СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Российский патент 2007 года по МПК G21C7/36 

Изобретение относится к области автоматического регулирования мощности ядерного реактора.

Известен способ автоматического регулирования мощности ядерного реактора путем подачи управляющих сигналов «Больше» или «Меньше» от регулирующего устройства на исполнительный механизм (Авторское свидетельство СССР №574871, кл. Н05К 10/00, G05В 11/32, 1977).

Недостатком этого способа является недостаточная эффективность регулирования.

Сущность изобретения заключается в осуществлении способа автоматического регулирования мощности ядерного реактора путем подачи управляющих сигналов «Больше» или «Меньше» от регулирующего устройства на группу исполнительных механизмов, связанных с регулирующими органами ядерного реактора, перемещаемыми соответственно вверх или вниз, причем непрерывно измеряют положение регулирующих органов ядерного реактора, при наличии управляющего сигнала «Больше» определяют минимальное положение регулирующего органа, а затем для каждого регулирующего органа определяют отклонение его положения от минимального положения регулирующего органа, формируют запреты на прохождение сигнала «Больше» на исполнительные механизмы, для которых указанное отклонение превышает заданную величину, причем если количество таких исполнительных механизмов превышает три, то формируют запрет только на три исполнительных механизма.

Дополнительно при наличии управляющего сигнала «Меньше» определяют максимальное положение регулирующего органа, а затем для каждого регулирующего органа определяют отклонение его положения от максимального положения регулирующего органа, формируют запреты на прохождение управляющего сигнала «Меньше» на исполнительные механизмы, для которых указанное отклонение превышает заданную величину, причем если количество таких исполнительных механизмов превышает два, то запрет формируют только на два исполнительных механизма, снимают запреты на прохождение сигналов «Больше» на все исполнительные механизмы, а при отсутствии сигналов «Больше» и «Меньше» снимают запреты на прохождение сигналов «Больше» и «Меньше» на все исполнительные механизмы.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства автоматического регулирования мощности ядерного реактора, реализующая заявленный способ с использованием контроллера, а на фиг.2(а-в) представлен алгоритм работы контроллера при формировании запретов на исполнительные механизмы при формировании регулирующим устройством сигналов «Больше», а на фиг.3(а-ж) представлен алгоритм работы контроллера при формировании запретов на исполнительные механизмы при формировании регулирующим устройством сигналов «Больше» или «Меньше».

Устройство автоматического регулирования мощности ядерного реактора (фиг.1) содержит регулирующее устройство 1 с выходами «Больше» 2 и «Меньше» 3, датчики положения 1-6 регулирующих органов ядерного реактора 4.1-4.6, контроллер 5 с входами 6.1-6.6 от датчиков положения регулирующих органов ядерного реактора, входами «Меньше» 7.1 и «Больше» 7.2 от регулирующего устройства, выходами 8.1-8.6 запретов «Больше» и выходами 9.1-9.6 запретов «Меньше» соответственно на 1-6 исполнительные механизмы 10.1-10.6, входы которых обозначены соответственно 11.1.1, 11.1.2, 11.1.3, 11.1.4-11.6.1, 11.6.2, 11.6.3, 11.6.4, 1-6 регулирующие органы ядерного реактора 12.1-12.6.

Контроллер 5 реализует алгоритм, показанный на фиг.2 при реализации способа по п.1 формулы изобретения, или алгоритм, показанный на фиг 3 при реализации пп.1 и 2 формулы изобретения.

На фиг.2 и 3 в символах выбора направления выполнения алгоритма (ромб) линия вниз означает «Да», линия вбок (налево или направо) - «Нет».

В алгоритме по фиг.2 в начале производится опрос входных сигналов - от датчиков положения регулирующих органов ядерного реактора 4.1-4.6 и регулирующего устройства 1.

Далее проверяется наличие сигнала «Больше» (Б), при наличии этого сигнала определяется минимальное положение регулирующего органа в группе регулирующих органов Lmin.

Затем для первых трех регулирующих органов определяется разность в положении относительно минимального положения. При превышении этой разностью допустимого значения а записывается запрет на прохождение команды «Больше» на соответствующий исполнительный механизм (например, для ИМ1-ЗБ1=1) и признак записи запрета «Больше» (например, при ЗБ1=1-в1=1).

