Регулятор нейтронной мощности ядерного реактора
1. РЕГУЛЯТОР НЕЙТРОННОЙ МОЩНОСТИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содер кащкй логарифмический усилитель, задатчик логарифма мощности, измеритель и задатчик обратного периода, первый и второй блоки сравнения, релейный усилитель, сервопривод, регулирующий стержень и детектор нейтронного потока, причем выход детектора нейтронного потока соединен с входом логарифмического усилителя, выход которого соединен с входом измерителя обратного периода и первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика логарифма меткости, выход первого блока сравнения соединен с входом задатчика обратного периода, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения , второй вход которого соединен с выходом измерителя обратного перйода , выход второго блока сравнения соединен с входом релейного стержня,. отличающийся тем что, с целью повышения надежности, введены электронная модель контура управления , третий блок сравнения, пороговый элемент и сигнализатор, причем вход электронной модели соединен с выходом релейного усилителя, первый вход третьего блока сравнения соединен с выходом измерителя обратного периода, выход электронной модели соединен с вторым входом третьего § блока сравнения, выход которого соединен с входом порогового элемента , выход которого соединен с сигнализатором . 2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что электронная модель содержит четыре резистора и три конденсатора, причем три последовательно соединенных резистора включены между входом и выходом электронной модели, при этом первый 4ik и второй конденсаторы соединены одной QD О) обкладкой с общей шиной, а другой соответственно с точкой соединения первого и второго резисторов и второго и третьего резисторов, четвертый резистор и третий конденсатор соединены последовательно и подклю чены к выходу и общей щине электронной модели.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„» > (51) 4 С 1 С 7/36
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ1ТИЙ
Ж»=.
1 "т л
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ рого и третьего резисторов, четвертый резистор и третий конденсатор соединены последовательно и подключены к выходу и общей шине электронной модели, (21) 3566227/18-25 .(22) 21 ° 03.83 (46) 15. 12.85. Бюл. N 46 (71) Московский ордена Трудового
Красного Знамени инженерно-физический институт (72) Г. П. Алексаков, В. А. Федоров и В, П. Алферов (53) 621.039.5(088.8) (56) Харер Дж. Техника регулирования ядерных реакторов ° Атомиздат, M., 1967, с. 305, Регулятор нейтронной мощности.
Атомная энергия, т. 39, вып. 6, 1975, с. 427-430 (прототип). (54)(57) 1. РЕГУЛЯТОР НЕЙТРОННОЙ
МОЩНОСТИ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содерЖащий логарифмический усилитель, задатчик логарифма мощности, измеритель и задатчик обратного периода, первый и второй блоки сравнения, релейный усилитель, сервопривод, регулирующий стержень и детектор нейтронного потока, причем выход детектора нейтронного потока соединен с входом логарифмического усилителя, выход которого соединен с входом измерителя обратного периода и первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика логарифма мощности, выход первого блока сравнения соединен с входом задатчика обратного периода, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом измерителя обратного перио- да, выход второго блока сравнения соединен с входом релейного стержня,. отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, введены электронная модель контура управления, третий блок сравнения, пороговый элемент и сигнализатор, причем вход электронной модели соединен с выходом релейного усилителя, первый вход третьего блока сравнения соединен с выходом измерителя обратного периода, выход электронной модели соединен с вторым входом третьего блока сравнения, выход которого соединен с входом порогового элемента, выход которого соединен с сигнализатором.
2, Регулятор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что электронная модель содержит четыре резистора и три конденсатора, причем три последовательно соединенных резистора включены между входом и выходом электронной модели, при этом первый н второй конденсаторы соединены одной обкладкой с общей шиной, а другой соответственно с точкой соединения первого и второго резисторов и втоIEI9496
Изобретение относится к области систем автоматического управления, а точнее к средствам управления ядерными реакторами.
Изобретение наиболее эффективно может быть использовано для регулирования плотности потока нейтронов в исследовательских, транспортных и энергетических ядерных реакторах.
Известен регулятор нейтронной мощности для систем автоматического пуска и регулирования мощности ядерного реактора, имеющий контур регулирования по мощности (плотности нейтронного потока) и по скорости изменения мощности (обратному периоду) °
Недостатком известного устройства является затягивание процесса изменения мощности ядерного реактора в переходных режимах.
