Контроль температуры теплоносителя 1 контура

КОМПЛЕКСНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
ВНУТРИРЕАКТОРНОГО КОНТРОЛЯ ПРИ ВВОДЕ В
ЭКСПЛУАТАЦИЮ БЛОКА №3 КАЛИНИНСКОЙ АЭС
Докладчик:
Саунин Юрий
Васильевич
ФГУП "Фирма "Атомтехэнерго"
Нововоронежский филиал
"Нововоронежатомтехэнерго "
г. Нововоронеж
Введение



Особенность – первый ввод в работу
СВРК нового поколения СВРК-М при
пуске блока с ВВЭР-1000 (проект В320)
Необходимость - выполнение
условий приёмки системы и блока в
промышленную эксплуатацию
Практическая ценность –
обобщение и анализ полученных
результатов, накопление опыта и
выработка рекомендаций,
опробование комплекса прикладных
программ для обработки результатов
испытаний.
НВ АТЭ
2
Краткое описание СВРК блока №3
Калининской АЭС
Основные структурные элементы
Первичные
преобразователи
ПТК-НУ
ТК 1 контура
ПТК-З
ЭВ в акт. зоне
ПТК-ИУ
ОТП
ЛС-НУ
НВ АТЭ
ВК ВУ
ССДИ
3
Основные первичные преобразователи
Контроль температуры теплоносителя 1
контура
 используются:
 ТП типа ТХА-01
 ТС типа ТСП-03
 состав:
 по 6 ТП и 1 ТС в каждой нитке петли 1
контура
 95 ТП на выходе из ТВС
 3 ТП в верхнем объёме реактора
Контроль энерговыделения в активной зоне
 64 КНИ типа КНИ-5Б
НВ АТЭ
4
 КНИ содержит 7 родиевых ДПЗ
Программно-технический комплекс
нижнего уровня
Программно-технический комплекс защиты
 включает 6 информационно-измерительных устройств
типа УИ-174Р07, объединенных в 2 комплекта по 3
устройства
 основные задачи:



прием и обработка сигналов первичных
преобразователей
формирование сигналов защиты по локальным
внутриреакторным параметрам*
передача информации в ЛС СВРК и обмен информацией
по ЛС-НУ
Сервисная станция дежурная инженера
 представляет собой инженерную станцию типа ИС02П
 основные задачи

выполнение сервисных
функций ПТК-НУ и ВК СВРК
НВ АТЭ
5
Программно-технический комплекс
нижнего уровня (продолжение)
Программно-технический комплекс
информационно-управляющий


включает 2 информационно-измерительных
устройства типа УИ-174Р08
основные задачи




прием и обработка сигналов первичных
преобразователей контроля не поступающих в
ПТК-З
прием информации от систем технологического
контроля и управления РУ
прием от ВК ВУ СВРК заданий на изменение
положения ОР СУЗ*
прием и передача информации в локальную
вычислительную сеть
СВРК
НВ АТЭ
6
Вычислительный комплекс верхнего
уровня


включает два вычислительных комплекса
типа ВК-01Р-10
основные задачи






восстановление поля энерговыделения в объеме
активной зоны
расчет тепловой мощности реактора
выявление наиболее энергонапряженных участков
ТВС
корректировка коэффициентов связи линейных
энерговыделений с токами ДПЗ
обмен информацией с СВБУ
формирования автоматических заданий на
изменение положения ОР СУЗ*
НВ АТЭ
7
Проведение испытаний
Испытания СВРК в части функций контроля состояния
РУ и проверка достоверности выходной информации
 подэтап ХГО этапа "Предпусковые наладочные работы"
 этап "Физический пуск"
 подэтапы освоения мощности 10-12%Nном, 40-50%Nном
этапа "Энергетический пуск"
 подэтапы освоения мощности 75%Nном, 90%Nном 100%
этапа "Опытно-промышленная эксплуатация"
Испытания СВРК в части функций контроля
температуры теплоносителя 1 контура
 подэтап ХГО этапа "Предпусковые наладочные работы"
 этап "Физический пуск"
Проверка соответствия координат датчиков
термоконтроля и энерговыделения в активной зоне
координатам этих датчиков на средствах
отображения информации СВРК
 подэтап освоения мощности 40-50%Nном этапа
"Энергетический пуск"
НВ АТЭ
8
Анализ полученных результатов




