СПОСОБ АТТЕСТАЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЯ РЕАКТИВНОСТИ Российский патент 2019 года по МПК G21C7/36 

Описание патента на изобретение RU2701725C1

Область техники

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано в системах управления ядерными реакторами.

Уровень техники

Реактивность ядерного реактора - безразмерная величина, характеризующая поведение цепной реакции деления в активной зоне ядерного реактора и выражаемая соотношением: ρ=ƒ(n),

где n - плотность потока нейтронов.

Реактивность служит важнейшей характеристикой ядерного реактора, влияющей не только на процесс управления, но и на безопасность.

В настоящее время аттестация вычислителя реактивности не производится.

Отсутствие аттестации вычислителя реактивности сдерживает практическую возможность его применения в каналах управления ядерным реактором. Поэтому необходимость аттестации вычислителя реактивности является важной задачей.

Аттестация (поверка) измерительных приборов по точности (погрешности) измерения параметра осуществляется путем сравнения показания аттестуемого прибора с показанием измерителя того же параметра, точность которого на класс выше аттестуемого измерителя, прибора. Высшим классом точности обладает эталон параметра.

Способ аттестации, применяющийся к измерителю параметра, не пригоден для аттестации вычислителя реактивности т.к. реактивность не параметр ядерного реактора, а характеристика его динамического состояния, относительный коэффициент размножения нейтронов которой для разных ядерных реакторов имеет разные значения. Соответственно невозможно создать один эталон вычисления реактивности для всех типов ядерных реакторов.

В случае использования сигнала вычисленной реактивности в канале управления ядерным реактором необходимо знать быстродействие вычислителя реактивности, насколько вычисленная величина реактивности отстает по времени от фактической величины реактивности при разных скоростях ее изменения в ядерном реакторе.

Следовательно, вид аттестации должен быть другим, чем известная аттестация измерителей параметра.

Эталоном для аттестуемого вычислителя реактивности служит величина реактивности математической модели ядерного реактора, которая создается на основе математической модели системы управления ядерным реактором, математических расчетов и математического моделирования, результаты которых подтверждены экспериментами.

Особенность предлагаемого технического решения состоит в том, что аттестацию каждого вычислителя реактивности осуществляют только для конкретного типа и определенной конструкции ядерного реактора. При этом измерение параметров при аттестации математической модели ядерного реактора и вычислителя реактивности по реактивности и скорости ее изменения проводится стандартными метрологическими аттестованными средствами измерения.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом изобретения является повышение достоверности и точности определения показателей погрешности и быстродействия при физическом пуске и эксплуатации ядерного реактора.

Для достижения технического результата предложен способ аттестации вычислителя реактивности, заключающийся в том, что сигнал плотности потока нейтронов аттестованной по реактивности математической модели ядерного реактора вводят в формирователь сигнала детектора, в котором сигнал плотности потока нейтронов преобразуют в сигнал, идентичный реальному сигналу нейтронного детектора, который направляют в преобразователь сигнала нейтронного детектора в электрический сигнал, преобразованный электрический сигнал нейтронного детектора подают на вход аттестуемого вычислителя реактивности, из которого сигнал реактивности аттестуемого вычислителя реактивности направляют в регистрирующую аппаратуру, где этот сигнал сравнивают с эталонной величиной реактивности математической модели ядерного реактора, по разнице которых аттестуют вычислитель реактивности.

Кроме того, для аттестации вычислителя реактивности по погрешности в переходных режимах изменения реактивности с постоянной скоростью в момент достижения в аттестованной математической модели ядерного реактора заданных параметров вычисляют разницу величин сигналов реактивности аттестуемого вычислителя реактивности и реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора.

Кроме того, для аттестации вычислителя реактивности в переходных режимах изменения реактивности с постоянной скоростью по быстродействию, в момент достижения в аттестованной математической модели ядерного реактора заданных параметров, вычисляют разницу времени достижения величины реактивности аттестуемого вычислителя реактивности и реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора.

Кроме того, для аттестации вычислителя реактивности в установившемся режиме по погрешности на заданном уровне аттестованной математической модели ядерного реактора, определяют разность установившихся значений сигналов реактивности в аттестованной математической модели ядерного реактора и в аттестуемом вычислителе реактивности.

Кроме того, для аттестации вычислителя реактивности в установившемся режиме реактивности по быстродействию, определяют разницу времени наступления установившегося режима реактивности в аттестованной математической модели ядерного реактора и в аттестуемом вычислителе реактивности.

