Устройство для обнаружения радиоактивноопасных отказов системы газового управления нейтронным потоком

 

1. Устройство для обнаружения радиоактивноопасных отказов системы газового управления нейтронным потоком, содержащее последовательно включенные датчик давления, расположенный в газовом органе управления с рабочими объемами, заполненными газом, счетно-решающий блок и блок сигнализации отказов, отличающеес я тем, что, с целью повьшения оперативности обнаружения радиоактивноопасных отказов и обеспечения оперативного контроля по тритию без нарушения герметичности системы за I счет контроля регулировочной характеристики газового органа управления, (Л к счетно-решающему блоку через коммутатор дополнительно подключены два нейтронных датчика, один из которых установлен в центральной полости газового органа управления, а другой за пределами газового органа управления , и датчик температуры, установленный в центральной полости газового органа управления. 00 00 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что к счетнорешающему блоку дополнительно подключены датчики давления и температуры, установленные в рабочих объемах.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ()4 G 21 С 7/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3557204/18-25 (22) 28.02.83 (46) 07.09.85. Бюл. У 33 (72) В.И. Андреев, В.И. Колядин, А.Н. Косилов, П.Т. Потапенко, В.П. Сивоконь и А.И. Смирнов (53) 621.039.5(088.8) (56) 1. Bodh R, Не absorber technique in the studsvik R-2 reactor

paper, presented dt the EUROAT0H

meeting on irradition devices, Riso, Demnark, Мау, 1976.

2. Osborne R.V., Hazards and

protection from tritium produced

in an experimental reactor lоор, АЕС1 -6098.

3. Lagrange М. 1.а. Gaseons

absorber used for reactivity control

with power reactor TS application

on EL-4, Proc of à. Symp on Physics

and Масег1а1 Problem, Vienna, ISEA, 1963, р. 733.

4; Андреев В.И. и др. Атомная энергия, 1981, т. 51, вып. 5, с. 302 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ РАДИОАКТИВНООПАСНЫХ ОТКАЗОВ СИСТЕМЫ

ГАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ НЕЙТРОННЫМ ПОТОКОМ.

„;,sU„»JI130338 А (57) 1. Устройство для обнаружения радиоактивноопасных отказов системы газового управления нейтронным потоком, содержащее последовательно включенные датчик давления, расположенный в газовом органе управления с рабочими объемами, заполненными газом, счетно-решающий блок и блок сигнализации отказов, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения оперативности обнаружения радиоактивноопасных отказов и обеспечения оперативного контроля по тритию без нарушения герметичности системы за счет контроля регулировочной харак- I теристики газового органа управления, к счетно-решающему блоку через коммутатор дополнительно подключены дпа нейтронных датчика, один из которых установлен в центральной полости га- а зового органа управления, а другойза пределами газового органа управления, и датчик температуры, установленный в центральной полости газового органа управления.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что к счетнорешающему блокудополнительно подключены датчикидавления итемпературы, установленные в рабочих объемах.

1 11103

Изобретение относится к ядерной технике и предназначено для обеспечения радиационной безопасности при работе с системами гаэового управления нейтронным потоком, преимущественно петлевых каналов ядерного реактора.

Известны устройства для обнаружения радиоактивноопасных отказов системы газового управления нейтронным по-10 током (разгерметизации ее газового контура и отказа устройств очистки рабочего газа в органе управления от радиоактивного трития), содержащие датчики р-активности тритир внутри газового контура и в окружающем воздухе, счетно-решающий блок и, блок сигнализации $1) j2). Устройство (1) не позволяет своевременно обнару жить наиболее опасный отказ — разгер20 метизацию газового органа управления и предотвратить выход высокоактивного теплоносителя петлевого канала по газовым коммутациям за пределы газового органа. Кроме того, время обнаружения разгерметизации устройством зависит от концентрации трития в га зовом контуре системы и места расположения датчиков -активности, что обусловливает недостаточно высокую оперативность обнаружения разгерметизации. Контроль содержания трития в газовом контуре системы по датчикам

8-активности возможен лишь при их размещении внутри газового контура, что ухудшает его герметичность.

Известно устройство для обнаружения радиоактивноопасных отказав системы газового управления нейтронным потоком, содержащее контактные датчики разъемных соединений газового

40 контура системы, подключенных через счетно-решающий блок к блоку сигнализации отказов j3). Контроль содержания трития в системе осуществляется

45 вручную посредством отбора проб газа на анализ. Это устройство не позволяет обнаружить наиболее опасный отказ-разгерметизацию газового органа управления, а также разгерметиза50 цию сварных соединений газового контура системы и опасное содержание трития в ней.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для обнаружения радиоактивноопасных отказов системы газового управления

18 нейтронным потоком, содержащее последовательно включенные датчик давления, расположенный в газовом органе управления, соединенном с рабочими объемами, заполненными газом, счетно-решающий блок и блок сигнализации отказов $4). В простейшем случае счетно-решающий блок представляет собой элемент сравнения и дискриминатор уровня ошибки. Это единственное устройство, нашедыее применение на отечественных установках об-! наружения радиоактивноопасных отказов системы газового управления нейтронным потоком.

Недостатками устройства являются недостаточно высокая оперативность обнаружения отказов и отсутствие контроля по тритию, обусловленные следующими причинами. Контроль герметичности по давлению газа не позволяет обнаружить частичную разгерметизацию элементов системы во время переходных процессов,.длительность которых обычно составляет от 10 до

100 мин. Время обнаружения наиболее

C опасного отказа устройством-разгерметизации газового органа управления. зависит от степени разгерметизации и может быть значительным, так как верхний допустимый предел изменения давления должен превышать максимально возможное давление газа в системе (3-5 NIIa}. Устройство не обеспечивает контроль содержания трития в системе, так как его накопление не сопровождается изменением давления рабочего газа. Как было отмечено ранее, . обеспечение оперативного контроля по .тритию известными средствами требует применения сложных специализированных датчиков я-активности и ухудшает герметичность контролируемой системы.

