Природа нейтроно-физических обратных связей по реактивности
При работе реактора на достаточно высоком уровне мощности физические параметры (температуры, плотности) компонентов активной зоны, влияющих на спектр, эффективные сечения взаимодействия и баланс нейтронов, могут изменяться в результате воздействия различных факторов: изменения самой мощности, изменения условий теплоотвода, отклонений основных технологических параметров от проектных значений (расход теплоносителя, температурные режимы, давление в 1-м контуре и пр.). Изменения реактивности, вызванные изменением физических параметров компонентов активной зоны, называют обратными связями. Обратные связи могут проявить себя как существенный фактор в нестационарных процессах и, соответственно, в обеспечении безопасности реактора.
Строго говоря, влияние обратных связей может быть учтено путём введения непосредственной явной зависимости эффективных нейтронных сечений от физических параметров компонентов активной зоны, включая их пространственную зависимость, в нестационарном уравнении переноса нейтронов. При этом, естественно, математическая модель должна включать в себя уравнения, устанавливающие связь физических параметров с мощностью и распределением энерговыделения в реакторе. Такого рода модели, претендующие на достаточно детальное комплексное описание совокупности нейтронно-физических и теплофизических процессов в активных зонах, разрабатываются применительно к конкретным типам реакторов и используются для обоснования безопасности их эксплуатационных режимов.
|
|
|
Для демонстрации особенностей и качественного физического анализа нестационарных процессов при наличии обратных связей может быть использован более простой подход, основанный на модели точечной кинетики и осреднённых по активной зоне физических параметрах. В приближении точечной кинетики единственным параметром, определяющим характер нестационарного процесса, является реактивность r. Поскольку наличие обратных связей, влияющих на баланс нейтронов, в конечном счёте сказывается на величине реактивности, будем считать реактивность непосредственно функцией физических параметров, характеризующих состояние активной зоны: 
, где ТТ – температура топлива, ТТ/н – температура теплоносителя, ТЗ – температура замедлителя (если он присутствует как отдельный компонент активной зоны), gТ/н – плотность теплоносителя, gЗ – плотность замедлителя и т.д. Предположим, что исходное состояние активной зоны характеризуется совокупностью физических параметров ТТ0, ТТ/н0, ТЗ0, gТ/н0, gЗ0
r0 – внешнее изменение реактивности (если оно имело место). Частные производные 
, отражающие чувствительность реактивности по отношению к изменению физических параметров активной зоны, называются коэффициентами реактивности и обычно обозначаются через ai (aT, aТ/н, ag и т.д.):
|
|
|
(3.1.2)
Изменения реактивности, связанные с изменением физических параметров, называются эффектами реактивности:
Dri=ai(xi-xi0). (3.1.3)
Поскольку физические параметры активной зоны в нестационарных процессах могут изменяться со временем, то реактивность, благодаря обратным связям, также изменяется со временем. Таким образом, в реакторе, при наличии обратных связей, могут возникать достаточно сложные переходные процессы, по своему характеру существенно отличающиеся от простых кинетических процессов при внешних изменениях реактивности.
Если причиной изменения совокупности физических параметров активной зоны является изменение мощности, возникшее вследствие внешнего воздействия на реактивность, может быть определена ещё одна важная характеристика реактора – мощностной коэффициент реактивности:
(3.1.3).
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 452; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!