Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Белл Д. -> "Теория ядерных реакторов" -> 204

Теория ядерных реакторов - Белл Д.

Белл Д. Теория ядерных реакторов — Москва, 1974. — 494 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriyayadernihreaktivov1974.djvu
Предыдущая << 1 .. 198 199 200 201 202 203 < 204 > 205 206 207 208 209 210 .. 264 >> Следующая


9.4. ТОЧЕЧНЫЙ РЕАКТОР С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

9.4.1. ВВЕДЕНИЕ

В точечной модели реактора нулевой мощности предполагалось, что уровень мощности так низок, что не влияет на реактивность, и, следовательно, обратная связь отсутствует. Теперь необходимо проанализировать механизм обратных связей, особенно с точки зрения их влияния на устойчивость реактора, работающего на мощности. Для нашей цели механизм обратных связей рассматривается как физический эффект, посредством которого плотность нейтронов или мощность реактора P (t) воздействует на реактивность P- (t).

Из уравнения (9.10) видно, что изменения в реактивности появляются только вследствие изменений макроскопических сечений. На самом деле ситуация, вообще говоря, несколько сложнее, так как для данной величины До реактивность может меняться благодаря изменениям форм-функции гр, которые вызываются деформацией источника. Тем не менее, на реактивность в основном влияют вариации макроскопических сечений, которые имеют место при изменении плотностей веществ или микроскопических сечений.

Обратная связь может быть обусловлена изменением температуры реактора, работающего на мощности. Плотность материалов в реакторе определяется их температурой. Изменения плотностн могут также происходить при фазовых переходах, когда вода, например, превращается в пар. К тому же изменения температуры зачастую приводят к механическим перемещениям, например, изгибам топливных элементов или других компонент реактора. Кроме того, с температурой изменяются микроскопические сечения; этот эффект возникает из-за изменений в законах рассеяния тепловых нейтронов и из-за доплеровского уширения резонансов. Изменения микроскопических сечений являются также результатом накопления продуктов деления. В этом случае особенно важно накопление ксенона-135.

Изменения реактивности с температурой описываются температурными коэффициентами реактивности, которые представляются различными способами. Для устойчивой работы реактора, конечно, желательно иметь отрицательные температурные коэффициенты. Если температура реактора во

зремя работы остается постоянной по всему объему, то можно опе-

389
рировать изотермическим коэффициентом реактивности. Однако на практике, когда мощность реактора достаточно высока для существенного влияния обратных связей, температура в реакторе становится функцией координат, и изотермический температурный коэффициент использовать нельзя. В таких ситуациях пользуются соответствующим образом усредненными температурами.

Чтобы определить распределение температуры в действующем реакторе, необходимы детальные инженерные расчеты переноса тепла и движения теплоносителя. Затем результаты расчетов используются в уравнениях динамики реактора для определения эффектов обратных связей путем введения «укрупненных» параметров системы. Примерами таких параметров являются «температура топлива», «температура замедлителя», «температура теплоносителя» и связанные с ними коэффициенты реактивности. В принципе эти температуры должны быть усредненными величинами, основанными на действительном распределении температур, причем весовые функции при усреднении выбираются так, чтобы обеспечить правильные значения эффектов реактивности. Эффективные температуры для различных областей реактора связываются параметрами, получаемыми из инженерных расчетов.

Вследствие этих и других приближений, состоящих в исключении или упрощении пространственных эффектов в кинетике точечного реактора, всегда имеется некоторая степень неопределенности в расчете изменений реактивности, возникающих из-за действия обратных связей. Желательно, чтобы вычисляемые характеристики реактора были нечувствительны к этим приближениям, но, во всяком случае, ожидаемые эффекты обратных связей должны проверяться с помощью экспериментальных работ, по крайней мере, в период пуска реактора и в начале его работы.

Здесь отметим три случая из тех, в которых важны эффекты обратных связей. Первый связан с небольшими осцилляциями мощности (и реактивности) около некоторого равновесного значения. Такой подход отражает общую практику изучения устойчивости реактора по его поведению под воздействием малых, более или менее синусоидальных осцилляций реактивности. В этом случае можно линеаризовать уравнения кинетики, тем самым упрощая задачу. Устойчивость, исследуемая таким образом, т. е. по отношению к малым осцилляциям, называется «линейной устойчивостью».

Вторая представляющая интерес ситуация соответствует большим изменениям мощности или реактивности. В этом случае необходимо учитывать нелинейные эффекты обратных связей. Эти нелинейности намного затрудняют анализ, поэтому можно получить лишь частные результаты в некоторых специальных случаях. Для больших осцилляций вводятся, по крайней мере, два типа устойчивости: асимптотическая устойчивость, когда осцилляции затухают со временем, и устойчивость по Лагранжу, когда осцилляции остаются конечными, но ограниченными [30].

Наконец, будут рассмотрены очень большие возмущения, которые переводят реактор в состояние выше критического на мгновенных нейтронах. В особых случаях такие процессы прекращаются только из-за быстрого разрушения активной зоны, например, ее расплавления или выброса (жидкого) замедлителя. В этом случае представляет интерес определить последствия переходного процесса или импульса. Такие проблемы возникают при анализе импульсных реакторов [31], при проведении экспериментов с быстрыми переходными процессами в системах с водяным замедлителем [32] и при рассмотрении последствий случайного достижения состояния высокой надкритичности.
Предыдущая << 1 .. 198 199 200 201 202 203 < 204 > 205 206 207 208 209 210 .. 264 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed