Способ определения стартового состояния двухсекционного ядерного реактора

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАРТОВОГО СОСТОЯНИЯ ДВУХСЕКЦИОННОГО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, заключающийся в том, что измеряют интенсивности делений в секциях при фиксированном положении блока регулирования .реактивности секции, в которую помещают инициирующий источник нейтронов, и переменных положениях блока регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, находят отношение измеренных интенсивностей делений и фиксируют блок регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, в положении, при котором отношение измеренных интенсивностей делений однозначно связано с отношением интегралов делений в рабочем импульсе , отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения управления реактором, измеряют интенсивности делений в режиме разгона реактора, дополнительно проводят измерения интенсивностей делений при Нескольких фиксированных положениях блока регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, и переменных положениях блока регулирования реактивности секции, содержащей иниции рующий источник нейтронов, и одновременно с измерениями интенсивностей делений измеряют период разгона реактора . сд 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D 4 С 21 С 7/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СТАРТОВОГО СОСТОЯНИЯ ДВУХСЕКЦИОННОГО

ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, заключающийся в том, что измеряют интенсивности делений в секциях при фиксированном положении блока регулирования ,реактивности секции, в которую помещают инициирующий источник нейтронов, и переменных положениях блока регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, находят отношение измеренных интенсивностей делений и фиксируют блок регулирования реактивности секции, .не содержащей

Ng //Уг

100

Т,с

I0»4 10- g 4 10-» е N»01 103 04 ц09

Фиг. / (21) 3653077/24-25 (22) 17. 10.83 (46) 07.01.86. Бюл. У 1 (72) В;Ф.Колесов (53) 621.039.56(088.8) инициирующего источника нейтронов, в положении, при котором отношение измеренных интенсивностей делений однозначно связано с отношением интегралов делений в рабочем импульсе, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения управления реактором, измеряют интенсивности делений в режиме разгона реактора, дополнительно проводят измерения интенсивностей делений при нескольких фиксированных положениях блока регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, и переменных положениях блока регулирования реак- тивности секции, содержащей инициирующий источник нейтронов, и одновременно с измерениями интенсивностей делений измеряют период разгона реактора, 1 -, 581((Изобретение относится к технике (ьчпУльсных РеактоРав и бУсгеРов, широко }?р. Н(еняемых в качестве мащньгх

ЯСТО-Н:-(КОВ НЕйтРОННОГQ H !)-ИЭЛУчЕ ний, а более конкретна -- к технике управ-(ения реактор((ьп. (H у трояствамя.

Задача =(-Ij(jbî÷»B Тср 2 апределе:ия и о (? 1 (эе! ул(-.;:-.0:» !ия реактявпостH -,Б! Р, 1 и я g — 0(СЕ ((tji(i«1 .. :D H К QTO pbIX Пад В О Э?It ri

СТВ(":-, .O,(r J(Å}.ÍQBQ В 1-уЮ СЕКцяи (::(I(yll =:.:-;; а 1-,,(-(HIJHHpyюп!его HC1 O×}IHÊ» (( (-:ей?ГГ;1(«в::. (Ощносiüþ (! (ВнеРИРJ 3 сэ I.. †::;. †: делений с интегралами ле?«. " и в 1 — ай и 2-ой секциях, равнь(ми

T ((- . (;: f B ij}IQ I . !; Опр еде!(е } и е т (-1

;: -.я:-а п(ых тартавых I!Q:?.Ож(-.(1::-,. НГ. являе -ся н.эяболее важной з;-:.!»(Aе(;(—.РЯВ (1 НHß ((В-У (((. Р:(IIH Q}(нbr,.и -,- C -! КТ(,т; Я «(1.. (!звестен способ сппедечегия стлвТОЗOГО СОСТО51НИЯ ДВУХСЕКЦЯО(,((ОГО ЯГ, : Р

Ре - ТОРЯ, нес бхОЦ!Нмый(д(1Я (,,.» И 5(-„-?Мпу (ьса ., з g (i B }i i -(,(vflj Hlн е

-рала д;:(е ий в 0«-.кцяях.;;.: (пчяющ(яй(0-(- Пап«(я апD(3i!B?(ения 1 о?(ожений БРР - помог((ь}0 калибравач}(ых иэ мерений интенсивностей иля инте-,:::= пок, (?еле(,H!3 iB секьяяx (, р}- на.((!":pC: — ам(— I, — ЛЬН )ГQ я«1 (()rfi ° Иi(а. Ная! У(. нов (;1((СQQ ОПРЕДЕ11Е(! H).(С (: . .Р Т(. В ОГ.

