WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«ПРОВЕДЕНИИ ФИЗИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ПРИ ВВОДЕ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ ЭНЕРГОБЛОКОВ АЭС С ВВЭР Ю.В. Саунин, А.Н. Добротворский, А.В. Семенихин ОАО Атомтехэнерго, ...»

ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОЛОГИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ

ПРОВЕДЕНИИ ФИЗИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ПРИ ВВОДЕ В

ЭКСПЛУАТАЦИЮ ЭНЕРГОБЛОКОВ АЭС С ВВЭР

Ю.В. Саунин, А.Н. Добротворский, А.В. Семенихин

ОАО "Атомтехэнерго", Нововоронежский филиал, Нововоронеж, Россия

Введение. Настоящее время характеризуется резким возрастанием роли моделирования

во всех сферах и отраслях науки и техники. Это обусловлено непрерывным развитием информационных технологий и созданием все более сложных технических систем. К таким системам относятся многие объекты атомной энергетики, и в том числе новые энергоблоки АЭС, вводимые и планируемые к вводу в эксплуатацию на нескольких площадках в соответствии с текущей "дорожной картой" строительства АЭС .

Среди целей приоритетных проектов, поддерживаемых на правительственном уровне, по направлению "Развитие суперкомпьютеров и грид-технологий" значится: "Разработка, создание и внедрение на базовых предприятиях атомной энергетики методов комплексного имитационного моделирования на суперЭВМ сложных технических объектов и систем, т.е .

создание системы сквозного замкнутого компьютерного моделирования работы ядерных энергетических установок и АЭС в целом, включая моделирование аварийных ситуаций и их последствий". Достижение этой цели должно обеспечить среди прочего повышение безопасности эксплуатации ядерных энергетических установок различного назначения и сокращение затрат при сопровождении объектов атомной энергетики на всех этапах их жизненного цикла .

Достаточно понятные цели для решения поставленных общих задач требуют для их практического решения детализации и оценки реальных возможностей применения по сути новой методологии в конкретном производственном процессе. В данной работе анализируется один из этапов жизненного цикла АЭС с ВВЭР - процесс ввода в эксплуатацию и выполнение пусконаладочных процедур в соответствии с действующими нормами и правилами по безопасности в атомной энергетике. В этом процессе, не умаляя важность и значимость всех видов пусконаладочных работ (ПНР), акцентируется внимание на проведении наиболее сложных и трудоемких общеблочных испытаний, к которым относятся большинство физических и динамических испытаний (ФДИ). Дается краткое представление ФДИ, рассматривается состояние проблемы и ставится задача по использованию методологии моделирования при проведении ФДИ, предлагается вариант решения задачи путем разработки и внедрения автоматизированного рабочего места инженера-наладчика физика .

Особенности физических и динамических испытаний. Физическими и динамическими испытаниями в данной работе называются натурные испытания, которые проводятся при вводе в эксплуатацию энергоблока АЭС с целью подтверждению проектных физических, теплогидравлических характеристик и исследования поведения реакторной установки (РУ) и энергоблока в целом при переходных режимах, вызванных отключением основного технологического оборудования энергоблока. Из сложившейся практики проведения ПНР на АЭС с

ВВЭР физические и динамические испытания по своим целям и особенностям методик проведения подразделяются на следующие группы:

теплофизические испытания (ТФИ);

физические испытания системы внутриреакторного контроля (ФИ СВРК);

физические испытания аппаратуры контроля нейтронного потока (ФИ АКНП);





режимные физические испытания (РФИ);

физические испытания по определению нейтронно-физических характеристик активной зоны (ФИ НФХ);

физические ксеноновые испытания (ФКИ);

динамические испытания (ДИ) .

В свою очередь каждая группа ФДИ может подразделяться на виды испытаний, которые представляют конкретные испытания. Группы по количеству видов испытаний неравнозначны и могут включать от 2 до 15 видов испытаний. С учетом особенностей этапов ПНР и методик проведения испытаний виды испытаний могут дальше подразделяться на отдельные процедуры испытаний. Для представления особенностей ФДИ в таблице 1 приведены некоторые сведения по отдельным испытаниям в каждой из вышеупомянутых групп.

В данной таблице приняты следующие сокращения для этапов и подэтапов ввода в эксплуатацию:

ХГО – холодно горячая обкатка, ФП - физический пуск, ЭП – энергетический пуск, ОПЭ – опытно-промышленная эксплуатация .

