14 Режимы нормальной эксплуатации  реакторной установки
К режимам нормальной эксплуатации реакторной установки относятся режимы, предусмотренные регламентом эксплуатации установки и не приводящие к недопустимым отклонениям параметров. Эти режимы включают полный объем возможных режимов - от пусковых режимов и маневрирования на мощности в рабочем диапазоне до режимов расхолаживания активной зоны.
14.1 Режим пуска и вывода на энергетический уровень мощности 
Пуск блока начинается с включения насосов первого контура и взводом стержней пассивной аварийной защиты (ПАЗ). Температура свинцового теплоносителя поддерживается  равной 380 0С.
 Во втором контуре питательная вода в парогенераторы не подается. СППВ (смешивающий подогреватель питательной воды) заполняются холодной водой, включаются питательные насосы (ПЭН-2) на рециркуляцию с возвратом воды перед парогенератором в СППВ и включаются электронагреватели СППВ для разогрева второго контура. По мере повышения давления в СППВ постепенно прогреваются паропроводы, ППТО (паропаровой теплообменник) и ПГ паром от СППВ.
Одновременно с разогревом второго контура реактор выводится из подкритики и к моменту  повышения давления в ПГ до 170 кгс/см2 и температуры 350 0С стабилизируется на уровне мощности, близком к нулевому.
Перед подачей в ПГ минимального расхода питательной воды расход теплоносителя первого контура устанавливается номинальным. По условию исключения гидроударов в трубчатке ПГ минимальный расход питательной воды составляет около 6 % от номинального значения. 
 После подачи питательной воды в один из ПГ мощность реактора увеличивается до 0.5 % за счет ввода рабочих органов СУЗ. Давление в трубопроводах постепенно увеличивается до 280 кг/см2 при постоянной температуре свинца равной 380 0С. При этом часть образующегося пара поступает в СППВ для догрева питательной воды. Затем последовательно подключаются остальные три ПГ. После включения каждого ПГ мощность реактора увеличивается на 0.5 %, так что после включения четвертого ПГ мощность реактора составит 2 %. Далее увеличивают расход питательной воды через ПГ до 20 % от номинального с одновременным увеличением мощности реактора до 10 % так, чтобы температура свинца на входе в активную зону была 380 0С, а температура на выходе из активной зоны  390 0С.
Дальнейшее повышение температуры пара происходит с допустимой скоростью разогрева второго контура путем снижения расхода теплоносителя вплоть до 30 % от номинального значения. После этого мощность реактора повышается и температура свежего пара доводится до значения, соответствующего толчковым значениям параметров пара перед турбиной  (около 470 0С). Регулированием расхода пара через ППТО в СППВ поддерживается постоянное давление в СППВ, что обеспечивает постоянную температуру питательной воды на входе в ПГ равную 350 0С.
После прогрева турбины выполняется толчок – разворот турбины до холостого хода и принятие начальной нагрузки. В процессе увеличения расхода пара на турбину давление перед турбиной поддерживается регулятором сброса пара в конденсатор, а после закрытия клапанов быстродействующей редукционной охладительной установки (БРОУ-1) регулирование давления осуществляется стопорно регулирующими клапанами (СРК) ЦВД турбины.
Процесс пуска завершается выходом на номинальные параметры пара на выходе ПГ (525 0С, 255 кгс/см2), БРОУ-1 – полностью закрыт. К этому моменту реактор выводится на уровень мощности 30%  при  30% расходе свинцового теплоносителя и номинальном подогреве теплоносителя в активной зоне реактора 120 0С. Давление в СППВ снижается до 160 кгс/см2.
Дальнейший подъем мощности осуществляется системой АР реактора в штатном энергетическом режиме. Оператор или программный задатчик подает управляющие сигналы на увеличение оборотов ГЦН вплоть до номинальных значений. Система автоматического регулирования увеличивает мощность реактора пропорционально росту расхода свинцового теплоносителя. Подогрев теплоносителя в активной зоне поддерживается постоянным. Регуляторы расхода питательной воды увеличивают расход через парогенераторы пропорционально увеличению расхода теплоносителя в первом контуре. Параметры пара на выходе ПГ поддерживаются постоянными.
Время перехода с 30% до 100% мощности ограничено максимальной скоростью набора оборотов ГЦН, которая составляет 2% в секунду и необходимостью контроля технологических параметров на частичных нагрузках оперативным персоналом.
