Details

Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения гибкости эксплуатации атомных энергоблоков с ВВЭР в условиях интеграции в энергосистемы с высокой долей нестабильных генераций. Режим следования за нагрузкой требует адаптации систем нормальной эксплуатации, включая управление водно-химическим режимом (ВХР) первого контура и борным регулированием, для минимизации отклонений параметров теплоносителя при маневрировании мощностью. Цель работы — оптимизация функционирования систем нормальной эксплуатации АЭС с ВВЭР для обеспечения устойчивой работы в маневренных режимах. Для достижения цели поставлены следующие задачи: анализ динамики ВХР первого контура при изменении мощности; исследование влияния режимов работы деаэрационной колонки подпитки и борного регулирования на эффективность дегазации теплоносителя; верификация методики моделирования теплогидравлических процессов в деаэраторе с использованием РК (расчетного кода) КОРСАР; разработка рекомендаций по оптимизации пара-метров систем для поддержания ВХР. Объектом исследования являются системы первого контура энергоблоков ВВЭР-1200 (ЛАЭС-2, АЭС «Пакш-2»). Методология включает: сравни-тельный анализ эксплуатационной документации и результатов испытаний на ЛАЭС-2; теплогидравлическое моделирование работы деаэрационной колонки в среде КОРСАР; оценку концентраций неконденсирующихся газов (НКГ) в теплоносителе при различных режимах работы деаэратора. Результаты исследований показали, что переход деаэратора подпитки и борного регулирования в «холодный» режим (без подогрева среды) при маневрировании снижает концентрацию водорода в теплоносителе на 2 порядка по сравнению с «горячим» режимом, что способствует уменьшению отклонения нормируемого показателя от установленных нормами ведения ВХР значений. Практическая значимость заключается в разработке рекомендаций по оптимизации работы деаэрационной колонки и системы борного регулирования в маневренных режимах, внедрение которых позволит снизить эксплуатационные затраты за счет экономии газообразного водорода и минимизации коррозионных процессов. Результаты могут быть применены при модернизации АЭС с ВВЭР-1200 и проектировании новых энергоблоков. Проведенное исследование демонстрирует возможность эффективного управления ВХР первого контура в условиях переменной нагрузки за счет модификации режимов работы деаэратора и борной системы.

The relevance of the study is due to the need to increase the flexibility of op-eration of nuclear power units with VVER in the context of integration into power systems with a high proportion of unstable generations. The load following mode requires the adaptation of normal operation systems, including control of the water-chemical regime of the primary circuit and boron control, in order to minimize de-viations in the parameters of the coolant during power maneuvering. The purpose of the work is to optimize the functioning of the systems of nor-mal operation of nuclear power plants with VVER to ensure stable operation in maneuverable modes. To achieve the goal, the following tasks were set: analysis of the dynamics of the primary circuits VCR with a change in power; investigation of the effect of the operating modes of the deaeration column and boron control on the efficiency of coolant degassing; verification of the methodology for modeling thermohydraulic processes in the deaerator using RC (calculation code) KORSAR; development of recommendations for optimizing system parameters to maintain VCR. The object of the study is the systems of the first circuit of the VVER-1200 power units (LNPP-2, Paks-2 NPP). The methodology includes: a comparative analysis of the operational documentation and test results at LNPP-2; thermal and hydraulic modeling of the operation of the deaeration column in the KORSAR en-vironment; assessment of concentrations of non-condensing gases (NCG) in the coolant under different operating modes of the deaerator. The research results have shown that the transition of the make-up deaerator and boron control to the "cold" mode (without heating the medium) during ma-neuvering reduces the concentration of hydrogen in the coolant by 2 orders of magnitude compared with the "hot" mode, which helps to reduce the deviation of the normalized indicator from the values established by the standards of conducting HCR. The practical significance lies in the development of recommendations for op-timizing the operation of the deaeration column and boron control system in ma-neuverable modes, the implementation of which will reduce operating costs by sav-ing hydrogen gas and minimizing corrosion processes. The results can be applied to the modernization of nuclear power plants with VVER-1200 and the design of new power units. The study demonstrates the possibility of effective control of the primary cir-cuit VCR under variable load conditions by modifying the operating modes of the deaerator and boron system.