Определение эффективности стержней и запаса реактивности, страница 7

В общем случае, если компенсирующая система содержит N стержней, необходимо измерить их эффективности и эффективности (N² – N)/2 пар стержней для определения ∆k/k_эф по (10.5) и (10.7). Однако задача упрощается, поскольку обычно компенсирующие стержни расположены симметрично в активной зоне реактора. Например, модель реактора БН-600 содержит 18 компенсирующих стержней, расположенных двумя кольцами (рис.10.2). Принимая во внимание симметричное расположение стержней и обозначая эффективности стержней внутреннего кольца ρ₁, а внешнего ρ₂, эффективность всей системы стержней можно записать в виде

                                                                                                                           (10.8)

Соотношение (10.8) легко можно получить из (10.7), если принять во внимание, что в силу симметрии

             η_k,l = η_m,n,      если  │k- l│=│m - n│   при k ≤ 6 и l ≤6,

                                                                                 m ≤ 6 и n  ≤6;

             η_k,l = η_m,n,      если  │k- l│=│m - n│   при 7 ≤ k, l;

                          m, n ≥ 18;    k, m ≤ 6;    7 ≤ l, n  ≤18.

Метод парной интерференции использовался, например, при определении эффективности системы компенсирующих стержней на модели реактора БН-600 критической сборки БФС 24 [58]. Сборка БФС 24 была в критическом состоянии, когда все компенсирующие стержни находились в активной зоне. Эффективность стержня внутреннего кольца составляла по расчету около 0,65% ∆k/k_эф, а внешнего – около 0,3%∆k/k_эф. Извлекать стержни такой эффективности из критической сборки нельзя, так как при этом будут слишком малые периоды удвоения мощности. Поэтому радиус критической сборки был несколько уменьшен за счет замены периферийных ТВС экранными, в результате чего модель находилась в слегка надкритическом состоянии (реактивность 0,1-0,15% ∆k/k_эф) при одном извлеченном компенсирующем стержне внутреннего кольца. После этого измерение эффективностей стержней внутреннего кольца производилось следующим образом. Сборка выводилась в надкритическое состояние. Затем в нее сбрасывался один из стержней внутреннего кольца, и его эффективность определялась с помощью цифрового реактиметра.

Аналогичным образом были измерены эффективности компенсирующих стержней внешнего кольца. В этом случае сборка находилась в надкритическом состоянии, когда один из стержней КР внешнего кольца был извлечен. Исходное состояние достигалось изменением числа периферийных ТВС.

Следует отметить, что введение в сборку стержней со сравнительно большой эффективностью приводило к изменению потока и ценности нейтронов. Для устранения «пространственных» эффектов были приняты следующие меры предосторожности. Во-первых, изменение уровня мощности и, следовательно, определение реактивности по обращенному решению уравнения кинетики производилось с помощью трех детекторов, расположенных в экране сборки, симметрично относительно ее центра. Различие в показаниях этих трех каналов позволяло судить о степени влияния пространственных эффектов на результаты измерений. Во-вторых, в полученные  результаты вводились поправки на пространственные эффекты, как это уже было описано в § 4.4. После введения поправок измеренные эффекты реактивности по всем трем каналам совпадали в пределах   (3÷7)*10^-3% ∆k/k_эф.

Измеренные эффективности компенсирующих стержней несколько отличаются от их значений, полученных для сборки в критическом состоянии со всеми компенсирующими стержнями в активной зоне, так как они определены в другой критической сборке – с несколько меньшим радиусом. Эта поправка оценивалась как расчетным, так и экспериментальным путем. В экспериментах на различных этапах загрузки критической сборке (в критических состояниях с разным числом компенсирующих стержней) измерялась эффективность центрального стержня. Она была небольшой, что позволяло определить ее весьма точно по изменению периода удвоения мощности. Таким образом, была получена экспериментальная зависимость эффективности центрального стержня от размеров критической сборки. Используя эти результаты и аналогичные расчетные, была найдена поправка к эффективности стержней, связанная с размерами активной зоны. В рассмотренном случае эта поправка не превышала нескольких процентов.