CQCTOS".}!ЯЯ "IBУХСЕКЦ(СИНО(О -1«ЕР;40 а р еактop=" э ак. 11Р а ге?! B 1 ам, if ) помеп;;ают я((«п1у?!ьсн(пй вспомо! е;);. ньгй(источник -ейтаонов (. Иэвест--о пои мощностью () ., В (-ую екцию., (ряк сиру«юэ в каком. -л-.(б о и оло кеH (3 :, БРР 1- ай секции и проводят 1(алибра-?-: ОЧ; (bjP,I -l:

В СЕК((«(ЯХ ЛРИ ВС.= X (IQJ(Q)},. ,( ниях !)Р«аи L" скция, Пото!"(!«(еня

I1OJIO1j(Pi-!HE. ЬРP 1 -ОЙ

B Top JIj(jT. процедур )" кат(ябро в очных измерений пря Всех поло)кеняях FPP

2-ой секция,, Измере} яя продалжаютс?! до тех пар... Пока не перебер т все комбинации †. оложе,ний БРР 1--ай я 2- ай секций,. На основании даннь(х калибро-вочных измерений гутем двухмернсй интерполяции опредег(яют положения

ЬРР -ои и 2" о(с.=. кпии, состветствующие значениям 1 =-(Б, /Я,) !,, 3. =(Б1 /4 ) и фиксируют БРР в этих положениях.

Недостат(ам анал-)га является большая дпитег!ьнасть и невысокая то г ность процедуры поиска требуемогс стартового состояния.

Наиболее близким по технической с у(цн асти к описываемому является сп coi апре".еленин стартового состояния двухсек.";,ион (Ого ядерного реакторя, b ij:-.Ä(II!I »(() lHI«B там, что измеряют я;(тенсяь«ости;(е:(ений В секциях

IlpH фиксированном Ilo 10 кении блока

p(-.ãó(IHðQâ;jBHÿ реактивности секции, в катару(G (!Омещают инициирующий источняк нейтронов., и геремеjlf!b:х поло(ejjHsx бло.,» регулирования реактив!

}(я .) е акти нн о с гя с к UHH > H(со:.„Ржав,ей ...,Иция;..?юце" 0 Hcтачника не}(тронав в пала;;еf!H:;, ljpH j(отаром отнаше1:ие яэмере}. (ьix 1".i! j BHñHBíîñò(3é делений одноэна .Нс связа((о с отношением инте(Ра? Он -,елений в рабочем импульособа

Н = I}0 (.òà.i» QJ из вес" наго с

В сл «чае ка,1ябровачных изме ин-;егралов де: ен:. й, являетс рений необхаВ;!еленHI, говQpÿ, (iH}nОСТ ИЭМЕРЕ((ий И}(ТЕГРЯ:! 1 (((r))(f(ЕЕ Н; «(Е()Е. «1}i (}1 f (I :.ИВН

)е (HH И Тре .ук)Т (а 1И11ИЯ Им)1 у !ЯСНО

«с;(омо? а гe.!i 1»«)! истачн(;а нейтро.Он. которыя т кж. сложнее : менее

?1 Осту г(ен q чем с I B ц(.О}(ар}!! и(в(помО

1 а г ельный H .: о н;;к неитрон ов .

Недостат (QY, яэвестнога способа, случае калибровочных измерений интенсивностей делений, является необходимость значительной (10 времени выдержки реактора перед каждым замером о,, ((2 в це;!ях «òàíîâ..10}(!(н с"-ацио!»p«0-о уровня интенсив. ности делений в реакторе, Bcjjåäñòuue чегQ калибровочные измерения требуют значительного времени. Кроме тога„. в случае калибровочных измерений интенсивностей делений, не обеспечивается возможность установления с помощью простых средств заданнага отноп!ения интегралов деле-!

Ий 1: /:, В важном классе импульсов на мгновенных нейтронах.

От укаэанных недостатков известный способ был бы избавлен, если бы в нем допускалось проводить калибровочные измерения не только стационарных, но и изменяющихся (1(, в частности,. измерения в режиме разгона реактора (как это делается в случае адносекционных реакторов), При этом, благодаря

}(ости секции не содержащей иняциярую—

II,:его источник" нейтронов, находят от1 0 j(((3 (! я е и э м t . p (H 1(ы х «и ". т E и с и В н О с т е Й делений и (pHKcHpó})ò блок регулирова1145814 исключению необходимости выдержки реактора, требуемой для достижения стационарного состояния, калибровочные измерения выполнялись бы оперативно °

Однако в известном способе измерение изменяющихся h, h не допускается. Доказательство этого однозначно следует из того твердо установленного факта, что в случае изменяющихся n,, h базовые для способапрототипа инвариантные зависимости для отношения n < / n, не выполняются.

