Устройство аварийной защиты ядерного реактора Советский патент 1990 года по МПК G21C7/36 

Изобретение относится к системам управления и защиты ядерных реакторов и может быть использовано в схемах формирования сигнала аварийной защиты .по сигналу периода.

Цель изобретения - повышение быстродействия без снижения помехоустойчивости.

На фиг.1 представлена- структурная схема устройства аварийной защиты реактора; на фиг.2 - временные диаграммы входных напряжений U соответствующих элементов устройства при наличии помех (диаграммы.а - аварийное уменьшение периода; диаграммы б - неопасный скачок реактивности); на фиг.З - графики времени нарастания t сигнала, обратно пропорционального периоду (на выходе дифференцирующего устройства) , при подаче скачка реактивности в зависимости от установившегося периода реактора Т для реактора типа РБМК при различных постоянных времени измерения .0 и уставке, соответствующей допустимому периоду 10 с, Устройство аварийной защиты ядерного реактора (фиг.1) содержит логарифмирующий элемент 1, инерционное

30

25

дифференцирующее устройство 2, задат- JfiK 3 уставки, две схемы 4 и 5 сравнения, пиковый детектор 6, делитель 7, одновибратор 8, инвертор 9 и триггер 10.5

Кроме того, устройство может содержать элемент 11 задержки, дополнительный делитель 12 и третью схему 13 сравнения..

Устройство работает следующим об- (фиг.2).

I Сигнал и.-, обратно пропорциональ1 ый периоду Т, формируется с заданной t5 Достоянной времени на выходе инерционного дифференцирующего устройства 2. Йервая схема 4 сравнения формирует Сигнал запуска одновибратора 8/если сигнал (1/Т) превышает уставку U 20 дадатчика 3 уставки. Пиковый детектор 6 регистрирует максимальное значение сигнала (1/Т), которое уменьшается на заданную величину 0. (здесь S зависит от сигнала на выходе пикового детектора) делителем 7 (U) В момент окончания импульса Ug одновибратора 8 при наличии единичного сигнала на J-входе триггер 10 устанавливается в.единичное состояние , что означает срабатывание устройства аварийной защиты (фиг.2, диаграмма а). Сброс устройства производится по R- входу JK-триггера 10. На К-в,ходе три гера 10 сформирован нулевой потенциал в предположении, что используется прямая.логика.

Если в момент окончания импульса Ug одновибратора 8 (фиг.2, диаграммы б5 текущее значение сигнала Ug на выходе инерционного дифференцирующего устройства 2 не цревышает значения выходного напряжения U делителя 7,. то сигнал Uj на выходе второй схемы .5 сравнения равен логическому нулю и JK-триггер, 10. не срабатывает (фиг,2, диаграммы б).

Постоянная времени апериодики tg инерционного дифференцирующего устройства 2 и длительность импульса t одновибратора 8 выбираются в соответствии с формулой изобретения. Для этого можно использовать зависимости, представленные на фиг.З. Так, напри30

35

40

45

50

раз увеличить быстродействие устрой ства аварийной защиты в наиболее опасных режимах.

При наличии помех, если максимал ная по модулю величина шума не прев шает 0,5о, то гарантируется несраба вание устройства при уменьшении сиг нала в момент окончания заданного и тервала времени на . При равенств сигнала максимальному значению гара тируется срабатывание устройства.

В зависимости от свойств реактор характер спада сигнала, обратно про порционального периоду 1/Т, после достижения максимума может быть раз личным. Если анализ спадающей части не нужен, можно добавить дополнител ное, условие, обеспечивающее проверк только в том случае, если произошел скачок сигнала 1/Т заданной величин

Устройство может дополнительно содержать элемент 11 задержки, допо нительный делитель 12 и третью схем 13 сравнения. Единичный сигнал на выходе третьей схемы 13 сравнения формируется при превышении сигналом на выходе дополнительного делителя сигнала на выходе элемента 11 задер ки, т.е. если сигнал, обратно пропо циональный периоду, возрастает за заданный отрезок времени на заданну величину. Одновибратор 8 запускаетс при наличии единичных сигналов на е входе и управляющем входе. Такой одновибратор может быть peaлизoвaHj например, в виде последовательно со диненных схемы И и одновибратора с одним запускающим входом. В остальн устройство работает аналогично. Коэ фициент деления-дополнительного дел теля 12 и задержка элемента 11 задержки выбираются из условия регист рации опасных скачков и с учетом тр бований помехоустойчивости.

Преимущество устройства заключае ся в том, что аварийный сигнал форм руется не по значению установившего периода, а по характеру изменения с нала, обратно пропорционального периоду, в течение короткого интервал времени. Это увеличивает в нескольк раз быстродействие устройства авари ной защиты в наиболее опасных режимер, для допустимого установившегося мах, например при вводе большого по периода 10 с можно выбрать ,146 с

55

и о 0,2 с илиГ 0,288 с и & - 0,,8 с

л

и т.д. Возможность выбора (7 в пределах 0,1-0,5 с позволяет в несколько

величине положительного скачка реак Т1тености- и при быстром- уменьшении периода. Еще один положительньй эффект заключается в том, что задержк

5

5

5 0

0

5

0

5

0

раз увеличить быстродействие устройства аварийной защиты в наиболее опасных режимах.