Описание чертежей

Аттестация вычислителя реактивности производится с использованием аппаратуры, выполненной на любой элементной базе, которая не должна искажать динамические характеристики реального нейтронного детектора, пример которой схематично показан на фиг. 1, где:

1 - ММЯР (аттестованная математическая модель ядерного реактора в установившихся и переходных режимах изменения реактивности, действующая в реальном масштабе времени);

2 - ФСД (формирователь сигнала плотности потока нейтронов в аттестованной математической модели ядерного реактора в сигнал нейтронного детектора с параметрами, соответствующими параметрам сигнала реального нейтронного детектора);

3 - ПСДЭ (аппаратура преобразования сигнала нейтронного детектора в электрический сигнал);

4 - BP (аттестуемый вычислитель реактивности);

5 - РА (регистрирующая аппаратура);

ρм - сигнал реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора;

ρв - сигнал реактивности аттестуемого вычислителя реактивности;

ППН - сигнал плотности потока нейтронов;

- сигнал нейтронного детектора;

ЭлС - электрический сигнал;

РЛС - реальная линия связи;

На фиг. 2 показан график аттестации вычислителя реактивности по показателям погрешности и быстродействию, где:

ρ - реактивность;

t - время;

ρм - сплошная линия, изменение реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора;

ρв - пунктирная линия, изменение сигнала реактивности на выходе аттестуемого вычислителя реактивности;

индекс «м» в параметрах времени t и реактивности ρ означает, это параметры математической модели;

индекс «в» в параметрах времени t и реактивности ρ означает, это параметры вычислителя реактивности;

0м - начало первого участка переходного режима изменения реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора;

ta1м - момент времени, когда реактивность ρм (точка а1м) равна реактивности ρв (точка al) в момент времени tк1м;

ta2м - момент времени, когда реактивность ρм (точка а2м) равна реактивности ρв (точка а2) в момент времени tк2м;

t - момент времени начала первого участка переходного режима изменения сигнала реактивности аттестуемого вычислителя реактивности, определяющего его быстродействие;

tк1м - момент времени конца переходного режима и начала установившегося режима первого участка изменения реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора;

tк1в - момент времени конца переходного режима и начала установившегося режима первого участка изменения реактивности аттестуемого вычислителя реактивности;

tн2м - момент времени конца установившегося режима первого участка и начала переходного режима второго участка изменения реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора;

tк2м - момент времени конца переходного режима и начала установившегося режима второго участка изменения реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора;

tк2в - момент времени конца переходного режима и начала установившегося режима второго участка изменения реактивности аттестуемого вычислителя реактивности;

участок от 0м до tк1м - время переходного режима первого участка изменения реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора;

участок от tк1м до tн2м - время установившегося режима первого участка изменения реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора;

участок от tн2м до tк2м - время переходного режима второго участка изменения реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора;

участок от tк2м и далее - время установившегося режима второго участка изменения реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора;

участок от t до tк1в - время переходного режима первого участка изменения реактивности аттестуемого вычислителя реактивности;

участок от tк1в до tн2в - время установившегося режима первого участка изменения реактивности аттестуемого вычислителя реактивности;

участок от tн2в до tк2м - время переходного режима второго участка изменения реактивности аттестуемого вычислителя реактивности;

участок от tк2в и далее - время установившегося режима второго участка изменения реактивности аттестуемого вычислителя реактивности;

ρк1м - величина введенной реактивности в конце переходного режима, в начале и конце установившегося режима первого участка, а также начале переходного режима второго участка введения реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора;

ρк1в - величина введенной реактивности в конце переходного режима, в начале и конце установившегося режима первого участка, а также начале переходного режима второго участка введения реактивности аттестуемого вычислителя реактивности;

ρк2м - величина введенной реактивности в конце переходного режима и в начале установившегося режима второго участка введения реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора;

ρк2в - величина введенной реактивности в конце переходного режима и в начале установившегося режима второго участка введения реактивности аттестуемого вычислителя реактивности;

ρa1 - величина реактивности аттестуемого вычислителя реактивности в момент окончания переходного режима первого участка изменения реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора;

ρа2 - величина реактивности аттестуемого вычислителя реактивности в момент окончания переходного режима второго участка изменения реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора;

a1 - точка, которая обозначает момент времени соответственно tк1м, при котором регистрируется разность между реактивностью ρк1м аттестованной математической модели ядерного реактора и реактивностью ρа1 вычислителя реактивности, по которой определяется погрешность, а также разность времени tк1м и временем tа1м, в моменты достижения одинаковой реактивности ρа1, которая характеризует быстродействие аттестуемого вычислителя реактивности;

а2 - точка, которая обозначает момент времени соответственно tк2м, при котором регистрируется разность между реактивностью ρк2м аттестованной математической модели ядерного реактора и реактивностью ρа2 вычислителя реактивности, по которой определяется погрешность, а также разность времени tк2м и временем tа2м, в моменты достижения одинаковой реактивности ρа2, которая характеризует быстродействие аттестуемого вычислителя реактивности;

к1м, н2м, к1в, н2в, к2м, к2в - точки, обозначающие начало и конец установившихся и переходных режимов изменения реактивности.

