Способ определения стартового состояния двухсекционного ядерного реактора Советский патент 1986 года по МПК G21C7/34 

Изобретение относится к технике шчпульсных реакторов и бусгеров; широко применяемых в качестве мосдньгх; источников нейтронного- и jj -излучеНИЙ5 а более конкретно к технике управления реакторньЕ-1и устройствами,

Задача заключается в определении стартовы) положений 1Л и hj. блоков регулк 5Озаиия реактивности (БРР) 1-й к секций, пси которых под воздейcTBUGi-i помещенного в 1-ую секцию

ел импульс делений с интегралами делекий Б 1-ой и 2--ОЙ секциях равным coGiпетстненно I, ; I, . Определение ;Гл:азйииь х стартовых полол;йи- М является наиболее важной задачей управления двухсекционными реактора

Известен способ определения стартового состояния двухсекцио -1ного ядного реактора, необходимый для л-ол ления импульса с заданными интегралами делений в секциях, 1;:,люча,ощий операпии определения, гголоже-НИИ БРР с помощью ка/5ибровочных из мерений интенсивностей или интегг я лов делений в секщ-шх гфи наличр-И вспомогательного источника нейтро

КОБ .

Способ определения стартовогг состояния двухсекционного ядерно1О реактора заключается в том что помещают импульсный Бспомогатель ньй источник нейтронов с известной мощностью 5. в 1--ую секцию, фиксируют в каком-либо положении БРР 1--ОЙ секции и проводят кэлиброБочиые измерения интегралов делений J, 3 J в секциях при всех положениях 1)РР секции. Потом меняют положение БРР 1-ой секции и повторяют процедуру калибровочных измерений при всех положениях БРР 2-ой секции,, Измерения продолжаются до тех пор., пока не переберут все комбинации положений БРР 1-ОЙ и 2-о секций; На основании данных калибровочных измерений, путем двухмерной интерполяции определяют положения

Ь 1 о I sh БРР и 2--ОЙ секций, cooi

ветствующие значениям (5 /Q° ) , 5 0., (5,,/Q° ) .1 2 и фиксируют БРР в этих положениях о

Недостатком аналога является

большая длительность к невысокая тоность процедуры поиска требуемого стартового состояния.

Наиболее близким по технической сущности к огп1сываемому является спосоО опред-еленик стартового состояния двухсекцио)ного ядерного реактора, заьупочающийся в том, что измеряют интенсивности делений в секциях при фиксированном положении блока регулирования реактивности секции, в которую помещают инициирующий источник г-1ейтроноВ5 и переменных положениях блока регулирования реактивности секции не содвржаш.ей инициируюигего источника нейтронов, находят отношение измеренных ен сив и ост ей делений и фиксируют блок ре1 улирова иия реактивности , не содержаи ей инициип/юи1,его источника HeiiTpoнов в положении, при котором отношение измереннь,:х -.итенсивностей делений од}1означно связано с отношением т-штегралон делений в рабочем импульсе ,

Недостатком известного способа в случае ка;либровочных измерений интегралов де.чений, является необходимость изг.;ере1шй интегралов делений в импульсВ; KO opbie,. вооСчце говоря, сложнее измере.лй иктеисигзк стей ;и-;л:гьий и тре.уит аличия импульсно{ -J .испомогательного источнича нейтронов, который сложнее л менее лоступеН; чем стационарньш вспомог-ательный источник нейтроноз.

Недостатком известного способа, в слу1-1ае калибровочных измерений интенсивностей делений, является необходимость значительной ло времени выдержки реактора леред каждым замером п,, 2 целях установления стационарного уровня интенсивности делений в реакторе, вследствие чего калибровочные измерения требуют значительного времени. Кроме того5 н случае калибровочных измерений интенсивностей де,пений, не обеспечивается возможность установления с помощью простых средств заданного отношения интегра,пов делений Ij / м в важном классе импульсов на мгновенных нейтронах.