14.2 Работа на номинальной мощности и частичных нагрузках
При работе на номинальной мощности система автоматического регулирования установки обеспечивает поддержание необходимых параметров в соответствии с уставками и настройками автоматических регуляторов. Мощность реактора поддерживается в соответствии с фактическим расходом теплоносителя и заданным перепадом температур на активной зоне. Регламентом  установки предусмотрена работа на частичных нагрузках в диапазоне мощности от 100 до 30% от номинального значения при сохранении уровня температур теплоносителя на входе и выходе активной зоны. Такое изменение параметров обеспечивается за счет изменения мощности в соответствии с изменением расхода теплоносителя и заданным перепадом температур на активной зоне. Поддержание параметров по второму контуру обеспечивается системой регулирования второго контура. 
Помимо штатного перевода реактора на новый промежуточный уровень мощности в качестве режимов нормальной эксплуатации могут быть рассмотрены отключения различного оборудования, не приводящие к недопустимым отклонениям параметров реактора. В качестве наиболее характерных режимов выбраны режимы отключения основного оборудования при исправной работе автоматических регуляторов технологических параметров и систем управления. Ниже приведены результаты расчета переходных режимов параметров I и II контура в режимах отключения одного ГЦН, отключения питательных насосов одной петли II контура и отключения турбогенератора.
Отключение одного ГЦН является проектным исходным событием, которое не должно приводить к остановке реактора. Снижение расхода теплоносителя через соответствующий ПГ и последующее снижение температуры пара на выходе ПГ приводит к автоматическому прикрытию клапанов расхода питательной воды через этот ПГ регулятором питания (РП). Второй контур переходит на пониженную нагрузку турбины, а мощность реактора должна автоматически снижаться за счет каналов ПОС и работы регуляторов АР и ПР по сигналу снижения расхода теплоносителя через реактор.
	Остановка одного ГЦН сопровождается возникновением обратного тока теплоносителя через его напорную камеру, причем снижение общего напорного уровня приводит к прекращению перетока через верхнее основное отверстие напорной камеры. То есть обратный расход будет идти только через небольшое отверстие в напорной камере, предусмотренное для возникновения естественной циркуляции теплоносителя. Дальнейшее движение свинца зависит от гидравлического сопротивления коллектора обвязки насосов по всасу. Для данного режима (отключение одного ГЦН), целесообразно было бы сохранить расход через аварийный ПГ на уровне 30% номинального с целью сохранения режима съема тепла вторым контуром. Для того, чтобы использовать работающие три насоса гидравлическое сопротивление коллектора обвязки насосов по всасу должно быть достаточно малым. Однако в случае отключения ГЦН из-за прекращения теплосъема по II контуру расход “горячего” свинца через аварийный ПГ необходимо прекратить. Если коллектор обвязки насосов по всасу будет перекрыт,  то через аварийный ПГ пойдет обратный расход “холодного” свинца, который будет смешиваться с “горячим” свинцом на выходе реактора. С целью уменьшения обратного расхода через ПГ целесообразно иметь небольшой отток свинца через коллектор обвязки насосов по всасу к работающим ГЦН.
	Таким образом, в зависимости от работоспособности II контура гидравлическое сопротивление коллектора обвязки насосов по всасу желательно иметь разное, что можно было бы обеспечить установкой регулируемых задвижек на входе в этот коллектор от каждого насоса.
	Однако, учитывая сложность оперативного управления этой задвижкой, следует принять решение о прекращении разогрева аварийного ПГ при отключении ГЦН независимо от работоспособности II контура. Для этого пропускная способность коллектора обвязки насосов по всасу должна выбираться из условия обеспечения минимального обратного расхода через отключенный ГЦН. Это условие должно выполняться также при отключенном состоянии двух ГЦН, поэтому гидравлическое сопротивление коллектора обвязки насосов по всасу должно быть тщательно выверено. С учетом этого требования неоперативная корректировка гидравлического сопротивления этого коллектора перед первым пуском энергоблока представляется необходимой.
	Графики переходных процессов в режиме отключения одного ГЦН приведены на рисунках 14.1 и 14.2. В этом режиме расход теплоносителя через реактор снижается до 75%. Мощность реактора переводится на новый уровень 75% за счет изменения уровней свинца в каналах ПОС и работы АР. Причем органы АР кратковременно вводят отрицательную реактивность для ускорения снижения мощности в соответствии со скоростью снижения расхода теплоносителя, а затем возвращается в исходное положение.
	Расход питательной воды через аварийный парогенератор прикрывается регулятором РП за 25 с, что приводит к снижению давления перед турбиной и уменьшению расхода пара на турбину регулятором давления (РД). По сигналу повышения уровня в СППВ уменьшается подача холодной питательной воды в СППВ регулятором РУ, а небольшое повышение давления в СППВ приводит к уменьшению расхода греющего пара в СППВ регулятором температуры (РТ).
