glonucsecГлобальная ядерная безопасностьGlobal Nuclear Safety2305-414X2499-9733National Research Nuclear University "MEPhI"10.26583/gns-2023-02-08BWGUOUglonucsec-200Research ArticleЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ОТРАСЛИOPERATION OF FACILITIES NUCLEAR INDUSTRYВозможность продления кампании действующих энергоблоков ВВЭР-1000 за счет работы на скользящем давлении второго контураPotential and possibility of extending the campaign to increase VVER-1000 power units on sliding distribution of the secondary circuithttps://orcid.org/0009-0000-8314-4533ГрачёвА. С.GrachevA. S.sanyag.2009@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9431-7046ЛапкисА. А.LapkisA. A.AALapkis@mephi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0148-2086СмолинА. Ю.SmolinA. Yu.AYSmolin@mephi.ruВолгодонский инженерно-технический институт – филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», Ростовская атомная станция – филиал АО «Концерн Росэнергоатом»РоссияVolgodonsk Engineering Technical Institute the branch of National Research Nuclear University «MEPhI», Rostov Nuclear Power Plant – a branch of Rosenergoatom Concern JSCRussian FederationВолгодонский инженерно-технический институт – филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»РоссияVolgodonsk Engineering Technical Institute the branch of National Research Nuclear University «MEPhI»Russian Federation202321062023026678Copyright © Грачёв А.С., Лапкис А.А., Смолин А.Ю., 20232023Грачёв А.С., Лапкис А.А., Смолин А.Ю.Grachev A.S., Lapkis A.A., Smolin A.Y.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://glonucsec.elpub.ru/jour/article/view/200

В работе рассматривается эффективность и возможность внедрения в эксплуатационную практику энергоблоков ВВЭР-1000 режима продления кампании на скользящем давлении второго контура. Рассмотрена история исследований отечественных атомщиков в части продления кампании реакторов ВВЭР. Показано, что снижение давления свежего пара в допускаемых пределах позволит высвободить дополнительную реактивность за счет высвобождения температурного эффекта и выработать дополнительную энергию в период работы блока на мощностном эффекте. Составлена математическая модель изменения основных параметров реакторной установки, включающая уравнения баланса реактивности, уравнение Стодолы-Флюгеля для турбины, уравнений теплового баланса и теплопередачи в парогенераторе. Выполнен расчёт ожидаемого прироста выработки электроэнергии для современных топливных загрузок реакторов ВВЭР-1000. Проанализирована степень соответствия предлагаемого режима действующим технологическим ограничениям энергоблока ВВЭР-1000 «большой серии». Результаты анализа подтверждены численным экспериментом на многофункциональном анализаторе режимов реакторной установки ВВЭР-1000 разработки НИЯУ МИФИ, построенном на основе среды ЭНИКАД и аттестованного диффузионного нейтронно-физического кода ПРОСТОР. Сделаны выводы о возможности внедрения предлагаемого режима в эксплуатационную практику современных энергоблоков ВВЭР-1000.

The paper considers the efficiency and possibility of implementing into the operational practice of VVER-1000 power units the campaign extension mode at the sliding pressure of the second circuit. The history of research of Russian nuclear scientists in terms of extending the campaign of VVER reactors is considered. It is shown that reducing the pressure of fresh steam within the permissible limits will release additional reactivity due to the release of the temperature effect and generate additional energy during the operation of the unit on the power effect. A mathematical model of changes in the main parameters of the reactor plant has been compiled, including the reactivity balance equations, the Stodola-Flugel equation for the turbine, the equations of thermal balance and heat transfer in the steam generator. The calculation of the expected increase in electricity generation for modern fuel loads of VVER-1000 reactors has been performed. The degree of compliance of the proposed regime with the current technological limitations of the VVER-1000 «large series» power unit is analyzed. The results of the analysis were confirmed by numerical experiment on a multifunctional mode analyzer of the VVER-1000 reactor unit developed by the MEPhI Research Institute, built on the basis of the ENIKAD medium and the certified diffusion neutron-physical code PROSTOR. Conclusions are drawn about the possibility of introducing the proposed regime into the operational practice of modern VVER-1000 power units.