От указанных недостатков известный способ был бы избавлен, если бы в нем допускалось проводить калибровочные измерения не только стационарных, но и изменяющихся h, , п, в частности; измерения п,, П в режиме разгона реактора (как это .делается в случае односекционных реакторов), При зтом, благодаря

3

исключению необходимости выдержки реактора, требуемой для достижения стационарного состояния, калибровочные измерения выполнялись бы оперативно.

Однако в известном способе измерение изменяющихся п, , ii2 не допускается. Доказательство этого однозначно следует из того твердо установленного факта, что в случае изменяющихся п, , hj базовые для способапрототипа инвариантные зависимости для отношения не вьшолняются

Отмеченные обстоятельства создают определенные трудности при организации управления двухсекционными реакторами.

Цель изобретения - ускорение и упрощение управления реактором.

Цель достигается тем, что в способе определения стартового состояния двухсекционного ядерного реактора, заключающемся в том, что измеряют интенсивности делений в секциях при фиксированном положении блока регулирования реактивности секции, в которую помещают инициирующий источник нейтронов, и переменных положениях блока регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, находят отношение измеренных интенсивностей делений и фиксируют блок регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источни,ка нейтронов в положении, при котором отношение измеренных интенсивностей делений однозначно связано с отношением интегралов делений в рабочем импульсе, измеряют интенсивности делений в режиме разгона реактора дополнительно проводят измерения интенсивностей делений при нескольких фиксированных положениях блока регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, и переменных положениях блока регулирования реактивности секции, содержащей инициирующий источник нейтронов, и одновременно с измерениями интенсивностей делений измеряют период разгона реактора

Особенностью изобретения является использование физических закономерностей в кинетике двухсекционных импульсных реакторов и определение положений БРР, соответствующих искомому стартовому состоянию двухсекци45814

онного ядерного реактора, без проведения сложных калибровочных измерений интегралов делений или длительно устанавливаемых стационарных интен5 сивностей делений в секциях.

Этим достигается ускорение по времени и упрощение процедуры калибровочных измерений, а также улучшение применимости процедуры измерений

10 к случаю импульсов на мгновенных

нейтронах, то есть, в итоге - ускорение и упрощение управления двухсекционным ядерным реактором.

На фиг. 1 представлены используемые в предложенном способе физические закономерности в кинетике двухсекционных импульсных реакторов; на фиг. 2 - наиболее ответственный этап определения стартового положения БРР

20 секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов.

Изобретение базируется на зависимрстях отношения ,, определяемого в режиме установившегося разгона .

25 реактора, от периода Т разгона реактора. Типичные зависимости от Т в разгоняющемся двухсекционном реакторе представлены на фиг. 1. Сплошными кривыми (1-10) на фиг. 1 показа3Q ны зависимости , от Т при нескольких фиксированных положениях БРР секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов (будем называть ее 2-ой секцией); изменения Т в этом случае производятся в резуль35тате смещений БРР секции, содержащей инициирующий источник нейтронов (будем называть ее 1-ой секцией). Пунктирными кривыми (11-14) на фиг. 1 показаны зависимости 2/0, от Т при

40 нескольких фиксированных положениях БРР 1-ой секции; изменения Т в этом случае производятся в результате смещений БРР 2-ой секции. Оба семейства кривых на фиг. 1 пересекаются.

45 На всех кривых четко вьщеляется область в интервале Т от 1 до 100 мс, в которой значения практически не зависят от и равны отношению интегралов Ii/I( в импульсе на мгно50венных нейтронах, и область очень больших Т, в которой значения j/i, равны отношению |l. в импульсе, с учетом всех запаздывающих нейтронов.