Наиболее близким па технической сущности является регулятор нейтронной мощности ядерного реактора, содержащий логарифмический усилитель, эадатчик логарифма мощности, измеритель и задатчик обратного периода, первый и второй блоки сравнения, релейный усилитель, сервапривод, регулирующий стержень и детектор нейтронного потока, причем вьгход детектора нейтронного потока соединен с входом логарифмического усилителя, выход которого соединен с входом измерителя обратного периода и первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика логарифма мощности, выход первого блока сравнения соединен с входом задатчика обратного периода, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом измерителя обратного периода, выход второго блока сравнения соединен с входом релейного усилителя, выход которого соединен с сервопривадом регулирующего стержня.
Недостатком известного устройства является недостаточная надежность при использовании его в системе автоматического управления мощностью ядерного реактора, поскольку в контуре управления не контролируются отказы, которые не приводят к срабатыванию аварийной защиты.
Целью изобретения является повышение надежности.
Зо
Наставленная цель достигается тем, что в регулятор нейтронной мощности ядерного реактора, содержащий логарифмический усилитель, задатчик логарифма мощности, измеритель и задатчик обратного периода, первый и второй блоки сравнения, релейный усилитель, сервопривод, регулирующий стержень и детектор нейтронного потока, причем выход детектора нейтронного потока соединен с входом логарифмического усилителя, выход которого соединен, с входом измерителя обратного периода и первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика логарифма мощности, выход первого блока сравнения соединен с входом задатчика обратного периода, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с, выходом измерителя обратного периода, выход второго блока сравнения соединен с входом регулирующего стержня, введены электронная модель контура управления, третий блок сравнения, пороговый элемент и сигнализатор, причем вход электронной модели соединен с выходом релейного усилителя, первый вход третьего блока сравнения соединен с выходом измерителя обратного периода, выХод электронной модели соединен с вторим входом третьего блока сравнения, выход которого соединен с sxopoM порогового элемента, выход которого соединен с сигнализатором.
Кроме того, электронная модель содержит четыре резистора и три конденсатора, причем три последовательно соединенных резистора включены между входам и выходом электронной модели, при этом первый и второй конденсаторы соединены одной обкладкой с общей шиной, а другой— соответственно с точкой соединения первого и второго резисторов и второго и третьего резисторов, четвертый резистор и третий конденсатор соединены последовательно и подключены к выходу и общей шине электронной модели.
Выходной логический сигнал порогового элемента является критерием исправности контура регулирования и может быть использован в качестве сигнала предупреждения оператору для подключения резервного регулято- ра или для управления органами аварийной защиты.
Такое конструктивное выполнение регулятора нейтронной мощности обеспечит в процессе его работы непрерывный автоматический контроль исправности всего контура управления, включающего как электронный регулятор, так и сервопривод, стержень автоматического регулирования, реактор и детектор нейтронного потока.
На фиг. 1 представлена блок-схема регулятора нейтронной мощности ядерного ректора; на фиг. 2 — электронная модель контура управления.
Пунктирной линией оконтурекы элементы регулятора и объекта управления, а утолщенными линиями показано введение в регулятор устройства самоконтроля.
Регулятор нейтронной мощности ядерного реактора содержит логарифмический усилитель 1 и задатчик 2 логарифма мощности, выходы которых соединены с входами первого блока 3 сравнения, подключенного выходом ко входу задатчика 4 обратного периода, имеющего релейную характеристику с зоной нечувствительности и изменяемые уровни ограничения. Выход логарифмической мощности усилителя 1 подключен к входу измерителя 5 об ратного периода, выход которого соединен со входом второго блока 6 сравнения, другой вход которого с.оединен с выходом задатчика 4 обратного периода. Выход второго блока 6 сравнения соецинен со входом релейного усилителя 7, выход которого подключен ко входу электронной модели 8, реакция которой на управляющие сигналы с выхопя релейного усилителя 7 подобна реакции на те я<е сигналы контура управления, включающего последовательна соединенные сервопривод 9, регулирующий стержень
10, реактор 11, детектор 12 нейтронного потока, логарифмический усилитель 1 и измеритель 5 обратного периода. Выходы электронной модели 8 и измерителя 5 обратного периода соединены со входами третьего блока 13 сравнения, выход которого подключен ко входу порогового элемента 14, выход которого соединен с сигнализатором 15.
