Реактиметр Советский патент 1985 года по МПК G21C17/10 

Изобретение относится к области реакторных измерений, а точнее к средствам оперативного контроля реактивности в широком диапазоне из менения мощности ядерных реакторов. Изобретение наиболее эффективно может быть использовано в системах контроля, управления и защиты при проведении перегрузочных и пусковых работ. Известен реактиметр, содержащий преобразователь тока ионизационной камеры в напряжение, схему вычисления суммы скоростей изменения концентраций групп предшественников запаздьшающих нейтронов и потока внешнего источника, а также блок, осуществляющий деление этой суммы н сигнал, пропорциональный плотности нейтронного потока . Недостатками известного устройст ва являются, во-первых, необходимос переключения пределов при изменении нейтронного потока в широком диапаз не, во-вторых, большие погрешности измерения, возникаинцие- после перекл чений и вызванные сбоем начальных условий в схеме вычисления скоростей изменения концентрацией групп предшественников запаздывающих нейт нов. Наиболее близким.к изобретению по технической сущности является реактиметр, содержащий логарифмичес кий преобразователь, измеритель обратного периода, п вычислителей относительных значений скоростей изменения концентраций групп предшественников запаздывающих нейтроно первый многовходовыйсумматор, нели нейный преобразователь, причем выход логарифмического преобразователя соединен с входом измерителя обратного периода, нелинейного преобразователя и первыми входами вычислителей, выход нелинейного пре образователя соединен с первым в.ходом, а выходы h вычислителей соеди нены, соответственно, с вторым и n+ входами первого многовходового сумм тора, выход которого является выхо дом реактиметра 2. . Недостаток известного реактимет заключается в том, что относительная скорость изменения концентраций предшественников запаздьтающих нейтронов образована как разность меящу суммарной долей запаз34дывающих нейтронов и суммой отношений запаздьгеающих нейтронов каждой гр5шпы к общему количеству нейтронов в реакторе, а это увеличивает погрешность в определении реактивности, так как малая величина определяется как разность больших. Другим недостатком является большая динамическая погрешность вычисления реактивности, поскольку измеритель обратного периода всегда имеет инерционность, а именно: его сигнал является входньм сигналом схемы вычисления реактивности. Цель изобретения - повьш1ение точности за счет уменьшения статических и динамических погрешностей измерения реактивности. Поставленная цель достигается тем, что в реактиметр, содержащий логарифмический преобразователь, измеритель обратного периода, Г1 вычислителей относительных значений скоростей изменения концентраций групп предшественников запаздьшающих Нейтронов, первый многовходовый сумматор, нелинейный преобразователь, причем выход логарифмического преобразователя соединен с входами измерителя обратного периода, нелинейного преобразователя и первьми входами вычислителей, вьгход нелинейного преобразователя соединен с первым входом, а выходы п вычислителей соединены соответственно с вторьми n+1-M входами первого многовходового сумматора, выход которого является выходом реактиметра, введен второй делитель, а вычислители относительных значений скоростей изменения концентрации групп предшественников запаздывающих нейтронов содержат первый делитель, второй сумматор, усилитель, третий сумматор, интегратор, перемножитель и дополнительный вход, причем вход первого делителя является входом вычислителя, выход первого делителя соединен с первым входом второго сумматора, выход которого является выходом вычислителя, соединен с входом усилителя, с первьм входом перемиожителя, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом усилителя, выход третьего сз матрра соединен с входом интегратора, выход которого соединен с вторым3входом второго сумматора, второй вход перемножителя является вторым входом вычислителя, выход второго делителя соединен с п +2-м входом первого многовходового сумматора, выход измерителя обратного периода соединен с вторыми входами вычислителей и входом второго делителя. Такое конструктивное выполнение реактиметра позволяет уменьшить как статические, так и динамические погрешности вьмисления реактивности, поскольку основным сигналом, влияющим на показания реактиметра является выходной сигнал малоинерционного логарифмического преобразователя. На чертеже представлена структур ная схема реактиметра. Пунктирными линиями оконтурены вычислители отно сительных значений скоростей измен ния концентраций групп предшественн ков запаздьгоающих нейтронов. Реактиметр содержит логарифмический преобразователь I, измерител обратного периода 2, нелинейный преобразователь 3, вычислители 4.1-4.П относительных значений скоростей изменения концентрации групп предшественников запаздьшающих нейтронов, первьш делитель 5, второй сумматор 6, усилитель 7, третий сумматор 8, интегратор 9, перемножитель 10, второй делитель 11, первый многовходовый сумматор с первым входом 13, в.торым входом 14.1,п+1-м входом 14.П, n+2-M входом 15, выходом 16, являющимся выходом реактиметра. Логарифмический преобразователь 1 соединен выходом с входами измери теля обратного периода 2 и нелинейн го преобразователя 3, на другой вхо которого подано напряжение, соответ ствующее логарифму потока внешнего источника. Выход логарифмического преобразователя связан также с входами вычислителей 4.1-4.П относительных значений скоростей изменения концентраций групп предшественников запаздьюающих нейтронов. Для каждой учитьгоаемой группы вычислите содержит первый делитель 5, подключенный выходом к входу сумматора 6, выход которого через усилитель 7 связан с входом третьего сум матора 8, соединенного выходом чере интегратор 9 с другим входом второг сумматора 6, а к другому входу трет 34 го сумматора 8 подключен выход перемножителя 10, входы которого соединены с выходами второго сумматора 6 и измерителя обратного периода 2.Выход измерителя обратного периода через второй делитель II, а также вьпсоды нелинейного преобразователя 3 и вычислителей 4.1-4.П подключены к входам первого многовходового сумматора 12, выходной сигнал которого соответствует реактивности, выраженной в долях /3. Нелинейный преобразователь может содержать, например, сумматор, перемножитель и блок вычисления экспоненты. Устройство работает следующим образом. Выходной сигнал логарифмического преобразователя 1 поступает на входы измерителя обратного периода 2, нелинейного преобразователя 3 и вычислителей 4.1-4.6 относительных значений скоростей изменения концентраций групп предшественников запаздываюощх нейтронов. В каждом из вычислителей 4.1-4.6 выходной сигнал логарифмического преобразователя ослабляется первым делителем 5, имеющим коэффициент передачи, равный ; //i , где , относительная доля запаздьшаюощх нейтронов i-и группы; /J - суммарная доля запаздываимцих нейтронов. В сумматоре 6 из выходного сигнала первого делителя 5 вычитается выходной сигнал интегратора 9. Разностный сигнал второго сумматора 6 является выходньм сигналом вычислителя 4,1-4.6 и поступает как на один из входов первого сумматора 12, так и через усилитель 7, имеющий коэффициент передачи, равный - постоянной распада предшественНИКОВ i-й группы, на вход третьего сумматора 8, где суммируется с выходHjjiM сигналом перемножителя 10 и поступает на вход интегратора 9. В первом сумматоре 12 алгебраически складьшаются выходные сигналы вычислителей 4.1-4.6, нелинейного преобразователя 3 и второго делителя 11. Работа устройства основана на решении уравнений кинетики реактора относительно реактивности: . .ИМИ.51.., и, dCiCt) . n(i)(i), где n - нейтронный поток t - время; ) - реактивность; e - время жизни мгновенных нейтронов; Cj - корреляция 1-й группы паздывакщих нейтронов; 5 - интенсивность источник нейтронов; pj- относительная доля запа вающих нейтронов;1-и гр постоянная распада пред венников i-й группы. Эти уравнения можно записать -|-exp(ens-enn) -, . /5n(M ft nU) dt Уравнение (4 ) можно записать интегральной форме г cJ if; ) е 1 eft /1(itUl (3n(t) dt Взяв производную под йИтеграл C.(i) и подставив вместо /in(;) 34 выражение, определяемое уравнением ( 4 ), получают е ) ГГ еК. dC;(t| /S(t; оЧ ) о (t) oft . JjlWL eii M nU) hCt) o(t/Ь /intt) d J oln(t) L n(t / Вычислители 4.1-4,6 удовлетворяют уравнению (6 ), a их-выходной сигнал соответствует /3n(t} dt относительной скорости изменения концентрации i-й группы предшественников запаздьшающих нейтронов. Первый делитель 5 имеет козффициент передачи, равный /3, / /3 , а усилитель 7 - Д. , Нелинейный преобразователь 3 вычисляет отношение - -ехр(епЗ-епп) n(t) fJ а коэффициент передачи второго делителя П равен t/f. Предложенный реактиметр по сравнению ,с лучшими образцами аналогичых устройствработает в широком иапазоне изменения мощности ядерного еактора С 7-8 декад) без переключеия пределов, имеет высокое быстроействие и хорошие точностные харакеристики.

