Устройство управления мощностью петлевого канала ядерного реактора

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ .УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ ПЕТЛЕВОГО КАНАЛА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, включающее газовый орган управления, размещенный в петлевом канале коаксиально его оси и соединенный с регулятором давления газа-поглотителя , отличающееся тем, что, с целью повьшения автономности управления мощностью петлевого канала за счет уменьшения влияния устройства на реактивность и энергораспределение ядерного реактора, устройство содержит дополнительный газовьш орган управления, размещенный коаксиально основному газовому органу управления и отделенный от него слоем теплоносителя-замедлителя, причем дополнительный газовый орган SP управления соединен с регулятором давления газа-поглотителя. СО о ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ((9) (1!) (51) 4 С 21 С 7/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

0llH0AHHE HS06PE TEHH) "-

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ig g" -ф (21) 3511465/18-25 (22) 12. 11,82 (46) 23. 08. 85. Бкл. № 31 (72) В.И. Колядин, А. Н. Косилов, /

П.Т.Потапенко и В.П.Сивоконь (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (53) 621.039.562.5(088.8) (56) 1. Косилов А.Н. и др. "Атомная техника за рубежом", 198 1, Р 9, с.3. 2. Андреев В.И. и др. Атомная энергия, 1981, т. 51, вып. 5, с. 302 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

МОЩНОСТЫ ПЕТЛЕВОГО КАНАЛА ЯДЕРНОГО

РЕАКТОРА, включающее газовый орган управления, размещенный в петлевом канале коаксиально его оси и соединенный с регулятором давления газа-поглотителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения автономности управления мощностью петлевого канала за счет уменьшения влияния устройства на реактивность и энергораспределение ядерного реактора, устройство содержит дополнительный газовый орган управления, размещенный коаксиально основному газовому органу управления и отделенный от него слоем теплоносителя-замедлителя, причем дополнительный газовый орган g управления соединен с регулятором давлечия газа-поглотителя.

1 0с1 ст 7б 2

11з Обрете ние относится к I i I II« IK. ядерных реакторов. Оно предназначен 1

ДЛЯ аВТОНОМНОГО У11РаВГтЕН1ЛЯ Мсв1тНОС Г.: Ю ис тлевого канала ядерного реактора преимущественно в целях исслс дов".I«si 5 твэ IQB на динамические лат.ру 1ки, Пзвестно устройство;тля управ:тс.ния мощностью петлевогo канала, с одержав щее регулировочные стержни сисгем1,1 управления и защттты СУЗ реактора 1

Недостками этого устройства являются неравномерное по высоте лет-.åвсro канала уг:равляющее воздействие на энерговыделение в кана.те и си,:тьное влияние на э нерг овыпеле «тие с ос елттих каналов реактора в целом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для управления мощностью петлевого канала 20 ядерного реактора, вклютаютттее газовый орган управления, размещенный в нетв левом канале коаксиально его оси и соединенный с регулятором давления газа — поглотителя (2).

Недостаточная автономность управEIF Hèÿ такого устройства обусловлена тем> что в процессе управления мощ1 ностью петлевого канала возмущение реактивности реактора составляет

О, 2-0, 3 Ъ, что компенсируется регулирующими стержнями реактора.

Это приводит к нестационарным возмущения м радиально-азимутального энергораспределения реактора и соз— дает дополнительную нагрузку автоматическому регулятору реактора.

Целью изобретения является повышение автономности управления мотцностьсс щ петлевого канала за счет уменьшения влияния устройства на реакттлвност«г и энергораспределение ядерного реактора.

Поставленная цель достигается гт 5 тем, что предлагаемое yc;po!cтвс управления мощностью петлевого канала ядерного реактора., включающее газовый орган управления, размещенный в петлевом канале коаксиально его50 оси и соединенный С рстгулятором давления газа-поглотителя, содержи-: дополнительный газовый орган управления, размещенный коаксиально основному газовому органу управления и 55 отделенный от него слоем теплоносите-. ля-замедлителя, причем дополнитель.ный газовый орган уттравления c oåäèíeí р е 1 "1 л я о р о м,,а г ., c I i «I 1 а з я и о г."I О т Й i с ля, От.—.и-lттте.тьстой особс.нностью изобрегс11ия яв.тяет ся практтт:ес ки полное ттсутстви» возмущений реактивности

-i э i! å рг ора с:-.редел е ния при управлении . "Iощllо .. тью i!å 1л с в ОГ Гг кана. Iа, 3 . о дО с::игается за счет одновременного, но разнополярного (астлнхронного) изменетгия плотности газа-поглотителя в двух коаксиальных газовых органах, один из icnторых C ос новстой) значительно преВОСХОДИТ .с;РУГОй ПO ОТНОтттeНИЮ ЭСhсjтeКтивности по мощности к эффективности

1то ресткт«тв-I"îñти, где эсЬфективность по мощности и эффективность по реак.;ивности — степень изменения мощности

eTJIeI1oão канат-.а и реактив«тости реактора ири единичном изменении плотности га !2 — .оглотителя в органе управления соответственно.