контроль общетехнологических
параметров
температурный контроль
теплоносителя 1 контура
контроль энерговыделения в
активной зоне реактора
контроль мощности реактора
НВ АТЭ
9
Контроль общетехнологических
параметров


выявлялись дефекты по отдельным
каналам контроля, которые не
ограничивали режимы работы РУ
основные причины невыполнения
критериев успешности по отдельным
каналам контроля




несвоевременное выполнение монтажных и
наладочных работ по техническим и
программным средствам
ошибки в привязке базы данных СВРК к
объекту контроля и используемым средствам
измерений
ошибки алгоритмов расчетов
развивающиеся во времени дефекты в
первичных преобразователях и линиях связи
НВ АТЭ
10
Выводы по контролю
общетехнологических параметров


Необходимо развитие ППО СВРК в части внедрения
новых сервисных функций, направленных на
самодиагностику каналов контроля на основе
сопоставительного анализа информации в
параллельных каналах контроля
Большинство причин невыполнения критериев
успешности по отдельным каналам могут быть
исключены организационными мерами
 внедрение системы управления для улучшения
координации и оперативности работ между
участниками работ при вводе системы в
эксплуатацию
 более ранние сроки поставки на площадку
оборудования СВРК, проведения монтажных
работ и начала ПНР СВРК
 разработка в составе ПНД или ЭД справочноинформационного документа для привязки БД
СВРК к конкретному
объекту
НВ АТЭ
11
Температурный контроль теплоносителя 1
контура

учет особенностей режимов работы РУ



испытания "без мощности"
испытания "на мощности"
учет расположения датчиков



контроль температуры в компенсационных
устройствах
контроль температуры в петлях 1 контура
с подразделением на контроль
температуры в холодных и горячих нитках
контроль температуры на выходе из ТВС
НВ АТЭ
12
Тарировки каналов температурного
контроля теплоносителя 1 контура

