Разработка методов виброшумовой диагностики реакторной установки ВВЭР-440
Диссертация
Применительно к ВВЭР-440, в связи с окончанием назначенного срока эксплуатации первых блоков АЭС с данной РУ особо стоит проблема о обоснованного его продления. Один из путей решения состоит в расширении наблюдаемости активных зон ВВЭР-440, что потребовало оперативного шумового контроля вибросостояния внутрикорпусных устройств, рабочих и аварийных регулирующих кассет. К этому же решению… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. Современное состояние виброшумовой диагностики ЯЭУ
- 1. 1. Задачи систем раннего диагностирования ЯЭУ
- 1. 2. Функции системы виброшумовой диагностики и диагностические признаки, их реализуюш-ие
- 1. 3. Диагностическая информация, извлекаемая из нейтронных шумов реактора
- 1. 3. 1. Роль феноменологических моделей
- 1. 3. 2. G-L — феноменология нейтронных шумов ВВЭР
- 1. 3. 3. Воздействие вибраций ВКУ, органов управления, измерительных каналов на нейтронный шум ВВЭР
- 1. 3. 4. Возможности шумового анализа сигналов ДПЗ
- 1. 4. Нейтронно-шумовые исследования на зарубежных АЭС с ВВЭР
- 1. 5. Краткие итоги эксплуатации СВШК на Российских АЭС с ВВЭР
- 1. 6. Оценка времени запаздывания в реакторно-шумовых исследованиях
- 1. 6. 1. Простейшая модель TDE
- 1. 6. 2. Принципы построения спектральных методов
- 1. 6. 3. Модель глобального зашумления
- 1. 7. Выводы по главе
- ГЛАВА 2. Оценка траектории шахты активной зоны ВВЭР-440 по внезонным нейтронным шумам для диагностики шпоночных узлов корпус-Шахта"
- 2. 1. Метод оценки траектории шахты активной зоны
- 2. 2. Примеры характерных траекторий шахты активной зоны
- 2. 3. Модельный эксперимент
- 2. 4. Натурный эксперимент
- 2. 5. Выводы по главе
- ГЛАВА 3. Шумовой метод измерения расхода теплоносителя через топливный канал ВВЭР
- 3. 1. Постановка задачи
- 3. 2. Феноменологическая модель внутризонного нейтронного шума
- 3. 2. 1, Спектральные характеристики процессов
- 3. 3. Реосанс в модели глобального зашумления *
- 3. 4. Спектральные функции, не зависящие от глобального зашумления
- 3. 5. Графическая интерпретация взаимосвязи д) г (Л, А <Рг-(/)
- 3. 6. Описание модельного эксперимента
- 3. 6. 1. Временные функции
- 3. 6. 2. Спектральные функции
- 3. 7. Экспериментальные результаты
- 3. 8. Выводы по главе
- ГЛАВА 4. Исследования шумов ДПЗ совместно с сигналами 5118 на 1-ом блоке КоАЭС
- 4. 1. Факторы, влияющие на вибросостояние ВКУ, РК, АРК. Измерения, чувствительные катим факторам
- 4. 2. Влияние глобального нейтронного шума на вибрационные эффекты
- 4. 3. Частотные, амплитудные и фазовые признаки вибраций ВКУ, РК и
- 4. 4. Влияние АРК на сигналы ДПЗ
- 4. 5. Экспериментальные результаты 132 4.5.1. Интерпретация резонансных особенностей сигналов ДПЗ
- 4. 6. Выводы по главе 4
- ВЫВОДЫ
- Список используемой литературы
- Список использованных сокращений
- Приложение. Акт об использовании результатов диссертации
Список литературы
- ТЫе J. Reactor noise. New York, 1963. 168 p.
- Уриг P. Статистические методы в физике ядерных реакторов: Перевод с англ. / Под ред. Могильнера А. И. М.: Атомиздат, 1974. 174 с.
- Advances in safety related diagnostics and early failure detection systems: Report of a technical committee meeting organized by the IAEA and held in Vienna, IAEA-J4-TC698, November 20−24, 1995.
