Устройство для контроля за прохождением пузырьков газа через активную зону ядерного реактора Советский патент 1991 года по МПК G21C17/02 

(46) 07.01.91. Бкхп. № 1

(21)4223987/25

(22)06.04.87 (72) В.Г.Иекотов

(53)621.039.5(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР И- 1380498, кл, G 21 С 17/06, 1986.

Авторское свидетельство СССР 1362331, кл. С 21 С 17/00,.1985.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗА ПРОХОЖДЕНИЕМ ПУЗЫРЬКОВ ГАЗА ЧЕРЕЗ АКТИВНУЮ ЗОНУ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

(57)Изобретение относится к устройствам контроля теплоносителя и может быть использовано на ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем. Цель изобретення - повышение надежности определения наличия прохождения пузырьков газа, захваченных теплоносителем из газовой подушки. Устройство содержит ионизационную камеру, измеритель сигнала, высокочастотный и низкочастотный фильтры, блоки анализа динамики движения и роста пузырьков газа, схему И и индикатор. Введение в устройство последовательно соединенных схемы НЕ и блока задержки, включенных между выходом блока анализа динамики роста пузырьков газа и входом схемы И, позволяет повысить надежность контроля наличня в теплоносителе и прохождения пузырьков газа, захваченных теплоно- . сителем из газовой подушки при его циркуляции по контуру ядерного реактора. 3 ил.

г

(Л

Изобретение относится к устройствам контроля теплоносителя и может быть использовано на ядернь(х реакторах с жидкометаллическим теплоносителем.

Цель изобретения - повышение надежности определения наличия прохождения пузырьков газа, захваченных -теплоносителем из газовой подушки.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - пример реализации блока анализа динамики движения пузырьков газа; на фиг. 3 - пример реализации блока анализа динамики роста пузырьков газа..

Устройство содержит ионизйцион- ную камеру 1, измеритель 2 сигнала, . вход которого подключен к выходу ионизационной камеры I, низкочастотный

полосовой фильтр 3, вход которого подключен к выходу измерителя 2 сигнала, блок 4 анализа динамики движения пузырьков газа, вход которого подключен к выходу низкочастотного полосового фильтра 3, высокочастотный полосовой фильтр 5, вход которого подключен к выходу измерителя 2 сигнала, блок 6 анализа динамики роста пузырьков газа, вход которого подключен к выходу высокочастотного полосового фильтра 5, схему НЕ 7, вход которой подключен к в гходу блока 6 аиализа динамикн роста пузырьков таза, блок 8 задержки, вход которого подключен к выходу схему НЕ 7, схему И 9, один из входов которой подключен к выходу блока 4 анализа д 1иами- ки движейия пузырьков газа, а другой - к выходу блока 8 задержки, и

Д

4 IX) N)

СО

С

ипдиклтор lO, вход которого подключен к выходу схемы И 9.

Нлок и анализа динамики движения пузырьков газа может содержать, на пример, усилитель II, вход которого является входом блока и соедииен с выходом низкочастотного полосового фильтра 3, амплитудный дискриминатор 12, вход которого соединен с выходом усилителя 11, измеритель 13 длительности колебания, вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора 12, и сравнивающее устройство 14, один вход которого соединен с выходом измерителя 13 длительности колебания, другой - с выходом задатчика 15 длительности колебания, являющегося элементом блока 4 анализа динамики движения пузырьков газа, выход, который является выходом блока 4, соединен с одним из входов схемы И 9.

Блок 6 анализа динамики роста пузырьков газа может содержать, например, импульсный усилитель 16, вход которого является входом блока 6 и соедииен с выходом высокочастотного полосового фильтра 5, амплитудный дискриминатор 17, вход которого соединен с выходом импульсного усилителя 16, измеритель 18 интервала времени между импульсами, вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора 17, и сравнивающее устройство 19, один вход которого соединен с выходом измерителя 18 интервала времени между импульсами, другой - с выходом задатчика 20 интервала времени между импульсами, являющегося элементом блока 6 анализа динамики роста пузырьков газа, а выход, который является выходом блока 6, соединен с входом схемы НЕ 7.

