Способ генерирования импульса делений в ядерном реакторе Советский патент 1991 года по МПК G21C7/00 

10

IS

Изобретение относится к технике импульсных ядерных реакторов, широко применяемых в качестве мощных источ- йиков нейтронного и у-излучений, а . более конкретйо - к технике управления импульсными ядерными реакторами. Целью изобретения является упро- цение управления реактором с началь- ной мощностью не менее 1 Вт.

Предлагаемый способ рассматривается на примере гипотетического импульсного яде1рного реактора с металлической активной зоной (A3) в форме вертикального циливдра. В A3 имеются два вертикальных цилиндрических канала для импульсного блока (ИВ) и блока регулирования реактивности (ВРР) при этом какал для ИБ сквозной. ИВ и ВРР представляют собой цилиндрические стержни из материала, идентичного материалу A3. БРР можно перемещать в его канале относительно медленно с помощью механического привода, ИВ можно перемещать в его канале и относительно медленно с по- механического приводами с большой скоростью, сообщаемой разгонным, например пневматическим, устройством. Перед Применением способа к A3 подводят статический источник нейтронов с интенсивностью /v1 х х 10 нейтр/с, определяют реактив- ность реактора при полностью выведенных из A3 ИВ и ВРР и устанавливают мощность реактора на уровне приб- лизительно 1 Вт.

В описанном способе используют следующие операции.

Определяют оптимальную скорость ИВ лпя заданного -импульса делений по формуле

« I , N Pf

Av.ln 2..(mL.2(Y,)(1)

20

25

30

35

40

где А - известный для данного реактора параметр, равный

0

S

0

5

0

5

0

5

в,/3

Т Р

(ад - коэффициент, определяющий зависимость вносимой ИБ реактивности от положения ИБ в канапе A3;

-время жизни мгновенных нейтронов в реакторе),

-оптимальное значение скорости перемещения ИВ;

-известные для данного реактора динамические коэффициенты в формуле связи максимальной мощности в импульсе делений со скачкообразно вводимой избыточной реактивностью;

-известные для данного реактора динамические коэффициенты в формуле связи скачкообразно вводимой избыточной реактивности с знерговыделением в импуль- се;

-заданное значение энерговыделения в импульсе;

-начальная мощность реакто- ра.

Перемещают ВРР в определенные позиции Х по высоте канала и измеряют реактивность, вносимую ВРР в этих положениях. Перемещают ИВ с помощью механического привода в определенные позиции Х по высоте канала и измеряют реактивность, вносимую ИВ в этих положениях. Указанные измерения позволяют определять реактивность реактора при любых положениях/ИВ иВРР.

Осуществляют калибровочный импу;1ьс делений при калибровочном значении скорости ИБ и калибровочном значении максимальной вносимой ИВ реактивности, измеряют энерговыделение в этом . импульсе с помощью стандартной аппаратуры (камер, счетчиков и т.п.), определяют корректировочный множитель по формуле

п(о)

Изобретение относится к технике импульсных ядерных реакторов, широко применяемых в качестве мощных источников нейтронного- и лучений, А более конкретно - к технике управления импульсными ядерными реакторами. Целью изобретения является упрощение управления реактором с начальной мощностью не менее 1 Вт. В способе генерирования импульса делений в ядерном реакторе находят значения оптн| 1альной скорости импульсного блока для заданного импульса делений. Устанавливают блок регулирования реактивности в различные положения и проводят измерения реактивности, вносимой блоком регулирования реактивности в этих позициях. Выводят блок регулирования реактивности из активной зоны. Уста- кавливагот импульсный блок в различные положения и проводях измерения реактивности. Проводят калибровочный импульс при скорости перемещения импульсного блока V и максимальной вносимой импульсным блоком реактивности. Получают -значение энерговыделения q,, и определяют корректировочный монтаж 1Ар, -{р, - (yq,)f, + (jq,)- f77Pr y fl , X X In (о(Уу,(-Ч) I b |U /n (о) , где У, jL - известные для данного реактора динамические коэффициенты в формуле связи скачкообразно вводимой изб|,1точной реактивности с энерговыдел с пием в импульсе; А - известный для данного реактора параметр, рав- ныГ 3 ; а (J - коэффициент, определяющий зависимость вносимой импульсньтм блоком реактивности от положения блока в канале активной зоны, 1 - время жизни мгновенных нейтронов, 0 , - известные для данного реактора динамические коэффициенты в формуле связи максимальной мопаюстИ в импульсе делений со скачкообразно вводимой избыточной реактивностью; п(о) - начальная мощность .реактора. Выбирают значение скорости импульсного блока v,j в 2-4. раза ше v и находят требуемое значение максимальной вносимой импульсным блоком избыточной реактивности из формут лы Av, In Г el V -jCyq.) /n(o)« n,) Ярг . - piC Pi - . где q j - заданное значение энерговьщеления в импульсе, 1 табл.. 3

р № - я;(2а:.1 Кь (raifiifiLb-i- illi, (2) л., г„ . - калибровочное значение

максимальной вносимой ИВ избыточной реактивности; q энерговыделение в калибровочном импульсе;

v - калибровочное значение

скорости перемещения ИВ. Задают значение скорости ИВ Vj меньшее v, v , где Р - может иметь значения от 2 до 4, находят требуемое значение р. максимальной вносимой ИБ избыточной реактивности по формуле

с/ V i)

-п(5)

VR - p,-(ri2

(q,) - f7CPl (

где V. - заданное значение скорости

перемещения ИВ;

q. - заданное значение энерговыделения в импульсе; о - требуемое значение максимальной вносимой ИВ избыточной реактивности. С помощью данных, полученных в результате измерения реактивности при различных положениях ИВ и ВРР, находят контрольное положение X БРР, при котором максимальная вносимая ИВ избыточная реактивность найденному значению, пере водят ИВ в стартовое положение вне A3, а ВРР - в найденное контрольное положение х| и сообщают ИВ с помощью разгонного устройства заданную скорость, т.е. скорость, равную .

