Снижение мощности 25.04.86 на 4ом энергоблоке ЧАЭС

На данной странице обсуждается снижение мощности реактора 4ого энергоблока ЧАЭС 24.04.86.

Описывается:

Содержание модели РУ;
Основные допущения, принятые при расчетах;
Результаты расчета в табличном виде;
Описание режима "снижение мощности до ~150 МВт. Блокируется уменьшение эл. мощности ТГ менее 30 МВт"
Описание режима "снижение мощности до ~150 МВт. Блокируется потребление пара ТГ менее 100 т/ч"
Описание режима "снижение мощности до уровня остаточных энерговыделений. Уменьшение потребления пара на собственные нужды. Блокируется потребление пара ТГ менее 100 т/ч"
Графики режима "снижение мощности до ~150 МВт. Блокируется уменьшение эл. мощности ТГ менее 30 МВт"

Графики режима "снижение мощности до ~150 МВт. Блокируется потребление пара ТГ менее 100 т/ч"

Графики режима "снижение мощности до уровня остаточных энерговыделений. Уменьшение потребления пара на собственные нужды. Блокируется потребление пара ТГ менее 100 т/ч"

Несмотря на то, что достаточно хорошо известно, как протекал этот процесс, и к чему он привел, было бы полезным провести расчетный анализ снижения мощности, хотя бы в качестве иллюстрации характерных для РБМК эффектов - таких как провал уровня и давления, работа турбины и пр.

Ниже представлены результаты расчетов, выполненные с использованием интегрального кода "улудшенной" оценки, широко применяемого в настоящее врем для анализа возможных переходных и аварийных режимах, протекающих на РБМК.

При анализе была использована модель реакторной установки, включающая в себя достаточно подробное описание:

Контур многократной принудительной циркуляции, представленный в виде двух половин реактора, одна из которых моделируется более подробно;
Систему подачи питательной воды;
Систему аварийной подачи питательной воды;
Систему паропроводов с подачей пара на турбогенераторы, а также в паросбросные устройства (БРУ-К, БРУ-Д, ГПК);
Систему аварийного охлаждения реактора;
Систему тепловой автоматики, включающую в себя подробное описание регуляторов давления и уровня в БС;
Систему управления и зашиты реактора.

В зависимости от особенностей исследуемого режима базова модель реакторной установки может быть изменена.

При расчетах были сделаны дополнительные допущения:

Нейтронна мощность реактора задавалась функцией времени. Момент времени «0 секунд» соответствует 23:00:00 25.04.86.
Остаточные энрговыделения принимаются постоянными, равными 50.90848 МВт
Предполагалось, что заниженный уровень остаточных энреговыдленеий (в 2 раза относительно мощности 1600 МВт) обусловлен достаточно продолжительной (около 40 мин) работой энергоблока на пониженном уровне мощности.
Расходы через ГЦН постоянно поддерживается на уровне 8000 м3/ч
В работе тепловая автоматика в полном объеме.
Вторые клапаны пит узла прикрыт на 20% и не меняет своего положения. При снижении тепловой мощности до 800 МВт, персонал прикрывает вторые клапаны питательного узла. При этом первые клапаны продолжают работать в режиме регулирования.
Расход пара на собственные нужды через БРУ-Д включается автоматически при снижении эл. мощности до 300 т/ч.
Расход пара на собственные нужды через БРУ-Д принимался равным 200 т/ч.
Команда АЗ-5 по снижению давления после СРК блокируется.
Блокируется прикрытие СРК при снижении эл. мощности до 30 МВт (в зависимости от сценария)
Блокируетс прикрытие СРК при снижении расхода до 30 кг/с (считаем, что этот расход через турбину допустим)

Было проанализировано три события:

Описание режима "снижение мощности до ~150 МВт. Блокируется уменьшение эл. мощности ТГ менее 30 МВт"
Описание режима "снижение мощности до ~150 МВт. Блокируется потребление пара ТГ менее 100 т/ч"
Описание режима "снижение мощности до уровня остаточных энерговыделений. Уменьшение потребления пара на собственные нужды. Блокируется потребление пара ТГ менее 100 т/ч"

Поведение параметров реактора (по просьбе посетителей страницы :-)) приведены в виде таблиц:

Режим "снижение мощности до ~150 МВт. Блокируется уменьшение эл. мощности ТГ менее 30 МВт"
Режим "снижение мощности до ~150 МВт. Блокируется потребление пара ТГ менее 100 т/ч"
Режим "снижение мощности до уровня остаточных энерговыделений. Уменьшение потребления пара на собственные нужды. Блокируется потребление пара ТГ менее 100 т/ч"
Все данные представлены в табличной форме, в которой каждый столбец отвечает за какую либо величину. Здесь эти столбцы пронаименованы. Данные приведены в виде таблицы (хоть в это и не сразу верится) - открывайте файлы *.dat с помощью Excel (в качестве типа файлов выбираете "все файлы"), Выскочит "Мастер текстов", выбираете "с разделителями", в качестве разделителей указываете пробел. Теперь жмите "готово". Да, и еще - не забудьте, что в качестве разделителя дробной части используется точка, а не запятая. Успехов :-)

Первое событие – снижение мощности до ~150 МВт (100 МВт – делительная, 50 – остаточные э.в.)

