Устройство для управления ядерным реактором Советский патент 1977 года по МПК G21C7/36 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЯДЕРНЫМ РЕАКТОРОМ

щих стержней, вторая группа регулирующих стержней 10, обозначенная на схеме нндексом «D и служащая для компенсации воздействия выгорания на реактивность, содержащая около 1/10 от числа всех регулирующих стержней и перемещаемая практически по всей высоте активной зоны 2, что условно показано на схеме позицией 11, третья группа регулирующих стержней 12, обозначенная на схеме индексом «X и предназначенная для компенсации ксенонового отравления, содержащая менее 1/4 от числа всех регулирующих стержней. Эти стержни выполнены из слабопаглощающего нейтроны материала (серые стержни) и по отдельности или малыми группами опущены в активную зону 2 или извлечены из нее, что условно показано на схеме позицией 13. На контуре теплоносителя 3 установлены датчики 14 и 15 температуры на выходе из теплообменника 4 и на выходе из реактора 1. Датчики 14 и 15 подключены к блоку усреднения 16, выход которого сравнивается с заданным значением от задатчика 17 в блоке сравнения 18, который подключен к пропорционально-дифференциальному (ПД) регулятору 19, который через пропорциональное звено 20 с зоной нечувствительности ± 1°С подключен к исполнительному механизму, например, щаговому электроприводу 21 стержней группы «L, что показано на схеме линией действия 22. Электропривод 21 имеет датчик положения 23. Блоки 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 и 23 составляют средство перемещения группы регулирующих стержней «L 8.

Активная зона 2 оборудована по меньщей мере двумя группами датчиков нейтронного потока 24 и 25, размещенными в верхней и нижней областях ее. Эти датчики 26 принадлежат к внутризонному оборудованию 27, устанавливаемому известным способом, и подключены к усилителям 28, подключенным к схеме вычитания 29 вместе со счетным устройством 30, вычисляющим общую тепловую мощность реактора. Расчет заданного значения распределения сгорания производится в блоке 31 с учетом показаний датчика 23. Блок 31 через блок замедления 32 подключен к блоку сравнения 33, который подключен к регулятору распределения мощности 34, содержащему временные элементы 35 и 36 и пропорциональное звено 37 с зоной нечувствительности. После сравнения выходных сигналов временных элементов 35 и 36 регулятор распределения мощности 34 подключен к переключателю 38, общий контакт которого подключен к блоку сравнения 39, на другой вход которого подключен задатчик 40 положения регулирующих стержней второй группы «D 10. Выходной сигнал блока сравнения 39 после сравнения с сигналами датчика 23 и ПД-регулятора 19 подается через пропорциональное звено 41 с зоной нечувствительности ± 5 см на вход исполнительного механизма привода стержней второй группы

«D 10, например, щаговый электропривод 42. Ко второму контакту переключателя 38 подключено внереакторное измерительное устройство 43 с датчиками 44 и 45, суммирующее усреднители 46, которые поосле вычита}1ия их сигналов подключены к регулятору 47.

Средство для введения в активную зону 2 поглощаюш,ей к/йтроны жидкости, например,

деионата (деионизированной воды) или борной кислоты содержит трубопроводы 48 для борной кислоты и трубопровод 49 для деионата, насос 50, вентили 51 и 52, управляемые приводом 53.

Датчик 54 положения регулирующих стержней группы «D 10 подключен к блоку сравнения 55 вместе со счетным устройством 30 и задатчиком 56 положения peгyvтиpyющиx стержней группы «D 10 и далее через второй переключатель 57 с одной стороны к исполнительному механизму привода стержней группы «X 12, например, щаговому электроприводу 58 через пропорциональное звено 59 с зоной нечувствительности гЬ 20 см, а с другой стороны - к приводу 53, на второй вход которого может быть подключен датчик 60 положения стержней группы «X 12. Устройство работает следующим образом. Сигналы с датчиков 14, 15 температуры усредняются в блоке 16 и сравниваются в блоке 18 с заданным значением. Сигнал разбаланса поступает через ПД-регулятор 19 и пропорциональное звено 20 на электропривод 21 группы стержней «L 8. Стержни этой

группы перемещаются так, чтобы обеспечить постоянство общей тепловой мощности реактора.

После вычитания в блоке 29 усредненных и усиленных в блоках 28 сигналов с детекторов 26 осуществляется сравнение в блоке 33 разностного сигнала и заданного сигнала, вырабатываемого в блоках 31 и 32 и сигнал разбаланса служит заданием для блока 34. В блоке 31 формируется сигнал на основе измерения местной мощности верха и низа активной зоны с учетом средней температуры теплоносителя, числа оборотов насоса 5 и положения стержней группы «L 8. Затем сигнал с блока 34 через переключатель 38 поступает для сравнения с сигналом задатчика 40 и после корректировки по сигналам от средства перемещения стержней группы «L 8 поступает через звено 41 на электропривод 42 стержней группы « 10. Задание для

стержней группы «D 10 изменяется с ростом общей тепловой мощности реактора и уменьщаемой местной мощностью в верхней части активной зоны прибором, учитывающим изменения во времени в направлении большей

глубины погружения. Это значит, что при погружении стержней группы «D 10 происходит подъем стержней группы «L 8 так, что мощность в верхней половине активной зоны снова повышается. Таким образом, стержни

группы «D 10 будут перемещаться, когда существует или ожидается нежелптельное распределение мощности.

Пропорциональный регулятор 59 перемещает стержни группы «X 12 только при больщих значениях сигнала с блока сравнения, рассчитанной в блоке 30 величины тепловой мощности реактора и данных о положении стержней группы «D 10. В качестве дополнительной величины могут быть использованы данные от задатчика 56. Когда стержни группы «Х 12 достигнут крайнего положения, по сигналу с датчика 60 включается привод 53 и в активную зону подается поглощающая нейтроны жидкость. Переключателем 57 задается режим работы компенсации либо стержнями группы «X 12, либо подачей жидкого поглотителя.

Устройство особенно эффективно применять с однотипными стержнями регулирования с длиной поглощающей части, равной высоте активной зоны, и для реа кторов большой мощности, имеющих большие габариты, например, с активной зоной высотой более 3,5 м.

Формула изобретения

1. Устройство для управления ядерным реактором, содержащее первую и вторую группы регулирующих стержней со средствами управления их перемещением и средство для

введения в активную зону поглощающей нейтроны жидкости, отличающееся тем,что, с целью уменьщения неравномерности энерговыделения по высоте активной зоны, введены по меньшей мере по одной группе датчиков нейтронного потока, размещенные в верхл й и нижней частях активной зоны и йнные через блок вычитания, регулятор распределения мощности и первый переключатель к задатчику положения второй группы регулирующих стержней.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что введена третья регулирующих стержней со средством управления их

перемещением, на вход которой через второй переключатель подключен блок сравнения положения стержней второй группы с заданным значением с тепловой мощностью реактора, который через второй переключатель

подключен к средству для введения в активную зону поглощающей нейтроны жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США № 3706921, кл. 318-564, 1972 г.

2.Симпозиум МАГАТЭ, Прага, 1973, январь 22-26, Доклад IAEA/M-168/А-8 (Канада).

3.«Труды семинара по ядерным силовым установкам, раздел «Регулирование ядерных

силовых установок, стр. 57-64, 1970, ФРГ.

J iJTr JpL4

J3-II

Vlf

46 Ч-5

Vff

-/6