Система регулирования пространственной неустойчивости энерговыделения ядерного реактора Советский патент 1993 года по МПК G21C7/00 

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано для подавления пространственной неустойчивости энерговыделения канального еодо- графитового ядерного реактора.

Целью изобретения является повышение точности регулирования пространственного распределения поля энерговыделения.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы регулирования пространственной неустойчивости энерговыделения ядерного реактора; на фиг. 2 - нормирующий сумматор; на фиг. 3 - задатчик формирования уставок; на фиг. 4 - локальный автоматический регулятор; на фиг. 5 - система автоматического регулирования мощности, В состав системы регулирования пространственной неустойчивости энерговыделения ядерного реактора (см. фиг. 1) входят: 1, I, n - феррозондосые датчики (ФЗД). 2 - нормирующий сумматор (НС), 3 - задатчик

00

ю со о о

о

формирования уставок ФУ) 1 5 b схемы сравнения сигналов в4(ССи) 5(CCi), 6(ССП), 7,8,9 - локальные автоматические регуляторы 7 (ЯДРО, 8(ЛАР|), 9 (ЛАР„), 10 ионизационная камера - (ИК), 11 эадатчик мощности - (ЗМ), 12 - система автоматического регулирования мощности (САР).

В состав типового нормирующего сумматора (см. фиг. 2) входят. 2i 1,j i - ограничительные резисторы, 2г (ОУ) операционный усилитель, работающий в схеме сумматора 2з(Рпс RK) соответственно, сопротивление обратной связи и нагрузки

В состав задагчика Формирования уста вок (см. фиг 3) входят: 3i 1 ,i п компенсационные потенциометры, ЗУ 1.J.N потенциометры задания усгавок. с соответствующими коэффициентами вкчюченич компенсационных потен it иометров Г } и потенциометров задания уставок «Т1 -7 J

В состав любого локального автоматически о регулятора (см фиг 4) входят

, i, п шдогэые датчики (ФЗД)

2- нормирующий сумматор (НС). 3 за датчик формирования устяпок (ЗФУ), 4 схема сравнения (CCi), 7 ИГНКЮР усили- юль сигн.ч/10 ошиики - (УГО) 1ц серропри- зод регулирующею сгоожня гип-э БА о9 (СП), 7j - исполнительный механизм бзря бан-редуктор или винт-глика, 7,i - стержень локального автоматического оегулятора (АР).

В состав системы автоматического ро- улирования мощности (см фиг Б входят 10 - ионизационная камера типа КНК 53М (ИК), 11 - задатчик мощности, типа ПРА-1 или ЗМ1, выполняющий роль нормируюше- ю преобразователя и схемы сравнения (ЗМ), 121 -типовой усилитель сигнала ошибки электронный или магнитный (УСО). 12 - сервопривод регулирующего стрежня типа БА59 (СП), 12з - исполнительный механизм барабан-редуктор (ИМ), 12-1 стержень автоматического регулирования мощности

(АРм).

Система регулирования пространственной неустойчивости энерговыделения ядерного реактора работавг следующим образом.

Датчики магнитного поля, например, феррозонды, устанавливают внутри реактора в сборке Ms 49 реактора типа РБМК-1000, местоположение которых соответствует ре- перным линиям, проведенным из геометрического центра реактора через центры лепестков пространственного распределения напряженности магнитного поля реак0

5

b

0

5

0

5

гора на расстоянии (05 07) Каз радиуса активной зоны от геометрического центра реактора.

Сигналы феррозондовых датчиков (ФД) 1,i nl , соответствующие максимальным значениям энергпвыдоления ег о уст ойчи- вого пространственного распределения в лепес i кпвых областях нэп отмени ост и магнитного поля ядерного реактора поступают на вход нормирующею сумма тора - 2 (НС), выходное напряжемте toioрого ИВых - Zj Hi/n принимают Е)к чгт|ве

i - 1

опорного для каждой локальной области ре гулироолния с определенными масипаОны- мп коэффициентами

Величина опорною напряжения ичме няется прогюрционяпьно уровню мощности pi-акюра ге ктждому значению мощности соответствует свое значение опорного няг.с) пллплюии-й устлпки, например Иь Иг, кснорое имеет место из выходе за лт 1(ин ч Формиро(ния усгаовк - 3 (ЗФУ).

