЭР-1000

Поглощающий стержень системы управления и защиты
Описание первой топливной загрузки 5-го блока Балаковской АЭС
Расчет ТВС реактора ВВЭР-1000
Расчет продолжительности первой топливной кампании
Сценарий аварии
Конструкционный расчет
Технология проведения вибрационных испытаний ТВС РУ ВВЭР-1000
Анализ опасных и вредных производственных факторов, имеющих место при работе цехов по производству ТВС
Оценка максимально-возможной радиационной аварии при производстве ТВС
 
 
 
 
 

Расчет ТВС реактора ВВЭР-1000 в программном комплексе LC-1000

Расчетная модель

 Расчетные модели всех типов ТВС, используемых в рассматриваемом топливном цикле представлены на рис. 1.22-1.25.

Входные данные для программного комплекса LC-1000

 Файлы исходных данных задаются по правилам программы WIMSD-5B. Для каждого типа ТВС составляется собственный вариант, который является основой для всех последующих этапов расчета, при этом используется кластерная геометрия. Для описания топливных и конструкционных материалов ТВС проводится расчет их ядерных концентраций. Часть конструкционных материалов, например, дистанционирующие решетки и угловые ребра жесткости, гомогенно размешивается в теплоносителе. Гадолиний в твэгах задается несколькими кольцевыми слоями.

 Расчет ядерных концентраций изотопов в топливе

 Расчет ядерных концентраций изотопов в топливе производился по программе, предоставленной РНЦ КИ. Расчеты проводились для всех видов твэлов и твэгов, применяемых в топливных загрузках на 5-ом блоке Балаковской АЭС.

  Результаты расчетов представлены в табл.2.1. 

Таблица 2.1

UO2 – 1.6%

UO2-2.4%+5%Gd2O3

O

4.57E-02

O

4.53E-02

U-5

3.01E-04

U-5

5.20E-04

U-8

2.26E-02

U-8

2.09E-02

Gd-4

3.66E-05

UO2 – 2.4%

Gd-5

2.48E-04

O

4.57E-02

Gd-6

3.43E-04

U-5

9.26E-04

Gd-7

2.63E-04

U-8

2.19E-02

Gd-8

4.17E-04

UO2-3.6%+5%Gd2O3

UO2 – 3.6%

O

4.53E-02

O

4.57E-02

U-5

7.80E-04

U-5

8.33E-04

U-8

2.06E-02

U-8

2.20E-02

Gd-4

3.66E-05

Gd-5

2.48E-04

Gd-6

3.43E-04

Gd-7

2.63E-04

Gd-8

4.17E-04

  При расчете ТВС вводим два допущения, являющихся следствием особенностей программы: размешиваются дистанционирующие решетки и «уголки» в соответствующих зонах – «оболочки твэлов» и «межкассетная вода» соответственно.

 Исходный состав сплава Э110:

, где

ρZr – концентрация атомов циркония

ρNb – концентрация атомов ниобия

ρHf – концентрация атомов гафния

γH2O = 1 - плотность воды, г/см3

AH2O = 18 - молярная масса воды, г/моль

  - ядерная концентрация молекул воды

    - ядерная концентрация атомов кислорода

    - ядерная концентрация атомов водорода

 Тогда для межкассетной воды получаем следующие концентрации c учетом «размешивания» по всей области ячейки:

ρO = 3.346E-002 ∙ 0.875 = 2.928E-002

ρH = 6.691E-002 ∙ 0.875 = 5.855E-002

 Расчет концентраций бора в ПЭЛ:

 Плотность карбида бора: 

   

 Молярная масса карбида бора: 

 

 Концентрация молекул карбида бора:

 

 ρB = 7.410E-002 – концентрация атомов бора

 ρC = 1.853E-002 – концентрация атомов углерода

 Полученные значения ядерных концентраций записываются в соответствующие карты MATE файла исходных данных WIMS. (см. Приложение 1)

Расчет «размешивания» ребер в межкассетной воде.

 Определимся, что межкассетная вода – это пространство между двумя шестигранниками – шестигранником ячейки с размером «под ключ» 236 мм и шестигранником «теплоноситель с твэлами», граница которого условно определяется границей шестигранного сегмента наружного слоя твэлов (рис.2.5). Геометрически размер «под ключ» такого сегмента равен 231.88 мм. Принимаем, что характерными размерами ячейки «межкассетная вода» являются размеры «под ключ» 236 мм и 232 мм.

