Способ контроля процесса кипения натрия в активной зоне ядерного реактора Советский патент 1990 года по МПК G21C17/00 

j Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- ioBaHO на энергетических и экспери- ментальньЬс ядерных реакторах с жидко маталлическим теплоносителем для. онтроля за развитием процесса кипения в активной зоне ядерного реакто- ра.

Цель изобретения - определение Ьтадии выпаривания натрия, , Способ контроля процесса кипения «атрия в активной зоне ядерного реак JTOpa осуществляют следующим образом. Измеряемый ток нейтронных- отфильтровывают от фоновых шумовj jconpонотдающих нормальную работу, редактора, в полосе частот от 0,3 до i50 Гц Затем с помощью измерительной системы определяют уровень сигнала в каждь{й момент времени. В период, ког |да кипения нет, определяют допусти- iмый размах колебаний уровня сигнала. Задают устано1.ку несколько больше, чем допустимьй уровень размаха коле ;баний. По превышению измеряемым сигналом зтого уровня формируют сигнал кипения натрия о После того, как кипение теплоносителя зафиксировано, определяют.момент времени, когда аНП литуда измеряемого сигнала становится меньше уставки, и в этот момент начинают отсчет времени. Если время до появления нового сигнала о нали чии кипения составляет не менее 1 с и не более 20 с, то формируют сигнал начиная стадии выпаривания натрия из пакета активной зоны. В противном случае констатируют отсутствие вьта- ривания теплоносителя.

На чертеже пиедставлена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ.

Устройство содержит детектор 1 нейтронного потока, согласующее устройство 2, вход которого соединен с детектором неГтронного потока 1, а выход с входом полосового фильтра 3, и амплитудный дискриминатор 4, вход которого соединен с выходом полосового фильтра 3s устройство 5 измерения времени отсутствия сигнала,, вход которого подключен к выходу амп лит удного дискриминатора Л, сравнивающее устройство 6, один из входов которого подключен к выходу устройст ва 5 измерения времени отсутствия сигнала кипения, задатчик 7 граничных значений временного интервала.

to

15

20

25

30

35

40

45

50

55

вьосод которого подключен к второму входу сравнивающего устройства 6, и индикатор BS вход которого подключен к выходу сравнивающего устройства 6.

Устройство pa6oTaet следующим образом.

В момент закипания натрия в пакете образующийся объем пара мбдулиру- ет нейтронный поток, изменения которого регистрируются детектором 1 нейтронного потока. Колебания нейтронного потока, соответствующие стадии развития кипения, вызывают соответствующие колебания электрического тока на выходе детектора 1 ронного потока, которые селектируются полосовым фильтром 3. Согласующее устройство 2 обеспечивает злектри- ческое согласование между выходом детектора 1 нейтронного потока и входом полосового фильтра 2. Сигнал с выхода полосового фильтра 3 поступает через амплитудный дискриминатор 4 на устройство 5 измерения времени отсутствия сигнала кипения в момент пересечения амплитудой измеряемого сигнала с выхода фильтра 3 уставки. По сигналу, соответствующему пере- сечению уровня уставки от значения, когда амплитуда сигнала на выходе полосового фильтра 3 вьше заданного уровня, к значению, когда амплитуда сигнала на выходе полосового фильтра становится ниже уровня уставки, включается устройство 5 измерения времени отсутствия сигнала кипения, которое начинает отсчет времени отсутствия сигнала о-кипении. По сигналу, соответствукнцему моменту превыше- ,ния уровня уставки, устройство 5 измерения времени отсутствия сигнала кипения выключается, и измеренное этим устройством значение времени поступает, на вход сравнивающего уст ройства 6, которое производит сравнение его велич1 ны со значениями временного интервала соответствующего выпариванию натрия, значения которого поступают с задатчика 7 граничных значений временного интервала, Гра- ничные значения в задатчике 7 гра- иичньск значений временного интервала задаются на основе экспериментальных данных, пояученны х опытным путем для данной конструкции пакета. Сигнал полученный в результате сравнения сравнивающим устройством 6, поступает на индикатор 8, которьй сигнализирует оператору о наличии в активной зоне ядерного реактора стадии выпаривания натрия из пакета.

Положительный эффект при осуществлении предлагаемого способа достигается за счет того, что состояние, когда в пакете активной зоны находятся только пары натрия, периодически сменяется процессом попадания новой порции жидкого натрия внутрь пакета, который вскипает и в процессе испа- - рения и образования парового объема модулирует соответствующим образом нейтронный поток. Поскольку пары. вновь испаряющегося натрия какое-то время препятствуют попаданию новой порции жидкого натрия, модуляция нейтронного потока изменением объема пара на фиксируемых частотах отсутствует и сигнал о кипении натрия пропадает. Затем, по мере уменьшения давления паров натрия, вследствие их выхода из пакета через вьтходные окна пакета, создаются условия для попада 1ня внутрь пакета новой порции натрия и процесс повторяется. Так при экспериментах по кипению

0

натрия внутри пакета активной зоны на реакторе БН-350 наблюдались всплески амплитуды колебаний нейтронного потока, состояйд е из одного- трех колебаний с интервалом времени между ними от 8 до 15 с.

Формула изобретения

Способ контроля процесса кипения натрия в активной зоне ядерного реактора, заключающийся в измерении амплитуды колебаний нейтронного потока в полосе частот, характерньк дпя процесса кипения натрия, и формировании сигнала кипения при превышении измеренным сигналом порогового значения, отличающийся тем, 0 I что, с целью определения стадии выпаривания натрия, измеряют интервалы времени между пропадат1ем и noftsjieHH ем сигнала кипения и в случае нахож дения значения измеренного ннтерйала отсутствия кипения в диапазоне от } до 20 с формируют сигнал наличия стадии выпаривания натрия из пакета активной зоны.

5

5

Изобретение относится к измерительной текнике и может быть использовано на энергетических и экспериментальных ядерных реакторах с шщ кометаллическим теплоносигепем для контроля за развитием процессе кипения в активной зоне ядерного реактора. Цепь изобретения - определение стадии выпаривания натрия. Техшгчес- кое решение основано на изкерешш интервалов времени меаду появлением сигнала кипения натрия по измерениям амплитуды колебаний нейтронного потока в полосе частотр харяктерньвс для процесса кипения натрия. Способ обладает более вьжокнм бмстрсщействи- ем и является более чувствнтельнш по сравнению с прототипом. 1 ил