Конкретный пример реализации предложенного способа.

Пусть реактивность реактора при полностью выведенных из A3 ИВ и ВРР 2,0-10. Примем также значения динамических коэффициентов и коэф- фициента А равными: (У 0,662-10 МВт

(--) ; Л 3,06; 0,885-10 1/МДж см о

0,506; А 3,7-10- « с/см. Пусть требуется генерировать импульс делений с энерговыделением q 66 МДж

По формуле (1) находят значение оптимальной скорости v. ИВ для задан

D

него импульса делений с энерговыделением q. 66 МДж. Подучают v 4,36-10 см/с. Устанавливают ВРР в положение Х 10 см и приводят измерение реакти вно.сти, вносимой ВРР в этой позиции, устанавливают ВРР в положение X:, 15 см и повторяют измерения реактивности, вносимой ВРР. Далее вьтолняют те же операции в положениях ВРР Х 20, 25,..,40 с

3)

Выводят БРР из A3. Устанавливают ИВ в положение Х « 20 см и проводят И9 мереные реактивности, вносимой ИВ в

J этой позиции. Устанавливают ИВ в положение Хг 25 см и повторяют измерение реактивности, вносимой ИВ. Далее выполняют те же операции в положениях ИВ Xj « 30,35,..,,65 ем. Сос10 тавляют таблицу.

С целью опытной калибровки параметра в формуле (3) проводят калибровочный импульс. Принимают для- этого импульса v, 1 -10 сн/с,

р, 0,055 -10 (v, - скорость перемещения ИБ; 0 - максимальная вносимая ИВ избыточная реактивность; БРР ставят в контрольное положение X 28,02 см). В калибровочном им- ° пульсе делений получают значение энерговьщеления q 21,26 МДж. Подставляя указанные значения v,, ji, , q, в формулу (2), находят - 0,949.

Выбирают значение скорости ИВ в 3 раза меньшее v., Ул 4,36« 10 Лг 1,45-10 см/с.

По формуле (3) находят требуемое значение максимальной вносимой ИВ

избыточной реактивности .f. 1,53 х X 10 .С помощью данных таблицы находят контрольное положение БРР 31,1 см.

Переводят ИВ в стартовое положение Х О, БРР в положение X « i 31,1 см. Сообщают ИБ скорость,рав- н|ую 14,5 м/с.

j В рассмотренном примере максн- Цальная вносимая ИБ избыточная реактивность р в 2,2 раза вьпае з(начения р равного 0,701 10 , требуемого в случае оптимальной скорости ИБ.

; Таким образом, данный способ позволяет упростить управление реактором путем (2-4)-кратного понижения требуемой генерирования импуль- $а делений скорости перемещения ИБ.

Ф о рмула изобретения

Способ генерирования импульса де- Лений в ядерном реакторе, содержащий перации определения оптимальной ско зости импульсного блока, измерения эеактивиости реактора при различных

. , ..(:aifJlPi.i.ai).- i-{irfL.i(X3i)JL,

... , , (1

п(5). .

AV, 1п

де е - калибровочное значение

максимальной вносимой импульсным блоком избыточной реактивностиJ у (р - известные для данного -реактора динамические козффициенты в формуле связи скачкообразно вводимой избыточной реактивности с энерговыделением в импульсе; q - 1энерговыделение в капиб ровочном импульсе; А - известный для данного реактора параметр, равный

3 ;

а 5 - коэффициент, определяющий зависимость вносимой импульсным блоком реактивности от положения импульсного блока в канале активной зоны; - время жизни мгновенных нейтронов в реакторе;

положениях импульсного блока -и блока регулирования реактивности, нахождения по результатам этих измерений

положения блока регулирования реактивности, при котором значение максимальной вносимой импульсным блоком избыточной реактивности равно требуемому значению, перевода импульсного

блока в стартовое положение, а блока регулирования реактивности в найденное положение и сообщения импульсному блоку с помощью разгонного устройства заданной скорости, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения управления реактором с начальной мощностью не менее 1.Вт, до нахождения по результатам измерений реактивности указанного положения

блока регулирования реактивности осуществляют калибровочный импульс делений при калибровочных значениях скорости импульсного блока и максимальной вносимой импульсным блоком

реактивности, измеряют энерговыде-. ление в этом импульсе, определяют корректировочный множитель Е по формуле

с/,(% калибровочное значение скорости перемещения импульсного блока; известные для данного реактора динамические коэффициенты в формуле свя эй максимальной мощности в импульсе делений со скачкообразно вводимой избыточной реактивностью; начальная мощность реактора,

задают значение скорости иьтульсного блока, меньшее оптимального в 2-4 раза, и находят требуемое значение .мак симальной вносимой импульсным блоком избыточной реактивности по формуле

o Vva (jga/

п(о)

«fe-ilT c lrpi

(rq) - f Pitv (Tii)V,

где V, - заданное значение скорости j перемещения импульсного б 1ока;

заданное значение эиерго- выделения в импульсе;

требуемое значение макси- мальной вносимой, импульсным блоком избыточной реактивности.