Режимы








I - "горячее" стационарное состояние, T1к = 253 °C
II - разогрев, T1к = 259 - 262 °C
III - разогрев, T1к = 269 - 279 °C
IV - "горячее" стационарное состояние, T1к = 277
°C
V - "горячее" стационарное состояние, T1к = 280 °
VI - первый вывод реактора в критическое
состояние, T1к = 280 °C
VII - МКУ, этап "ОПЭ-75%Nном", T1к = 278 °C,
Тэфф = 30 эфф.сут
VIII - МКУ, этап "ОПЭ-100%Nном", T1к = 280 °C,
Тэфф = 96 эфф.сут
НВ АТЭ
13
Тарировки каналов температурного контроля теплоносителя 1 контура
50
s I-V = 0.75 0С
s V I = 0.24 0С
s V II = 0.69 0С
s V III = 0.17 0С
средние поправки (режимы I - V)
45
доп. поправки, режим VI
Частота появления поправки
40
доп. поправки, режим VII
доп. поправки, режим VIII
35
30
25
20
15
10
5
0
-2,3
-2,1
-1,9
-1,7
-1,5
-1,3
-1,1
-0,9
-0,7
-0,5
-0,3
-0,1
0,1
0,3
0,5
0,7
0,9
1,1
1,3
Поправка, 0С
Распределения поправок и дополнительных поправок к показаниям
каналов температурного контроля теплоносителя 1 контура на разных этапах
пуска
НВ АТЭ
14
Контроль температуры в петлях 1 контура (холодные ни
0.6
ТХН=278.6
d1-ТП1
d2-ТП1
d1-ТП2
d2-ТП2
d1-ТП3
d2-ТП3
d1-ТП4
d2-ТП4
d1-ТП5
d2-ТП5
d1-ТП6
d2-ТП6
d1-ТС
d2-ТС
отклонение, 0С
0.4
0.2
0.0
1
2
3
4
-0.2
-0.4
а)
ТХН1=278.5
-0.6
ТХН2=278.6
ТХН3=278.6
ТХН4=278.5
номер петли
0.6
ТХН=286.9
d1-ТП1
d2-ТП1
d1-ТП2
d2-ТП2
d1-ТП3
d2-ТП3
d1-ТП4
d2-ТП4
d1-ТП5
d2-ТП5
d1-ТП6
d2-ТП6
d1-ТС
d2-ТС
отклонение, 0С
0.4
0.2
0.0
1
2
3
4
-0.2
б)
-0.4
ТХН1=287.3
-0.6
ТХН2=287.0
ТХН3=286.9
ТХН4=286.5
номер петли
Отклонения показаний термодатчиков СВРК в холодных нитках петель
а) Тэфф=0,2 эфф.сут, Np~10%Nном, T1к =280 0C, Cн3во3=6,02 г/кг, Н10=266 см
б) Тэфф=55 эфф.сут, Np~100%Nном, T1к =301,7 0C, Cн3во3=4,1 г/кг, Н10=305 см
d1 - отклонение показания термодатчика от средней температуры в своей холодной нитке,
d2 - отклонение показания термодатчика от средней температуры по всем холодным ниткам
НВ АТЭ
15
Контроль температуры в петлях 1 контура (горячие нитк
1.5
отклонение, 0С
1.0
ТГН=281.9
0.5
d1-ТП1
d2-ТП1
d1-ТП2
d2-ТП2
d1-ТП3
d2-ТП3
d1-ТП4
d2-ТП4
d1-ТП5
d2-ТП5
d1-ТП6
d2-ТП6
d1-ТС
d2-ТС
d1-ТП1
d2-ТП1
d1-ТП2
d2-ТП2
d1-ТП3
d2-ТП3
d1-ТП4
d2-ТП4
d1-ТП5
d2-ТП5
d1-ТП6
d2-ТП6
d1-ТС
d2-ТС
0.0
-0.5
1
2
3
4
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
а)
-3.0
-3.5
ТГН1=281.9
ТГН2=281.9
ТГН4=282.1
номер петли
1.5
ТГН=316.5
1.0
отклонение, 0С
ТГН3=281.9
0.5
0.0
-0.5
1
2
3
4
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
б)
-3.0
-3.5
ТГН1=316.8
ТГН2=316.2
номер петли
ТГН3=316.7
ТГН4=316.3
Отклонения показаний термодатчиков СВРК в холодных нитках петель
а) Тэфф=0,2 эфф.сут, Np~10%Nном, T1к =280 0C, Cн3во3=6,02 г/кг, Н10=266 см
б) Тэфф=55 эфф.сут, Np~100%Nном, T1к =301,7 0C, Cн3во3=4,1 г/кг, Н10=305 см
d1 - отклонение показания термодатчика от средней температуры в своей холодной
нитке,
d2 - отклонение показания термодатчика от средней температуры по всем холодным
ниткам
НВ АТЭ
16
Контроль температуры теплоносителя на выходе из Т
40
Подогрев на ТВС по ТП,0С
35
30
Сектор 1
Сектор 2
Сектор 3
Сектор 4
Сектор 5
Сектор 6
Ср. по орбите
БИПР-7А
25
20
15
10
а)
5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Номер орбит ы симмет рии
13
14
15
16
17
18
19
8
9
10
11
12
Номер орбит ы симмет рии
13
14
15
16
17
18
19
Подогрев на ТВС по ТП,0С
40
35
30
25
20
15
10
б)
Сектор 1
Сектор 2
Сектор 3
Сектор 4
Сектор 5
Сектор 6
Ср. по орбите
БИПР-7А
5
1
2
3
4
5
6
7
Распределение подогревов теплоносителя на ТВС в орбитах симметрии
по показаниям ТП на выходе из ТВС
а) Тэфф=3,0 эфф.сут, Np~40%Nном, T1к =287 0C, Cн3во3=4,9 г/кг, Н10=292 см
б) Тэфф=55 эфф.сут, Np~100%Nном, T1к =301,7 0C, Cн3во3=4,1 г/кг, Н10=305 см
НВ АТЭ
17
Выводы по температурному контролю
теплоносителя 1 контура