Таблица 1. Некоторые сведения по отдельным физическим и динамическим испытаниям Наименование Группа Этапы и подэтапы Требуемые режимы и ПНР состояния Определение теплогидравлических ха- ТФИ ХГО, ФП, все осваи- все возможные сочетания с рактеристик 1-го контура ваемые уровни мощно- работающими и отключенсти ЭП и ОПЭ ными ГЦН Определение теплового баланса реактор- ТФИ все осваиваемые уров- стационарные состояния с ной установки по 1-му и 2-му контуру ни мощности ОПЭ 4-мя, 3-мя и 2-мя работающими ГЦН Определение температурного поля теп- ФИ ХГО, ФП расхолаживания через кажлоносителя на входе в активную зону СВРК дый работающий ПГ в состояниях с 4-мя, 3-мя и 2-мя работающими ГЦН Проверка соответствия координат СВРД ФИ ОПЭ освоение опускание и подъем отдельв активной зоне координатам СВРД, ото- СВРК уровня мощности (40- ных выбранных ОР СУЗ бражаемым в СВРК 50) %Nном Проверка АКНП в части контроля мощ- ФИ ФП, все осваиваемые стационарные состояния на ности АКНП уровни мощности ЭП и всех осваиваемых уровнях ОПЭ мощности Первый вывод реактора в критическое РФИ ФП подъем групп ОР СУЗ, восостояние дообмен 1-го контура Проверка режима подключения петли к РФИ ОПЭ освоение состояния с 4-мя, 3-мя и 2м и 3-м работающим уровней мощности 75, мя работающими ГЦН 100 %Nном Определение асимметрии размножаю- ФИ ФП стационарное состояние щих свойств активной зоны НФХ Определение температурного коэффи- ФИ ФП, ОПЭ освоение стационарные и квазистациента реактивности НФХ уровней мощности 40, ционарные состояния 75, 100 %Nном Проверка характеристик свободных ак- ФКИ ОПЭ, освоение стационарные и квазистасиальных ксеноновых колебаний уровней мощности 50, ционарные состояния в начале и в конце кампании 75 %Nном Испытания алгоритма подавления ксено- ФКИ ОПЭ, освоение режимы после отключений новых колебаний уровней мощности 75, основного оборудования 100 %Nном Испытания при отключении одного ГЦН ДИ ОПЭ, освоение переходные режимы с разиз 4-х работающих и одного ГЦН из 3-х уровней мощности 50, ным числом работающих работающих ГЦН 75, 100 %Nном Сброс нагрузки турбогенератора закры- ДИ ОПЭ, освоение переходные режимы с работием стопорных клапанов уровней мощности 75, той и без работы БРУ-К 100 %Nном Даже представленная краткая информация только по отдельным видам ФДИ уже позволяет судить об их сложности и трудоемкости .

При более конкретном рассмотрении процесса выполнения ФДИ оценка уровня сложности и трудоемкости повышается.

Весь процесс выполнения любой пусконаладочной работы, в том числе и выполнение ФДИ, разделяется на следующие этапы:

I – разработка пусконаладочной документации (ПНД);

II – подготовка и проведение испытания;

III – обработка полученной первичной информации и выпуск отчетной документации .

На 1-м этапе в качестве особенности можно отметить необходимость использования большого объема информации из разнообразной документации (нормативная, проектная, научно-техническая, отчетная и т.д.). При разработке ПНД особенно для энергоблоков новых и модернизируемых проектов исходя из методики испытания приходится рассматривать разные возможные варианты для проведения того или иного испытания. Выбор того или иного варианта связывается с многими факторами. Безусловно, что главным фактором является безопасность проведения испытания и возможность его проведения с минимальными технологическими ограничениями. Например, по методике испытания по проверке температурного поля теплоносителя 1-го контура на входе в активную зону требуется проведение расхолаживаний через отдельный парогенератор (ПГ). Исходя из технологических особенностей, расхолаживания можно провести разными способами. Основными являются либо увеличение отбора пара и выбранного ПГ, либо увеличение подачи питательной воды в выбранный ПГ. Далее при выборе способа расхолаживания, конкретная реализация способа тоже может иметь несколько вариантов. Например, отбор и сброс пара из ПГ можно осуществлять по разным линиям (в атмосферу, в коллектор собственных нужд, конденсатор и т.д.) и через разные сбросные устройства (БРУ-А, БРУ-СН, БРУ-К и т.д.). Таким образом, не требуется особых доказательств, что уже на самом первом этапе процесса выполнения большинства ФДИ применение моделирования является прогрессивным и перспективным способом повышения качества и эффективности разрабатываемой ПНД. Это относится и к выбору конкретного способа проведения испытания, и к описанию шагов выполнения. Кроме этого, наличие соответствующего программно-технического обеспечения позволит существенно сократить трудозатраты и сроки, требуемые на разработку и согласование ПНД .