При наличии помех, если максимальная по модулю величина шума не превышает 0,5о, то гарантируется несрабатывание устройства при уменьшении сигнала в момент окончания заданного интервала времени на . При равенстве сигнала максимальному значению гарантируется срабатывание устройства.

В зависимости от свойств реактора характер спада сигнала, обратно пропорционального периоду 1/Т, после достижения максимума может быть различным. Если анализ спадающей части не нужен, можно добавить дополнительное, условие, обеспечивающее проверку только в том случае, если произошел скачок сигнала 1/Т заданной величины.

Устройство может дополнительно содержать элемент 11 задержки, дополнительный делитель 12 и третью схему 13 сравнения. Единичный сигнал на выходе третьей схемы 13 сравнения формируется при превышении сигналом на выходе дополнительного делителя 12 сигнала на выходе элемента 11 задержки, т.е. если сигнал, обратно пропорциональный периоду, возрастает за заданный отрезок времени на заданную величину. Одновибратор 8 запускается при наличии единичных сигналов на его входе и управляющем входе. Такой одновибратор может быть peaлизoвaHj например, в виде последовательно соединенных схемы И и одновибратора с одним запускающим входом. В остальном устройство работает аналогично. Коэффициент деления-дополнительного делителя 12 и задержка элемента 11 задержки выбираются из условия регистрации опасных скачков и с учетом требований помехоустойчивости.

Преимущество устройства заключается в том, что аварийный сигнал формируется не по значению установившегося периода, а по характеру изменения сигнала, обратно пропорционального периоду, в течение короткого интервала времени. Это увеличивает в несколько раз быстродействие устройства аварийной защиты в наиболее опасных режимах, например при вводе большого по

величине положительного скачка реак- Т1тености- и при быстром- уменьшении периода. Еще один положительньй эффект заключается в том, что задержка

5 . 16070 формирования аварийного сигнала одинакова при любом характере изменения , периода реактора.

Положительный эффект, создаваемый предлагае й 1м устройством, может быть получен при использовании его в системах аварийной защиты ядерного реактора наряду с традиционными средствами.

10

Формула изобретения

1. Устройство аварийной защиты ядерного реактора, содержащее логарифмирующий элейент, вход .которого ЯВЛЯ- )5 ётся входом устройства, инерционное дифференцирующее устройство с заданной постоянной времени апериодики, вход которого соединен с выходом логарифмирующего элемента, задатчик уставки 20 и первую схему сравнения, первый вход которой соединен с выходом задатчика уставки, а второй - с выходом инерционного дифференцирующего устройства, отличающееся тем, что, 25 с Целью повьшения быстродействия без снижения помехоустойчивости, введены пиковьй детектор, делител;., вторая схема сравнения, одновибратор, JK- триггер, причем вход пикового детек- ЗО

1

тора и первый вход второй схемы сравнения соединены с вькодом инерционного, дифференцирующего устройства, выход пикового детектора подключен к входу делителя, выход которого соединен с вторым входом второй схемы сравнения, выход первой схемы сравнения подключен к входу одновибратора, выход одно вибратора через инвертор подключен к синхровходу JK-триггера, к J-входу которого подключен выход второй схемы сравнения, на К-вход подключен потенциал логического нуля, установочный вход JK-триггера является входом сброса устройства, а выход - выходом устройства.

2. Устройство по п,1, о т л и - чающееся тем, что, в него введены элемент задержки, дополнительный делитель и третья схема сравнения причем входы элемента задержки и дополнительного делителя соединены с выходом инерционного дифференцирующего устройства, первьй вход третьей схемы сравнения соединен с выходом дополнительного делителя, второй - с выходом элемента задержки, выход третьей схемы сравнения подключен к управляющему входу одновибратора.

Изобретение относится к системам управления и защиты ядерных реакторов и может быть использовано в схемах формирования сигнала аварийной защиты по сигналу периода. Цель изобретения - повышение быстродействия без помехоустойчивости. Устройство аварийной защиты ядерного реактора содержит логарифмирующий элемент, инерционное дифференцирующее устройство, задатчик уставки и схему сравнения. Введение в устройство пикового детектора, делителя, второй схемы сравнения, одновибратора, инвертора и JK-триггера, соединенных особым образом, позволяет формировать аварийный сигнал не по значению установившегося периода, а по характеру изменения сигнала, обратно пропорционального периоду, в течение короткого интервала времени. Это позволяет повысить быстродействие устройства, уменьшить задержку формирования аварийного сигнала при скачках реактивности. Кроме того, в устройство могут быть введены элемент задержки, дополнительный делитель и третья схема сравнения, что повышает помехоустойчивость устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

. Рие.;

и

и

В

Т

и.

и.

10

и,

Риг. 2

t..

0,45

0,35

0,25

0,15

10 20

.... Фиг.З

Составитель О.Боженков Редактор А.Маковская Техред М.Ходанич - Корректор Л.Бескид

Заказ 13552 , Тираж 347Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

из

1,5 с

30

Т„.с