Δt2 - время отставания величины вычисленной реактивности ρ2 вычислителя реактивности от такой же величины реактивности ρ, которая введена в математическую модель ядерного реактора, начиная от момента второй остановки введения реактивности.

Осуществление изобретения

Аттестация вычислителя заключается в следующем.

Сигнал плотности потока нейтронов аттестованной математической модели ядерного реактора 1 поступает на формирователь сигнала плотности потока нейтронов в сигнал нейтронного детектора 2, в котором он преобразуется в сигнал, идентичный реальному сигналу нейтронного детектора. Преобразованный сигнал нейтронного детектора по реальной линии связи РЛС поступает на вход аттестуемого вычислителя реактивности 4. Вычисленный в нем сигнал реактивности поступает в регистрирующую аппаратуру 5, где он сравнивается с сигналом реактивности, одновременно поступающим из математической модели ядерного реактора 1.

Аттестацию вычислителя реактивности 4 по погрешности в переходном режиме изменения реактивности проводят в те моменты времени, в которых переходной режим сохраняется одновременно в аттестованной математической модели ядерного реактора 1, и в аттестуемом вычислителе реактивности 4.

В этом случае по разнице Δρпм - ρв величин реактивности характеристик ρм и ρв на фиг. 2 для каждого момента времени аттестуют вычислитель реактивности 4 по величине погрешности вычисленной реактивности.

Δρпм - ρв - разность между реактивностью аттестованной математической модели ядерного реактора 1 и реактивностью на выходе аттестуемого вычислителя реактивности 4 в каждый момент времени ее изменения в переходном режиме реактивности, которая характеризует абсолютную погрешность аттестуемого вычислителя реактивности 4 в переходном режиме изменения реактивности.

Например, Δρпк1м - ρa1 или Δρпк2м - ρа2.

Отношение Δρпм в каждый момент времени изменения реактивности характеризует относительную погрешность аттестуемого вычислителя реактивности 4.

Δρум - ρв- разность между реактивностью аттестованной математической модели ядерного реактора 1 и реактивностью на выходе аттестуемого вычислителя реактивности 5 в каждый момент времени ее изменения в установившемся режиме реактивности характеризует абсолютную погрешность аттестуемого вычислителя реактивности 4 в установившемся режиме.

Например, Δρук1м - ρк1в или Δρук2м - ρк2в.

Отношение Δρум в каждый момент времени установившегося режима реактивности в аттестованной математической модели ядерного реактора 1 и аттестуемом вычислителе реактивности 4 характеризует относительную погрешность аттестуемого вычислителя реактивности в установившемся режиме.

Аттестацию вычислителя реактивности 4 по быстродействию в переходных режимах проводят на тех участках изменения реактивности, на которых переходной режим сохраняется одновременно как в аттестованной математической модели ядерного реактора 1, так и в аттестуемом вычислителе реактивности 4.

Например, разность Δtп=tк1м - tа1м - время отставания реактивности вычислителя реактивности 4 от такой же величины реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора 1, характеризует абсолютное быстродействие аттестуемого вычислителя реактивности через время tк1м после начала увеличения реактивности с ее установленной скоростью.

Отношение Δtп/tк1м - это быстродействие аттестуемого вычислителя реактивности 4 при установленной скорости изменения реактивности.

Необходимо исключать искажения сигналов, отображающих скорости мгновенных и запаздывающих нейтронов в аттестованной математической модели ядерного реактора 1, на сигнал, поступающий с ее выхода на вход аттестуемого вычислителя реактивности. Поэтому при аттестации вычислителя реактивности 4 должны включаться все реальные элементы, аппаратуры канала связи, а преобразователь сигнала плотности потока нейтронов 2 должен отображать реальный сигнал нейтронного детектора.