Если указанная разность не превышает допустимого значения а, то соответственно записывается нулевое значение запрета на прохождение команды «Больше» на соответствующий исполнительный механизм и нулевое значение соответствующего признака в (например, для ИМ1-ЗБ1=0 и в1=0).

Затем вычисляется суммарный признак в=в1+в2+в3. При превышении признаком в числа 2 записывается ЗБ4=ЗБ5=ЗБ6.

Если признак в не превышает двух определяется разность в положении четвертого регулирующего органа относительно минимального положения. При превышении этой разностью допустимого значения а записывается запрет ЗБ4=1 на прохождение команды «Больше» на исполнительный механизм ИМ4 и признак записи запрета в4=1. Если указанная разность не превышает допустимого значения а, то записывается ЗБ4=0 и в4=0.

Затем вычисляется суммарный признак в=в+в4. При превышении признаком в числа 2 записывается ЗБ5=ЗБ6=0.

Если признак в не превышает двух, определяется разность в положении пятого регулирующего органа относительно минимального положения. При превышении этой разностью допустимого значения а записывается запрет ЗБ5=1 на прохождение команды «Больше» на исполнительный механизм ИМ5 и признак записи запрета в5=1. Если указанная разность не превышает допустимого значения а, то записывается ЗБ5=0 и в5=0.

Затем вычисляется суммарный признак в=в+в5. При превышении признаком в числа 2 записывается ЗБ6=0.

Если признак в не превышает двух, определяется разность в положении шестого регулирующего органа относительно минимального положения. При превышении этой разностью допустимого значения а записывается запрет ЗБ6 на прохождение команды «Больше» на исполнительный механизм ИМ6. Если указанная разность не превышает допустимого значения а, то записывается ЗБ6=0.

Затем (в том числе по отсылкам 3, 4, 5) проверяется по всем ячейкам ЗБ1-ЗБ6 наличие 1 в ячейке и, соответственно, формируется или снимается сигнал запрета «Больше» на соответствующий исполнительный механизм.

При отсутствии сигнала «Больше» снимаются все сигналы запрета ЗБ1-ЗБ6 на исполнительные механизмы ИМ1-ИМ6.

В алгоритме по фиг.3 вначале производится опрос входных сигналов - от датчиков положения регулирующих органов ядерного реактора 4.1-4.6 и регулирующего устройства 1.

Далее проверяется наличие сигнала «Больше» (Б), при наличии этого сигнала определяется минимальное положение регулирующего органа в группе регулирующих органов Lmin.

Затем для первых трех регулирующих органов определяется разность в положении относительно минимального положения. При превышении этой разностью допустимого значения а записывается запрет на прохождение команды «Больше» на соответствующий исполнительный механизм (например, для ИМ1-ЗБ1=1) и признак записи запрета «Больше» (например, при ЗБ1=1-в1=1).

Если указанная разность не превышает допустимого значения а, то соответственно записывается нулевое значение запрета на прохождение команды «Больше» на соответствующий исполнительный механизм и нулевое значение соответствующего признака в (например, для ИМ1-ЗБ1=0 и в1=0).

Затем вычисляется суммарный признак в=в1+в2+в3. При превышении признаком в числа 2 записывается ЗБ4=ЗБ5=ЗБ6.

Если признак в не превышает двух, определяется разность в положении четвертого регулирующего органа относительно минимального положения. При превышении этой разностью допустимого значения а записывается запрет ЗБ4=1 на прохождение команды «Больше» на исполнительный механизм ИМ4 и признак записи запрета в4=1. Если указанная разность не превышает допустимого значения а, то записывается ЗБ4=0 и в4=0.

Затем вычисляется суммарный признак в=в+в4. При превышении признаком в числа 2 записывается ЗБ5=ЗБ6=0.

Если признак в не превышает двух, определяется разность в положении пятого регулирующего органа относительно минимального положения. При превышении этой разностью допустимого значения а записывается запрет ЗБ5=1 на прохождение команды «Больше» на исполнительный механизм ИМ5 и признак записи запрета в5=1. Если указанная разность не превышает допустимого значения а, то записывается ЗБ5=0 и в5=0.

