Модель динамики запаздывающих нейтронов ядерного реактора Советский патент 1986 года по МПК G21C17/10 

Г)|

4 Сл

00 Од Изобретение относится к области ядефион техники, а точнее к моделям физических процессов в ядерном реак торе. Наиболее эффективно оно может быть использовано в измерителях реактивности и моделях кинетики яде нык реакторов. Известна модель динамики запаздывающих нейтронов, используемая в модели кинетики ядерного реактора Эта модель содержит дифференцирующие резистивно-силосные RC-цeш-i в обратной связи операционного усилителя . Недостаток модели состоит в том, что за параметры Х; и р; реально го физического процесса распада пре шествепников и выхода запаздывающих нейтронов в модели, где А; (i 16 - постояннаяраспада пр шестиенилков запаздывающих нейтронов i -и гругпты; PI - групповые доли выхода запаздывающих нейтронов, отнечает один параметр - резистор дифференцирующей RC-цепи, что затрудняет независимую регулировку параметров модели, а следовательно, о1-раничивает ее применение. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является модель динамики запаздывающих нейтронов ядерного реактора, содержащая дифференцирующие резистивно-емкостные це1Ш для каждой группы запаздывающих нейтронов, включенные на входе сум№1рующего операционного усилителя. Недостаток зазшючается в том, что регулировка суммарной доли запа дывающих нейтронов р 21 В ; может производиться независимо от параметра Р; - доли запаздываюшд х нейтронов i -и группы, т.е. для того, чтобы изменить , необходимо перестраивать все значения Другой недостаток состоит в том, что модель имеет низкую точность. Цель изобретения - повышение точ ности моделирования. Цель достигается тем, что в модель динамики запаздывающих нейтронов ядерного реактора, содержащую дифференцирующие резистивно-емкостные цени для каждой группы запаздывающих нейтронов, включенные на входе суммирующего операционного ус дителя, введены аттенюатор, резисто ры обратной связи, первые и вторые делители, выполненные на сдвоенных переменных резисторах, причем для каждой группы выход первого делите- ля подключен к входу дифференцирующей резистивно-емкостной цепи, выход суммирующего операционного усилителя соединен с входами вторых делителей, выходы которых соединены с резисторами обратной связи, соединенными с входом суммируюи;его онераЦионного усилителя, входы первых делителей соединены между собой и являются входами модели, выход сум- мирующего операционного усилителя соединен с входом аттенюатора, выход которого является выходом модели. Такое конструктивное выполнение модели динамики запаздывающих нейтронов обеспечивает независимое изменение значений и В; за счет разделения регулировок этих параметров в модели, повышает точность мо- делирования. Повышается также точ-. ность и оперативность настройки параметров, поскольку выходной сигнал модели представлен не в виде суммы токов, а напряжением на выходе операционного усилителя. На чертеже представлена структурная схема модели динамики запаздываюш 1х нейтронов ядерного реактора. Модель содержит дифференцирующие резистивно-емкостные R; С; -цепи 1,1 - I.n, количество которых равно числу учитываемых групп предшественников запаздывающих нейтронов. Выходы RC -цепей подключены к инвертирующему входу операционного усилителя 2, где происходит суммирование токов выходных сигналов RC -цепей. Для каждой учитываемой группы предшественников запаздывающих нейт- ронов вход дифференцирующей RC -цепи соединен с выходом первого делителя 3,1-3h, выполненного в виде переменного резистора, механически жестко связанного с резистором второго делителя 4,1-4ii, вход которого подключен к выходу суммирующего операционного усилителя 2. Между выходом второго делителя и входом операционного усилителя 2 включен резистор обратной связи 5.1-5м. Входом устройства являются Bxo;Ui нервых делителей 3,1-Зп, а выходом - выход аттенюатора 6, подключенного входом

к пыходу О11О)ационного усили1ЧМ|я 2.

Работа устройства основана на подобии дифференциальных уравнений, описывающих динамику процесса распада предшественников и выхода запаздывающих нейтронов, и уравнений, связывающих токи и напряжения в схеме электрической модели. Моделируется зависимость между плотностью нейтронов п (t) и параметром Г dt

которые связаны уравнениями нейтронной кинетики

JC-.al (i;

((i,

,

где 6 - время жизни мгновенных нейтронов; С; - концентрация предшественников запаздывающих нейтронов.

Использовав преобразование Лапласа, можно выразить эту зависимость в виде, передаточной функ1а1И Р :

/С;1Р)

е ;Т7 /i

п(Р1

Передаточная функция модели при

R.

01

условии, что

const для всех

f У;Р

и.ЛРГ R; p, h-J R.Ci

где R; , С ; - параметры дифференцирующей RC -цепи;

(о; сопротивление обратной связи;

у; - коэффициент передачи первого и второго

5делителей (О У; 1);

коэффициент передачи аттенюатора ().

Таким образом, изменяя коэффициQ ент 1)1. , можно регулировать пара- . метр ( , а изменяя коэффициенту.,-, параметр - приведенную долю выхода запаздывающих нейтронов i -и группы.

, Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение, соответствующее плотности нейтронов П (t) скоэффицргентами у; первых делителей 3.1-Зп, поступает на входы дифференцирующих PC -цепей, выходные токи которых суммируются на входе операционного усилителя 2 и нхеобрдзуют- ся им с коэффициентом,определяемым

, эквивалентным сопротивлением цепи обратной связи и значением л, аттенюатора 6, а выходное напряжение модели соответствует сумме скоростей изменения концентрагщй ядеризлучателей предшественников запаздывающих нейтронов.

Предложенная модель динамики запаздывающих нейтронов по сравнению с лучшими известными образцами аналогичных устройств позволяет осу-

|ществить независимую регулировку параметров модели, повысить ее точЬость и оперативность на гройки.

МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ ЗАПАЗДЫВАЮЩИХ НЕЙТРОНОВ :ЙДЕРНОГОРЕАКТОРА, содержащая дифференцирующие реэистивно-емкостные цепи для каждой группы запаздывающих нейтронов, включенные На входе суммирующего операционного усилителя, отличающая- с я тем, что, с целью повьшения .точности моделирования, в нее введены аттенюатор, резисторы обратной связи первые и вторые делители, выполненные на сдвоенных переменных резисторах, причем для каждой группы выход первого делителя подключен к входу дифференцирующей резистивно-емкост- ной цепи, выход суммирукицего операционного усилителя соединен с входами вторых делителей, выходы которых соединены с резисторами обратной связи, соединенными с входом суммирующего операционного усилителя, входы ё первых делителей соединены между со(Л бой и являются входами модели, выход : суммирующего операционного усилителя соединен с входом аттенюатора, вькод которого является выходом модели.