Похожие патенты RU2701725C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЯДЕРНЫМ РЕАКТОРОМ 2012
  • Юркевич Геннадий Петрович
RU2482558C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕАКТИВНОСТИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА 2011
  • Литицкий Владимир Андреевич
  • Жуков Александр Максимович
RU2474891C1
Способ контроля технического состояния датчика прямого заряда системы внутриреакторного контроля ядерного реактора 2022
  • Панкин Александр Михайлович
  • Калютик Александр Антонович
  • Коровкин Николай Владимирович
RU2783505C1
ЦИФРОВОЙ РЕАКТИМЕТР 2018
  • Овчинников Михаил Александрович
  • Пикулина Галина Николаевна
  • Кошелев Александр Сергеевич
  • Юхневич Виктор Александрович
  • Распопов Николай Владимирович
  • Дроздов Юрий Михайлович
RU2684631C1
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЗАДАННОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРИОДА РАЗГОНА РЕАКТОРА В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ 1989
  • Шиманская Т.М.
  • Шиманский А.А.
  • Матусевич Е.С.
  • Зайцев М.Ю.
SU1688711A1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЯДЕРНЫМ РЕАКТОРОМ 2011
  • Юркевич Геннадий Петрович
  • Юркевич Игорь Юрьевич
RU2470392C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО КОЭФФИЦИЕНТА РАЗМНОЖЕНИЯ ЯДЕРНОЙ УСТАНОВКИ 2010
  • Житарев Валерий Ефимович
  • Качанов Владимир Мефодьевич
  • Сергевнин Алексей Юрьевич
  • Парышкин Юрий Алексеевич
  • Федоров Владимир Алексеевич
RU2442234C1
Способ поверки калибратора реактивности 2018
  • Дашук Сергей Павлович
  • Калининский Виктор Сергеевич
RU2699251C1
ЦИФРОВОЙ ПЕРИОДОМЕР-РЕАКТИМЕТР 2017
  • Юферов Анатолий Геннадьевич
RU2659093C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТАНОВИВШЕГОСЯ ПЕРИОДА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА 2010
  • Дашук Сергей Павлович
  • Борисов Валерий Фёдорович
  • Аккуратов Евгений Владимирович
RU2453005C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 701 725 C1

Реферат патента 2019 года СПОСОБ АТТЕСТАЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЯ РЕАКТИВНОСТИ

Изобретение относится к средству определения быстродействия и точности вычислителя реактивности. Сигнал плотности потока нейтронов аттестованной по реактивности математической модели ядерного реактора вводят в формирователь сигнала детектора, в котором сигнал плотности потока нейтронов преобразуют в сигнал, идентичный реальному сигналу нейтронного детектора, который направляют в преобразователь сигнала нейтронного детектора в электрический сигнал, преобразованный электрический сигнал нейтронного детектора подают на вход аттестуемого вычислителя реактивности, из которого сигнал реактивности аттестуемого вычислителя реактивности направляют в регистрирующую аппаратуру. Далее этот сигнал сравнивают с эталонной величиной реактивности, по разнице которых аттестуют вычислитель реактивности. Техническим результатом является повышение достоверности и точности определения показателей погрешности и быстродействия при физическом пуске и эксплуатации ядерного реактора. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 701 725 C1

1. Способ аттестации вычислителя реактивности, заключающийся в том, что сигнал плотности потока нейтронов аттестованной по реактивности математической модели ядерного реактора вводят в формирователь сигнала детектора, в котором сигнал плотности потока нейтронов преобразуют в сигнал, идентичный реальному сигналу нейтронного детектора, который направляют в преобразователь сигнала нейтронного детектора в электрический сигнал, преобразованный электрический сигнал нейтронного детектора подают на вход аттестуемого вычислителя реактивности, из которого сигнал реактивности аттестуемого вычислителя реактивности направляют в регистрирующую аппаратуру, где этот сигнал сравнивают с эталонной величиной реактивности математической модели ядерного реактора, по разнице которых аттестуют вычислитель реактивности.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для аттестации вычислителя реактивности по погрешности в переходных режимах изменения реактивности с постоянной скоростью в момент достижения в аттестованной математической модели ядерного реактора заданных параметров вычисляют разницу величин сигналов реактивности аттестуемого вычислителя реактивности и реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для аттестации вычислителя реактивности в переходных режимах изменения реактивности с постоянной скоростью по быстродействию в момент достижения в аттестованной математической модели ядерного реактора заданных параметров вычисляют разницу времени достижения величины реактивности аттестуемого вычислителя реактивности и реактивности аттестованной математической модели ядерного реактора.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для аттестации вычислителя реактивности в установившемся режиме по погрешности на заданном уровне аттестованной математической модели ядерного реактора определяют разность установившихся значений сигналов реактивности в аттестованной математической модели ядерного реактора и в аттестуемом вычислителе реактивности.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для аттестации вычислителя реактивности в установившемся режиме реактивности по быстродействию определяют разницу времени наступления установившегося режима реактивности в аттестованной математической модели ядерного реактора и в аттестуемом вычислителе реактивности.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2701725C1

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОЧЕГО ОРГАНА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА 2013
  • Виногоров Николай Александрович
RU2543501C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕАКТИВНОСТИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА 2011
  • Литицкий Владимир Андреевич
  • Жуков Александр Максимович
RU2474891C1
ИМПУЛЬСНО-ТОКОВЫЙ ИМИТАТОР КИНЕТИКИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА 2004
  • Аккуратов Евгений Владимирович
  • Борисов Валерий Федорович
  • Дашук Сергей Павлович
RU2286596C2
JP 2007278812 A, 25.10.2007.

RU 2 701 725 C1

Авторы

Юркевич Геннадий Петрович

Устинов Василий Сергеевич

Даты

2019-10-01Публикация

2018-08-10Подача