 Сделаем, допущение, практически не влияющее на дальнейшие расчеты, что уголок полностью находится в ячейке «межкассетная вода» (не учитываем изгиб ребер по краям).

Рисунок 2.5 - Размешивание ребер в межкассетной воде

 Площадь сечения уголков равна:  Sр = 6 ∙ 52мм ∙ 0,65мм = 202,8 мм2

 Площадь сечения ячейки равна:

  Соответственно площадь, занимаемая водой равна Sя – Sp = 1418.2 мм2

 Как можно видеть, материал ребер занимает 12.5% площади данной области, поэтому имеет смысл «размешивать» не только материал ребер, но и саму межкассетную воду.

  Т.о. получаем «добавки» по материалу ребер к межкассетной воде:

 Расчет «размешивания» дистанционирующей решетки в теплоносителе

 Учитывая характерные размеры зоны «межкассетная вода», получаем, что теплоноситель занимает шестигранную зону с размером «под ключ» 232 мм завычетом всех твэлов, НК и ЦТ.

 Площадь сечения, занимаемого теплоносителем равна:

  где Lkluch = 232 мм – размер «под ключ» шестигранной зоны

 dct_nar = 13 мм – диаметр центральной трубы

 dnk_nar = 12.6 мм – диаметр направляющих каналов СУЗ

 dob_nar = 9.1 мм – диаметр твэлов

Stn = 23944

Число решеток – 15 шт

Масса одной решетки: 0,55кг

Суммарная масса: 8,25 кг

Объем циркония:  

 Площадь, занимаемая цирконием в сечении:

 

SZr = 3.623 см2 = 3623 мм2

 Отсюда получаем «добавки» к теплоносителю:

 2.1.2.3 Расчет библиотеки нейтронно-физических констант в программном комплексе LC-1000

С помощью серии программ п/к LC-1000 проведен расчет нейтронно-физических констант для каждого типа ТВС, участвующего в первой топливной загрузке 5-го блока БалАЭС.

В результате расчета получено:

группа констант: D, ∑rem, νf∑f, ∑12 и ∑21

средние по топливным материалам сечения деления в групповой структуре транспортного расчета

объемы всех материалов ячейки, усредненные по ячейке потоки, скорости реакций поглощения для B, Xe135, Sm149, поглотителя 1/v

сечения деления S f

микросечения sg135 , sg149, обратную скорость нейтронов 1/v Микросечения поглощения вычисляются по следующим формулам:

где G – номер энергетической группы (G = 1, 2 для двухгрупповой библиотеки констант)

 m – номер материала

 RRgm – скорость реакции поглощения в группе g в материале m

 RAFgcell – средний по ячейке поток в группе g (Region Average Flux)

 Vm – объем материала m

 Vcell – объем ячейки.

Индексы m: 4135 – Xe135, 4149 – Sm149, 1000 – поглотитель 1/v.

 Усреднение скоростей реакций происходит только по тем материалам, в которых присутствует данный изотоп (Xe135 и Sm149 – в топливе, 10B – в теплоносителе). При расчете обратной скорости производится усреднение по всей ячейке. 

После расчета одного узла опорной сетки вся процедура повторяется с начала.

В итоге работы в п/к LC-1000 в каждом каталоге, соответствующем определенному типу ТВС, сформирован файл conststv.lib, содержащий следующую информацию (приведенный пример записи констант соответствует одному узлу опорной сетки):

 1.9378E+00 6.9202E-01 Коэффициенты диффузии, см(D1 D2) 

 1.3384E-02 8.1259E-02 Сечение увода , 1/см(∑rem1 ∑ rem2)

 5.4219E-03 1.2583E-01 Источник деления, 1/см (νf∑f1 νf∑f2)

  0.0000E+00 5.7303E-03 Матрица (- ∑12)

 6.2172E-04 0.0000E+00 рассения, 1/см (∑21 -)

 2.1325E-03 5.1768E-02 Сечение деления, 1/см (∑f1  ∑f2)

 4.0108E+01 4.3766E+02 Микросечение поглощения бора-10, барн (σ101 σ102)

 1.0179E+02 1.4531E+06 Микросечение поглощения ксенона Xe135, барн (σ1351 σ1352)

 5.4055E+01 3.1744E+04 Микросечение поглощения самария Sm149, барн (σ1491 σ1492)

 1.0820E-02 5.3739E-01  Обратную скорость нейтронов 1/v, см/с (1/v1 1/v2)

 Для дальнейшей работы с полученными данными в п/к РАДУГА файлы библиотеки преобразуются в бесформатный файл прямого доступа с определенной структурой.

