Нейтронно-шумовые методы контроля поканальной скорости теплоносителя в активной зоне
https://doi.org/10.26583/gns-2026-02-08
EDN: NOQXES
Аннотация
В представленной статье, авторами обсуждаются вопросы измерения скорости теплоносителя с помощью нейтронно-шумовой технологии. Шумовой метод оценки поканальной скорости теплоносителя по флуктуациям внутризонного нейтронного потока широко применялся для чехловых ТВС ВВЭР-440. Для вычисления скорости теплоносителя необходимо оценить время запаздывания сигналов двух датчиков прямого заряда частотным методом по локальным экстремумам их функции когерентности. Выведено уравнение чистого транспорта температурных флюктуаций. Другие случаи – наличие глобального нейтронного шума, некоррелированных шумов по каждому измерительному каналу не рассматриваются. Для безчехловых ТВС реакторных установок (РУ) ВВЭР-1200 авторами учтены горизонтальные перетечки теплоносителя между соседними ТВС. Произведена оценка ошибки в определении скорости теплоносителя. Введены понятия sink-структур и sink-частот, которые являются бесконечной последовательностью, периодических экстремумов – максимумов и минимумов – спектральных функций, возникающую из-за тригонометрических сомножителей или слагаемых типа , , cos . Кратко описаны отличия ТВС-5 от штатных ТВС для РУ ВВЭР-1200. Впервые произведена оценка скорости теплоносителя в ТВС-5 и произведено сравнение со скоростью в штатных ТВС для четырех моментов времени. Обоснована необходимость мониторинга поканальных расходов теплоносителя для выявления ТВС со стабильно низким и стабильно высоким расходом теплоносителя. Указанные состояния могут быть обусловлены конкретной загрузкой активной зоны, неизменными конструктивными особенностями РУ с ВВЭР-1200, а именно, с диаметрами труб в блоке защитных труб (БЗТ) над данной ТВС, близостью выгородки активной зоны, наличием сборки внутриреакторных детекторов (СВРД) и каналов термоконтроля в данной ТВС.
Об авторах
Г. В. Аркадов
Некоммерческое партнерство содействию развитию системной инженерии «Райз»
Россия
Россия
кандидат технических наук, генеральный директор
М. Т. Слепов
Филиал Акционерного общества «Российский концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях» «Нововоронежская атомная станция»
Россия
Россия
доктор технических наук, начальник отдела
Список литературы
1. Мительман М.Г., Розенблюм Н.Д. Зарядовые детекторы ионизирующих излучений. Москва: Энергоиздат, 1982. 77 с. Режим доступа: https://rusneb.ru/catalog/000200_000018_rc_1108163/ (дата обращения: 31.03.2026).
2. Аркадов Г.В., Павелко В.И., Слепов М.Т. Виброакустика в приложениях к реакторной установке ВВЭР-1200. Москва: Наука, 2018. 469 с. Режим доступа: https://elib.biblioatom.ru/text/arkadov_vibroakustika_2018/p0/ (дата обращения: 31.03.2026).
3. Аркадов Г.В., Павелко В.И., Слепов М.Т. Шумовой мониторинг в приложениях к реакторной установке ВВЭР-1200. Монография. Ч.1. Москва: Наука, 2021. 222 с. Режим доступа: https://elib.biblioatom.ru/text/arkadov_shumovoy-monitoring_2021/p0/ (дата обращения: 31.03.2026).
4. Павелко В.И., Слепов М.Т., Хайретдинов В.У. Опыт проведения комплексных измерений с использованием разнородных систем на различных этапах пуска энергоблока ВВЭР-1200. Известия высших учебных заведе-ний. Ядерная энергетика. 2016;4:44-54. Режим доступа: https://static.nuclear-power-engineering.ru/articles/2016/04/05.pdf (дата обращения: 31.03.2026).
5. Слепов М.Т. Методология комплексного шумового контроля оборудования ВВЭР-1200. Диссертация доктора технических наук (спец. 2.4.9). Москва, 2025. 307 с. Режим доступа: https://rusneb.ru/catalog/000199_000009_013256025/?ysclid=mochzmcmr0615125711 (дата обращения: 30.03.2026).
6. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2011. 756 с. Режим до-ступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01004829046?ysclid=moci2cxrwc874923697 (дата обращения: 31.03.2026).
7. Залманзон Л.А. Преобразования Фурье, Уолша, Хаара и применение в управлении, связи и других обла-стях. Москва: Наука, 1989. 496 с. Режим доступа: https://rusneb.ru/catalog/000200_000018_rc_401958/?ysclid=moci4m3286747370887 (дата обращения: 31.03.2026).
8. Аркадов Г.В., Павелко В.И., Усанов А.И. Виброшумовая диагностика ВВЭР. Москва: Энергоатомиздат, 2004. 344 с. Режим доступа: https://reallib.org/reader?file=637017&ysclid=mocinpjusx170772173 (дата обраще-ния: 30.03.2026).
9. Аркадов Г.В., Павелко В.И., Финкель Б.М. Системы диагностирования ВВЭР. Москва: Наука, 2019. 398 с. Режим доступа: https://rusneb.ru/catalog/000199_000009_010027097/?ysclid=mocirzj7at241126156 (дата обра-щения: 30.03.2026).
