Реактиметр

 

РЕАКТИМЕТР, содержащий логарифмический преобразователь, измеритель обратного периода,п вычислителей относительных значений скоростей изменения концентраций групп предшественников запаздьгеающих нейтронов, первый многовходовый сумматор, нелинейный преобразователь , причем выход логарифмического преобразователя соединен с входами измерителя обратного периода, нелинейного преобразователя и первыми входами вычислителей, выход нелинейного преобразователя соединен с первым входом, а выходы п вычислителей соединены соответственно с вторым и n+1-M входами первого многовходового сумматора,выход которого является выходом реактиметра , отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения статических и динамических погрешностей измерения реактивности, в него введен второй делитель, а вычислители относительных значений скоростей изменения концентрации групп предшественников запаздывающих нейтронов содержат первый делитель, второй сумматор, усилитель, третий сумматор, интегратор, перемножитель, причем вход первого делителя является входом вычислителя, выход пер (О вого делителя соединен с первым входом второго сумматора, выход которого является выходом вычислителя и соединен с входом усилителя,с первым входом перемножителя, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора , второй вход которого соединен с {выходом усилителя, 4Sb выход третьего сумматора соединен с 4: СП входом интегратора, выход которого соединен с вторьм входом второго 00 4 сумматора, второй вход перемножитет ля является вторым входом вычислителя , вьпсод второго делителя соединен с п +2-М входом первого многовходового сумматора, выход измерителя обратного периода соединен с вторыми входами вычислителей и входом второго делителя,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И)

yg4G 21 С 17 10 р-, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3628040/24-25 (22) 27.07.83 (46) 15.12.85. Бюл. У 46 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (72) Г.Н..Алексаков,В.А.федоров, В.П.Алферов и С.А,Лыжин (53) 621.039.5 (088.8 ) (56) 1.Вороний А.А., Остапенко В.В.

Автоматизация измерений реактивности. 1968, Препринт института атомной энергии им.И.В.Курчатова

2. Stubbs G. Design and use of

the reactivity computer, IRK, Trans of Micl. Sci, t0,. (54)(57) РЕАКТИИЕТР, содержащий логарифмический преобразователь, измеритель обратного периода, и вычислителей относительных значений скоростей изменения концентраций групп предшественников запаэдывающих нейтронов, первый многовходовый сумматор, нелинейный преобразователь, причем выход логарифмического преобразователя соединен с входами измерителя обратного периода, нелинейного преобразователя и первыми входами вычислителей, выход нелинейного преобразователя соединен с первым входом, а выходы и вычислителей соединены соответственно с вторым и в+1-м входами первого многовходового сумматора, выход которого является выходом реактиметра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения статических и динамических погрешностей измерения реактивности, в него введен второй делитель, а вычислители относительных значений скоростей изменения концентрации групп предшественников запаздывающих нейтронов содержат первый делитель, второй сумматор, усилитепь, третий сумматор, интегратор, перемножитель, причем вход первого делителя является входом вычислителя, выход первого делителя соединен с первым входом второго сумматора, выход ко,торого является выходом вычислителя и соединен с входом усилителя,с первым входом перемножителя, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом усилителя, выход третьего сумматора соединен с входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, второй вход перемножите-, ля является вторым входом вычислителя, выход второго делителя соединен с n+2-м входом первого многовходового суйматора, выход измерителя обратного периода соединен с вторыми входами вычислителей и входом второго делителя.

Изобретение относится к области . реакторных измерений, а точнее к средствам оперативного контроля реактивности в широком диапазоне изФ менения мощности ядерных реакторов. 5

Изобретение наиболее эффективно может бьггь использовано в системах . контроля, управления и защиты при проведении перегрузочных.и пусковых работ. . Известен реактиметр, содержащий преобразователь тока ионизациониой камеры в напряжение, схему вычисления суммы скоростей изменения концентраций групп предшественников 15 запаздывающих нейтронов и потока внешнего источника, а также блок, осуществляющий деление этой суммы на сигнал, пропорциональный плотности нейтронного потока Г1 J, Недостатками известного устройства являются, во-первых, необходимость переключения пределов при изменении нейтронного потока в широком диапазоне, во-вторых, большие погрешности измерения, возникающие после переключений и вызванные сбоем начальных условий в схеме вычисления скоростей изменения концентрацией групп предшественников запаздывающих нейтро gg нов .