It-Kyiune сигналы 16 с феррозондов ML Hi Ип поступают на первые входы соответ тчющих CXJM сравнения 4 (Cl i), 5{СС,)и П {( Ci. нт пгорые , опорные сигналы

И, И 1/1 ц, F3bl/O;iOU i OfCipblX p.J3HOCUU.IU

(inmiiL nociynai )TB тракты выработки сди (пссомаьовэния типовых усилителей I,HI налои ошибки (УСО) 8i(vrO), 9i(VCO) для усиления CHI налов по мощности

Сигналы рассогласования преобразуются серьч)при1зидлми регулирующих стер- жнзи 2(СП), 92 (СП) и исполнительными механизмами 7з (ИМ), Зз (ИМ, 9з (ИМ) в перемещение регулирующих стержней 74 (APJ. 84 (АР), 94 (АР), в соответствии с принятым алгоритмом регулирования согласно которому сумма всех отклонений, отрабатываемых всеми (q) локальными автоматическими регуляторами(ЛАР) равна

НУЛЮ .- И -0, т е. ЛАРы только перераспк -- 1

ределяют энерговыделение не изменяя общего уровня мощности реактора.

С помощью задатчика формирования уставок устанавливают исходные значения опорных уставок, соответствующих устойчивому пространственному распределению энерговыделения, при этом все ЛАРы могут работать одновременно или циклически, в зависимости от выбранного алгоритма регулирования и величины вносимой реактивности, с ограничениями на скорость ее введения до тех пор, пока сумма всех нормированных отклонений не станет равной нулю,

В случае развития npocrpasственной неустойчивости энергпоыделения в области расположения любого иэ ферросзондовых датчиком, сигнал магнитного поля, пропорциональный градиент пространственного распределения энерговыделения, отрабатывается ЛАР этой области в сторону уменьшения величины энергопыдеяения, в то время как другие ЛАРы отрабатывают сигналы рассогласования в сторону увеличе- ния энерговыделения в соответствующих областях реагирования.

Задатчик формирования устаоок формирует плапающие устанвки в соответствующих областях регулирования таким образом, «по начального задания исходного распределения онер: 01 ыделения не вызывает перемещений стержня или группы сгержчей системы автоматическою регулирования мощнос1и, чго дост1| ается структурным (с/емным) поддержанием постоянства суммы ПЫУОДПЬК сигналсп зэдат- чика

Hi - f.lTSt

Уранненир злдягчика формирования устзпок свячыплпщсс между собой его ос- OQ новные конструкционные параметры записывается в оидо

R

n2r/

где Р

суммзрнное юмпепсацион

ное сопротивление задапшкс уставок,

- - эквивалентное сопротивление

потенциометров задания уставок из п - параллельно включенных цепочек,

О а. 1 - нормированный масштабный коэффициент использования компенсационных потенциометров.

Постоянство выходных напряжений за- датчика формирования устаиок обеспечивается следующим образом.

Предположим, необходимо осуществить смену исходного задания в первой области регулирования, т.е. увеличить

до .

Перемещение движка потенциометра задания уставки - 32 (п) в сторону увеличения снимаемого с него напряжения И-i вызывает перемещение механически свя510

1520

25

OQ

35

40

45

55

зонного с; ним гомпен- .ь ,MIO пстечцитмртра 4i (R ) о crtvni и

чс ним в резулыaie чг-(о общий то -м м к а меньшое те и yr.,v i r м Шг«одные напряжения во scev uirjtiJx Псфчлелльныл цепях так, {то сумг-j ьисд- ных напрям сини зядагчикя ooiri т; i no i

t tlHUH

При переходе па другой ургнюнь стн например с 50% до 100% измен потея коэффициенты включения мотенцисмпров ялдатчика формирорднил уставок г /i - ум до tfi - ffi синдронно с изменением заданного уровни мощности с помои(ыо садатчи- ка Г1ОЩНОСТИ 11 о результате 4cio ссущегтп ЫРТЯ инхрони ,тция изпенбиич

