Определение эффективности стержней и запаса реактивности, страница 9

Отметим еще один экспериментальный метод определения эффективности стержней КР, когда реактор находится в начале кампании. В этом случае можно измерить градуировочные характеристики стержней. Как показал опыт исследований реактора БН-600 и его моделей, эти градуировочные характеристики незначительно различаются по своей форме. Можно предположить, что и градуировочная характеристика всей системы стержней КР имеет тот же вид. Тогда, изменив эффективность участка стержней КР, определяют по градуировочной характеристике их полную эффективность. Небольшие смещения стержней КР можно осуществить, изменяя температуру реактора. Такой подход в силу своей простоты представляет большой практический интерес, но предположение о том, что градуировочная характеристика системы стержней совпадает по форме с градуировочной характеристикой отдельных стержней, измеренных в присутствии всех остальных, требует добротного обоснования.

Существует достаточно много способов определения эффективности стержней и запаса реактивности, в которых используется как экспериментальная, так и расчетная информация. Известен метод «крайних оценок», основанный на том же подходе, что и метод парной интерференции. Показано, что эффективность системы стержней КР можно выразить через эффективность отдельных стержней, измеренных в отсутствии остальных, ρ_i^' и эффективности стержней, измеренных в присутствии всех остальных, ρ_i^'', т.е.

                                                                      (10.10)

Однако осуществить изменения ρ_i^' и ρ_i^'' в одном и том же реакторе (критической сборке) невозможно. Поэтому в методе «крайних оценок» эффективности ρ_i^' измеряют в процессе набора критической массы реактора, а эффективности ρ_i^'' – после того как активная зона реактора полностью загружена. Чтобы воспользоваться соотношением (10.10), необходимо ввести поправку в величины ρ_i^', которые учитывают изменение эффективности стержней при достройке активной зоны.

По мере развития расчетных методов стало возможным рассчитывать коэффициенты парной интерференции с приемлемой точностью, а это позволило определить эффективность системы стержней КР, используя расчетные величины η_i,j и измеренные ρ_i.

В тех случаях, когда на критических сборках или реакторах в процессе набора критической массы фиксируются критические состояния без стержней и со стержнями КР, эффективность стержней КР можно выразить количеством загруженного делящегося материала. В расчетах можно получить отношение приращения реактивности (∆k/k_эф) к массе догружаемых делящихся материалов (∆m), т.е. ∆k/∆m k_эф. Таким образом, зная ∆m, получают эффективность стержней КР. Этот способ называют методом «достройки активной зоны».

Наконец, на критических сборках иногда моделируют реактор как в начале кампании (стержни КР в активной зоне), так и в конце (стержни КР извлечены), причем выгорание топлива моделируют путем равномерного извлечения из критической сборки делящихся материалов. Эффективность стержней КР в данном случае выражают в количестве извлеченного делящегося материала ∆m, а связь между ∆m и реактивностью определяют расчетным путем.

Т а б л и ц а 10.2. Эффективность системы стержней КР, определенная разными методами, % ∆k/k_эф

В табл. 10.2 приведены эффективности системы стержней КР, определенные разными способами на реакторе БН-600 и его модели, которая изучалась на стенде БФС. Данные табл. 10.2 показывают, что эффективности стержней КР, определенные разными способами, совпадают в пределах оцененных погрешностей.

§ 10.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПАСА РЕАКТИВНОСТИ НА МОДЕЛЯХ

ВОДО-ВОДЯНЫХ РЕАКТОРОВ