Устройство для обнаружения радиоактивноопасных отказов системы газового управления нейтронным потоком Советский патент 1985 года по МПК G21C7/22 

Изобретение относится к ядерной технике и предназначено для обеспечения радиационной безопасности при работе с системами газового управления нейтронным потоком, преимущественно петлевых каналов ядерного реактора. Известны устройства для обнаруже ния радиоактивноопасных отказов сис мы газового управления нейтронным по током (разгерметизации ее газового контура и отказа устройств очистки рабочего газа в органе управления от радиоактивного трития), содержащие датчики /Э-активности трити внутри газового контура и в окружающем воздухе, счетно- решающий блок и .блок сигнализации f 1 zj. Устройство (1 не позволяет своевременно обнару жить наиболее-опасный отказ - разгер метизацию газового органа управления и предотвратить выход высокоакти ного теплоносителя петлевого канала по газовым коммутациям за пределы газового органа. Кроме того, время обнаружения разгерметизации устройством зависит от концентрации трития в г зовом контуре системы и места расположения датчиков /з-активности, что обусловливает недостаточно высокую оперативность обнаружения разгермети зации. Контроль содержания трития в газовом контуре системы по датчикам р-активности возможен лишь при их размещении внутри газового контура, что ухудшает его герметичность. Известно устройство для обнаружения радиоактивноопасных отказов, системы газового управления нейтронным потоком, содержащее контактные датчи ки разъемных соединений газового контура системы, подключенных через, счетно-решающий блок к блоку сигнали зации отказов з. Контроль содержания трития в системе осуществляется вручную посредством отбора проб газа на анализ. Это устройство не позволяет обнаружить наиболее опасный отказ-разгерметизацию газового органа управления, а также разгерметизацию сварных соединений газового контура системы и опасное содержание трития в ней. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для обнаружения радиоактивноопасных отказов системы газового управления нейтронным потоком, содержащее последовательно включенные датчик давления, расположенный в газовом органе управления, соединенном с рабочими объемами, заполненными газом, счетно-решающий блок и блок сигнализации отказов 4J. В простейшем случае счетно-решающий блок представляет собой элемент сравнения и дискриминатор уровня ошибки. Это единственное устройство, нашедшее применение на отечественных установках обнаружения радиоактивноопасных отказов системы газового управления нейтронным потоком. I Недостатками устройства являются недостаточно высокая оперативность обнаружения отказов и отсутствие контроля по тритию, обусловленные следующими причинами. Контроль герметичности по давлению газа не позволяет обнаружить частичную разгерметизацию элементов системы во время переходных процессов,.длительность которых обычно составляет от 10 до 100 мин. Время обнаружения наиболее опасного отказа устройством-разгерметизации газового органа управления зависит от степени разгерметизации и может быть-значительным, так как верхний допустимый предел изменения давления должен превышать максимально возможное давление газа в системе (3-5 МПа). Устройство не обеспечивает контроль содержания трития в системе, так как его накоплениене сопровождается изменением давления рабочего газа. Как было отмечено ранее, обеспечение оперативного контроля по .тритию известными средствами требует применения сложных специализированных датчиков -активности и ухудшает герметичность контролируемой системы. Целью изобретения является повышение оперативности обнаружения радиоактивноопасных отказов системы газового управления нейтронным потоком и обеспечение оперативного контроля по тритию без нарушения герметичности системы за счет контроля регулировочной характеристики газового органа управления. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обнаружения радиоактивноопасных отказов системы газового управления нейтронHbJM потоком к счетно-решающему блоку через коммутатор дополнительно под.