55

Представленные на фиг. 1 зависимости отличаются хорошей устойчивостью по отношению к изменениям характеристик реактора и запаздьгоаю щих нейтронов и остаются теми же са мыми для различных типов вспомогательного источника нейтронов и даж в отсутствии вспомогательного источ ника нейтронов, поскольку цепная реакция делений разовьется и в этом случае благодаря фоновым нейтронам Описываемьш способ содержит следующие операции 1-ый этап. Устанавливают БРР 2-о секции в некотором фиксированном по ложении. БРР 1-ой секции быстро переводят в положение, приводящее к разгону реактора, выполняют калиб ровочные измерения и,, п, и т при разгоне реактора и обрывают разгон путем возвращения БРР 1-ой секции в исходное положение. Повторяют измерения в других попожениях БРР 1-ой секции, соответствующих другим периодам разгона Т реактора. По результатам измерений строят график зависимости fi добный одной из сплоЕньсх кривых (1-10) на фиг. 1. Г Повторяют несколько (2-9) раз эт измерения при других фиксированных положениях БРР 2-ой секдз-аи и по результатам измерений строят еще несколько кривых зависимости , от Т В итоге получают график с систе-мой зависиг-юстей , от Т подобных набору сплошных кривых (I-10) н фиг„ Ь Допустимо считать, что эти устой чивые по отношению к изменениям пар метров реактора и окружающей среды зависимости (назовем их паспортныг- и являются принадлежностью данного бу тера и строятся на стадии его освоения. Это значит5 что операции этапа проводятся единственный раз з все время эксплуатации бустера. 2-ой этап. Вычисляют отношение Ii/I( . На графике паспортных зависимостей , от Т отбирают представленную на фиг, 2 кривую 11 с ра ным (или близким) к у значением Пг/и в области Т от 1 до 100 мс. (Если требуется получить рабочий импульс с учетом запаздывающих нейтронов то отбирают на фиг. 1 зависимость с близким к If значением в об ласти больших Т , Целью дальнейших операций является вывод БРР 2-ой секции в положение5 соответствующее кривой 1 на фиг. 2 (на положение БРР 2-ой секции, соответствующее отобранной паспортной -зависимости, существенно влияют неизбежные на практике изменения параметров реактора и окружающей среды, поэтому проведение этой операции обязательно перед каждым рабочим импульсом). Для этого БРР 2-ой секции быстро переводят в положение, приводящее к разгону реактора, выполняют калибровочные измерения h, ,, и , и Т при разгоне реактора и обрывают разгон реактора путем возвращения БРР 2-ой секции в исходное положение. Затем повторяют эти измерения в других положениях БРР 2-ой секции и по результатам этих измерений строят на фиг, 2 кривую 12 зависимости , от Т ,, аналогичную пунктирным кривым (13-16) на фиг, 1. Кривая 12 на фиг,, 2 пересекает кривую 11, Точка пересечения кривых и определяет положение п 2-ой секции, соответствующее зависимости 11 на фиг, 2„ Это положение БРР 2-ой секции находят с по:К)11;ью ин терноляционпой фоомуль:: ,,,п.о ,.. ордината (то есть значение h / п , точки пересечения кривых 11, 12 на фиг. 2); ординаты ближайших к точке УП,У.., пересечения, расположенных с разных сторон от сплошной кривой 11, экспериментальных точек; (,,). положения БРР 2-ой секции, соответствующие этим точкам. Далее переводят БРР 1-ой секции в нижнее положение (в целях предотвращения неконтролируемого разгона реактора), переводят ББР 2-ой секции в положение h, и фиксируют в этом положении. Тем самым бустер выведен в. состояние, в котором при любом положении другого БРР 1-ой секции, под воздействием инициирующего источника нейтронов будет генерирован импульс на мгновенных нейтронах с отношением интегралов делений в секциях, равньм значению f ,

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАРТОВОГО СОСТОЯНИЯ ДВУХСЕКЦИОННОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, заключающийся в том, что измеряют интенсивности делений в секциях при фиксированном положении блока регулирования .реактивности секции, в которую помещают инициирующий источник нейтронов, и переменных положениях блока регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, находят отношение измеренных интенсивностей делений и фиксируют блок регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, в положении, при котором отношение измеренных интенсивностей делений однозначно связано с отношением интегралов делений в рабочем импульсе, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения управления реактором, измеряют интенсивности делений в режиме разгона реактора, дополнительно проводят измерения интенсивностей делений при Нескольких фиксированных положениях блока регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, и переменных положениях блока регулирования реактивности секции, содержащей иниции рующий источник нейтронов, и одновременно с измерениями интенсивностей делений измеряют период разгона реактора. сд 00