Тарировки



Контроль температуры в холодных нитках



позволяют повысить качество термоконтроля теплоносителя 1
контура
при промышленной эксплуатации проводить с
использованием сервисной функции, предусмотренной в ППО
СВРК
при всех режимах наблюдается хорошая сходимость по
анализируемым показателям
в разбросе показаний термодатчиков от средней
температуры по всем холодным ниткам заметна слабая
зависимость от уровня мощности и от принадлежности к той
или иной петле
Контроль температуры в горячих нитках


наблюдается хорошая сходимость (сопоставимая с холодными
нитками) по анализируемым показателям на низких уровнях
мощности (10% и 40%Nном)
неудовлетворительная сходимость (особенно по отклонениям
показаний ТС во 2-й и 4-й петле) на уровнях мощности
свыше 40%Nном с зависимостью от уровня мощности и
НВ АТЭ
18
режима работы РУ (количество
работающих ГЦН, положение
Выводы по температурному контролю
теплоносителя 1 контура (продолжение)

Контроль температуры на выходе из ТВС



сильное влияние на представительность показаний
протечек недогретого теплоносителя через трубки ПЭЛ
ухудшение представительности показаний с ростом
уровня мощности
Общее



подтверждены характерные для всех блоков с ВВЭР-1000
(проект В-320) особенности температурного контроля
теплоносителя 1 контура, которые не связаны
непосредственно с работоспособностью СВРК
особенности термоконтроля требуют корректного учета в
алгоритмах функционирования СВРК, а также в
регламенте безопасной эксплуатации при определении
пределов и условий безопасной эксплуатации
улучшение представительности термоконтроля
теплоносителя 1 контура не может быть решено только в
рамках ПНР при вводе блока в эксплуатацию
НВ АТЭ
19
Контроль энерговыделения в
активной зоне

Используемые методы при
оценках



анализ первичной информации
(токов ДПЗ) по методу симметрии
анализ функционалов
восстановленного поля
энерговыделения по методу
симметрии
сравнение функционалов
восстановленного поля
энерговыделения и функционалов
поля энерговыделения по расчетным
данным (БИПР-7А)
НВ АТЭ
20
Анализ восстановленного поля ЭВ по методу симмет
14
слой 1
слой 8
слой 15
12
Макс.отн.откл. Kv, %
10
слой 2
слой 9
слой 16
слой 3
слой 10
Kq
слой 4
слой 11
слой 5
слой 12
слой 6
слой 13
слой 7
слой 14
8
6
4
2
0
-2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
-4
-6
Номер орбиты симметрии
Распределение максимальных отклонений относительных объемных
энерговыделений от средних значений в орбитах симметрии
Тэфф=55 эфф.сут, Np~100%Nном, T1к =301,7 °C, Cн3во3=4.1 г/кг, Н10=308 см
НВ АТЭ
21
Сравнение восстановленного поля ЭВ с расчетными данными
1,4
Относительная мощность ТВС
1,3
1,2
1,1
1
0,9
0,8
0,7
Сектор 1
Сектор 3
Сектор 5
БИПР-7А
0,6
Сектор 2
Сектор 4
Сектор 6
Сред. по орб.
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
Номер орбиты симметрии
13
14
15
16
17
18
19
Распределение относительных мощностей ТВС в орбитах симметрии
Тэфф=55 эфф.сут, Np~100%Nном, T1к =301,7 0C, Cн3во3=4.1 г/кг, Н10=308 см
НВ АТЭ
22
Сравнение восстановленного поля ЭВ с расчетными данны
слой 1
слой 8
слой 15
Макс.отн.откл. Kv, %
60
слой 2
слой 9
слой 16
слой 3
слой 10
Kq
слой 4
слой 11
слой 5
слой 12
слой 6
слой 13
слой 7
слой 14
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
-20
а)
-40
Номер орбит ы симмет рии
50
слой 1
слой 8
слой 15
Макс.отн.откл. Kv, %
40
слой 3
слой 10
Kq
слой 4
слой 11
слой 5
слой 12
слой 6
слой 13
слой 7
слой 14
30
20
10
0
1
б)
слой 2
слой 9
слой 16
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
-10
-20
Номер орбит ы симмет рии
Распределение максимальных отклонений относительных объемных
энерговыделений от расчетных значений в орбитах симметрии
а) Тэфф=3 эфф.сут, Np~40%Nном, T1к =287 °C, Cн3во3=4,9 г/кг, Н10=292 см
б) Тэфф=55 эфф.сут, Np~100%Nном, T1к =301,7 °C, Cн3во3=4,1 г/кг, Н10=308 см
НВ АТЭ
23
Выводы по контролю энерговыделения в
активной зоне