При этом мощность ТГ не снижалась менее 30 МВт, т.е. при достижении 30 МВт блокировалось прикрытие регулирующего клапана турбины.

Ниже представлены результаты расчета.

Полученный результат показывает, что при сбросе мощности до уровня ~150 МВт, отборе пара на собственные нужды (~200 т/ч), блокирвка разгрузки турбины приводит к быстрому падению давления в БС и формированию команды на отключение работающего ТГ.

Кратко перечислим события:

3573 с – снижение электрической мощности работающей турбины до 300 МВт. Включение БРУ-Д, отбирающей 200 т/ч острого пара из КМПЦ.

5336 с – сформирован сигнал сброса нагрузки единственным работающим ТГ.

5382 с – снижение электрической мощности работающей турбины до 30 МВт. Блокируется дальнейшее прикрытии регулирующих клапанов работающей ТГ.

5896 с – снижение давления до уставки 55 кгс/см², формируется сигнал на отключение работающей ТГ по давлению в БС. По отключению 2х ТГ формируется команда АЗ-5 на заглушение реактора.

Второе событие – снижение мощности до ~50 МВт (50 – остаточные э.в.). При этом блокируется потребление пара ТГ менее 100 т/ч (примерно 30 кг/с).

Полученный результат показывает, что при сбросе мощности до уровня ~50 МВт, отборе пара на собственные нужды (~200 т/ч), турбина разгружается до холостого хода, благодор чему темп падения заметно замедляется, но, тем не менее к 6000 с достигает 55 кгс/см², что приводит последовательно к отключению работающей турбины и формированию команды АЗ-5 на заглушение реактора по отключенным ТГ. начинает расти. По сравнению с первым вариантом, наблюдается более глубокий провл уровня, что объясняется более низкой тепловой мощностью реактора и (в меньшей степени) более медленым падением давления в БС.

Третий вариант исследуемого режима был исследован в предположении заглушения реактора (делительная мощность в 0, остаточные энерговыделения соответствуют исходной мощности 800 МВт (т)). Расход пара на собственные нужды принимался равным 100 т/ч, что помогло удержать спад давления. Кроме этого предполагалось, что после снижений тепловой мощности реактора до 800 МВт (т) персонал прекращает контролировать расход теплоносителя через ГЦНы, что потенциально может привести к несколько более глубокому провалу уровней воды и давления в БС. Турбина разгружалась до расхода ~100 т/ч (примерно 30 кг/с).

Полученный результат показывает, что при сбросе мощности до уровня остаточных энерогвыделений происходит (достаточно типичный) провал давления и уровней воды в БС. Однако, благодоря более низкому потреблению пара на собственные нужды, давление падает более плавно (по сравнению с предыдущими вариантами расчета), достигая 55 кгс/см² к 6110 с иследуемого режима. Уровень воды в БС снижается до отметки -300 мм (т.е. на 200 мм вниз). Таким образом, несмотря на снижение мощности реактора, уровень (из за падения давления и связанной с этим дополнительной генерацией пара) падает не так резво, как мог бы свалится.

Итак, расчетный анализ показал, что существенное влияние на поученные резульаты оказывает отбор пара на собственные нужды энергоблока. Тем не менее, даже при более глубоком провале давления, снижение производительности турбины до уровня холостого позволяет на 2 минуты отсрочить отключение турбины по сигналу снижения давления в БС

Вариант со сниженным потреблением пара на собственные нужды показывает, что сокращение отбора пара из БС позволяет достаточно долго (до начала подъема мощности 26.04.86) удерживать давление в БС на приемлемом уровне. Интересено так же и то, что при автоматической работе регулятора уровня, не происходит существенного отклонения уровней воды в БС. Здесь надо заметить, что и в действительнотси провал мощности реактора не сопровождался аварийным отклонением уровней воды в БС, неизвестно (лично мне) исходное положение уровня, и на какой отметке его удерживали, а так же то, что аварийное отклонение уровня наблюдалось во время подъема мощности. Последнее может объясняться неадекватной подачей питательной воды (очевидно - вручную).

Вариант со снижением тепловой мощности до 150 МВт. Разгрузка ТГ менее 30 МВт блокируется.