Отмеченные обстоятельства создают определенные трудности при организации управления двухсекционными реакторами.

Цель изобретения — ускорение и упрощение. управления реактором.

Цель достигается тем, что в спосо" бе определения стартового состояния двухсекционного ядерного реактора, заключающемся в том, что измеряют интенсивности делений в секциях при фиксированном положении блока регулирования реактивности секции, в которую помещают инициирующий источник нейтронов, и переменных положениях блока регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, находят отношение измеренных интенсивностей делений и фиксируют блок регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источни,ка нейтронов в положении, при котором отношение измеренных интенсивностей делений однозначно связано с .отношением интегралов делений в рабочем импульсе, измеряют интенсивности делений в режиме разгона реактора, дополнительно проводят измерения интенсивностей делений при нескольких фиксированных положениях блока регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, и переменных положениях блока регулирования реактивности секции, содержащей инициирующий источник нейтронов, и одновременно с измерениями интенсивностей делений измеряют период разгона реактора.

Особенностью изобретения является использование физических закономерностей в кинетике двухсекционных импульсных реакторов и определение положений БРР, соответствующих искомому стартовому состоянию двухсекци55

Представленные на фиг. 1 зависимости отличаются хорошей устойчи.востью по отношению к изменениям

10 !

50 онного ядерного реактора, без проведения сложных калибровочных измерений интегралов делений или длительно устанавливаемых стационарных интенсивностей делений в секциях.

Этим достигается ускорение по времени и упрощение процедуры калибровочных измерений, а также улучшение применимости процедуры измерений к случаю импульсов на мгновенных нейтронах, то есть, в итоге — ускорение и упрощение управления двухсекционным ядерным реактором.

На фиг. 1 представлены используемые в предложенном способе физические закономерности в кинетике двухсекционных импульсных реакторов; на фиг. 2 — наиболее ответственный этап определения стартового положения БРР секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов.

Изобретение базируется на зависимрстях отношения n / п, определяемого в режиме установившегося разгона . реактора, от периода T разгона реактора, Типичные зависимости П / и, от

Т в разгоняющемся двухсекционном реакторе представлены на фиг. 1. Сплошными кривыми (1-10) на фиг. 1 показаны зависимости h / п, от Т при нескольких фиксированных положениях

БРР секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов (будем называть ее 2-ой секцией); изменения Т в этом случае производятся в результате смещений БРР секции, содержащей инициирующий источник нейтронов (будем называть ее 1-ой секцией). Пунктирными кривыми (11-14) на фиг. 1 показаны зависимости n / и, от Т при нескольких фиксированных положениях

БРР 1-ой секции; изменения Т в этом случае производятся в результате смещений БРР 2-ой секции. Оба семейства кривых на фиг. 1 пересекаются.

На всех кривых четко выделяется область в интервале 1 от 1 до 100 мс, в которой значения nz/ и, практически не зависят от Т и равны отношению интегралов т / It в импульсе на мгновенных нейтронах, и область очень больших Т, в которой значения П /n г равны отношению 1 / 1, в импульсе, с учетом всех запаздывающих нейтронов.

11458 характеристик реактора и запаздывающих нейтронов и остаются теми же самыми для различных типов вспомогательного источника нейтронов и даже в отсутствии вспомогательного источника нейтронов, поскольку цепная реакция делений разовьется и в этом случае благодаря фоновым чейтронам, Описываемый способ содержит следующие операции.

1-ый этап, Устанавливают БРР 2-ой секции в некотором фиксированном по-поженил. БРР 1-ой секции быстро переводят в положение, приводящее к разгону реактора, выполняют калибровочные измерения n» n, и 1 при разгоне реактора и обрывают разгон путем возвращения БРР 1-ой секции в исходное положение. Повторяют измерения в других положениях БРР

1-оА секции, соответствующих другим периодам разгона реактора.