принятые в системе решения дают
удовлетворительные результаты
на качество восстановления существенно влияет
качество первичной информации (показаний ДПЗ)
наибольшие отличия по симметрии наблюдаются
для пограничных слоев
наибольшие отличия от расчетных данных
наблюдаются в ТВС с погруженными ОР СУЗ, при
этом различие увеличивается с увеличением
глубины погружения
в центральных орбитах симметрии энерговыделение
больше по восстановленному полю, в
периферийных – по расчетным данным
возможно повышение представительности
восстановленного поля энерговыделения
НВ АТЭ
24
Контроль мощности реактора

Представляемые режимы работы РУ




I- Np ~ 40%Nном, Тэфф = 3,0 эфф.сут,
Н10 =80%, Сн3во3~4.98 г/кг;
II- Np ~ 74%Nном, Тэфф = 17,7
эфф.сут, Н10 =80%, Сн3во3~4.45 г/кг;
III- Np ~ 90%Nном, Тэфф = 49 эфф.сут,
Н10 =92%, Сн3во3~4.27 г/кг;
IV - Np ~ 100%Nном, Тэфф = 55
эфф.сут, Н10 =88%, Сн3во3~4.1 г/кг.
НВ АТЭ
25
Контроль мощности реактора
Режим
работы
РУ
N1К, МВт
 NАКЗ,
%Nном
N2К, МВт
 NАКЗ,
%Nном
NИК, МВт
 NАКЗ,
%Nном
NЭД, МВт
 NАКЗ,
%Nном
I
1164
1187
1197
1127
1164
0,0
0,8
1,1
1,23
N1К=1,0
2216
2205
2205
2149
2240
2210
0,3
0,2
0,2
2,8
1,3
N1К=0,5
N2К=0,5
2710
2611
2678
2530
2480
2649
2,3
1,4
1,1
4,5
6,4
N1К=0,4
N2К=0,6
2996
2912
2989
2823
2784
2943
1,8
1,0
1,5
4,1
5,4
N1К=0,36
N2К=0,63
NИК=0,01
II
III
IV
НВ АТЭ
NПВД, МВт
 NАКЗ,
%Nном
NАКЗ, МВт
веса
26
Выводы по контролю мощности реактора




весовые коэффициенты для расчета
средневзвешенной мощности следует
устанавливать с учетом конкретного состояния
РУ и измерительной системы
представительность мощности по параметрам 1
контура существенно зависит от
представительности термоконтроля в горячих
нитках
для корректного расчета мощности по ПВД
необходима реализация технических решений
по учету доли мощности в траке КГТН
до реализации технических решений
необходимы периодические проверки расчетов
мощностей в режимах с отключенным КГТН
НВ АТЭ
27
Заключение



Поэтапное проведение комплексных испытаний
позволило своевременно выявить и устранить
ряд дефектов и несоответствий, что явилось
одним их необходимых условий для
межведомственных испытаний и приемки
модернизированной системы СВРК-М в
промышленную эксплуатацию
Имеется ряд общих проблемных вопросов,
решение которых может повысить
представительность выходной информации СВРК
разных модификаций на всех эксплуатируемых и
вводимых в эксплуатацию энергоблоков с ВВЭР1000
Необходим единый системный подход к
проведению комплексных испытаний СВРК новых
поколений при вводе в эксплуатацию новых
НВ АТЭ
28
блоков с ВВЭР
Спасибо за внимание
тел. (47364) 35- 289, 531-99
E-mail: sauninyv@mail.ru
«Нововоронежатомтехэнерго»
НВ АТЭ
29