Что касается 2-го этапа, то уже сейчас при непосредственной подготовке к проведению многих ФДИ фактически нормативно требуется разработка "сценариев" испытания исходя из текущего состояния оборудования и особенностей предполагаемых состояний и режимов работы РУ. Безусловно, что проведение прогнозных модельных расчетов при разработке "сценариев" существенно повысит их качество и представительность. В свою очередь качественный сценарий должен значительно уменьшить вероятность неуспешного завершения испытания и необходимость в проведении повторных испытаний .

На 3-м этапе при выполнении обработки первичной информации, получаемой при проведении большинства ФДИ, также фактически уже сейчас требуется сопоставление полученных экспериментальных данных и модельных по конкретным реализованным состояниям .

Это связано, с повышением точности представляемой информации штатными системами, например, в СВРК при восстановлении поля энерговыделения в активной зоне. В таких случаях, при требуемом сравнении экспериментальных и расчетных данных, использование аппроксимации по состояниям, включаемым в альбомы нейтронно-физических характеристик, явно снижает представительность получаемых оценок .

Кроме этого, многолетний опыт проведения ПНР на АЭС с ВВЭР показывает, что конструктивные особенности конкретного оборудования и расположения первичных преобразователей, а также особенности нейтронно-физических и теплогидравлических процессов приводят в некоторых случаях к некорректной обработке информации (неполный учет этих особенностей) в штатных системах контроля и управления (СКУ). В результате, оперативный персонал и/или автоматические регуляторы энергоблока могут неадекватно воздействовать на объект управления. Данное обстоятельство может привести к неэкономичной или к небезопасной эксплуатации РУ. Объективное изучение этих особенностей для более глубокого понимания происходящих в РУ процессов в разных режимах и нахождение возможностей их формализации в ходе ПНР с выдачей обоснованных рекомендаций по корректировке алгоритмов функционирования штатных СКУ также требует привлечение дополнительных модельных расчетов по нейтронно-физическим и теплогидравлическим кодам. В данном случае хорошо подходит пример с давно известной проблемой корректного определения температуры теплоносителя в горячих нитках 1-го контура в связи с наблюдаемым явлением температурной стратификации .

Подводя итог представлению особенностей ФДИ, можно заключить, что требуется принципиальное изменение сложившегося подхода и методологии проведения большинства ФДИ на всех этапах выполнения данных ПНР.

Эта задача чрезвычайно актуальна и целями ее практического решения являются:

разработка и внедрение в процесс ввода в эксплуатацию энергоблоков АЭС с ВВЭР современных программно-технического комплексов с включением компьютерного моделирования;

оптимизация пусконаладочных режимов работы при вводе в эксплуатацию энергоблоков АЭС с ВВЭР;

более корректный учет ряда наблюдаемых явлений и эффектов для снижения неучтенных погрешностей и повышения представительности оперативных оценок протекающих в РУ процессов .

Состояние проблемы, предполагаемое решение и ожидаемые эффекты. Методология моделирования широко используется в других отраслях и при выполнении работ на других этапах жизненного цикла АЭС. Комплексным решением поставленной актуальной задачи по внедрению в практику выполнения ФДИ методологии моделирования является создание и использование автоматизированного рабочего места инженера- наладчика физика (АРМ ИНФ) .

В настоящее время подобием или приближением к АРМ ИНФ при проведении физических и динамических испытаний в ходе ПНР из отечественных разработок можно считать:

системы экспериментального контроля для проведения физических и динамических испытаний, выполненные разными изготовителями (в частности ГНЦ ФЭИ) в разных конфигурациях для разных энергоблоков по заданиям НИЦ "Курчатовский институт" и ВНИИАЭС;

программно-технические комплексы для обработки испытаний СПНИ разработки ОКБ «Гидропресс";

программа ИР в составе штатного ПО СВРК нового поколения;

специализированное программное обеспечение для обработки комплексных испытаний СВРК и динамических испытаний разработки НВАТЭ .

Все эти комплексы решают определенные узкие задачи и при этом обладают общим основным недостатком – отсутствием возможностей моделирования и оперативного сравнения полученных данных с данными, получаемыми расчетами по сопряженным нейтроннофизическим и теплогидравлическим кодам, используемым при обоснованиях безопасности и т.д.

Основными причинами такого недостатка является:

- ограниченность ранее поставленных задач и возможностей используемых кодов;

- применение старых подходов и методологии с учетом ограниченных возможностей вычислительной техники прошлого поколения;

- неумение и/или незнание возможностей использования для модельных расчетов кодов нового поколения и/ или кодов других разработчиков, основанных на современных информационных технологиях с расширенными аналитическими возможностями (коды улучшенной оценки) .