Устройство работает следующим образом. В случае исправности контура регулирования при срабатывании релейного
119496 4 усилителя 7 независимо от причины, вызывающей это срабатывание, на выходах измерителя 5 обратного периода и модели 8 появятся сигналы, которые будут совпадать. В случае отказа или изменения характеристик любого из элементов как контура регулирования, включающего сервопривод
9, регулирующий стержень 10, реак1п тор 11, детектор 12 нейтронного по-, тока, логарифмический усилитель 1 и измеритель 5 обратного периода, так и устройства самоконтроля, включающего модель 8 и третий блок 13 сравнения, на его выходе возникает сигнал небаланса, который приведет к срабатыванию порогового элемента
14 и появлению на его выходе сигнала отказа. Поскольку надежность устройства самоконтроля модели значительно выше надежности элементов контура управления основной причиной появления сигнала отказа является неисправность элементов контура.
Надежность, обнаружения отказа очень высока. Даже при очень медленных изменениях плотности нейтронного потока, на которые не реагирует измеритель 5 обратного периода, сраЗО батывание релейного усилителя 7 в случае исправности контура приведет к появлению на выходе измерителя 5 сигнала, идентичного сигналу на выходе модели 8.
С целью диагностики исправности
35 контура целесообразно использовать модель, учитывающую наиболее существенные закономерности реакции сигнала на выходе измерителя обратного периода на сигнал управления серво40 приводом. B качестве первого приближения можно использовать простейшую линейную модель, передаточная функция которой равна произведению передаточных функций последовательно соединенных элементов контура
11 (8) =g i8) 1,т (8). 1т (8)
p (s) где И (S) = — - -- — передаточная пр тт (8) функция приво,50 да, связывающая сигнал управления с реактивностью, вносимой регулирующим органом; передаточная функция реактора, связывающая
11м (S)=
Dun (S) вью(Для сервопривода постоянного тока
I I выходной сигнал измерителя логарифма мощности и реактивность; передаточная функция измерителя обратного периода. с двигателем
К
Ж (S) р я(т,s+1)
Передаточную функцию реактора нулевой мощности с одной усредненной группой запаэдывающих нейтронов пред«. К,{r„s+ I ) ставляют в виде M. (S)- -= т s
Если измеритель обратного периода имеет передаточную функцию V,„„(S)=
К Т»S К(Т Б+1) й+1 "{ ) S{T„S+I)(T +1)
К К,Т» где K-- — — — "-, т, Реализация данной передаточной функции на электронных элементах представлена на фиг ° 2. Модель ðåàлизована целиком на пассивных RCэлементах, конденсаторах С,-С » и резисторах К,-B, при этом интегрирующее звено в передаточной функции модели заменено апериодическим с большой постоянной времени Т,Т,Т >,, 19496 погрешность, допускаемая при этом, не превышает отклонений, определяемых приближенным описанием моделью динамики контура управления.
Высокая надежность устройства самоконтроля — модели вытекает из простоты реализации схемы, содержащей минимальное количество активных и пассивных электронных элемен10 тов, минимума соединений, отсутствия протяженных линий связи и механических узлов, которые наиболее подвержены отказам. Учет более тонких особенностей динамики реактора, хотя и !
5. несколько снизит надежность модели, позволит только повысить чувствительность устройства самоконтроля к изменению характеристик контура управления sa счет уменьшения пороговых
2б напряжений срабатывания в пороговом элементе.
Предложенный регулятор нейтронной мощности по сравнению с лучшими об 5 разцами аналогичных регуляторов, в том числе и с базовым объектом, позволяет повысить надежность и безопасность эксплуатации как самого регулятора, так и всей системы управления мощностью ядерного реактора за счет непрерывного автоматичес" кого контроля исправности контура регулирования.
1119496
R1 т,= 1(ЮС1, т, = 1НС, т, = f/югера 4 =1
/Ц с ggcc Q za ЯД
Ц7ие. Г
Редактор П. Горькова Техред М.Пароцай, Корректор E.Ñèðîõìàí
Р
Заказ 8128/2 Тираж 552 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