	Пропорциональное снижение расхода теплоносителя через реактор и мощности реактора позволяет поддерживать практически постоянную температуру теплоносителя на выходе реактора. Это обеспечивает нормальную работу трех других парогенераторов.
В случае, когда при отключении одного ГЦН одновременно происходит отказ регуляторов мощности АР и ПР характер переходных процессов существенно не меняется (см. рисунок 14.3 и 14.4) и мощность снижается только за счет действия пассивной обратной связи по расходу теплоносителя.	
Таким образом, расчетное поведение технологических параметров в режиме отключения одного ГЦН с номинальной мощности позволяет считать этот режим штатным, проходящим без нарушений пределов нормальной эксплуатации.
	В соответствии с технологической схемой каждые два ПГ обеспечиваются единой петлей догрева и подачи питательной воды. Каждая из этих петель включает в себя ППТО, СППВ, питательные насосы и автоматические регуляторы температуры питательной воды и уровня в СППВ. Отказ любого из этих элементов приведет к необходимости прекращения подачи питательной воды к двум ПГ.
	В частности, если отключаются питательные насосы, то расход пара на выходе двух ПГ падает, и регуляторы расхода теплоносителя соответствующих ПГ снижают число оборотов двух ГЦН и уменьшают расходы через эти ПГ до минимального уровня. Если регуляторы РР имеют ограниченный диапазон числа оборотов ГЦН, то при температуре свинца на выходе двух ПГ более 773 0К соответствующие ГЦН должны отключиться и через аварийные ПГ установится минимальный обратный расход “холодного” теплоносителя с температурой 693 0К.
	Снижение, а затем и прекращение подачи свинца через два ГЦН вызовет снижение напорного уровня и уменьшение расхода теплоносителя через реактор, что приведет к соответствующему снижению мощности реактора за счет снижения уровней свинца в каналах ПОС и работы АР и ПР. Установится новое стационарное состояние установки с проектными температурами теплоносителя, рабочего тела и питательной воды, но с отключенным состоянием двух ПГ. Графики переходных процессов в режиме отключения питательных насосов одной петли приведены на рисунках 14.5 и 14.6.
	По сигналам прекращения расхода пара из двух ПГ регуляторы РР снижают обороты двух ГЦН до нижнего ограничения регулировочного диапазона. Однако отсутствие теплоотдачи через аварийные ПГ приводит к повышению температуры свинца на выходе этих ПГ до уставки отключения ГЦН. После отключения двух ГЦН расход теплоносителя через реактор устанавливается на уровне 50%.  Это связано с тем,  что увеличение расхода свинца через оставшиеся в работе ГЦН компенсируется обратными расходами свинца через два отключенных насоса. Соответственно мощность реактора переводится на 50%. В процессе снижения мощности в помощь АР кратковременно подключается ПР. 	Пропорциональное снижение расхода теплоносителя и мощности реактора обеспечивает поддержание с хорошей точностью температуры свинца на выходе активной зоны. Отклонение этой температуры не превышает 10 0С.
	Технологические параметры II контура остаются в допустимых пределах. Давление перед турбиной снижается не более чем на 0,9 МПа от исходного, а затем восстанавливается. Расход пара на турбину через 300 с составляет 47% от номинального.
В аналогичном режиме с отключенными регуляторами мощности АР и ПР (см. рисунок 14.7 и 14.8) запаздывание снижения мощности относительно расхода теплоносителя приводит к кратковременному повышению температуры на выходе из активной зоны. Снижение мощности обеспечивается за счет пассивной обратной связи по расходу теплоносителя.
	Таким образом, расчетное поведение технологических параметров в режиме отключения питательных насосов одной петли с номинальной мощности позволяет считать этот режим штатным, проходящим без нарушений нормальной эксплуатации.
Наиболее тяжелым переходным режимом для работы систем нормальной эксплуатации является режим отключения турбогенератора (ТГ) с автоматическим снижением мощности реактора со 100 до 30%.   Задача сохранения реактора на мощности после отключения турбины решается для повышения экономических показателей,  так как при этом значительно сокращается время выхода на номинальные параметры после восстановления работоспособности турбины. Кроме того, сохраняется постоянный температурный режим основного оборудования, что повышает надежность его работы.
	Закрытие стопорно-регулирующих клапанов турбины приводит к росту давления в паропроводах, что сопровождается открытием клапанов БРОУ-1 и главных предохранительных клапанов (ГПК). По сигналам снижения расхода пара из ПГ за отсечной паровой задвижкой (ОПЗ) и с учетом роста давления перед турбиной должны вырабатываться управляющие сигналы на снижение числа оборотов ГЦН регуляторами РР до минимального уровня. Снижение расхода теплоносителя будет сопровождаться автоматическим снижением мощности реактора за счет снижения уровней свинца в каналах ПОС и работы АР и ПР.