Наиболее близким,к изобретению . по технической сущности является реактиметр, содержащий логарифмический преобразователь, измеритель обратного периода, 0 вычислителей относительных значений скоростей изменения концентраций групп предшественников запаздывающих нейтронов, первый многовходовый сумматор, нелинейный преобразователь, причем выход логарифмического преобразователя соединен с входом измерителя обратного периода, нелинейного преобразователя и первыми входами 4 вычислителей, выход нелинейного преобразователя соединен с первым входом, а выходы и вычислителей соединены. соответственно с вторым и п +1-м входами первого многовходового сумма- 5О тора, выход которого является выходом реактиметра $2). . Недостаток известного реактиметра заключается в том, что относительная скорость изменения концентраций предшественников эапаздывающих нейтронов образована как разность между суммарной долей эапаз34

2 дывающих нейтронов и суммой отношений запаздывающих нейтронов каждой группы к общему количеству нейтронов в реакторе, а это увеличивает погрешность в определении реактивности, так как малая величина определяется как разность больших.

Другим недостатком является большая динамическая погрешность вычисления реактивности, поскольку измеритель обратного периода всегда имеет инерционность, а именно: его сигнал является входным сигналом схемы вычисления реактивности.

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения статических и динамических погрешностей измерения реактивности.

Поставленная цель достигается тем, что в реактиметр, содержащий логарифмический преобразователь, измеритель обратного периода, вычислителей относительных значений скоростей изменения концентраций групп предшественников эапаздывающнх нейтронов, первый многовходовый сумматор, нелинейный преобразователь, причем выход логарифмического преобразователя соединен с входами измерителя обратного периода, нелинейного преобразователя и первыми входами вычислителей, выход нелинейного преобразователя соединен с первым входом, а выходы и вычислителей соединены соответственно с вторыми п +1-и входами первого многовходового сумматора, выход которого является выходом реактиметра, введен второй делитель, а вычислители относительных значений скоростей изменения концентрации групп предшественников эапаздывающих нейтронов содержат первый делитель, второй сумматор, усилитель, третий сумматор, интегратор, перемножитель и дополнительный вход, причем вход первого делителя является входом вычислителя, выход первого делителя соединен с первым входом второго сумматора, выход которого является выходом вычислителя, соединен с входом усилителя, с первьм входом перемножителя, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом усилителя, выход третьего сумматора соединен с входом интегратора, выход которого соединен с вторым. го сумматора 8 подключен выход перемножителя 10, входы которого соединены с выходами второго сумматора

6 и измерителя обратного периода 2.

Выход измерителя обратного периода через второй делитель Il, а также выходы нелинейного преобразователя 3 и вычислителей 4.1-4.п подключены к входам первого многовходового сумматора 12, выходной сигнал которого соответствует реактивности, выраженной в долях р.

Нелинейный преобразователь может содержать, например, сумматор, перемножитель и блок вычисления экспоненты.

Устройство работает следующим образом.

Выходной сигнал логарифмического преобразователя 1 поступает на входы измерителя обратного периода 2, нелинейного преобразователя 3 и вычислителей 4.1-4.6 относительных значений скоростей изменения концентраций групп предшественников запаздывающих нейтронов.

В кащцом из. вычислителей 4.1-4.6 выходной сигнал логарифмического преобразователя ослабляется первым делителем 5, имеющим коэффициент передачи, равный ф; /1, где

p — относительная доля запаэдывающих нейтронов i-й группы;

pj — суммарная доля запаздывающих нейтронов. В сумматоре 6 из выходного сигнала первого делителя 5 вычитается выходной сигнал интегратора 9. Разностный сигнал второго сумматора 6 является выходным сигналом вычислителя 4,1 4.6 и поступает как на один из входов первого сумматора !2, так и через усилитель 7, имеющий коэффициент передачи, равный

Д вЂ” постоянной распада предшествен- ников 1-й группы, на вход третьего сумматора 8, где суммируется с выходным сигналом перемножителя 10 и поступает на вход интегратора 9. В первом сумматоре 12 алгебраически складываются выходные сигналы вычислителей 4.1-4.6, нелинейного преобразователя 3 и второго делителя 11, Работа устройства основана на решении уравнений кинетики реактора относительно реактивности: и

dn(tl (tIn(tI с ;И

=Р

3 1144534 4 входом второго сумматора, второй вход перемножителя является вторым входом вычислителя, выход второго делителя соединен с h +2-м входом первого многовходового сумматора, выход измерителя обратного периода соединен с вторыми входами вычислителей и входом второго делителя.