- Albrecht R., Seifritz W. The information in neutron fluctuations. -Nuclear Science and Engineering, 1970, v.41, p.417−420.
- Thie J.A. Reactor noise monitoring for malfunctions. Reactor Technology, 1971, v. l4, N 4, p.354−365.
- Seifritz W., Stegemann D. Reactor noise analysis. Atomic Energy Review, 1971, v.9, N 1, p.129−135.
- Uhric R.E. Noise analysis in power reactor. Electrical World, 1973, v. l80,N. ll, p.44−56.
- Williams M.M.R. Random Processes in Nuclear Reactors. Pergamon Press. Ltd. Oxford England. 1974. 237 p.
- Saito K. On the theory of power reactor noise (1Д, 111). Ann. ofNucl. Sci. and Eng., 1974, v. l, p.3 -253.
- Saito K. Source papers in reactor noise. Progress in Nuclear Energy, 1979, v.3,p.l57−168.
- Bernard P., Brillon A., Carre J.C. Neutron noise measurements of PWR’s. Progress in Nuclear Energy, 1977, v. l, p.333−346.
- Katona T., Mesko L., Por G., Valko J. Same aspects of the theory of neutron noise due to propagating disturbances. Progress in Nuclear Energy, 1982, v.9, p.209−222.
- Kostic L.J., Runkel J., Stegemann D. Termohydraulics surveillance of pressurized water reactors by experimental and theoretical investigations of thelow frequency noise field. In: Proceedings of SMORN 4, 1985, Dijon, France, p. 19−25.
- Thie J.A. A review of the OECD speciaHst meeting on continuous monitoring techniques for assuring coolant circuit integrity. Nucl. Safety, 1986, v.27,No.2,p.l93−198.
- Павелко В.И. Нейтронный шум энергетического реактора: Отчет о НИР // ИАЭ им. И. В. Курчатова, инв. № 31/544 642, М., 1984. — 108с.
- Kosaly G. Noise investigation in BWR and PWR. Progress in Nuclear Energy, 1980, v.5, p. 145−199.
- Kosaly G., Wach D. Investigation in the joint effect of local and global driving sources in in-core neutron noise measurement, Atomkemenergie, 1975, Bd. 23, p.244−248.
- Kosaly G., Mesko L. Theory of the auto-spectrum of the local components ofPWR. Annals in Nuclear Energy, 1976, v.3, p.233 — 238.
- Van Dam H. Neutron noise in BWR. Atomkern., 1976, Bd.27, Lfg. 1, p.8−27.
- Atta M.A., Fry D.N., Mott J.E., King W.T. Determination of void fraction profile in a BWR channel using neutron noise analysis. Nuclear Science and Engineering, 1978, v.66, p.264 — 268.
- Thie J.A. Noise Sources in Power Reactor. In: Symposium on Noise Analysis in Nuclear Systems. Florida. Printed in OAK-RIDGE, Tennessee, June 1964, p. 357 -365,.
- Тай Д. А. Стохастические процессы в ядерных реакторах и измерения динамических характеристик. М.: Атомиздат, 1966. 242 с.
- Kosaly G., Maroti L. Mesko L. A Simple space dependent theory of the neutron noise in a BWR. Annals in Nuclear Energy, 1975, v.2, p.315 — 317.
- Fuge R., Valko J., Gribon T. Measurement of the local and global effect of bubbles in a water moderated reactor. Annals ofNuclear Energy, 1977, v.4, p. 161−165.
- Por G., Katona T. Some aspects of the theory of neutron noise due to propagating disturbances. Progress in Nuclear Energy, 1982, v.9, p.209−216.
- Turkcan E. Review of Borssele PWR noise experiments analysis and instrumentation. Progress in Nuclear Energy, 1982, v.9, p.437 — 441.
- Gutsev D.F., Pavelko V.I. Neutron-temperature noise methods and their experimental check on the reactor VVER-1000 // Труды конференции по внутризонным исследованиям. INCORE-96, Октябрь 1996, Мито, Япония, р. 128−134.