МОЩН(Г 1м,р I I iji T nfllHf М T Cpi ОГЫДСГГнич и; и ( Kris - п ),разгом 1ммйменип .т.ло/(- носо дтин

i . юч.ч автоматичес ого pt i,.4)0bd ния MOIJ HOCTH реактора, соязанн..i мои регулировании прост ране г, ,-,иной неустойчивости энерговыделгния ) f гл ; следу ощим обрачом

Сигналы ионизационных и inn) КЧК преобразуется за/ , ,.uf- мощногти П (ЗМ) типа 1 иг г л

УСИЛИВ 1ЮТСЯ ПО МОипЮСТИ УСИЛИЮ i .-I Ч

1излз ошибки 12i (V001 прообрг ;,,0ч,.| сервоприводом рс1ул1:рую его ci-||J|Ui 12(СП) тип л БА-59, и исполнит, ным чг xanujMOM барабан-редуктор - 12) (ИМ п линейные прромещепич гтерчнч эз1г, ли ческою регулирования - 12-;{ Рг/)

Таким образом сигналь, пар-ч-чрс, магни ного почя, формируемы; за/, т ч-1 устаоок и параметров эн р о м (t ;мпт- формируемые задатчико/i моц .ост. , - тора оказываются развязпчиьтм - t, , 0 бой

(олнико экономические гролм .сп, предлагаемого технического peu.Hh.i г сравнению с прототипом след/кгач г о in мнэние точности регулировании npot BeiiHi u неустойчивости энергопыдгл ниц, так как усиьки формируются с учеши ц i диента знерговнделсния а локо/шзи- ванное упрзвпенис осущрствлчется то IDXD : зон&л г максимальным градиентом jremo выделения, уменьшение длитет (,,и гш релод юго процесса вследствие yi ipa- Ю(Мч энергоаыделечием тслько в зонг с .мкги- мальним значением градиента 3i cp 0in-,-; ления, повышение энергос1 рлбпт И ядерного реактора за счет псключешч оз мом но;ги развития пространств1 i ;c/ не

УСТОЙЧИВОСТИ На НОМИНППЬНОМ У)Н П1К

мощности и повышением ядосног .. с- nocui реамора, oCycr.onrei . .1-; , - ем аномального функционирования контуров актирной зоны.

Формула изобретения

Система регулирования пространственной неустойчивости энерговыделения ядерного реактора, содержащая первый - п-й феррозондовые датчики магнитного поля, первый - n-й локальные автоматические регуляторы, задатчик мощности, первые вход и выход которого подключены соответственно к выходу ионизационной камеры и к входу блока автоматического регулирования мощности, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования, введены первый - n-й блоки сравнения сигналов, задатчик формирования уставки и нормирующий сумматор, первый - n-й входы и выход которого подключены к

выходам соответственно первого - n-го фер- розондовых датчиков магнитного поля и к первому входу задатчика формирования уставки, второй и первый выход которого подсоединены соответственно к вторым выходу

и входу задатчика мощности, второй -4-й выходы задатчика формирования уставки подключены к первым входам соответственно первого - n-го блоков сравнения сигналов, причем вторые входы последних

подключены к выходам соответственно первого - n-го датчиков.

Область использования - ядерная энергетика, в частности для подавления пространственной неустойчивости энерговыделения канального водографитоеого ядерного реактора. Суть изобретения состоит в том, что в систему регулирования пространственной неустойчивости энерговыделения ядерного реактора, содержащую первый - n-й феррозондовые датчики магнитною поля, первый - n-й локальные автоматические регуляторы, задатчик мощности первые вход и выход которого подключены соотпетсгвенно к выходу ионизационной камеры и к входу блока автоматического регулирования мощности для повышения точности регулирования, введены первый n-й блоки сравнения сигналов, задатчик формирования установки и нормирующий сумматор, первый - n-й входы и выход которого подключены к выходам соответственно первого - п-го феррозондосых датчиков магнитного поля, и к первому входу задатчика формирования установки, второй вход и первый выход которого подсоединены соответственно к второму выходу и второму входу зада гчика мощности, второй - n-й выходы задзтчика формирования установки подключены к первым входам соответственно первого - п-ю блоков сравнения сигналов, причем вторые входы последних подключены к выходам соответст венно первого - п-го датчиков. со с

2jffloc}

1;

2Л)

3i

tti)

а

J;

fry)

Фиг.1

vt

JL

Ь

Ря)

Ujl

U„I

#