ЛЦ}1/7S

1 J.

Л7

/J3

76

РЕАКТИМЕТР, содержащий логарифмический преобразователь, измеритель обратного периода,п вычислителей относительных значений скоростей изменения концентраций групп предшественников запаздьгеающих нейтронов, первый многовходовый сумматор, нелинейный преобразователь, причем выход логарифмического преобразователя соединен с входами измерителя обратного периода, нелинейного преобразователя и первыми входами вычислителей, выход нелинейного преобразователя соединен с первым входом, а выходы п вычислителей соединены соответственно с вторым и n+1-M входами первого многовходового сумматора,выход которого является выходом реактиметра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения статических и динамических погрешностей измерения реактивности, в него введен второй делитель, а вычислители относительных значений скоростей изменения концентрации групп предшественников запаздывающих нейтронов содержат первый делитель, второй сумматор, усилитель, третий сумматор, интегратор, перемножитель, причем вход первого делителя является входом вычислителя, выход пер(О вого делителя соединен с первым входом второго сумматора, выход которого является выходом вычислителя и соединен с входом усилителя,с первым входом перемножителя, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора , второй вход которого соединен с {выходом усилителя, 4Sb выход третьего сумматора соединен с 4: СП входом интегратора, выход которого соединен с вторьм входом второго 00 4 сумматора, второй вход перемножитет ля является вторым входом вычислителя, вьпсод второго делителя соединен с п +2-М входом первого многовходового сумматора, выход измерителя обратного периода соединен с вторыми входами вычислителей и входом второго делителя,