WWER-1000反应堆模拟器操作指南

水-水高能反应堆(Water-water energetic reactor),简称WWER或VVER,为苏联于上世纪70年代研发的压水反应堆,与美国的PWR相比,特点为采用卧式蒸汽发生器、六边形燃料组件、无底部穿孔压力容器和高容量稳压器。
该模拟器为ENIKO TSO于1995年左右为 库尔斯克核电站 或 南乌克兰核电站 等配备VVER-1000反应堆的核电站开发。
1. 示意图


1——主循环泵
2——主循环管道
3——反应堆容器
4——蒸汽发生器
5——稳压器
2. 反应堆参数


燃料组件(FA)数量:163(每个燃料组件由312根控制棒组成)
带控制棒的燃料组件数量:61
核心冷却液流速:17650 kg/s
反应堆热功率:3000 MW
一回路压力:15.7(160)MPa(kgs/cm2)
一回路温度:346 °C
二回路压力:5.88(60)MPa(kgs/cm2)(此时饱和温度274℃)
给水温度:220℃
3. 模拟器启动
安装后点击桌面图标,打开任务列表。

下方窗口展示了不同的项目,左上角可以加载燃料量不同的堆芯,双击进入任务。
任务A01-A16演示反应堆堆芯的各种物理现象并且旨在理解反应堆堆芯中子学。
任务C01-C12提供了培训用户诊断技能的机会。
任务D01-D07演示了不同的瞬态,并针对用户熟悉WWER-1000操作经验。

按下启动按钮开始或暂停模拟,按下退出按钮确认退出。
4. 模拟器页面

1、反应性控制页面(CPS)
2、闪光报警仪页面(TAB)
3、一回路循环页面(1C)
4、给水和放气系统页面(TK)
5、过程支持系统页面(TQ)
6、抽水冷却系统页面(TF)
7、二回路循环页面(2C)
8、趋势图页面(GRP)
9、反应堆堆芯参数页(PAR)
10、三维图页面(3D)
仪表单位:流量t/h、压力kg/cm2、温度˚C、浓度g/kg、位置(阀门开度)、反应性%∆К/К。
4.1 反应性控制页面(CPS)

左上角显示反应堆控制棒状态,中间为硼手动阀,左下为紧急按钮(紧急保护EP、预防性保护PP、加速卸载AUU)。
左中上为单个选定<Selection>燃料组件参数(燃料组件轴向偏移Ao、燃耗Burn、出入口温差dT、燃料组件不均匀系数Kq、燃料富集度Enr、燃料组件热功率Nt、过冷度Tdel、稀疏不均匀系数Kv)和轴向功率释放分布表,中间为自动控制系统,左中下为单个/整组控制棒操作开关和紧急保护设定值选择器。
右中上为堆芯参数分布显示(燃料组件中子功率N、热功率P、出入口冷却液温差dTs)和三个堆外电离室(检测功率),中间为反应堆时间和时间倍数调整以及反应堆主参数(中子功率N、反应堆热功率Nt、一回路平均冷却剂温度T1、反应堆容器压力P1、二回路压力P2、过冷度Tdel、反应器周期T、硼浓度Cb、反应性ρ、燃料组件不均匀系数Kq、稀疏不均匀系数Kv、轴向偏移Ao),右中下为控制棒操作选择(单个/整组)。
右上为模拟时间和色标,中间为硼浓度控制面板(断开模型后可以手动操作,自动AUTO手动REM),右下为页面选择器按钮。
4.2 闪光报警仪页面(TAB)

EP——紧急保护
PP-1——预防性保护1(PZ-1)
PP-2——预防性保护2(PZ-2)
AUU——加速卸载(URB)
SG——蒸汽发生器
MSC——主蒸汽控制器
1C——初级循环
使用<Blinking rem>按钮停止闪烁,<Deblocking>解除信号闭塞,<EP deblock>解除紧急保护,<PP deblock>解除预防性保护,<AUU deblock>解除加速卸载,<Б>屏蔽保护系统。
自动化保护信号列表见手册。
4.3 一回路循环页面(1C)

包括蒸汽发生器循环和堆芯紧急冷却系统,默认全自动,可手动控制稳压器水位。
4.4 给水和放气系统页面(TK)

左上为循环泵轴封和一回路补水排水系统,左下为两个主回路冷却剂水箱,中间水箱为排气除氧器,中右为蒸馏水箱,右上为两个补水泵,右下为硼酸水箱。
4.5 过程支持系统页面(TQ)

左侧为主回路冷却系统,中间为硼酸进料系统(低压水箱在安全壳内,高压在安全壳外),右侧为辅助蒸汽发生器的液位控制系统。默认全自动,可手动控制蒸汽发生器水位。
4.6 抽水冷却系统页面(TF)

左侧是主回路排水冷却系统,右侧是鼓泡冷凝器(bubbler condenser)和主循环泵(MCP)排水系统。默认全自动。
4.7 二回路循环页面(2C)

左侧为四个卧式蒸汽发生器及四个配套的液位控制阀,左下两台给水泵。右上为汽轮机和主蒸汽释放阀(MSRV),右下为发电机冷凝器和再热系统(简化)。
停机启动需要在有一定功率后将主蒸汽阀设置为自动,MSRV模式分别为启动模式St(启动时高压走蒸汽旁路)、P1模式(参考一回路压力)、P2模式(参考二回路压力)。
4.8 趋势图页面(GRP)
显示趋势图。
4.9 反应堆堆芯参数页(PAR)

左上角参数:反应堆中子功率(%)、反应堆热功率(MW)、一回路硼浓度(g/kg)、一回路压力(Pa)。
KQ——燃料组件相对功率
Nt——燃料组件功率释放(MW)
dT——燃料组件进出口冷却剂温差(˚C)
Tout——燃料组件出口冷却剂温度(˚C)
Tзап——燃料组件沸腾裕度(˚C)
ENR——燃料富集度(%U235)
BUR——燃料燃耗(MW*天)
OFF——燃料组件中的偏移值(%)
4.10 三维图页面(3D)

同上。
5. 启动步骤
由于系统高度自动化,因此只需要根据闪光报警仪页面的报警进行复位,然后拉起控制棒或改变冷却液中硼浓度拉高中子通量,达到百分之几时启动汽轮机,接着继续拉高到直到满功率即可。
注意反应堆周期不能低于20秒否则会触发保护动作。
衰变产生的Xenon-135(氙135)会导致反应堆中毒(又叫碘坑)。因此一旦停机必须尽快(<2小时)启动反应堆,超过允许停堆时间就要等48-72个小时,会造成经济损失。


分享:https://pan.baidu.com/s/1NvRXJuViq54paI5KTa6QFw?pwd=stbu(需要xp系统)
6. 参考资料
[1]
[2]
. WWER-1000 Hot Shutdown and Start Up[EB/OL]. (2020-03-28)[2023-08-11]. https://youtu.be/tNyBWT00DgU.[3]
International Atomic Energy Agency. WWER-1000 Reactor Simulator[EB/OL]. (2005)[2023-08-11]. https://www.iaea.org/publications/7388/wwer-1000-reactor-simulator.[4]
Aidan Morrison. A comparison of pumpjets and propellers for non-nuclear submarine propulsion[DB/OL]. (2008-01)[2023-08-11]. https://s3-ap-southeast-2.amazonaws.com/submarines-paper/Final.pdf