По результатам измерений строят график зависимости и? / n, от Т, подобный одной из сгглошных кривых (1 — 10) на фиг. 1, 1

20 ко (2--9) раз зт фиксированных секции и по ре» .?з строят еще не" лмости » /,l,. от график с снстеот Т,. подобкривых (1 — 10) на

Повторяют несколь измерения при других положениях БРР 2-ой зультатам измерений сколько кривых завис

В итогp полу чают мой зависимостей ь-./ ных набору сплошных фиг. 1:

Допустимо считать, что эти устойчивые по отношению к измененлям параметров реактора и окружающей среды зависимости (назовем их паспортными) являются принадлежностью данного бустера и строятся на стадии его освоения, Это значит, что операции 1-го этапа проводятся единственный раз за все время эксплуатации бустера.

2-ой этап, Вычисляют отношение = >z/, . На графике паспортных зависимостей,/ n, от 1 отбирают представленную на фиг. 2 кривую 11 с рав= ным (или близким) к значением и,/n, в области Т от 1 до 100 мс. (Если требуется получить рабочий импульс с учетом запаздывающих нейтронов, то отбирают на фиг, 1 завлсимость с близким к значением n?/ n в об ласти больших т . Цепью дальнейших оп -pGLpfA является вывод БРР 2-ой секции в положение, соответствую14 б щее кривой 1 на фиг. 2 (на положение

БРР 2-ой секции, соответствующее отобранной паспортной -зависимос.ти, существенно влияют неизбежные на практике изменения параметров реактора и окружающей среды, поэтому проведение этой операции обязательно перед каждым рабочим импульсом).

Для этого БРР 2-ой секции быстро переводят в положение, приводящее к разгону реактора, выполняют калибровочные измерения n,, n и Т при разгоне реактора л обрывают разгон реактора путем возвращения

БРР 2-ой с"".кции в исходное положение. Затем повторяют эти измерения в других положениях БРР 2-ой секции и по результатам этих измерений строят на фиг 2 кривую 12 зависимости n /n от Т, аналогичную пунктирным кривым (13-1б) на фиг. 1, Кривая 12 на фиг,. 2 пересекает крлвую 11. Точка пересечения кривых и определяет положение » БРР 2-ой секции., соответствующее зависимости 11 на фиг. 2. Зт полож; ние БРР

Ой секции нахоДят с i !vi .",»ю HH териоляционпой формулы (1) ? ? Ц 7

z r y! ордината (то есть значение л, / я,. точкл пересече— ния кривых 11, 12 на фиг. 2); ординаты ближайших к точке пересечения, расг:оложенных с разных сторон от сплошной кривой 11, экспериментальных точек; положения БРР 2-сй секции, соответствующие этим точ jn

I (nl, 10

? 2 кам.

Далее переводят БРР 1-of секции в нижнее положение (в целях предотвращения неконтролируемого разгона реактора), переводят ББР 2-ой секо ции в положение h и фиксируют в этом положении. Тем самым бустер выведен в.состояние, в котором при любом положении другого БРР 1-ой секции, под воздействием инициирующего источника нейтронов будет генерирован импульс на мгновенных нейтронах с отношением интегралов делений в секциях, равным значению " .

11458

n zing

700

Составитель К. Косоуров

Редактор Л.Письман Техред М.Пароцай Корректор М.Максимишинец

Заказ 8556/5 Тираж 407 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

При выполнении измерений 2-го этапа БРР 1-ой секции, вообще говоря, может находиться в любом положении. От положения этого блока зависит уровень прохождения пунктирной кривой 12 на фиг. 2. На практике выбор положения БРР 1-ой секции при выполнении измерений 2-ro этапа ограничивается лишь условием обязательности пересечения на фиг. 2 кри- 10 вых 11 и 12.

Фиксированием БРР 2-ой секции о в положении 12 решена основная часть поставленной задачи. В дальнейших операциях связанных с определе- 15

У о нием стартового положения " другого

БРР, то есть БРР 1-ой секции, двухсекционный бустер уже не отличается от односекционного, и к нему применим любой из известных способов опре- 20 деления стартового состояния односекционного реактора.

В описываемом способе, двухмерная задача определения стартового состоя14 8 ния двухсекционного ядерного реактора сведена к друм одномерным задачам. В то же время исключена необходимость измерения интегралов делений за импульс, которые сложнее измерений интенсивностей делений и требуют наличия импульсного вспомогательного источника нейтронов, который также сложнее и менее доступен, чем стационарный источник нейтронов, а также исключена необходимость установления трудно достижимых стационарных уровней интенсивности делений в секциях, требующих продолжительной выдержки реактора перед каждым замером и,, п и, следовательно, значительного времени для проведения калибровочных измерений. В описываемом способе исключены жесткие требования к типу и месту расположения вспомогательного источника нейтронов.

Кроме того, способ применим также к импульсам на мгновенных нейтронах.