Устройство для диагностики системы газового управления плотностью нейтронного потока Советский патент 1990 года по МПК G21C7/22 

(46) 07.05.90. Бюл. № 17

(21)4105896/24-25

(22)01.08.86

(72) В.И. Андреев, А.Н. Косилов и Ю.Г. Потанин

(53)62J.039.5 (088.8)

(56)Андреев В.И. и др. Атоьшая энергия, 1981, т. 51, вып. 5, с. 302.

Авторское свидетельство СССР 1216749, кл. G 01 Т 3/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР 1110318, кл. G 21 С 7/22, 1983.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СИСТЕМЫ ГАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЛОТНОС.ТЬЮ.НЕЙТРОННОГО ПОТОКА

(57)Изобретение относится к ядерной технике и предназначено для обеспечения радиационной безопасности при работе с системами газового управления плотностью нейтронного потока в ядерных реакторах, главным образом, в исследовательских. Целью изобретения является повышение коэффициента использования устройства«

надежности Системы и увеличение запаса реактивности реактора за счет исключения дополнительных датчиков с арматурой, размещаеььгх внутри активной зоны реактора. В устройство вводится вычислительный блок, рис- положенный вне активной зоны, вход которого подключен к выходу коммутатора, а выход - к входу счетно-pemai - щего блока и используются только штатные системы контроля и измерения. В галчислите.льном блоке по скорректированным значениям температуры и давления газового органа управления рассчитывается плотность нейтронного потока вне газового органа управления. Если разность в показаниях штатной системы измерения и расчетного значения плотности нейтронного пото- ка в вычислительном блоке превьпоает допустимлй уровень, то счетнорешакг- щее устройство подает в блок сигнализации сигнал о разгерметизации снсте- ьы. 1 ил.

с

е

(Л

со со

4 СО СО

со

Изобретение относится к ядерной технике и предназиачено для обеспечения радиационной безопасности при работе с системами газового управления плотностью нейтронного потока в ядерных реакторах, главным образом в исследовательских.

Целью изобретения является повышение коэффициента использования уст- ройства, надежности систем и увеличение запаса реактивности реактора, эа счет исключения датчиков с арматурой, размещаемых внутри ;активной зо- ны реактора.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, структурная схема.

Устройство для диагностики системы газового управления плотностью нейтронного потока содержит штатные датчики нейтронного потока 1 и температуры 2 топливного канала 3, газовый орган управления 4, датчики 5 и 6 температуры, установленные ,в рабочих ресиверах 7, газового конту- ра 8, оборудованного отсечной арматурой 9 и устройством 10 очистки от слабопоглощающих нейтроны газовых приме сей, датчик 11 давления газового органа управления, датчики 12 и 13 давления рабочих ресиверов,.коммутатор 14, счетно-решающий блок 15, вычислительный блок 16, блок 17 сигнализации. Стрелкаю показано движение теплоносителя.

Устройство работает следующим . образом.

Электрические сигналы всех датчиков системы через коммутатор 14 поочередно поступают на вход счетно-ре- тающего блока 15 и вычислительного блока 6. По показаниям датчиков давления 11, 12, 13 и датт1ков 2, 5, 6 температуры счетно-решающее устройство вычисляет общую массу М рабочего газа в газовом контуре всей система как сумму масс рабочего газа ..в газовом органе управления и в рабочих ресиверах. Для расчета массы газа М; в каждом из объемов используется формула

„., Р;-Т;, i,2,3, (I)

где Р; , V;, Т; - соответственно,давление, объем и тем- пература газа в соответствующей емкости.

0 О

5

R - газовая постоянная, - молекулярный вес газа.

Затем счетно-решающее устройство вычисляет разность между исходной и реальной массой газа в системе и, в случае, если зта разность по модулю превышает заданное значение, подает сигнал о разгерметизации газового контура в блок сигнализации 17,.представляющий собой звуковой или световой злемент индикации с управлением от электронного ключа. Если разгерметизация газового контура не произошла, инициируется контроль содержания слабопоглощающих нейтроны газовых примесей с предварительным расчетом в вычислительном блоке плотности нейтронного потока вне газового органа управления. С этой целью в вычислительном блоке рассчитывается масса газа органауправ- ления.по формуле

MTO Мц-Мр,

где масса газа в газовом органе

управления;

Мц - исходная масса газа в системе

М- - суммарная масса газа в рабочих ресиверах.

