Реакторы ВВЭР - что достовернее, СВРК или АКНП?

5 мая 2009

 Использование принципа физического разнообразия позволяет достигать более высокую безотказность при эксплуатации атомных станций.

В рекомендациях МАГАТЭ в явном виде отмечается полезность данного принципа при контроле за мощностью реактора - такой контроль можно производить "многократными каналами или разнообразными средствами, такими как измерения нейтронного потока или температуры теплоносителя или давления".

Работы, проводящиеся в РНЦ КИ по исследованию принципов физического разнообразия применительно к задаче контроля ядерной безопасности и построения систем защиты по нейтронно-физическим параметрам, были представлены участникам конференции "Ядерное приборостроение-2009: аппаратурное обеспечение" в докладе, подготовленном Владимиром Фёдоровичем Шикаловым и его коллегами.

Принцип избыточного контроля, по мнению авторов доклада, следует, прежде всего, распространять на режим работы реактора на энергетическом уровне мощности, так как плановая продолжительность такого состояния превышает 90% времени. Не следует забывать, что при внедрении физически независимых комплектов растёт вероятность ложного срабатывания, что требует наличия внутри каждого комплекта отказоустойчивых подсистем.

Задача диверсификации контроля может легко решаться за счёт использования детекторов нейтронов с различными физическими принципами получения сигнала - например, нейтронных счётчиков на основе 10В и 3Не или ионизационных камер на основе 10В или 235U. Но более высокий уровень устойчивости к отказу по общей причине достигается при использовании сигналов детекторов принципиально различного размещения - например, СВРК и АКНП.

В проектах АЭС с реакторами ВВЭР на энергетических уровнях мощности используется система СВРК, позволяющая получать все виды сигналов, аналогичных по физическому смыслу и техническим характеристикам сигналам АКНП.

Однако при приведении измеряемых сигналов двух систем к единому параметру - например, реактивности или среднему потоку - между ними наблюдаются систематические расхождения. По среднему потоку такие расхождения могут превышать 10%, а по реактивности достигать до 20%.

Возникает естественный вопрос - какой из сигналов более достоверно отображает основной контролируемый параметр, а именно, полное число нейтронов в реакторе? По мнению авторов доклада, большим уровнем достоверности обладают данные СВРК.

В доказательство своего утверждения авторы доклада привели анализ ряда переходных процессов, полученных из файла архивных записей для АЭС с ВВЭР-1000 и ВВЭР-440.

В докладе было, в частности, продемонстрировано, что усреднённые данные по штатным камерам АКНП хорошо согласуются с аналогичными данными для детекторов прямого заряда (ДПЗ) на внешних орбитах активной зоны, а вот при сравнении с показателями ДПЗ, усреднёнными по всей зоне, возникают существенные отличия.