10. Павелко В.И. Новые спектральные методы оценки времени запаздывания в реакторно-шумовых иссле-дованиях. Атомная энергия. 1987;63(4):266-288. Режим доступа: https://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t63-4_1987/p0/ (дата обращения: 30.03.2026).
11. Аркадов Г.В., Слепов М.Т. Нейтронно-шумовой анализ вибрационного состояния тепловыделяющих сборок пятого поколения. Глобальная ядерная безопасность. 2025;15(4):64-77. https://doi.org/10.26583/gns-2025-04-07.
12. Поваров В.П., Голубев Е.И., Жук М.М. Физика реактора ВВЭР-1200 и эксплуатационные вопросы: научно-практическое пособие. Филиал АО «Концерн Росэнергоатом» Нововоронежская атомная станция», 2025; Белгород: «КОНСТАНТА», 2025. 332 с. ISBN 978-5-907903-23-4. Режим доступа: https://cat.gpntb.ru/index.php?id=EC/ShowFull&bid=175cb837cf043602b5c4caa752274887&irbDb=ESVODT (дата обращения: 31.03.2026).
13. Аркадов Г.В., Павелко В.И., Слепов М.Т. Анализ шумовой составляющей сигналов датчиков прямого за-ряда на маневренных режимах ВВЭР. Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2023;4(143):51-61. Режим доступа: https://www.nntu.ru/frontend/web/ngtu/files/nauka/izdaniya/trudy/2023/04/051-061.pdf?ysclid=mocjpwhwap650957813 (дата обращения: 31.03.2026).
Рецензия
РЕЦЕНЗИЯ
Рассмотрена статья «Нейтронно-шумовые методы контроля поканальной скорости теплоносителя в активной зоне».
Статья посвящена актуальной задаче мониторинга гидродинамических параметров тепловыделяющих сборок реакторных установок ВВЭР-1200 с применением методов нейтронно-шумовой диагностики. Актуальность темы не вызывает сомнений, поскольку оценка стабильности и равномерности расхода теплоносителя по каналам активной зоны является критически важным условием безопасной и эффективной эксплуатации реакторов ВВЭР.
Авторами впервые проведена комплексная экспериментальная оценка поканальной скорости теплоносителя для опытных образцов ТВС-5 в условиях действующего энергоблока. Работа выполнена на основе оригинальной методики многоканальных синхронизированных измерений с использованием штатных датчиков прямого заряда (ДПЗ) в составе СВРД и современных мобильных средств сбора данных.
Название статьи полностью отражает её содержание. Аннотация структурирована и кратко излагает основные цели, методы и результаты исследования, хотя для большей полноты в неё можно было включить конкретные численные значения достигнутой погрешности определения скорости.
Методология исследования опирается на современные подходы к спектральному анализу флуктуаций внутриреакторного нейтронного поля. Применение анализа функций когерентности парных сигналов ДПЗ, введение авторами понятий «sink-структур» и «sink-частот», а также учёт горизонтальных перетечек теплоносителя, характерных для ВВЭР-1200, позволили корректно выделить транспортный эффект и рассчитать время запаздывания сигнала. Особого внимания заслуживает обоснованная авторами модификация методики оценки погрешности, учитывающая реальную протяжённость чувствительного элемента ДПЗ, что существенно повышает достоверность результатов.
Авторы демонстрируют глубокое понимание предметной области, корректно ссылаясь на фундаментальные и современные работы в области нейтронно-шумовой диагностики и виброакустики реакторных установок ВВЭР.
Ключевые результаты работы имеют высокую научную и практическую значимость:
– экспериментально подтверждена применимость нейтронно-шумового метода для оценки поканальной скорости теплоносителя в ТВС реакторов ВВЭР-1200 с учётом их специфической гидродинамики;
– впервые получены и проанализированы данные по скорости теплоносителя в ТВС-5 за несколько этапов топливной кампании, доказавшие отсутствие аномальных гидродинамических отклонений по сравнению со штатными сборками;
– разработана и верифицирована уточнённая методика расчёта погрешности определения скорости, учитывающая геометрию и принцип регистрации сигнала протяжённой сборкой детекторов.
Статья написана строгим научным языком, терминология используется корректно и последовательно. Структура работы логична: от теоретического обоснования и описания методики к экспериментальным результатам и их физической интерпретации. Выводы полностью соответствуют представленным данным и результатам расчётов.
Существенных замечаний, кроме немногочисленных опечаток, не выявлено.
Учитывая вышеизложенное, считаю, что статья «Нейтронно-шумовые методы контроля поканальной скорости теплоносителя в активной зоне» представляет собой завершённое и значимое научное исследование, заслуживает высокой оценки и рекомендуется к публикации в журнале «Глобальная ядерная безопасность».
Рецензент:
к.т.н., доцент кафедры атомной энергетики
ВИТИ НИЯУ МИФИ А.А. Лапкис
Для цитирования:
Аркадов Г.В., Слепов М.Т. Нейтронно-шумовые методы контроля поканальной скорости теплоносителя в активной зоне. Глобальная ядерная безопасность. 2026;16(2):77-90. https://doi.org/10.26583/gns-2026-02-08. EDN: NOQXES
For citation:
Arkadov G.V., Slepov M.T. Neutron noise control methods for channel-by-channel coolant flow rate in the core. Global Nuclear Safety. 2026;16(2):77-90. (In Russ.) https://doi.org/10.26583/gns-2026-02-08. EDN: NOQXES
Просмотров:
48
JATS XML
Послать статью по эл. почте 