ключены два нейтронных датчика, один из которых установлен в центральной полости газового органа управления, а другой - за пределами газового органа управления, и датчик температуры, установленный в центральной полости газового органа управления. Кроме того, к счетно-решающему блоку через коммутатор дополнительно подключены датчики давления и температуры, установленные в рабочих объемах. Изобретение поясняется чертежом. Устройство состоит из нейтронного датчика 1, расположенного вдоль оси петлевого канала 2 в центре газового органа управления 3, нейтронного датчика 4, расположенного вне газового органа управления 3, датчика температуры 5, установленно в центральной полости газового орга управления, датчиков 6 и 7 температуры, установленных в рабочих объемах 8 газового контура 9, оборудованного устройством очистки от трити 10 и запорной арматурой 11, датчиков 12 - 14 давления в газовом органе управления и рабочих объемах 8 газов.ого контура 9 соответственно, коммутатора 15, счетно-решающего блока последовательно соединенных аналогоцифрового преобразователя (АЦП) 16 и микропроцессора 17 блока сигнализа ции 18 отказов. Работает устройство следующим образом. Электрические сигналы нейтронных датчиков 1 и 4, датчиков температуры 5-7 и датчиков давления 12-14 поочередно подключаются коммутатором 15 к входу АЦП 16 и в цифровом виде посту пают в микропроцессор 17. Микропроцессор 17 обрабатывает поступающие с датчиков сигналы еледующим образом: вычисляет по рассчитанной или записанной в оперативной памяти регулировочной характеристике газового органа управления (которая с хорошей точностью может быть аппроксимирована функцией V ( бР ТГ где 4, fjs PfZ Оказания датчиков 1, 4,5 и 12 соответственно Д и Вконстанты) и по показаниям датчиков 5 и 12 величину () ослабления плотности нейтронного потока, котору должен создавать исправный газовый орган управления 3 при давлении рабочего газа в нем, равном Р определяет реальную величину (.л1.} по показаниям датчиков 1 и 4, вычис- . ляет разность S () - (Ч. - V / Р сравнивает ее с допустимым уровнем и в случае превьшзения . его подает сигнал о радиоактивноопасном отказе в блоке сигнализации 18. Кроме того, микропроцессор 17 вычисляет по показаниям датчиком температуры 5-7 и датчиков давления 12-14 общую массу к рабочего газа в газовом контуре 9 j lPlV7. Де Pi . показания датчиков давления и темпе- . ратуры соответственно, V - объем емкостей газового контура 9, Ммолекулярный вес рабочего газа, R - газовая постоянная), вычисляет разность 2 з 3 заданная величина массы), сравнивает ее с допустимым уровнем и в случае превышения его по абсолютной величине подает сигнал о разгерметизации газового контура 9 в блок сигнализации 18. Блок сигнализации 18 представляет собой в простейшем случае два электронных ключа, включающих по сигналу с микропроцессора лампочки сигнализации: Радиоактивноопасный отказ и Разгерметизация. Отказ по тритию в отличие от разгерметизации газового органа управления будет просигнализирован одной (первой) лампочкой. Более грубое наличие отказов системы газового управления можно определять по показаниям датчиков давления и плотности нейтронного потока, пренебрегая нестабильностью температурного режима газового контура 9. Сущность принципа действия предлагаемого устройства заключается в том, что наличие радиоактивноопасных отказов в системе газового управления нейтронным потоком определяется по регулировочной характеристике газового органа управления с помощью нейтронных датчиков-., датчиков давления и температуры в газовом органе управления. В основе принципа лежит специфическое свойство системы газового управления: при наиболее опасныхотказах системы (разгерметизации газового органа 3 и чрезмерного накопления в нем радиоактивного трития вследствие отказа устройства очистки 10 существенно уменьается эффективность газового органа

1. Устройство для обнаружения радиоактивноопасных отказов системы газового управления нейтронным потоком, содержащее последовательно включенные датчик давления, расположенный в газовом органе управления с рабочими объемами, заполненными газом, счетно-решающий блок и блок сигнализации отказов, отличающеес я тем, что, с целью повьшения оперативности обнаружения радиоактивноопасных отказов и обеспечения оперативного контроля по тритию без нарушения герметичности системы за I счет контроля регулировочной характеристики газового органа управления, (Л к счетно-решающему блоку через коммутатор дополнительно подключены два нейтронных датчика, один из которых установлен в центральной полости газового органа управления, а другой за пределами газового органа управления, и датчик температуры, установленный в центральной полости газового органа управления. 00 00 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что к счетнорешающему блоку дополнительно подключены датчики давления и температуры, установленные в рабочих объемах.