- Robinson J.C., Hardy J.W., Shamblin G.R. Monitoring of Core Support Barrel Motion in PWR’s Using Ex-Core Detector. Progress in Nuclear Energy. 1977, v. l, p. 369−372.
- Dragt J.B., Turkan E. Borssele PWR noise measurements, analysis and 1п1ефге1а11оп. Progress in Nuclear Energy, 1977, v. 1, p.293 — 296.
- Thie J.A. Theoretical considerations and their application to experimental data in the determination of reactor internals' motion from stochastic signals. Annals ofNuclear Energy, 1975, v.2, p.253−259.
- Hollo E., Siklossy P., Toth Z. Automated vibration monitoring system for WWER-440 nuclear power plant diagnostics and surveillance. Progress in Nuclear Energy, 1982, V.9, p.595−604.
- Albrecht W., Lee S.I. The use of neutronic fluctuations of local a vibration control rod in a PWR model. Nuclear Science and Engineering, 1983, V.83, p.427 — 430.
- Allammar A., Danofsky R.A. Detection of component vibrations in reactor based on the L-G interaction. Trans. Am. Nucl. Sos., 1981, v.39, p.955 -958.
- Bauemfeind V. Vibration and pressure signals as sources of an on-line vibration monitoring system in PWR power plant. Nuclear Engineering and Design, 1977, v.40, p. 403 — 407.
- Holland L., Saxe R.F. Simulation of vibrating noise sources in power light water reactor. Trans. Am. Nucl. Sos., 1982, v.43, p.567 — 570.
- Kunze U., Bechold B. New generation of monitoring systems with online diagnostics. Progress in Nuclear Energy, 1995, v.29, No.¾, p.215−227.
- Laggiard E., Runkel J., Stegemann D. One-dimensional bimodal model of vibration and impacting of instrument tubes in a BWR. Nucl. Sci. Eng., 1993, v. ll5,p.62−65.
- Carre J.C., Gibert R.J., Jeanpierre F., Assedo R. PWR internals vibrational mode shapes calculation and tests. Progress in Nuclear Energy, 1977, v. l, p.353 — 358.
- Matis M.W., Smith CM., Fry D.N. Characterization studies ofBWR-4 neutron noise analysis spectral. Progress in Nuclear Energy, 1977, v. 1, p. 175 -179.
- Bernard P., Cloue J., Messainguiral C. PWR core monitoring by in-core noise analysis. Progress in Nuclear Energy, 1982, v.9, p.541 — 546.
- Pazsit I. Investigation of the space dependent noise induced by a vibrating absorber. Atomkem., 1977, Bd.30, Lfg. 1, p.29 -31.
- Antonopoulos-Domis M., Colfbrooke A. Neutron fluctuations induced by absorber vibrations the reactor experiment. Annals in Nuclear Energy, 1979, v.6,p.57−59.
- Thie J.A. Core motion monitoring. Nuclear Technology, 1979, v.45, No. l, p.5−18.
- Antonopoulos-Domis M. Reactivity and neutron density noise excited by random rod vibration. Annals in Nuclear Energy, 1976, v.3, p.451- 457.
- Pazsit I. Two-Group Theory of Noise in Reflected Reactor with Apphcation to Vibrating Absorber. Annals in Nuclear Energy, 1978.V.16, p.185−189.
- Grabner A., Liewers P., Schuman P. Decompositions of noise signals composed of many similar components. Progress in Nuclear Energy, 1977, v. l, p.615−618.
- Robinson J.C., Shahrokhi F., Kryter R.C. Quantification of core barrel motion using an analitically derived scale factor and statistical reactor noise description. Nuclear Technology, 1978, v.40, p.47−51.
- Ackerman N.J. Diagnosis of in-core instrument tube vibration in BWR-4s. Trans. Am. Nucl. Sos., 1975, v.22, p.624−626.
- Wach D., Sunder R. Improved PWR neutron noise interpretation on detailed vibration analysis. Progress in Nuclear Energy, 1977, v. l, p.309 — 315.