На чертеже представлен пстлевой к нал ядерного реактора 1 с разметттенньтмтл в нем экспериментальной тепловыделяющей сборной 2 и устройством для управления мощностью пе тлевого канала, согдержапщим основной газовый орган управления 3 и дополнительный газовый орган управления 4.

Они выполнены в форме полых оболочек, Окружаюши экспериментальную тепловыделяющую сборку 2., и разделены слоем теплоносителя-замедли-.еля 5 петлевого канала 2, например обычной водой. Через отсечные клапаны б и 7 оргаиь управления 3 л 4 подключены к регулятору давления газа-поглотителя 8 в них (регулируемому реверсному

«тасосу) .

Работает устроиство следующим

Образом.

B исходном состоянии при максимальI,о-возможт- ой мощности ":å«!:Ioâ«!JåJ-;ÿloùåé

:áoðêè 2 газ-поглотитель нейтронов (г..ти«1-3) в органс управлент-,я 3 практичес:ки отсутствует,, сосредоточеи в органе управления 4 и пр«тлегающей к нему комму«тика1тионной «1инии. В этОм состоянии мощность тепловыделяющей сборки 2 ослаблена гелием-3 незначительно., поскольку эффективность по мощности Органа управления 4 невелика.

Для ослабления мощности тепловыделяюII!e«I сборки 2 по заданному закону управления открывают отсечные клапаны б и 7 и включают на требуемую про:лзводительность регулятор давления 8, который начинает перскачивать гелий вЂ

762 редактор Л.Утехина ТехредИ.Асталош Корректор A.Çèìîêoñoâ

Заказ 5768/3 Тираж 408 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

3 1099 из органа управления 4 в орган управления 3. При этом ослабление мощности тепловыделяющей сборки 2 происходит без возмущени реактивности и энергораспределения ядерного реактора, 5 так как объем органа управления 4 и прилегающей к нему коммуникационной линии выбран так, чтобы уравнять его по изменению реактивности органом управления 3, т.е. обьем органа управ- 1О ления 4 должен быть больше объема органа управления 3, так как последний имеет меньший радиус.

Эффективность по мощности органа управления 4 значительно меньше, чем 15 аналогичная эффективность органа управления 3 за счет меньшей плотности гелия-3 (больший объем), большего радиуса и наличия слоя теплоносителязамедлителя 5 между ними. 20

Основной 3 и дополнительный 4 органы управления размещены коаксиально в непосредственной близости друг от друга, поэтому в процессе работы не возмущают пространственное энерговы- 25 деление ядерного реактора помимо изменения радиального энергораспределения в самом петлевом канале.

После достижения мощностью тепловыделяющей сборки 2 заданного уровня Зп отсечные клапаны 6 и 7 закрывают, регулятор давления газа-поглотителя 8 отключают, При минимально возможной мощности тепловыделяющей сборки 2 гелий-3 в органе управления 4 практи35 чески отсутствует и сосредоточен в органе управления 3, Для увеличения мощности тепловыделяющей сборки 2 необходимо вновь открыть отсечные клапаны 6, 7 и включить регулятор давления > газа-поглотителя 8 на требуемую производительность в реверсивном режиме.

В этом случае гелий-3 протекает в обратном направлении из органа управления 3 в орган управления 4, Как и 45 в первом случае процесс увеличения мощности пе сопровожд;le .òcÿ возмущениями реактивности и энергораспределе— ния ядерного реактора.

Как показали расчеты, дополнительный газовый орган управления 4, представленный на чертеже, является наиболее прдпочтительным, так как .имеет наивысшее отношение эффективности по реактивности к эффективности по мощности. Однако дополнительный газовый орган управления может иметь и другую форму, например цилиндрического полого стержня, размещенного в центральном отверстии тепловыделяющей сборки 2. Такая форма дополнительного органа является предпочтительной при отсутствии или малой толщине слоя теплоносителя-замедлителя 5.

Поскольку ос.новной 3 и дополнительный 4 органы управления имеют различные радиусы (и могут иметь различные толщины) для выравнивания но реактивности следует изменить объем коммуни— кационной линии, прилегающей к органу управления 4, например, путем присоединения к ней ресивера нужного объема. В этом случае они будут работать в различных диапазонах изменения давления газа-поглотителя.

Изобретение обеспечивает практически полную автономность управления мощностью петлевого канала без возмущения реактивности и энергораспределения ядерного реактора в процессе управления, в то время как базовый объект-прототип создает в процессе работы динамические возмущения по реактивности до 0,3р, а по энергораспределению до 57. Кроме того, данное техническое решение повышает надежность автоматического регулятора ядерного реактора, так как снижает интенсивность его работы (устраняет необходимость компенсировать возмущения. реактивности от петлевого эксперимента), и достаточно просто в реализации.