реакторВВЭР-1000кампаниязапас реактивностимощностной эффекттемпературный эффектпарогенераторскользящее давлениеreactorVVER-1000campaignreactivity reservepower effecttemperature effectsteam generatorsliding pressureReferencesПроскуряков А.Г., Калинов В.Ф., Виденеев Е.Н. Экономическая эффективность работы атомного энергоблока с ВВЭР в режиме продления кампании. Электрические станции. 1987;(9):5–8.Проскуряков А.Г., Калинов В.Ф., Виденеев Е.Н. Экономическая эффективность работы атомного энергоблока с ВВЭР в режиме продления кампании. Электрические станции. 1987;(9):5–8.Пономаренко Г.Л., Румик А.П. Новая технология маневрирования мощностью ядерного энергетического реактора типа ВВЭР и PWR. Тяжелое машиностроение. 2019;(1-2);11-22.Пономаренко Г.Л., Румик А.П. Новая технология маневрирования мощностью ядерного энергетического реактора типа ВВЭР и PWR. Тяжелое машиностроение. 2019;(1-2);11-22.Пономаренко Г.Л., Румик А.П. Патент № 2675380 C1 Российская Федерация, МПК G21C 7/00. Способ маневрирования мощностью ядерного энергетического реактора типа ВВЭР и PWR. Заявка №2018117898 от 15.05.2018; опубл. 19.12.2018.Пономаренко Г.Л., Румик А.П. Патент № 2675380 C1 Российская Федерация, МПК G21C 7/00. Способ маневрирования мощностью ядерного энергетического реактора типа ВВЭР и PWR. Заявка №2018117898 от 15.05.2018; опубл. 19.12.2018.Джарум Б., Соловьёв Д.А., Семенов А.А. и др. Влияние температурного регулирования при работе ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200 в режиме следования за нагрузкой. Вестник Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ». 2020;9(3):201–209. https://doi.org/10.56304/S2304487X20030037Джарум Б., Соловьёв Д.А., Семенов А.А. и др. Влияние температурного регулирования при работе ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200 в режиме следования за нагрузкой. Вестник Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ». 2020;9(3):201–209. https://doi.org/10.56304/S2304487X20030037Андрушечко С.А., Виднеев Е.Н. Работа ВВЭР-440 в режиме продления кампании при скользящем давлении во втором контуре. Атомная энергия. 1989;66(1):3.Андрушечко С.А., Виднеев Е.Н. Работа ВВЭР-440 в режиме продления кампании при скользящем давлении во втором контуре. Атомная энергия. 1989;66(1):3.Волков А.П., Трофимов Б.А., Игнатенко Е.И. и др. Работа I блока Кольской АЭС на температурном и мощностном эффекте. Атомные электрические станции. 1979;(2):102.Волков А.П., Трофимов Б.А., Игнатенко Е.И. и др. Работа I блока Кольской АЭС на температурном и мощностном эффекте. Атомные электрические станции. 1979;(2):102.Самойлович Г.С., Трояновский Г.С. Переменные и переходные режимы в паровых турбинах. Москва: Энергоатомиздат; 1982. 496 с.Самойлович Г.С., Трояновский Г.С. Переменные и переходные режимы в паровых турбинах. Москва: Энергоатомиздат; 1982. 496 с.Chernov E.V. Development and application of WWER1000 PC based simulators for education and training in NRNU MEphI. Developing a systematic education and training approach using personal computer based simulators for nuclear power programmes proceedings of a technical meeting. Vienna. 15–19 May. 2017:96–98. URL: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/TE1836web.pdf. (accessed: 09.01.2023).Chernov E.V. Development and application of WWER1000 PC based simulators for education and training in NRNU MEphI. Developing a systematic education and training approach using personal computer based simulators for nuclear power programmes proceedings of a technical meeting. Vienna. 15–19 May. 2017:96–98. URL: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/TE1836web.pdf. (accessed: 09.01.2023).Аль М.Р., Выговский С.Б., Батайне О.В. Исследование влияния характеристик стационарного состояния активной зоны ВВЭР-1000 (1200) на устойчивость реактора к ксеноновым колебаниям. Известия вузов. Ядерная энергетика. 2020;(3):30–40. https://doi.org/10.26583/npe.2020.3.03Аль М.Р., Выговский С.Б., Батайне О.В. Исследование влияния характеристик стационарного состояния активной зоны ВВЭР-1000 (1200) на устойчивость реактора к ксеноновым колебаниям. Известия вузов. Ядерная энергетика. 2020;(3):30–40. https://doi.org/10.26583/npe.2020.3.03Выговский С.Б., Королев С.А., Чернов Е.В. и др. Опыт использования программного комплекса «ПРОСТОР» в расчетной поддержке эксплуатации АЭС с ВВЭР. Ядерная физика и инжиниринг. 2014;5(1):15–28.Выговский С.Б., Королев С.А., Чернов Е.В. и др. Опыт использования программного комплекса «ПРОСТОР» в расчетной поддержке эксплуатации АЭС с ВВЭР. Ядерная физика и инжиниринг. 2014;5(1):15–28.Браславский Ю.В., Матузаев К.Б., Мерзликин Г.Я., Сукрушев А.В. Анализ экономической целесообразности внедрения длительных топливных циклов на АЭС с ВВЭР-1000. Энергетические установки и технологии. 2019;5(1):7–13. URL: https://www.sevsu.ru/upload/iblock/9e4/odt84m7d9l1hp1ovy9rsa0sgmuj6ip86/%D0%AD%D0%BD_%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B8_2019-1.pdf (дата обращения: 09.01.2023).Браславский Ю.В., Матузаев К.Б., Мерзликин Г.Я., Сукрушев А.В. Анализ экономической целесообразности внедрения длительных топливных циклов на АЭС с ВВЭР-1000. Энергетические установки и технологии. 2019;5(1):7–13. URL: https://www.sevsu.ru/upload/iblock/9e4/odt84m7d9l1hp1ovy9rsa0sgmuj6ip86/%D0%AD%D0%BD_%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B8_2019-1.pdf (дата обращения: 09.01.2023).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.