- Schumann P., Liewers P., Schmitt W., Weiss F.-P. Detection of core barrel motion at WWER-440 type reactors. Progress in Nuclear Energy, 1988, v.21,p.89−96.
- Sweeny F, J., Rencer V.P. Fuel-assembly vibration-induced neutron noise in PWR, In: Ans. Annal Meeting. Detroit (USA), 1983. C0NF.-830 609−31.p.l76−179.
- Емельянов И.Я., Гаврилов П. А., Селиверстов Б. Н. Управление и безопасность ЯЭР. М.: Атомиздат, 1975. 228 с.
- Гарусов Е.А., Коноплев К. А., Лившиц П. М., Петров Ю. В., Семенов А. Я., Филимонов Ю. И. Диагностика нейтронных шумов исследовательского реактора ВБР-М и влияние их на погрешности физических экспериментов. Kemenergie, 1983, Bd. 26, Н. 2, р. 68−74.
- Marini J., Romy D., Spadi J. Neutron noise measurement of Buggy 2 PWR. Progress in Nuclear Energy, 1982, v.9, p.557 — 560.
- Antonopoulos-Domis M., Clockler O., Pazsit I. Stochastic aspects of tow-dimensional vibration diagnostics. Препринт ЦИФИ, KFKI-1983−41, Будапешт, 1983.-112 с.
- Ando Y., Kanemoto S., Takigava Y. BWR simulation diagnosis by noise analysis. Progress in Nuclear Energy, 1977, v. 1, p. 163 — 167.
- Altstadt E., Perov S., Weiss F.-P. Analysis of fluid-structure interaction at WWER-1000 type reactors. In: Proceedings of ICONE-8, April 2−6, 2000, Baltimore, USA, ICONE 8446. p.35−39.
- Hazi G., Por G. Numerical simulator for noise diagnostic investigations in NPPs. Annals in Nuclear Energy, 1999, v.26, p. 1113−1130.
- Perov S., Altsdat E., Wemer M. Vibration analysis of the pressure vessel internals of WWER-1000 type reactors with consideration of fluid-structure interaction. Annals ofNuclear Energy, 2000, v.27, p. 1441−1457.
- Fujita Y., Oraki H. Neutron noise monitoring of reactor core PWR internal vibrations at PWR’s in Japan. Progress in Nuclear Energy, 1982, v.9, p.531 -533.
- Булавин В.В., Гуцев Д. Ф., Павелко В. И. Исследования характеристик вибродиагностики ВВЭР-1000 в эксплуатационных условиях // Атомная энергия. 1995. — т.79. — вып.5. — с.343−349.
- Гуцев Д.Ф., Павелко В. И. Шумовые методы диагностики ВВЭР // Атомная энергия. -1997. т.82. — вып.4. — с.264−271.
- Mayo C.W. Detailed neutron noise analysis of PWR internal vibrations. Atomkemenergie, 1977, Bd.29, H.9. p. 177 — 181.
- Wach D. The analysis at-power neutron flux noise in the frequency range of vibrating reactor structures. Annals in Nuclear Energy, 1975, v.2, p.353 — 359.
- Bulavin V. V., Gutsev D. F., Pavelko V.I. The experimental definition of the acoustic standing waves series shapes, formed in the coolant of the primary circuit of VVR-440 type reactor. Progress in Nuclear Energy, 1995, v.29, No. ¾, p. l53−170.
- Sunber R. Experiences and results with COMOC an on-line vibration analysis and monitoring system. — In: Proceedings of SMORN 6, May 19−24, 1991, Gatlinburg, Tennessee, USA p. 42−45.
- Bernard P., Messainguiral C., Carre J.C. Quantitative monitoring and diagnosis of French PWR’s internal structures vibrations by ex-core neutronnoise and accelerometers analysis. Progress in Nuclear Energy, 1982, v.9, p.465 — 468.
- Robinson J.C., Sharokhi F. Determination of core barrel motion from the neutron noise spectral density data-scale factor. Trans. Am. Nucl. Sos., 1976, v.23,p.458−462.
