Опыт промышленной эксплуатации ТВСА с улучшенным контролем температуры теплоносителя на выходе из сборок в составе активных зон Калининской АЭС В.И. Пахолков, А.И. Романов, О.Б. Самойлов, А.А. Фальков, Д.Л. Шипов ОКБМ, Н.Новгород Д.И. Конин, Г.Л. Лунин, В.И. Митин, Ю.М. Семченков РНЦ Курчатовский институт, Москва В.Ф. Бай, Л.Н. Богачек, А.Н. Лупишко, С.В. Макаров Калининская АЭС, Удомля 5-я международная научно-техническая конференция «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР» г. Подольск, ОКБ «ГИДРОПРЕСС», г.

2 Содержание Введение 1. Конструкция модернизированной головки ТВСА 2. Методика анализа данных термоконтроля активной зоны 3. Результаты анализа данных термоконтроля активных зон на трёх энергоблоках КлнАЭС Заключение

3 Введение Для повышения достоверности измерения выходной температуры в ТВСА для активных зон ВВЭР-1000, ОКБМ совместно с РНЦ КИ разработана модернизированная головка ТВСА с улучшенным термоконтролем, обеспечивающая устранение ПЭЛ-эффекта На первом энергоблоке Калининской АЭС успешно проведены четырехлетние реакторные испытания ТВСА с модернизированными головками n В 2004 году на энергоблоках Калининской АЭС начата промышленная эксплуатация ТВСА с улучшенным термоконтролем. В настоящее время в активных зонах трёх энергоблоков Калининской АЭС эксплуатируются более трёхсот таких ТВСА

4 Общий вид ТВСА Головка Направляющий канал Уголок Дистанционирующая решетка Хвостовик

5 Конструкция головки ТВСА с улучшенным термоконтролем Трубка термоконтроля (3 шт.) Направляющие каналы (18 шт.) Гильза выходной термопары

6 Методика анализа данных термоконтроля активной зоны n Анализ данных термоконтроля активных зон, имеющих в своем составе ТВСА с модернизированной головкой, выполнялся с использованием разработанной в ОКБМ расчетной программы ОДА-ВТК n При анализе определялись разности расчетных и измеренных значений подогрева в ТВСА с трубками термоконтроля и статистические характеристики указанных разностей n Измеренные подогревы определялись как разности измеренных значений температуры теплоносителя на выходе ТВСА с трубками термоконтроля и температуры теплоносителя на входе в активную зону. n Расчетный подогрев определялся по соотношениям Δt рсч,j = Δt(Δi рсч,j ) Δi рсч,j = (N ак.з /G р ) K бп.з K мкз K вх.з,j K q,j K Kq,j K кц,j K хц.тп,j

7 Результаты анализа данных термоконтроля активных зон на трёх энергоблоках КлнАЭС

8 Δt рсч, о С Δt изм, о С Сравнение измеренных и расчетных подогревов в ТВСА с улучшенным термоконтролем средней части активной зоны для трех блоков КлнАЭС

9 n Усредненные по трём энергоблокам значения Δ и σ разностей расчетного и измеренного подогревов для средней части активной зоны равны, соответственно, + 0,02 о С и 0,83 о С n Абсолютная величина разности расчетных и измеренных значений подогрева (|Δ| + 2σ) в средней части активной зоны составляет 1,7 о С n Для ТВСА с трубками термоконтроля периферийного ряда активной зоны Δ = + 0,05 о С, σ = 1,67 о С. n Статистические характеристики точности расчета температуры теплоносителя, поступающего к термопарам в ТВСА с улучшенным термоконтролем, совпадают с характеристиками точности для расчетного подогрева. n Отклонения расчетного подогрева от измеренного для ТВСА периферийного ряда активной зоны могут быть уменьшены введением в формулу для подогрева теплоносителя множителя, учитывающего перекос поля : K Kφ = (b + cδK к,ттк ) Результаты анализа данных термоконтроля активных зон на трёх энергоблоках КлнАЭС

10 n Достигнутая точность расчета температуры и подогрева теплоносителя, поступающего к выходным термопарам, позволяет уточнить контролируемые пределы нормальной эксплуатации по этим параметрам n Внедрение ТВСА с трубками термоконтроля обеспечивает возможность обоснованного расширения использования результатов теплотехнических измерений для контроля характеристик распределения энерговыделений в активной зоне. n По данным термоконтроля в ТВСА с ТТК, в частности, могут быть определены следующие характеристики: средний подогрев теплоносителя в ячейках внутренней области ТВСА (без ячеек межкассетного зазора) Δi см.вн,j = Δi изм,j (K кц,j K хц.тп,j ) -1 Δt см.вн,j = Δt(Δi см.вн,j ); относительная мощность ТВСА Δi изм,j = Δi(Δt изм,j ), K q,j = Δi изм, j [(N ак.з /G р ) K бп.з K мкз K вх.з,j K Kq,j K кц,j K хц.тп,j ] -1 n Погрешность определения относительной мощности ТВСА по данным термоконтроля сопоставима с погрешностью ее определения по данным системы контроля нейтронного потока на базе ДПЗ Результаты анализа данных термоконтроля активных зон на трёх энергоблоках КлнАЭС

11 n Опытом промышленной эксплуатации ТВСА с трубками термоконтроля на трех энергоблоках КлнАЭС подтверждена достоверность определения выходной температуры и подогрева теплоносителя в топливных сборках по данным теплотехнических измерений n Внедрение ТВСА с модернизированной головкой обеспечивает улучшение контроля состояния активной зоны и повышение безопасности эксплуатации энергоблоков. n Достигнутая точность расчета температуры и подогрева теплоносителя, поступающего к выходным термопарам в ТВСА с модернизированной головкой, позволяет уточнить контролируемые пределы нормальной эксплуатации по этим параметрам n Комбинированное использование данных улучшенного температурного контроля и имеющегося нейтронно-физического контроля позволит уменьшить погрешность восстановления полей энерговыделений в активной зоне и повысить допустимые значения мощности ТВСА и твэлов Заключение