Нейтронно-физический расчет активной зоны

 

Приводить информацию и анализ, необходимые для обоснования безопасности работы активной зоны реактора в течение его проектного срока при нормальной эксплуатации, нарушениях нормальной эксплуатации, включая предаварийные ситуации, проектные и запроектные аварии, а также информацию, необходимую для анализа причин аварий, результаты которого включены в раздел 15.

 

Информация и анализ, представленные в этом подразделе, должны базироваться на материалах проектов реактора, активной зоны, сборок активной зоны и результатах НИР.

 

4.2.7.1. Общее описание и основные нейтронно-физические характеристики активной зоны.

 

Представлять следующие данные:

 

- тип ЯТ;

 

- особенности конструкции активной зоны (компоновка, способы закрепления ТВС, зазоры между ТВС, боковые и торцевые отражатели, характеристика конструкций за отражателями);

 

- принятый в проекте способ выравнивания поля энерговыделения;

 

- принятые в проекте способы регулирования мощности;

 

- РО СУЗ (AЗ) (см. пункт 4.2.2);

 

- наличие в активной зоне других элементов (экспериментальных ТВС, источника нейтронов и др.);

 

- принятые способы перегрузки ТВС активной зоны, РО СУЗ;

 

- перечень основных физических характеристик активной зоны и их значений, обогащение ЯТ, максимальное энерговыделение, температурный запас до плавления ЯТ при номинальных условиях, эффективность РО СУЗ, максимальный запас реактивности, эффекты и коэффициенты реактивности, запасы подкритичности после быстрого останова реактора, длительность кампании топлива, максимальная глубина выгорания топлива, максимальный нейтронный поток, время между перегрузками, кривые остаточного тепловыделения в активной зоне в зависимости от времени после перевода реактора в подкритическое состояние и т.д.

 

4.2.7.2. Режимы работы активной зоны в процессе кампании

 

Представлять:

 

- общий подход к организации замены топлива в реакторе;

 

- характеристики стационарного режима перегрузок;

 

- перечень основных расчетных состояний активной зоны в стационарном режиме;

 

- основные характеристики программ перегрузок ТВС активной зоны и РО СУЗ;

 

- общую характеристику переходного режима;

 

- общую характеристику стартовой активной зоны и значения ее основных физических параметров.

 

4.2.7.3. Характеристика поля энерговыделения в активной зоне и прилегающих конструкциях.

 

Приводить данные о распределении поля энерговыделения в активной зоне и прилегающих конструкциях в разных состояниях активной зоны, характеризующих кампанию топлива (до перегрузки, после перегрузки, в среднем стационарном состоянии и других состояниях, определенных в проекте), в том числе нейтронных потоков в активной зоне и прилегающих конструкциях.

 

4.2.7.4. Характеристика поля энерговыделения при непроектных положениях РО СУЗ

 

Рассматривать наиболее неблагоприятные положения РО СУЗ и приводить распределение полей энерговыделения и нейтронных потоков для выбранных конфигураций.

 

4.2.7.5. Эффекты и коэффициенты реактивности, связанные с изменением температуры и мощности

 

Приводить значения температурных эффектов и коэффициентов реактивности, принятые в проекте, и структуру составляющих этих эффектов.

 

4.2.7.6. Допплер-эффект

 

Представлять значения эффектов реактивности от изменения резонансного взаимодействия нейтронов при изменении температуры (Допплер-эффект). Приводить величины Допплер-эффекта для разных состояний активной зоны по кампании, а также покомпонентно - для основных материалов активной зоны и для разных изотопных составов свежего топлива.

 

4.2.7.7. Асимптоматические значения температурного и мощностного эффектов реактивности для разных состояний активной зоны

 

Приводить значения температурного эффекта реактивности и его составляющих для разных состояний по выгоранию топлива: значения температуры элементов активной зоны при номинальной мощности, мощностного эффекта реактивности и его составляющих также для разных состояний активной зоны по выгоранию топлива.

