(vai-V O l a (vai-VSC c h i u s a) > e l a valv<>la V si muove assumendo posizioni equi valenti a quelle della valvola V :
RT
2) se la velocità di rotazione della turbina supera una prima soglia,la valvola V passa a controllare la velocità stessa; la linea di by-pass è aperta (valvola V aperta) e la valvola V controlla la pres
SI» Rv» —
sione nell'impianto compensando inoltre il grado di apertura di V : RT 3) se la velocità della turbina supera una seconda soglia,la valvola di
arresto V chiude; la linea di bypass è aperta e la valvola V _ con trolla la pressione nell'impianto.
Le logiche di controllo illustrate in fig. 34 sono tali che, sia du-rante l'intervento delle protezioni che per il successivo ritorno al fun zionamento normale, il carico "sentito" dal reattore non presenta di-scontinuità.
Con una semplice modifica allo schema la valvola V può essere mantenu-RC
ta chiusa in funzionamento normale, garant ndo una migliore tenuta sul-la linea di bypass, ma richiedendo una maggiore rapidità di interven-to.
Eventuali guasti dei circuiti idraulici di comando devono portare al la chiusura delle valvole Vg T, VR T, VR(, e Vg c; la chiusura rapida di tut
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-te le valvole per in-tervento delle pro-tezioni comanda lo spegnimento del reattore. Nella figura non è indicato il sistema di iniezione d'acqua di desurriscaldamento nel bypass con le relative protezioni.
Una ulteriore linea di bypass di capacità limitata (es. 5+1001 della portata nominale) può essere prevista per facilitare l'avviamento del-l'impianto*
Si accenna ora brevemente ad una possibile realizzazione pratica de-gli schemi studiati per il reattore prototipo.
Gli schemi di controllo coordinato adottati dall'Enel nelle ultime centrali termoelettriche si compongono di un primo blocco per l'elabo-razione del segnale di carico del gruppo e di un secondo blocco per il coordinamento delle regolazioni di caldaia e di turbina (18).
Il primo blocco, la cui descrizione è qui ripresa dalla nota (18) , agisce come un canale di comando (segnale "in avanti") ed elabora il se_
gnale di carico del gruppo sia in funzionamento stazionario che in tran sitorio. partendo dalle seguenti informazioni:
- carico base imposto, con valore prefissabile dall'operatore.
Questo segnale stabilisce il valore del carico del turbogeneratore in torno al quale può avvenire il controllo di frequenza e potenza;
- misura frequenza rete:può agire con guadagno tra il segnale di errore di frequenza rete e segnale di carico prefinabile dall'operatore nel campo 0 • 4 0 ^ / H Z ;
- richiesta dispacciatore:può agire con guadagno tra il segnale di ri-chiesta di carico dal dispacciatore e segnale di carico prefissabile dall'operatore nel campo 0 • 5$ àel carico base imposto;
- limiti operativi sul valore del caricodefiniscono l'intervallo entro cui l'impianto può seguire le richieste della rete e dell'operatore.
Sono in parte determinati in sede di progettazione e di collaudo
del 39 del
-l'impianto, in parte prefissabili dall'operatore. I limiti più impor-tanti sono: valore massimo e valore minimo del carico; valore massimo del carico in caso di disservizio di particolari componenti (ad esem pio: arresto di una pompa di alimento; scatto delle valvole di ammis-sione del vapore in turbina e conseguente scarico diretto al condensa tore ecc•);
- limiti operativi sul gradiente del carico; sono in parte determinati in sede di progettazione e di collaudo, in parte prefissabili dall'o-peratore. Durante riduzioni di carico conseguenti a disservizi di par-ticolari componenti può essere richiesto un gradiente di carico mag-giore di quello massimo ammesso per funzionamento normale, con inser-zione automatica del nuovo limite.
11 secondo blocco, in base al segnale di carico del gruppo provenien te dal primo blocco, elabora i segnali di riferimento per i singoli re-golatori, come illustrato in fig. 25 e precedentemente discusso. 1 gua-dagni dei diversi segnali nel circuiti sono variabili, e vengono defini tivamente fissati durante il collaudo dell'impianto. Con alcune sempli-ci operazioni è possibile passare da questo schema al più semplice sche ma di controllo potenza reattore; qualora si volesse studiare anche lo Bchema controllo potenza turbina si dovrebbero prevedere alcune aggiun-te.
Anche se il reattore, date le sue dimensioni, è stabile spazialmen-te, si prevedono quattro organi di controllo rapido della reattività co mandati da quattro canali di regolazione indipendenti, allo scopo di pro vare il funzionamento di un sistema di controllo a zone, del tipo ri-chiesto su noccioli analoghi di maggiori dimensioni. In tali noccioli si può avere la necessità di ovviare alla instabilità spaziale del flusso neutronico, dovuta alle retroazioni di densità del refrigerante o di concentrazione dello Xeno. I quattro settori del nocciolo prototipo coin cidono con le quattro zone in cui è suddiviso il circuito termovettore.
La misura del flusso neutronico utilizzata nel relativo canale di re golazione rapida può essere affetta da diverse cause di errore: derive
lente dovute alla natura dello strumento di misura o a variazione dei profili di flusso in seguito all'irraggiamento del combustibile; effet-ti spuri dovueffet-ti all'intervento dei sistemi di controllo e di compensa-zione lenta della reattività: variacompensa-zione di reattività assorbita dalle barre di controllo, movimenti di combustibile, variazione della
concen-trazione di boro e del livello del moderatore.