- Thompson J.P., Mc Coy G.R., Lubin C.T. Experimental value of percent variation in root-mean-square ex-core detector signal to the core barrel amplitude scale factor. Nuclear Technology, 1980, v.48, p.122−127.
- Wehling H.-J., Kingler K., Stolben H. Vibration monitoring of KWU pressurized water reactor review, present status and further development. -Nuclear Technology, 1988, v.80. p. 87 — 91.
- Аникин Г. Г., Гуцев Д. Ф., Павелко В. И. Физическая интерпретация нейтронно-шумовых образов ВВЭР // Атомная энергия. 1977. — т.82. -ВЫП.4.-С.271−277.
- Schumann Р., Liewers Р., Schmitt W., Weiss F.-P, Grabner A. Use of Noise Diagnostics WWER-440/230/, Отчет, Россендорф, сент. 1998 г. 94р.
- Schumann P., Liewers P., Schmitt W., Weiss F.-P. Detection of core barrel motion at WWER-440 type reactors (SMORN 5). Progress in Nuclear Energy, 1988, v.21, p.89 — 93.
- Schumann P. Zur abschatzung des einflusses von relativen regelekementbewgungen bei anomalen rectorkorbbew egungen. Kemenergie, 1990, Bd.33,p.223−227.
- Kunze U., Meyer K. In-core reactor noise measurements at PWRs of WWER type and their interpretation. Progress in Nuclear Energy, 1985, v. l5, p.351 — 358.
- Geilhausen R., Reznik V., Titov S., Wehling H.-J. PC-based vibration monitoring in KOLA nuclear power plant system and commissioning results. -In: Proceedings of 24th informal meeting on reactor noise. June 23−25, 1993, Oybin. p.76−79.
- Аникин Г. Г., Павелко В.И, Опыт внедрения систем виброконтроля на АЭС с реакторными установками типа ВВЭР-440 // Теплотехника. -1999. -№ 6.-с. 12−17.
- Кинелев В.Г., Перов СЛ. Вибрационные модели для диагностики оборудования первого контура реакторов ВВЭР // Тезисы докладов 15 Международной конференции «Неразрушаю щий контроль и диагностика». Москва, 1999. -т.2. -с. 253.
- Perov S., Altsdat Е., Werner М. Vibration analysis of the pressure vessel internals of WWER-1000 type reactors with consideration of fluid-structure interaction. Annals of Nuclear Energy, 2000, v.27, p. 1441−1457.
- Павелко В.И. Спектральные методы оценивания времени запаздывания в реакторно-шумовых исследованиях //ВАНТ, серия: Физика ядерных реакторов. -1989. вьш.2. — с.58−65.
- Nishihara П., Konishi Н. А New correlation method for transit-time estimation. Progress in Nuclear Energy, 1977, v. 1, p.219 — 225.
- Павелко В.И. Новые спектральные методы оценки времени запаздывания в реакторно-шумовых исследованиях // Атомная энергия. -1987. Т.63. — вьш.4. — с.266−288.
- Naito N., Ando Y., Yamamoto F., Takeuchi E. Estimation of fuel inlet flow rate by noise analysis. -Nucl. Sci. and Tech., 1980, v. l7. No. 5. p.351 358.
- Beringer K., Kosaly G., Nishihara H. Theoretical remarks on a noise correlation method of transit time estimation. Atomkem., 1981, Bd.36(4), p.292−296.
- Roston G., Kozma R., iCitamura M. Monitoring the state of the coolant in a boiling water reactor. In: specialists' meeting on in-core instrumentation and reactor core assessment. INCORE-96, Mito, Japan, October 14−23, 1996. p. 212−216.
- Kleiss E.B., Osterkamp W.J. Experience with in-core neutron and gamma detectors for B WR coolant velocity measurements. Progress in Nuclear Energy, 1985, v. l5, p.735−743.
- Sweeney F.J., Upadhyaya B.R., Shi eh D.J. In-core coolant flow monitoring of PWR using temperature and neutron noise. Progress in Nuclear Energy, 1985, v. 15, p.201−208.