Затем вычисляется суммарный признак в=в+в5. При превышении признаком в числа 2 записывается ЗБ6=0.

Если признак в не превышает двух, определяется разность в положении шестого регулирующего органа относительно минимального положения. При превышении этой разностью допустимого значения а записывается запрет ЗБ6 на прохождение команды «Больше» на исполнительный механизм ИМ6. Если указанная разность не превышает допустимого значения а, то записывается ЗБ6=0.

Затем (в том числе по отсылкам 3, 4, 5) проверяется по всем ячейкам ЗБ1-ЗБ6 наличие 1 в ячейке и, соответственно, формируется или снимается сигнал запрета «Больше» на соответствующий исполнительный механизм.

Кроме того, снимаются сигналы запрета «Меньше» ЗМ1-ЗМ6 на все исполнительные механизмы.

При отсутствии сигнала «Больше» проверяется наличие сигнала «Меньше» (М), при наличии этого сигнала определяется максимальное положение регулирующего органа в группе регулирующих органов Lmax.

Затем для первых двух регулирующих органов определяется разность между максимальным положением и положением регулирующего органа. При превышении этой разностью допустимого значения а записывается запрет на прохождение команды «Меньше» на соответствующий исполнительный механизм (например, для ИМ1-ЗМ1=1) и признак записи запрета «Меньше» (например, при ЗМ1=1-с1=1).

Если указанная разность не превышает допустимого значения а, то соответственно записывается нулевое значение запрета на прохождение команды «Меньше» на соответствующий исполнительный механизм и нулевое значение соответствующего признака в (например, для ИМ1-ЗМ1=0 и с 1=0).

Затем вычисляется суммарный признак с=с1+с2. При превышении признаком с числа 1 записывается ЗМ3=ЗМ4=ЗМ5=ЗМ6.

Если признак с не превышает числа 1, определяется разность между максимальным положением и положением третьего регулирующего органа. При превышении этой разностью допустимого значения а записывается запрет ЗМ3=1 на прохождение команды «Меньше» на исполнительный механизм ИМЗ и признак записи запрета с3=1. Если указанная разность не превышает допустимого значения а, то записывается ЗМ3=0 и с3=0.

Затем вычисляется суммарный признак с=с+с3. При превышении признаком с числа 1 записывается ЗМ4=ЗМ5=ЗМ6=0.

Если признак с не превышает числа 1, определяется разность между максимальным положением и положением четвертого регулирующего органа. При превышении этой разностью допустимого значения а записывается запрет ЗМ4=1 на прохождение команды «Меньше» на исполнительный механизм ИМ4 и признак записи запрета с4=1. Если указанная разность не превышает допустимого значения а, то записывается ЗМ4=0 и с4=0.

Затем вычисляется суммарный признак с=с+с4. При превышении признаком с числа 1 записывается ЗМ5=ЗБ6=0.

Если признак с не превышает числа 1, определяется разность между максимальным положением и положением пятого регулирующего органа. При превышении этой разностью допустимого значения а записывается запрет ЗМ5=1 на прохождение команды «Меньше» на исполнительный механизм ИМ5 и признак записи запрета с5=1. Если указанная разность не превышает допустимого значения а, то записывается ЗМ5=0 и с5=0.

Затем вычисляется суммарный признак с=с+с5. При превышении признаком с числа 1 записывается ЗМ6=0.

Если признак с не превышает числа 1, определяется разность между максимальным положением и положением шестого регулирующего органа. При превышении этой разностью допустимого значения а записывается запрет ЗМ6=1 на прохождение команды «Меньше» на исполнительный механизм ИМ6=1. Если указанная разность не превышает допустимого значения а, то записывается ЗМ6=0.

Затем (в том числе по отсылкам 10, 11, 12, 14) проверяется по всем ячейкам ЗМ1-ЗМ6 наличие 1 в ячейке и, соответственно, формируется или снимается сигнал запрета «Меньше» на соответствующий исполнительный механизм.

Кроме того, снимаются все сигналы запрета «Больше» ЗБ1-ЗБ6 на все исполнительные механизмы ИМ1-ИМ6.