Un valore più esatto di potenza prodotta può essere ottenuto valutali do la potenza termica di ciascun quarto di nocciolo, mediante misura del^
la portata di vapore uscente da ciascun corpo cilindrico (corretta in base al valore dell'entalpia del refrigerante all'ingresso del nocciolo).
In condizioni transitorie la misura di portata di vapore è disaccoppia-ta dal valore di potenza termica a causa della cosdisaccoppia-tante di tempo del-l'impianto, e dal valore di potenza neutronica a causa della cascata de.1 le costanti di tempo dell'impianto e del combustibile.
In linea di principio quindi non è possibile avere una taratura con-tinua delle camere di ionizzazione tale da renedere esatta la loro mi su ra anche in condizioni transitorie.
Una possibile soluzione è illustrata in fig. 35»
Il blocco FC1 trasforma il segnale di richiesta di carico in un se-gnale di riferimento di portata di vapore. Per uno schema di tipo coor-dinato esso è un guadagno puro.
Il blocco PC2 contiene un integratore capace di variare il guadagno 0. Il guadagno dell'integratore viene scelto:
- abbastanza piccolo per non alterare la dinamica pronta del sistema;
- abbastanza grande per non causare andate a regime troppo lente.
Il guadagno indicato (0.01/s) è stato verificato, ma non ottimate
Per diminuire ulteriormente 1*influenza di questo integrale sulla di namica pronta del sistema è opportuno inserire un filtro (ad ese di 15 secondi) fra l'errore di portata di vapore V - \ e 1* integratore Btesso.
In queste condizioni e nel caso di regolazione coordinata il transi-torio di potenza neutronica non risente sensibilmente del la presenza del^
la compensazione: la risposta del sistema ad un gradino di -10j6 del ca-rico richiesto non viene alterata in modo apprezzabile.
Ciò è dovuto anche al fatto che la presenza del controllo coordina-to impedisce sensibili differenze fra portata di vapore richiesta ed ef fettiva (piccolo errore I - » in figo 35)»
vo v
Con uno schema tipo controllo potenza reattore lo stesso risultato è ottenuto mettendo in serie al blocco FC1 due costanti di tempo equiva-lenti alle costanti di tempo del combustibile e dell'impianto*
li sistema di controllo rapido del flusso neutronico esaminato è in grado di compensare in modo soddisfacente le piccole variazioni di reat^
tività dovute a disturbi ed a piccole variazioni del livello di potenza richiesto. La sua presenza inoltre migliora il comportamento in transi-torio del sistema, sia globalmente che spazialmente nel nocciolo.
Le variazioni di reattività a medio e lungo termine sono invece com-pensate da organi di controllo lenti.
L'adozione di organi di controllo di tipo diverso (rapidi con effi-cacia limitata e lenti con elevata effieffi-cacia) è stata suggerita dalle diverse rapidità richieste, e dalla necessità di limitare le dietorsio ni di flusso neutronico caratteristiche di un sistema ad assorbitori con centrati, come è quello delle barre di regolazione rapida.
Si prevede un canale di compensazione lenta della reattività di tipo automatico, che agisce sulla concentrazione di assorbitore neutronico (acido borico) sciolto nel moderatore, ed un canale di controllo del ljL vello del moderatore, a comando manuale con limitazione di velocità di
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-salita. Un opportuno interblocco, escluso solo nel caso di arresto rapi do, impedisce la riduzione del livello al di sotto di un valore funzio-ne della potenza del reattore.
11 primo canale è comandato da un segnale di posizione media degli organi di regolazione rapida del flusso neutronico. L'intervento di va-riazioni di livello del moderatore è previsto principalmente per l'ope-razione di criticità e la salita di carico del reattore.
Per compensare le perdite di reattività durante il ricambio di combu stibile all'equilibrio, è allo studio l'utilizzazione del sistema di i-niezione di vapore ausiliario e di riduzioni di pressione.
La reattività del sistema è influenzata in maniera notevole dalle va riabili caratteristiche del circuito termovettore: portata di ricircolo, pressione, entalpia dell'acqua di alimento, portata di vapore ausilia-rio. La regolazione di queste variabili permette di realizzare il pro-gramma di funzionamento presentato nel paragrafo 2*3*«e le eventuali ri duzioni di densità del refrigerante discusso nello stesso paragrafo.
Un possibile schema generale di controllo risultante da tutte queste considerazioni è riportato in fig. 36.
E' attualmente in corso uno studio più approfondito di tutti questi argomenti, in parte utilizzando metodi di calcolo neutronico più preci-si di quelli in precedenza disponibili, e relativamente alla verpreci-sione più recente di reattore prototipo.
4*3» Schemi generali di protezione
Per quanto riguarda gli schemi generali di protezione, sono stati presi in esame da un punto di vista generale alcuni problemi ritenuti più importanti.
Si accenna qui brevemente solo al comando dell'arresto del reattore;
anche il controllo del bypass di turbina discusso nel paragrafo prece-dente ha eviprece-dentemente funzioni di protezione.
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