 

4.2.7.8. Баланс реактивности и эффективность регулирования

 

Представлять анализ баланса реактивности и соответствие характеристик реактивности требованиям ПБЯ РУ АС. Баланс реактивности строить с учетом возможных погрешностей определения эффектов реактивности. Баланс реактивности активной зоны определять для начала и конца кампании и, при необходимости, для промежуточных моментов выгорания. Должны учитываться такие факторы, воздействующие на реактивность и зависящие от различных эксплуатационных состояний, как:

 

- регулирующие группы ПС СУЗ, их ожидаемая и минимально допустимая эффективность;

 

- эффективность выгорающего поглотителя;

 

- концентрация и эффективность борного раствора;

 

- возмущения в температуре замедлителя и топлива, а также возможные пустотные возмущения;

 

- выгорание (шлаки);

 

- отравление ксеноном и самарием;

 

- допустимые высоты погружения стержней в активную зону и их допустимое рассогласование.

 

Должен представляться и обсуждаться минимально необходимый и прогнозируемый запас подкритичности быстроостановленного реактора для различных моментов кампании с учетом неопределенностей этого запаса и экспериментальных проверок на действующих реакторах.

 

Должны детально описываться методы и ограничения при регулировании при нормальной эксплуатации с освещением таких аспектов, как:

 

- концентрация жидкого поглотителя и ее изменения;

 

- движение регулирующих стержней, в том числе стержней, воздействующих на аксиальный профиль энерговыделения;

 

- возможные изменения расхода или температуры теплоносителя.

 

Следует включать описание:

 

- пуска из холодного, горячего и максимально отравленного ксеноном состояний;

 

- режима отслеживания нагрузки и компенсацию нестационарного отравления ксеноном;

 

- воздействия на объемные распределения энерговыделения (при перераспределении ксенона и ксеноновых колебаниях);

 

- возможного воздействия на распределения выгорания.

 

При модернизации активной зоны реактора, связанной с использованием нового типа топлива, должна обосновываться применимость существующей системы подачи бора в первый контур, либо представлены проектные материалы модернизации этой системы.

 

4.2.7.9. Анализ подкритического состояния реактора при перегрузках топлива. Источник нейтронов, расположение и чувствительность нейтронных детекторов, контроль подкритического состояния

 

Представлять:

 

- общий подход к контролю подкритического состояния реактора;

 

- источник нейтронов, его конструкцию, основные характеристики;

 

- нейтронный фон активной зоны в зависимости от изотопного состава топлива и степени его выгорания;

 

- расположение и характеристики чувствительности нейтронных детекторов;

 

- требования к контролю перегрузки топлива и выполнения этих требований в рассматриваемом проекте.

 

4.2.7.10. Мониторинг мощности

 

Кратко описывать применяемые нейтронные детекторы и их характеристики для измерений мощности реактора. Приводить анализ соответствия выбранной системы измерения мощности требованиям ПБЯ РУ АС и анализ возможности системы измерения мощности для контроля перекосов поля, энерговыделения, возникающих при непроектном положении органов регулирования и по другим причинам.

 

4.2.7.11. Используемые методы, программы и константы для физических расчетов.

 

Приводить краткое описание программ и констант, использованных для физических расчетов. Указывать аттестованные программы, а также степень подготовки к аттестации других использованных программ; наличие верификационных отчетов, инструкций для пользователей и других документов.

 

При модернизации активной зоны реактора, связанной с использованием нового типа топлива, должны представляться результаты верификации и аттестации методик и кодов, используемых для определения нейтронно-физических характеристиках активной зоны с новым типом топлива, с учетом анализа неопределенности.

 

4.2.7.12. Основные результаты экспериментальных исследований физики реактора на критических стендах, исследовательских и действующих реакторах

 

Давать описание моделирующих критических стендов и перечня экспериментов, выполненных на этих стендах, а также в исследовательских и действующих реакторах. Представлять основные результаты расчетного анализа этих экспериментов и возможность переноса результатов этого анализа для оценки погрешности физических характеристик проекта реактора.

 

При модернизации активной зоны реактора, связанной с использованием нового типа топлива, приводить информацию обо всех нейтронно-физических характеристиках активной зоны с новым типом топлива, предусмотренных разделом 4.2.7.