Алгоритм функционирования блока 4 анализа динамики движения пузырьков газа состоит в следующем. При появлении сигнала на входе блока 4, который поступает с выхода низкочастотного полосового фильтра 3, он усиливается усилителем 11 и дискриминируется амплитудным дискриминатором 12, уровень дискриминации которого выбирается исходя из .ypoaitn фо- новых шумов. Измеритель 13 дпитель- ности колебаиия измеряет ддитель- , ноСсть сигнала на выходе амплитудного дискриминатора 12, который соответствует прерьапению амплитуды колебания над уставкой,. Сравнивающее устройство 14 производит сравнение длительности зарегистрированного измерителем 13 длительности колебания сигнала с заданным значением, которое формируется эадатчиком 15 длительности колебания, вырабатывает сигнал о наличии газа в активной зоне в случае совпадения измеренной длительности с заданной и подает сигнал на один из входов схемы И 9.

Блок 6 анализа динамики роста пу5 зырьков газа имеет следующий алгоритм функционирования. При появлении сигнала на выходе высокочастотного полосового фильтра 5 он усиливается импульсным усилителем 16 и дискримиQ нируется амплитудным дискриминатором 17. Уровень дискриминации амплитудного дискриминатора 17 выбирается исходя из уровня фоновых шумов. Сигналы на выходе амплитудного дискри5 минатора 17 представляют собой импульсы, амплитуда которых выше уровня дискркму нации. Измеритель 18 интервала времени между импульсами измеряет длительность паузы между

импульсами на выходе амплитудного дискриминатора 17 и передает измеренные значения временных интервалов на сравнивающее устройство 19, которое после сравнения с заданным значением, формируемым задатчиком

20 интервала времени между импульсами, вырабатьгаает сигнал о появлении и росте пузырьков газа в активной зоне в случае совпадения измеренного интервала времени с заданным и подает импульс на вход схемы НЕ 7,

Устройство работает следующим образом.

о

с При отсутствии в активной зоне пузырьков пара или газа ионизационная камера 1 ие улавливает колебаний нейтронного потока, которые могут пызыватьсн появлением или перемещением через активную зону пузырьков газа. При зтом на выходе блока 6 анализа динамики роста пузырьков газа и выходе блока 4 анализа динамики движения пузырьков газа сигналы отсутствуют. Отсутствие сигнала на входе схемы ИЕ 7 вызыьтает наличие сигнала на ее выходе, т.е. наличие сигнала на входе блока 8, задержки, которь1й в простейшем случае пред0

0

b

ставляет сойой реле с задержкой на срабатывание, и соответственно налн чие сигнала на соответствующем вяо- де схемы И 9. Отсутствие сигнала на выходе блока А анализа динамики движения пузырьков газа обуславливает отсутствие сигнала на другом входе схемы И 9, а следовательно, на выходе схемы И 9 сигнал отсутствует и индикатор 10 показывает отсутствие прохождения пузырьков газа, захваченных теплоносителем в газовой подушке его циркуляции по контуру, через активную зону„

При появлении в активной зоне негерметичного по газу твзла из него начинает выходить газ, который приводит к росту пузьфьков газа и их движению вместе с теплоносителем через активную зону ядерного реактора. Эти пузырьки газа модулируют соответ- ствуюгглм образом нейтронный поток, колебания которого преобра:,уются ио- иизационной камерой 1 в колебания злектрического тока, преобразуются измерителем 2 сигнала в вид, удобный для обработки полосовыми фильтрами 3 и 5 (например, в напряжение, в ток или в частоту), выделяются высокочастотным полосовым фильтром 5, анализируются блоком 6 анализа динамики роста, который формирует на своем выходе сигнал о том, что пузьфьки газа зарождаются в активной зоне, и подает зтот сигнал на вход схемы НЕ 7, которая, в свою очередь, инвертирует его и формирует на соответствующем входе схемы И 9 и через блок 8 задержки отсутствие сигнала, что вызывает отсутствие сигнала на выходе схемы И 9 при любом состоянии другого входа схемы И 9, предотвращая тем самым появление сигнала о прохождении пузырьков газа, захваченных теплоносителем в газовой подушке при его циркуляции по контуру, на входе индикатора 10,

После прекращения выхода газа из иегерметичного твзла в нейтронном потоке пропадают колебания, соответствующие росту пузырьков газа, это приводит к пропаданию сигнала на выходе высокочастотного полосового фильтра 5 и соответственно на выходе блока б анализа динамики роста пу зырьков газа, что, в свою очередь, приводит к появлению сигнала на выхо25

9298Д

де схемы НЕ 7, а так как последний выделившийся пузьфек газа начинает двигаться и, двигаясь, вызывает соответствующие ннзкочастотные колебания нейтронного потока, которые вьщеляются низкочастотным полосовым фильтром 3, анализируются блоком 4 анализа динамики движения пузырьков