На основе анализа и ознакомления с доступной информацией и проведения консультаций для решения задачи создания АРМ ИНФ предполагается использовать программное обеспечение автоматизации построения пространственных моделей основных элементов реакторной установки, максимально приближенных к натуре, на основе системного кода ATHLET. Как вариант рассматривается возможность использования системного кода КОРСАР. Подобный подход, как показывает практика, позволяет в сотни раз ускорить создание вариантных наборов исходных данных для вычислительных программ, что дает возможность вести детальную подготовку пусконаладочных операций и непрерывное сопровождение наладочных режимов с моделированием основных элементов установки на основе результатов расчетов стационарных и переходных режимов для каждого набора данных. Открывается возможность в рамках одного расчетного кода проводить комплексный расчет первого и второго контура установки с детализацией, обеспечивающей описание локальных параметров на уровне проводимых измерений .

Первым этапом при проведении работы предполагается верификация расчетных моделей на полученных при вводе в эксплуатацию натурных экспериментальных данных по ВВЭР-1000 различных проектов с различной географией 1-го контура, различными типами кассет, различным способом размещения внутриреакторных датчиков в стационарных и переходных режимах. Получение положительных результатов на большом количестве опытных данных должно стать отправной точкой для создания специализированного программного обеспечения отвечающего на потребности в разработке подробных сценариев развития технологических процессов и работы основного оборудования РУ при подготовке к проведению сложных общеблочных испытаний .

На следующем этапе разработки, исходя из отмеченных целей, предполагается анализ возможностей практического использования результатов модельных расчетов для повышения представительности выходной информации СВРК и других СКУ, влияющей на безопасность и экономичность эксплуатации РУ. По результатам анализа могут быть даны рекомендации и предложения по более корректному учету в алгоритмах функционирования штатных СКУ ряда наблюдаемых явлений и эффектов в РУ с ВВЭР, повышающих погрешность контролируемых параметров и создающих неоднозначность оценок протекающих в РУ процессов .

На заключительном этапе должна быть проведена интеграция различных составных частей и разработка специализированного программного обеспечения АРМ ИНФ на базе предложенной математической модели .

На основании опыта проведения ПНР основные качественные и количественные эффекты, которые можно ожидать от применения АРМ ИНФ в процессе ввода в эксплуатацию энергоблоков АЭС с ВВЭР на разных стадиях подготовки и проведения испытаний, а также и в других сопутствующих и параллельных процессах представлены в таблице 2. Безусловно, что в процессе накопления опыта использования АРМ ИН должны появиться новые возможности и другие эффекты .

Таблица 2. Ожидаемые эффекты от использования АРМ ИНФ с возможностью моделирования при выполнении ФДИ



Похожие работы:

«Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" _ Школа инженерного предпринимательства Направление подготовки 27.04.05 "Инн...»

«РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ BQ–2434 SHARKY Внимание! Настоящее руководство распространяется на телефон BQ-2434 SHARKY и содержит информацию, необходимую потребителю для правильной и безопасной эксплуатации телефона, а также сведения о гарантиях Изготовителя.Изготовитель телефона: BQ...»

«ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ТЕСТ" Крюков 2009 г.НАИМЕНОВАНИЕ Внесены в Государственный реестр Устройства детектирования средств измерений ЮФ У41 ц -04Р ^7 Регистрационный Х Взамен Ns (°'' Выпускаются по техническим условиям ТУ 95 1737-88 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИ...»

«УДК 004.82 DOI 10.25205/1818-7935-2018-16-3-32-44 М. Г. Гриф 1, О. О. Королькова 2, Ю. С. Мануева 1 Новосибирский государственный технический университет пр. Карла Маркса, 20, Новосибирск, 630073, Россия Новосибирский государственный педагогический университет ул. Вилюйская, 28, Новосибирск,...»

«Лопухова Светлана Владимировна АСИМПТОТИЧЕСКИЕ И ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ПОТОКОВ ОДНОРОДНЫХ СОБЫТИЙ 05.13.18 Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Томск – 2008 Работа выполнена на кафедре теории...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова НАУКА И...»

«ПЛАНШЕТНЫЙ КОМПЬЮТЕР WEXLER.TAB i70 ПЛАНШЕТНЫЙ КОМПЬЮТЕР WEXLER.TAB i70 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Уважаемые пользователи! Благодарим за выбор продукции под маркой Wexler! Планшетный компьютер Wexler.TAB i70 на базе операционной системы Androi...»

«ООО "ЭЛЕКТРОННАЯ АВТОМАТИКА" КОМПЛЕКС ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ ДК-5 Руководство по эксплуатации и паспорт Версия 14 Ярославль -2Содержание 1. Описание и работа -3Настоящее руководство распространяется на комплекс диагностический модели ДК-5 (далее по тексту – "ДК-5"), представляющего собой набор аппаратно-программных с...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.