Проверка работоспоспособности созданной библиотеки.

 Проверка работоспособности созданной библиотеки нейтронно-физических констант для 5-го блока Балаковской АЭС осуществляется путем расчета с помощью п/к «Радуга» продолжительности первой топливной загрузки, а так же моделирования различных аварийных ситуаций в реакторной установки ВВЗР-1000.

О возможности участия ФГУП МП «ЗВЕЗДОЧКА» в реализации проектов малой атомной энергетики Зона децентрализованного энергоснабжения занимает порядка двух третей территории России и характерна тем, что именно на этой территории проживают группы населения, малочисленные народы Севера, уровень жизни которых в значительной степени зависит от энергообеспечения поселков и соответствующих производств. С другой стороны, эта зона обладает уникальными запасами полезных ископаемых, добыча которых сдерживается или сворачивается из-за отсутствия инфраструктуры, прежде всего энергетики и транспорта.

Система аккумулирования тепловой энергии (САТЭ) повысит конкурентоспособность АЭС в условиях суточного регулирования электрических нагрузок Утвержденная в 2006 году Федеральная целевая программа «Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007-2010 годы и на перспективу до 2015 года» предполагает масштабное строительство новых атомных энергоблоков, призванных заменить выбывающие мощности и удовлетворить непрерывный рост энергетических потребностей населения и хозяйства страны.

Аккумуляторы теплоты в энергетике используются достаточно давно. Их применение началось еще в начале ХХ столетия. Первая энергетическая пиковая турбинная установка с аккумулятором теплоты (АТ) была сооружена 1920 г. в Мальме (Швеция). Крупная система аккумулирования питательной воды была построена в 1920 г. в Мангейме (Германия), а в 1929 г. – энергоустановка мощностью 50 МВт (э) в г. Шарлоттенбурге, которая по прошествии более 50 лет, по-прежнему, несет круглосуточную службу пиковой и резервной станции в энергосистеме г. Берлина.

Наиболее эффективные способы аккумулирования энергии и перспективы использования технологии аккумулирования энергии в атомной отрасли В последнее время в энергетике все большее внимание уделяется вопросам аккумулирования энергии. РАО ЕЭС России ввело отдельные тарифы на электроэнергию при пиковых нагрузках и в остальное время. По сути, речь идет о качестве вырабатываемой электроэнергии. АЭС не могут конкурировать в этом вопросе с тепловыми и газовыми электростанциями, так как для АЭС имеются ограничения маневренных характеристик, в основном, связанные с требованиями сохранения целостности твэл.

Химические аккумуляторы - устройства для получения электрического тока и напряжений в результате химической реакции, как правило, в группе из однотипных батарей (многоразовых гальванических элементов), соединенных электрически и конструктивно. В настоящее время широко используются в аэрокосмической технике. Попытки улучшения энергомассовых характеристик этого типа аккумуляторов ведут многие электрические, электронные и автомобильные компании мира

Аккумуляторы энергии на базе супермаховиков могут быть использованы для: Аварийного электропитания систем безопасности АЭС и других промышленных объектов, требующих надежного резервирования электропитания

Союз атома и газа В соответствии с Генеральной схемой «Стратегии развития электроэнергетики России до 2030 года» определен баланс по энергозонам страны и выбор вида предпочтительной генерации для каждой зоны По уверению руководителя департамента по управлению инвестиционными программами концерна “Росэнергоатом” К.В.Завизенова: «Если в одной точке возможно сооружение газовой и атомной электростанции, то необходимо выбрать одну из них, пользуясь четко определенными критериями.

Комплексные системы управления квалификацией персонала объектов использования атомной энергии Современная система подготовки и переподготовки кадров является залогом надежной эксплуатационной безопасности атомных станций. Обеспечение подготовки кадров для атомных электростанций в ВУЗах и последующая дополнительная подготовка непосредственно на атомных станциях является ключевой задачей отрасли.

Где в одессе стоят проститутки.
Доверьте наполнение сайта контентом профессиональному копирайтеру.
Повышение безопасности реактора ВВЭР-100