Распределение энерговыделения в активной зоне

Баланс реактивности для кампании реактора СМ-3

Запас реактивности реактора, в зависимости от задач кампании, меняется в некоторых пределах. Максимальное значение запаса реактивности при среднем выгорании топлива ³15% по 28 ячейкам активной зоны не превосходит 17 b_эф [5.26], среднее значение запаса реактивности за период работы реактора после реконструкции (с 1993г. по 1998г) составило 10,1 b_эф. Баланс реактивности реактора выглядит следующим образом:

· среднее значение запаса реактивности на начало кампании 10,1 b_эф,

· отравление топлива ¹³⁵Хе-5,5 b_эф,

· среднее значение температурного эффекта реактивности-0,65 b_эф,

· среднее значение запаса реактивности на выгорание 3,95 b_эф.

Коэффициенты неравномерности распределения энерговыделения определялись в экспериментах на физмодели реактора во время физического пуска реактора [5.27].

Из опыта эксплуатации реактора СМ-3 известно, что максимально нагруженными являются твэлы, примыкающие к нейтронной ловушке. Основными факторами, которые оказывают решающее влияние на профиль энерговыделения в активной зоне, являются взаимное положение органов СУЗ (ЦКО и КО) и содержание топлива в ТВС, непосредственно окружающих ТВС с максимально нагруженным твэлом.

Объемный коэффициент неравномерности энерговыделения определялся с использованием выражения:

,

где Kz - коэффициент неравномерности по высоте активной зоны;

Ks - коэффициент неравномерности по сечению активной зоны;

Kк - коэффициент неравномерности по сечению максимально напряженной ТВС.

Результаты измерения распределения энерговыделения по высоте, сечению активной зоны и сечению ТВС показали [5.27]:

· коэффициент неравномерности по высоте активной зоны составил 1,25;

· коэффициент неравномерности по сечению активной зоны с одной свежей ТВС в ячейке, примыкающей к ловушке, и равномерной загрузкой остальных ячеек топливными сборками c уменьшенным до 0,7 от номинального содержанием ²³⁵U, при извлеченном ЦКО и равномерно погруженных на 90% эффективности КО, составил 2,16;

· коэффициент неравномерности по сечению свежей ТВС в ячейке, примыкающей к ловушке, при извлеченном ЦКО и равномерно погруженных на 90% эффективности КО составил 2,06.

Таким образом, максимальное значение объемного коэффициента неравномерности энерговыделения равно 5,56.

Максимальные значения энерговыделения в пяти характерных ячейках активной зоны (ячейки типа 54, 55, 44, 45, 44) определены на критической сборке реактора СМ-3. Для этого в каждую из них последовательно устанавливалась свежая ТВС. Заполнением остальных ячеек моделировалось среднее выгорание топлива по активной зоне (около 20%) и его равномерное распределение по квадрантам. Органами СУЗ обеспечивалось максимальное значение плотности потока нейтронов для характерных ячеек (в данной компоновке активной зоны).

В данных условиях значения коэффициентов неравномерности энерговыделения для характерных ячеек составили:

№ Типовой ячейки	Значения
Кs	Кк
	2,16	2,06
	1,35	2,02
	1,27	1,43
	1,09	2,00
	0,93	1,87

Полученные значения являются максимально-возможными характеристиками типовых ячеек зоны по энерговыделениям в них и неравномерности распределения энерговыделений по сечению ТВС в этих ячейках. Эти значения Кs и Кк использовались в качестве исходных данных для организации гидропрофилирования расходов теплоносителя по ячейкам активной зоны (см. раздел 5.4).

Дата добавления: 2015-06-04