Такое конструктивное выполнение реактиметра позволяет уменьшить как 10 статические, так и динамические погрешности вычисления реактивности, поскольку основным сигналом, влияющим на показания реактиметра, является выходной сигнал малоинерционного логарифмического преобразователя.

На чертеже представлена структурная схема реактиметра. Пунктирными линиями оконтурены вычислители отно- 0 сительных значений скоростей изменения концентраций групп предшественников запаэдывающих нейтронов.

Реактиметр содержит логарифмический преобразователь 1, измеритель обратного периода 2, нелинейный преобразователь 3, вычислители

4.1-4.п относительных значений скоростей изменения концентрации групп предшественников запаздывающих нейтронов, первый делитель 5, второй сумматор 6, усилитель 7, третий сумматор 8, интегратор 9, перемножитель 10, второй делитель

11, первый многовходовый сумматор 12 с первым входом 13, вторым входом

14.1, и +1-м входом 14.п, n+2-м входом 15, выходом 16, являющимся выходом реактиметра.

Логарифмический преобразователь

1 соединен выходом с входами измерителя обратного периода 2 и нелинейного преобразователя 3, на другой вход которого подано напряжение, соответствующее логарифму потока внешнего источника. Выход логарифмического преобразователя связан также с входами вычислителей 4,I-4,0 относительных значений скоростей изменения концентраций групп предшественников запаздывающих нейтронов. Для каждой учитываемой группы вычислитель содержит первый делитель 5, подключенный выходом к входу сумматора 6, выход которого через усилитель 7 связан с входом третьего сумматора 8, соединенного выходом через интегратор 9 с другим входом второго сумматора 6, а к другому входу третье1144534

ЫС; () 13„

=," n(а)-1),6,.(), нейтронный поток1 время; реактивность; время жизни мгновенных нейтронов; корреляция 1-й группы запаздываняцих нейтронов; интенсивность источника нейтронов, где с

1 — — ехр(ЬЭ - Ь n); е

qh,С, (Ф) l3> 0 dC,(tl (3l

25 (%) yn (t) ф р n(t) Уравнение (4 )можно записать в интегральной форме

1 е dc< (t) d f.p; фп(4) сй сИ (P о

30 ел,С;И) 1зФИ) () Взяв производную под интегралом

О;с,(t) pn(t) и подставив вместо

Р» 1— относительная доля запаздыI" 1 вающих нейтронов; 1-й группы; f5

Р1; — постоянная распада предшественников 1-й группы.

Эти уравнения можно записать в виде: п

Р(tI е (с(1 е >, dC,(t(/Ъ pn (t) dt I(3n (y) 1 <11 выражение, определяемое уравнением (4 ), получают

e>, de;(tI о

C (t) 1 dn(ti (Щ ((ц

1 х

dn(t)

n(t) dt

С )

Вычислители 4.1-4,6 удовлетворяют уравнению (6 ), а их выходной сигнал соответствует e d<; (t(Рп (Ц dt относительной скорости изменения концентрации 1-й группы предшественников запаэдывающих нейтронов.

Первый делитель 5 имеет коэффициент передачи, равный ф, / P, а усилитель 7 — ); . Нелинейный преобразователь 3 вычисляет отношение е5 е — = — ехр (0о5- 0nn)

Р" () 13 а коэффициент передачи второго делителя 11 равен В/В.

Предложенный реактиметр по сравнению с лучшими образцами аналогичных устройств работает в широком диапазоне изменения мощности ядерного реактора (7-8 декад ) беэ переключения пределов, имеет высокое быстродействие и хорошие точностные характеристики.

1144534

Редактор С.Титова Техред А.Бойко Корректор И.Куска

Заказ 8129/2 Тираж 407 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4