- Joshi S.S., Arora K.K., Koparde R.V. Comparative study of measurement techniques for coolant transit times in a boiling water reactor using noise signals ofLPRMs. Progress in Nuclear Energy, 1985, v. 15, p.921−929.
- Akerhielm F., Espefaelt R., Lorenren J. Surveillance of vibrations in PWR. Progress in Nuclear Energy, 1982, v.9, p.453 — 457.
- Аркадов Г. В., Павелко В. И., Титов СИ. Нейтронно-шумовая вибродиагностика шахты активной зоны ВВЭР-440 // Атомная энергия. -2001. т. 91, — ВЫП.4, — с. 247−251.
- Schumann P., Weiss F.-P. The influence of control element movement due to abnormal core barrel motion on ex-core neutron noise at WWER-440 type reactors. In: lAEA-NPPCI speciaHst’s meeting, June 20−22, 1989, Dresden, DDR, p. 227−232.
- Аркадов Г. В., Овчаров О. В., Павелко В. И., Усанов А. И., Липтак П., Словак Р. Измерение расхода теплоносителя через топливный канал ВВЭР-440 по флюктуациям сигналов датчиков прямого заряда // Атомная энергия. 2001. — Т.91, вып. 3, — с. 167−174.
- Рог G., Glocler О., Rindelhardt U. Boiling detection in PWRs by noise measurement. In: Proceedings ofSMORN 5, 1988, v. 21, p. 111 — 116.
- Аркадов Г. В., Овчаров O.B., Павелко В. И., Усанов А. И. Способ измерения скорости теплоносителя через тепловыделяющую сборку реакторной установки типа ВВЭР-440. Патент РФ: Ш 2 001 122 069, 2001 г.
- Аркадов Г. В., Павелко В.И, Методы и программные средства вибродиагностики // Сборник докладов 3-его научно-технического семинара «Аналитика, диагностика и средства автоматизации для нефтегазового комплекса», Обнинск, 23 25 апреля 2001 г. -с. 168−172.
- АРК аварийная регулирующая кассета
- АСВ акустическая стоячая волна
- АСПМ автоспектральная плотность мощности
- АЦП аналого-цифровой преобразователь
- АЭС атомная электрическая станция1. БД база данных1. БЭТ блок защитных труб
- БПФ быстрое преобразование Фурье
- ВКУ внутрикорпусные устройства
- ВКФ взаимная корреляционная функция
- ВСПМ взаимная спектральная плотность мощности
- ВХ вероятностная характеристика1. ВЧ высокая частота
- ЩК главный циркуляционный контур
- ГЦН главный циркуляционный насос
- ДАП датчик абсолютных перемещений
- ДОП датчик относительных перемещений
- ДПД датчик пульсаций давления
- ДПЗ детектор прямого заряда1. ИК ионизационная камера1. КД компенсатор давления
- MAP многомерная авторегрессионная
- МНК метод наименьших квадратов1. НШ нейтронный шум1. НЧ низкая частота1. ПГ парогенератор165
- ППР планово-предупредительный ремонт1. PK рабочая кассета1. РУ реакторная установка
- СВШК система виброшумового контроля
- СВШД система виброшумовой диагностики
- СКО среднее квадратическое отклонение1. СП случайный процесс1. ТН теплоноситель1. ТП термопара
- TBC тепловыделяющая сборка
- ТКР температурный коэффициент реактивности
- ЯЭУ ядерная энергетическая установка
- ОЖК реактор с кипящей водой
- PWR реактор с водой под давлением
- SMORN конференция специалистов по реакторным шумам SUS — система вибромониторинга (немецкая аббревиатура) TDE — оценка времени запаздывания1. Утверждаю"
- Зам. директора Кольской АЭС по -гЛешрпасности, к. т.н. Ю. Н. Пыткин sf^V8 ноября 2001 г.1. АКТоб использовании результатов диссертации
- Начальник ОКМиД КАЭС В.Н.Ловчев
- Начальник ЛД ОКМиД КАЭС С.И.Титов