По рассчитанной массе газа органа управления и по показанию датчика давления 11 в вычислительном блоке I6 рассчитавается температура газа Т, органа управления 4 по формуле

(2)

т -Р-р . V

М,„- R «

где Р , - давление и объем

газа в газовом органе.

Рассчитанное значение температуры корректируется в вычислительном блоке 16 по показанию датчика Температуры 2 Т (с целью учета температурных колебаний, -вызванных изменением расхода теплоносителя) Т,Тго-Т.

Затем в вычислительном блоке 16 по скорректированному значению тем- пературы Т, газового органа управления рассчитывается плотность нейтронного потока If, вне газового органа управления по формуле:

г21-Р Р f ТCf, СГ.Е-Р R - X (1-1 - ) Т,

(3)

.де С. , , Р - микроскопическое сече- 1ше погл 1 11епия, коэф- фициелт тггп.-чопроводиости и ядерная плотность газа, соответст венно;

Е - энергия, высвобождающаяся при единичном акте поглощения нейтрона газом;

R - внутренний радиус га зового органа управления ;

1 - величина, пропорциональная среднему сво- бедному пробегу части продуктов реакц яи захвата нейтрбна в газе при нормальных условиях.

Рассчитанные значения температуры Т, и нейтронного потока cf, с выхода вычислительного блока передаются в счетно-решающий блок. В счетно-решающем блоке по рассчитанной величине Ц), и по показаниям (р нейтронного датчика 1 вычисляется реальная величина отношения (tf/4 o)p. Далее в счётно-решающем блоке 15 вычисляется по рассчитанной или записанной в оперативной памяти регулировочной характеристике газового органа управления теоретическая величина ср, /tfo, которую должен создавать-газовый орган управления с исправным устройством очистки 10 при давлении рабочего газа Р, , где Р, - давление в газовом органе по показанию датчика 1I (регулировочная характеристика может быть . аппроксимирована формулой q, (В-Р,- Т,), где А и В - константы. В случае, если разность (ц, /(Рв-(ср, tfoV превышает до- пустимлй уровень, счетно-решающее устройство подает в блок сигнализации 17 сигнал об отказе устройства очистки.

...,

Счетно-решающий блок и вычислительный блок целесообразно реализовать на базе элементов ЭВМ с аналогоцифровым преобразователем на входе. В этом случае все вычислительные опв рации, описанные выше, реализуются программным способом.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить диагностику системы газового управления плотностью нейтронного потока, при этом исключены датQ чики нейтронного потока, установленные,в активной зоне реактора за пре- делами газового органа управления, что позволяет повысить коэффициент использования и надежность системы

5 управления за счет сокращения измерительных элементов системы, расположенных в активной зоне реактора; увеличить : запас реактивности реактора за счет и ключения поглощающих

0 нейтроны элементов из активной зона.

Формула изобретения

Устройство для диагностики систе-

5 мы газового управления плотностью нейтронного потока, содержащее газовый орган управления, подключенный посредством коммуникационной линии с отсечной арматурой к рабочим реси-

0 верам, счетнорешающий блок, к выходу которого подключен блок сигнализации, а ко входу которого через коммутатор подключены датчики давления и температуры, установленные в рабо чих ресиверах, датчик давления в газовом органе управления и датчики температуры и нейтронного потока топливного канала, отличающее с я тем, что, с целью повышения

0 коэффициента использования устройства, надежности системы и увеличения запаса реактивности реактора за счет исключения датчиков с арматурой, размещаемых в активной зоне реакто5 ра, в устройство дополнительно введен вычислительный блок, вход которого подключен к выходу коммутатора, а выход - к дополнительному входу счетно-решАкщего блока.

1&