	Графики переходных процессов в режиме отключения ТГ без остановки реактора приведены на рисунках 14.9 и 14.10.
	Снижение оборотов ГЦН до минимального уровня обеспечивает расход теплоносителя через активную зону примерно 30 %  от номинального. Снижение мощности отстает от снижения расхода, поэтому температура на выходе активной зоны немного подрастает (на 35 0С), а затем восстанавливается. После открытия БРОУ-1 и ГПК отдача тепла через ПГ увеличивается, что приводит к снижению температуры на выходе ПГ по I контуру на 67 0С, а по II контуру на 26 0С. После восстановления давления пара и закрытия ГПК температуры на выходе ПГ восстанавливаются. Регулятор БРОУ-1 поддерживает давление перед турбиной на уровне, близком к номинальному. Отклонение давления в СППВ незначительное. Длительность переходного процесса составляет около трех минут.
В случае, если при отключении турбогенератора одновременно происходит отказ регуляторов мощности АР и ПР, снижение мощности только за счет пассивных обратных связей значительно отстает от снижения расхода питательной воды (см. рисунки 14.11 и 14.12). В результате температура теплоносителя в переходном процессе временно повышается на 85 0С, но не достигает уставки срабатывания пассивной защиты по температуре теплоносителя на выходе из активной зоны. Мощность реактора снижается до 25% и значения технологических параметров не выходят за допустимые пределы. 
	Таким образом, расчетное поведение технологических параметров в режиме отключения турбогенератора без остановки реактора позволяет считать этот режим штатным, проходящим без нарушений нормальной эксплуатации. После снижения мощности реактора до 30% оперативный персонал может принимать решения о наборе нагрузки или остановке реактора в зависимости от состояния турбоустановки.
14.3 Режимы расхолаживания РУ
В качестве исходного состояния для режима планового расхолаживания рассматривается работа на номинальной мощности. При необходимости остановить реактор из этого состояния необходимо подать управляющий сигнал на уменьшение расхода теплоносителя. При этом регуляторы частоты питающего напряжения снижают число оборотов ГЦН до уровня, соответствующего 30% от номинального расхода. Система автоматического регулирования мощности снижает мощность реактора в соответствии с изменением расхода также до 30%, при этом на активной зоне поддерживается постоянный перепад температур теплоносителя, а поддержание уровня температур обеспечивается системой управления второго контура. 
Таким образом снижение мощности до 30% обеспечивается в штатном режиме  без значительного изменения температур. Поэтому время этого перехода практически не определяется температурными режимами конструкции реактора и термомеханическими напряжениями и режим может быть проведен достаточно быстро. Максимальная скорость снижения мощности определяется максимальной скоростью изменения частоты питания электронасосов (2%/с). Однако, для уменьшения отклонений давления и температуры пара в переходном процессе, целесообразно плановое снижение мощности вести со скоростью в 2-3 раза меньшей, чем максимальная.
После снижения расхода теплоносителя и мощности реактора до 30% дальнейшее снижение мощности проводится при постоянном расходе теплоносителя. После снижения температуры пара ниже допустимой по условию работы турбины (470 0С), что соответствует мощности 15%, подается управляющий сигнал на останов турбины. Закрываются стопорные клапаны турбины и пар из парогенераторов сбрасывается через быстродействующую редукционно-охладительную установку (БРОУ-1) в конденсатор турбины. Снижение мощности от 15%  до 3-5% производится при расходе теплоносителя равном 30% от номинального в соответствии с заданной скоростью снижения подогрева свинцового теплоносителя  20 0С, выбираемой в соответствии с допустимой скоростью изменения температуры металлоконструкций реактора. В результате приблизительно за 6 часов температура холодного теплоносителя первого контура снижается до 400 0С, а горячего до 420 0С. При выходе на эти параметры реактор заглушается либо путем снижения расхода и последующим пассивным вводом стержней ПАЗ, либо путем активного ввода стержней СУЗ. При этом происходит прекращение подачи питательной воды в ПГ путем закрытия регулирующих клапанов и отключения питательных насосов. 
Дальнейший отвод остаточного тепловыделения в активной зоне обеспечивается системой воздушных теплообменников за счет естественной циркуляции теплоносителя. При этом для выравнивания поля температур по первому контуру целесообразно периодически включать ГЦН первого контура. Время между включениями ГЦН может определяться по допустимому повышению температур в активной зоне. Изменение параметров реактора при расхолаживании приведено на рисунках 14.13 и 14.14.