При отсутствии сигнала «Меньше» снимаются все сигналы запрета «Меньше» ЗМ1-ЗМ6 на все исполнительные механизмы ИМ1-ИМ6 и все сигналы запрета «Больше» ЗБ1-ЗБ6 на все исполнительные механизмы ИМ1-ИМ6.

Устройство автоматического регулирования мощности ядерного реактора (фиг.1) работает следующим образом.

Регулирующее устройство 1 формирует на выходах 2 или 3 команды управления «Больше» или «Меньше», которые поступают соответственно на первые входы 11.1.1-11.6.1 или вторые 11.1.2-11.6.2 исполнительных механизмов ИМ1-ИМ6 и выполняются теми исполнительными механизмами, на третьих входах 11.1.3-11.6.3 (или четвертых входах 11.1.4-11.6.4 при реализации способа по пп.1 и 2 формулы изобретения) отсутствуют запреты на прохождение соответствующих команд.

Запреты на прохождение команд «Больше» или «Меньше» могут быть сформированы соответственно на выходах 8.1-8.6 или 9.1-9.6 контроллера 5 при выполнении им алгоритма, приведенного на фиг.2 или 3.

Использование изобретения обеспечивает повышение надежности эксплуатации ядерного реактора путем исключения искажений поля в ядерном реакторе в результате ограничения «разбежки» регулирующих органов по высоте активной зоны реактора в группе регулирующих органов в пределах допустимой величины а.

Изобретение относится к области автоматического регулирования мощности ядерного реактора. Способ заключается в формировании регулирующим устройством управляющих сигналов «Больше» или «Меньше» на группу исполнительных механизмов, связанных с регулирующими органами ядерного реактора. При этом непрерывно изменяют положение регулирующих органов ядерного реактора. При наличии управляющего сигнала «Больше» формируют запрет на прохождение сигнала «Больше» к исполнительным механизмам, связанным с регулирующими органами, «убежавшими» в направлении движения более допустимой величины от регулирующего органа, занимающего минимальное положение по высоте, причем если количество таких исполнительных механизмов превышает три, то запрет формируют только на три исполнительных механизма. При наличии управляющего сигнала «Меньше» формируют запрет на прохождение сигнала «Меньше» к исполнительным механизмам, связанным с регулирующими органами, «убежавшими» в направлении движения более допустимой величины от регулирующего органа, занимающего максимальное положение по высоте, причем если количество таких исполнительных механизмов превышает два, то запрет формируют только на два исполнительных механизма. При этом снимаются запреты на прохождение сигналов «Больше» на все исполнительные механизмы. При отсутствии сигналов «Больше» и «Меньше» снимают запреты на прохождение сигналов «Больше» и «Меньше» на все исполнительные механизмы. Техническим результатом является повышение надежности эксплуатации ядерного реактора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ автоматического регулирования мощности ядерного реактора путем подачи управляющих сигналов «Больше» или «Меньше» от регулирующего устройства на группу исполнительных механизмов, связанных с регулирующими органами ядерного реактора, перемещаемыми соответственно вверх или вниз, отличающийся тем, что непрерывно измеряют положение регулирующих органов ядерного реактора, при наличии управляющего сигнала «Больше» определяют минимальное положение регулирующего органа, а затем для каждого регулирующего органа определяют отклонение его положения от минимального положения регулирующего органа, формируют запреты на прохождение сигнала «Больше» на исполнительные механизмы, для которых указанное отклонение превышает заданную величину, причем, если количество таких исполнительных механизмов превышает три, то формируют запрет только на три исполнительных механизма.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при наличии управляющего сигнала «Меньше» определяют максимальное положение регулирующего органа, а затем для каждого регулирующего органа определяют отклонение его положения от максимального положения регулирующего органа, формируют запреты на прохождение управляющего сигнала «Меньше» на исполнительные механизмы, для которых указанное отклонение превышает заданную величину, причем, если количество таких исполнительных механизмов превышает два, то формируют запрет только на два исполнительных механизма, снимают запреты на прохождение сигналов «Больше» на все исполнительные механизмы, а при отсутствии сигналов «Больше» и «Меньше» снимают запреты на прохождение сигналов «Больше» и «Меньше» на все исполнительные механизмы.