 

Теплогидравлический расчет

 

4.2.8.1. Проектные ограничения

 

Представлять информацию о проектных ограничениях, влияющих на теплогидравлические характеристики, проектные режимы РУ и выбор ее параметров. К ним относить:

 

- максимальную температуру оболочек твэл;

 

- максимальную температуру теплоносителя;

 

- скорость изменения температуры теплоносителя;

 

- максимальную линейную нагрузку твэлов;

 

- максимальную скорость потока теплоносителя в активной зоне;

 

- кавитационный запас ГЦН.

 

4.2.8.2. Теплогидралический расчет активной зоны

 

Приводить

 

1. Распределение потока теплоносителя и линейного энерговыделения

 

Необходимо описывать:

 

- схему зон дросселирования активной зоны;

 

- распределение расхода теплоносителя по зонам дросселирования, через межкассетные зазоры и на охлаждение корпуса реактора;

 

- средние и максимальные значения линейного энерговыделения для различных зон обогащения и зон дросселирования на начало и конец кампании;

 

- температуры теплоносителя на выходе из активной зоны и реактора в целом с учетом распределения расхода теплоносителя на начало и конец кампании;

 

- температуры оболочек твэлов на выходе зон дросселирования с учетом возможных неоднородностей распределения температур.

 

2. Перепады давления в активной зоне и гидравлические сопротивления

 

Необходимо описывать схему организации потока теплоносителя на входе в реактор (например, коллектора высокого и низкого давления), приводить значения перепадов давления в активной зоне и соответствующие распределения гидравлического сопротивления по элементам активной зоны.

 

При модернизации активной зоны реактора, связанной с использованием нового типа топлива, в случае конструктивного отличия ТВС с новым топливом от штатных ТВС должна подтверждаться их теплогидравлическая совместимость.

 

3. Методики и расчетные программы

 

Приводить информацию об используемых в теплогидравлических расчетах активной зоны методиках и расчетных программах, данные об их верификации или обосновании достоверности получаемых результатов.

 

Представлять информацию об экспериментальных работах, выполненных в обоснование используемых методик и расчетных программ.

 

Приводить данные о точности получаемых результатов теплогидравлических расчетов с учетом анализа неопределенности.

 

4.2.8.3. Теплогидравлический расчет РУ

 

В этом разделе необходимо описывать теплогидравлический расчет первого контура и системы аварийного тепловода.

 

В описание следует включать следующую информацию:

 

1. Сведения о компоновке оборудования и трубопроводов первого контура РУ.

 

Представлять теплогидравлическую схему РУ:

 

- число контуров циркуляции теплоносителя и их назначение (система нормального теплоотвода, система аварийного теплоотвода);

 

- тип побудителя движения теплоносителя (вынужденная циркуляция, естественная циркуляция);

 

- перечень оборудования и трубопроводов в каждом из контуров циркуляции, проектные значения расходов теплоносителя для каждого элемента контура и перепадов давления при соответствующих расходах;

 

- схемы циркуляции теплоносителя в каждом из контуров, высотное расположение элементов петель (оборудования, трубопроводов) для различных контуров, их геометрические характеристики (в том числе, длина пути циркуляции теплоносителя в элементе), значения объемов теплоносителя в каждом из элементов;

 

- значения уровня теплоносителя в элементах первого контура РУ и давления газовой среды при проектных режимах.

 

2. Проектные режимы работы РУ.

 

Раздел должен включать:

 

- перечень проектных режимов (со ссылкой на соответствующий подраздел раздела 4);

 

- теплогидравлические особенности каждого из проектных режимов;

 

- параметры теплоносителя и скорости их изменения в различных проектных режимах;

 

- распределение температуры теплоносителя в проектных режимах.

 

3. Методики и расчетные программы

 

Приводить информацию об используемых в теплогидравлических расчетах РУ методиках и расчетных программах, данные об их верификации или об обосновании достоверности получаемых результатов, представлять данные о точности получаемых результатов теплогидравлических расчетов с учетом анализа неопределенности.

 

4.2.8.4. Испытания и проверки

 

Описывать программы и методики испытаний и проверок, которые должны использоваться для подтверждения проектных теплогидравлических характеристик активной зоны и контуров циркуляции РУ.