Целью изобретения является повышение оперативности обнаружения радиоактивноопасных отказов системы газового управления нейтронным потоком и обеспечение оперативного контроля по тритию беэ нарушения герметичности системы эа сче г контроля регулировочной характеристики газового органа управления.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обнаружения радиоактивноопасных отказов системы газового управления нейтронным потоком к счетно-решающему блоку з 11103 через коммутатор дополнительно подключены два нейтронных датчика, I один из которых установлен в центральной полости газового органа управления, а другой — эа пределами газового органа управления, и датчик температуры, установленный в центральной полости газового органа управления. Кроме того, к счетно-решающему блоку через коммутатор дополнительно подключены датчики давления и температуры, установленные в рабочих объемах.

Изобретение поясняется чертежом.

Устройство состоит из нейтронного датчика 1, расположенного вдоль оси петлевого канала 2 в центре газового органа управления 3, нейтронного датчика 4, расположенного вне газового органа управления 3, датчика температуры 5, установленного в центральной полости газового органа управления, датчиков 6 и 7 темпера туры, установленных в рабочих объемах 8 газового контура 9, оборудо- д ванного устройством очистки от трития

10 и запорной арматурой 11, датчиков

12 — 14 давления в газовом органе управления и рабочих объемах 8 газового контура 9 соответственно, коммутатора 15, счетно-решающего блока, последовательно соединенных аналогоцифрового преобразователя (АЦП) 1б и микропроцессора 17 блока сигнализации 18 отказов.

Работает устройство следующим образом.

Электрические сигналы нейтронных датчиков 1 и 4, датчиков температуры

5-7 и датчиков давления 12-14 пооче40 редно подключаются коммутатором 15 к входу АЦП 1б и в цифровом виде поступают в микропроцессор 17.

Иикропроцессор 17 обрабатывает поступающие с датчиков сигналы следующим образом: вычисляет по рассчитанной или записанной в оперативной памяти регулировочной харакТеристике газового органа управления (которая с хорошей точностью может быть аппроксимирована функцией 9<.(4 Л - Р BI Т ") г где 1,, Р Т5 12

1, 4,5 и 12 соответственно Д и В— константы) и по показаниям датчиков

5 и 12 величину (g /,) ослабления плотности нейтронного потока, которую должен создавать исправный газовый орган управления 3 при давлении

18 4 рабочего газа в нем, равном P, определяет реальную величину (y

9 (Al=7 Ч;Р„Т, г,це Р;, Т;7

112 Р 1-7 показания датчиков давления и темпе- . ратуры соответственно, Ч; — объем емкостей газового контура 9, М— молекулярный вес рабочего газа, R — - газовая постоянная), вычисляет разность f - =h1,-М (М вЂ” заданная ве2 9 3 личина массы), сравнивает ее с допустимым уровнем и в случае превышения

его по абсолютной величине подает сигнал о разгерметизации газового контура 9 в блок сигнализации 18.

Блок сигнализации 18 представляет собой в простейшем случае два электронных ключа, включающих по сигналу с микропроцессора лампочки сигнализации: Радиоактивноопасный отказ" и "Разгерметизация". Отказ по тритию

4 в отличие от разгерметизации газового органа управления будет просигнализирован одной (первой) лампочкой.

Более грубое наличие отказов системы газового управления можно определять по показаниям датчиков давления и плотности нейтронного потока, пренебрегая нестабильностью температурного режима газового контура 9.

Сущность принципа действия предлагаемого устройства заключается в том, что наличие радиоактивноопасных отказов в системе газового управления нейтронным потоком определяется по регулировочной характеристике газового органа управления с помощью нейтронных датчиков:, датчиков давления и температуры в газовом органе управления. В основе принципа лежит специфическое свойство системы газового управления: при наиболее опасных отказах системы (разгерметизации газового органа 3 и черезмерного накопления в нем радиоактивного трития вследствие отказа устройства очистки 10 сушественно уменьшается эффективность газового органа

1110318

ВНИИПИ Заказ 6378/1

Тираж 408 Подамсмое

y++ ++ ддд gy g y г,) иц ррод, уд.Проектная, 4 управления 3. Это объясняется тем, что микроскопическое сечение поглощения тепловых нейтронов газа-поглотитеЛя (Не) на несколько порядков превышает аналогичное сечение трития и воды (теплоносителя петлевого канала 2, окружающего газовый орган), а также тем, что предельно-допустимая концентрация трития в газовом органе. управления 3 (определяется по возможной концентрации трития в помещении при разгерметизации газового контура системы) достигается при существенном его содержании в. рабочем газе газового органа управления (более 0,5X).

Преимуществами предложенного устройства являются оперативность обнаружения отказов, оперативный контроль по тритию и простота реализации. В процессе контроля не требуется нарушать герметичность системы, современная электронная техника позволяет устройству производить тестовые операции в течение долей секунды и обеспечить обнаружение отказов системы на ранней стадии по изменению регулировочной характеристики органа

10 управления. Применение устройства не требует изменения принципиальной схемы системы газового управления нейтронным потоком размещения новых датчиков, так как нейтронные датчики, 15 датчики давления и температуры входят в оборудование системы. Необходимые арифметическо-логические операции легко осуществляются с помощью современных средств автоматизации, кото20 рыми оборудовано большинство систем газового управления.