10 газа и формируют соответствующий сигнал на входе схемы И 9, то для исключения появления ложного сигнала на выходе схемы И 9 необходимо задержать выдачу сигнала с выхода

5 схемы НЕ 7 ня вход схемы И 9 на время движения пузырька газа от места разгерметизации твэла до выхода за пределы ТВС, что и осуществляется блоком 8 задержки. Блок задержки мо20 жет быть выполнен, например, в виде ждущего одновибратора с соответствующей длительностью }тмпульсов„ С учетом скорости прокачки теплоносителя в быстрых натриевых реакторах время задержки может составлять до 0,5 с. Элемент НЕ 7 и блок 8 задержки можно поменять местами, т.е. вход блока 8 задержки подключить к выходу блока 6 анализа динамики роста

30 пузырьков газа, вход схемы НЕ 7 подключить к выходу блока 8 задержки, а выход схемы НЕ 7 - к соответствующему входу схемы И 9При возникновении в активной зо35 не закипания теплоносителя начинают появляться и охлопываться пузырьки пара, которые модулируют высокочастотные колебания нейтронного потока. Эти колебания преобразуются иониза40 ционной камерой 1 в колебания злектрического тока, преобразуются измерителен 2 сигнала в вид, удобный для обработки полосовыми фильтрами 3 и 5, выделяются высокочастотным поло45 coBbw фильтром 5, анализируются блоком 6 анализа динамики роста пузырьков газа, который формирует на своем выходе сигнал о том, что пузырьки газа зарождаются в активной зоне,

50 и подается этот сигнал на вход схеьм НЕ 7, которая, в свою очередь, формирует на своем выходе отсутствие сигнала, которое через блок 8 задержки передается на соответствующий вход

55 схемы И 9, что вызывает отсутствие сигнала на выходе схемы И 9 при любом состоянии другого входа схемы И.9, предотвращая тем самым появление с игиала о прохождении пузырьков

аза, захваченных теплоносителем в азовой подушке при его циркуляции о контуру, на входе индикатора 10.

При появлечии в активной зоне пуырька газа, принесенного теплоносиелем, например, из-за захвата газа из газовой подушки бака реактора, он, передвигаясь через активную зону, модулирует соответствующим обра- зом нейтронный поток, колебания которого преобразуются в колебания электрического тока ионизационной камерой J, преобразуются в измерительный сигнал измерителем 2 сигнала, выделяются низкочастотным полосовым фильтром 3, анализируются блоком 4 анализа динамжи движения пузырьков газа и ведают сигнал о налнчии газа в активной зоне на вход схемы И 9. При этом на выходе высокочастотного полосового фильтра 5 сигнал отсутствует и блок 6 анализа динамики роста пузьфьков газа через схему НЕ 7 формирует сигнал об отсутствии процесса роста пузырьков газа в активной зоне, который через блок 8 задержки подается на соответствующий вход схемы И 9, обеспечивая тем самим прохождение сигнала о наличии газа в активной зоне с выхода блока анализа 4 динамики движения пузырьков газа на вход индикатора 10, который обеспечивает появление сообщения о наличии в активной зоне движущихся пузырьков газа, захваченных теплоносителем из газовой подушки при его циркуляции по контуру.

По сравнению t прототипом предложенное устройство обладает боль

шей функциональной возможностью эа счет обеспечения контроля за прохождением пузырькоп газа, захваченных теплоносителем из газовой подушки при его циркуляции по контуру.

Формула изобретения

Устройство для контроля за прохождением пузырьков газа через активную зону ядерного реактора, содержащее ионизационную камеру, соединенную с измерителем сигнала, высокочастотный и низкочастотный полосовые фильтры, входы которых подключены к выходу измерителя сигнала, блок анализа динамики движения пузырьков газа, вход которого соединен с выходом низкочастотного полосового фильтра, блок анализа динамики роста пузырьков газа, вход которого соединен с выходом высокочастотного полосового фильтра, схему И, один вход которой подключен к выходу блока анализа динамики движения пузырьков газа, и индикатор, вход которого соедииен с выходом схемы И, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности определения наличия прохождения пузырьков газа, захваченных теплоносителем из газовой подушки, в него введены элемент НЕ и блок задержки, причем выход блока анализа динамики роста пузырьков газа подключен через последовательно соединенные элемент НЕ и блок задержки к второму входу схемы И.

Фиг.

/j

/

Фиг. г