Борное регулирование реактивности реактора

В корпусных реакторах, к которым относится и реактор ВВЭР, для обеспечения длительной (300-450 суток) кампании требуется очень большой запас реактивности (на начало кампании запас более 30-40 βэф).

Для компенсации больших запасов медленно меняющейся реактивности в таких реакторах необходимо иметь специальную инерционную систему, которую обычно называют компенсирующей.

В качестве такой компенсирующем системы наибольшее распространение получила система регулирования реактивности с помощью поглощающей жидкости.

В реакторе ВВЭР в качестве жидкостной системы регулирования используется система регулирования с помощью борной кислоты.

Суть борного регулирования:

в циркулирующую в первом контуре воду добавляется опре­деленное количество борной кислоты.

Концентрация борной кислоты определяется скоростью и глубиной выгорания топлива в период между частичными перегрузками топлива.

После каждой частичной пере­грузки концентрация борной кислоты максимальна и рассчитана на компенсацию реактивности, обусловленной избытком топлива над критической массой.

К началу же очередной частичной перегрузки борная кислота практически полностью выводится из циркулирующей воды, и концентрация ее становится почти равной нулю.

Главным достоинством борного регулирования является то, что введение борной кислоты не искажает поля плотности потока нейтро­нов в активной зоне реактора, так как бор равномерно распределен в циркулирующей воде.

При этом механическая система компенсации реактивности (кластеры поглощающих стержней) предназначена только для компенсации температурного эффекта и отравления реак­тора и после выхода реактора на рабочий режим практически почти полно­стью выводится из активной зоны. Одновременно она выполняет и функции аварийной защиты.

При работе на мощности в зоне остаются только стержни, которые выполняют роль оперативного регулирования и суммарная эффективность которых сравнительно невелика (несколько меньше 1 β_эф), поэтому искажения профиля плотности потока нейтро­нов из-за перемещения механической системы регулирования сводят­ся к минимуму.

Борное регулирование обеспечивает глубокую подкритичность реактора в холодном состоянии и при перегрузке топлива при температуре теплоносителя 20-60°С, компенсирует мед­ленные изменения реактивности, связанные с выгоранием топлива, стационарным отравлением ксеноном и самарием, а также с нагревом и расхолаживанием реактора.

При работе на мощности в зоне остаются только стержни, которые выполняют роль оперативного регулирования и суммарная эффективность которых сравнительно невелика (несколько меньше 1 β_эф), поэтому искажения профиля плотности потока нейтро­нов из-за перемещения механической системы регулирования сводят­ся к минимуму.

Борное регулирование обеспечивает глубокую подкритичность реактора в холодном состоянии и при перегрузке топлива при температуре теплоносителя 20-60°С, компенсирует мед­ленные изменения реактивности, связанные с выгоранием топлива, стационарным отравлением ксеноном и самарием, а также с нагревом и расхолаживанием реактора.

При работе на мощности в зоне остаются только стержни, которые выполняют роль оперативного регулирования и суммарная эффективность которых сравнительно невелика (несколько меньше 1 β_эф), поэтому искажения профиля плотности потока нейтро­нов из-за перемещения механической системы регулирования сводят­ся к минимуму.

Борное регулирование обеспечивает глубокую подкритичность реактора в холодном состоянии и при перегрузке топлива при температуре теплоносителя 20-60°С, компенсирует мед­ленные изменения реактивности, связанные с выгоранием топлива, стационарным отравлением ксеноном и самарием, а также с нагревом и расхолаживанием реактора.

При работе на мощности в зоне остаются только стержни, которые выполняют роль оперативного регулирования и суммарная эффективность которых сравнительно невелика (несколько меньше 1 β_эф), поэтому искажения профиля плотности потока нейтро­нов из-за перемещения механической системы регулирования сводят­ся к минимуму.

Борное регулирование обеспечивает глубокую подкритичность реактора в холодном состоянии и при перегрузке топлива при температуре теплоносителя 20-60°С, компенсирует мед­ленные изменения реактивности, связанные с выгоранием топлива, стационарным отравлением ксеноном и самарием, а также с нагревом и расхолаживанием реактора.

Пример: В случае подпитки чистым дистиллятом изменение борной концентрации в 1-м контуре во времени можно рассчитать по формуле

где С₀ - концентрация кислоты в момент времени, равный нулю.

Изменение концентрации борной кислоты в 1-м контуре при введении чистого конденсата с различными расходами