Устройство для контроля за прохождением пузырьков газа через активную зону ядерного реактора

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСт НЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„14929

А1 (5l)5 С 21 С 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

Н А ВТОРСНОМЪГ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (46) 07.01 ° 91. Бюл. Ф l (21) 4223987/25 (22) 06.04.87 (72) В.ГЛекотов (53) 621.039.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1380498, кл. С 21 С 17/06, 1986.

Авторское свидетельство СССР

У 1362331, кл. С 21 С 17/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ 3А ПРОХОЖДЕНИЕМ ПУЗЫРЬКОВ ГАЗА ЧЕРЕЗ АКТИВНУ10 ЗОНУ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА (57) Изобретение относится к устройствам контроля теплоносителя и может быть использовано на ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем. Цель изобретения — повьш ение надежности определения наличия проИзобретение относится к устройствам контроля теплоносителя и может быть использовано на ядерных реакторах с жидкометаллическим теплоносителем.

Цель изобретения — повышение надежности определения наличия прохождения пузырьков rasa, захваченных .теплоносителем из газовой подушки.

На фиг. I представлена структурная схема устройства; на фиг. 2— пример реализации блока анализа динамики движения пузырьков газа; на фиг. 3 - пример реализации блока анализа динамики роста пузырьков rasa, Устройство содержит иониэационную камеру 1, измеритель 2 сигнала, . вход которого подключен к выходу иониэационной камеры ), низкочастотный

2 хождения пузырьков rasa, захваченных теплоносителем иэ газовой подушки, Устройство содержит иониэационную камеру, иэмеритель сигнала, высокочастотный и низкочастотный фильтры, блоки анализа динамики движения и роста пузырьков газа, схему И и индикатор. Введение в устройство последовательно соединеиньж схемы НЕ и блока задержки, включенных между выходом блока анализа динамики роста пузырьков газа и входом схемы И, поэволяет повысить надежность контроля наличия в теплоносителе и прохождения пузырьков газа, захваченных теплоносителем из газовой подушки при его циркуляции по контуру ядерного реактора. 3 ил. полосовой фильтр 3, вход которого подключен к выходу измерителя 2 сигнала, блок 4 анализа динамики движения пуэырьков газа, вход которого подключен к выходу низкочастотного полосового фильтра 3, высокочастотный полосовой фильтр 5, вход которого подключен к выходу измерителя 2 сигнала, блок 6 анализа динамики роста пузырьков газа, вход которого подключен к выходу высокочастотного полосового фильтра 5, схему HF. 7, вход которой подключен к вьжоду блока 6.анализа динамики роста пузырьков газа, блок 8 задержки, вход которого подключен к выходу схему НЕ 7, схему

И 9, один иэ входов которой подключен к выходу блока 4 анализа дрнамики движейия пузырьков газа, à glpyгой — к выходу блока 8 задержки, и

1492984 индикатор 10, вход которого подключен к выходу схемы И 9.

1)лок 4 анализа динамики движения пузырьков газа может содержать, наЪ пример, усилитель 11, вход которого является входом блока и соединен с выходом низкочастотного полосового фильтра 3, амплитудный дискриминатор .

12, вход которого соединен с вы- )p ходом усилителя ll измеритель 13 длительности колебания, вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора 12, и сравнивающее устройство 14, один вход которого соединен с выходом измерителя 13 длительности колебания, другой — с выходом эадатчика )5 длительности колебания, являющегося элементом блока 4 анализа динамики движения пу- 2р эырьков газа, а выход, который является выходом блока 4, соединен с одним из входов схемы И 9.

Блок 6 анализа динамики роста пузырьков rasa может содержать, на- 25 пример, импульсный усилитель 16, вход которого является входом блока

6 и соединен с выходом высокочастотного полосового фильтра 5, амплитудный дискриминатор )7, вход которого соединен с выходом импульсного усилителя 16, измеритель 18 интервала времени между импульсами, вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора 17, и сравнивающее устройство 19, один вход которого

35 соединен с выходом измерителя 18 интервала времени между импульсами, другой - с BblxopoM эадатчика 20 HH тервала времени между импульсами, являющегося элементом блока 6 анализа динамики роста пузырьков газа, а выход, который является выходом блоха 6, соединен с входом схемы

НЕ 7.

Алгоритм функционирования блока

4 анализа динамики движения пузырьков rasa состоит в следующем. При появлении сигнала на входе блока 4, который поступает с выхода низкочастотного полосового фильтра 3, он усиливается усилителем 11 и дискриминируется амплитудным дискриминатором )2, уровень дискриминации которого выбирается исходя иэ .уровня фоновых шумов. Измеритель 13 длительности колебания измеряет длитель-, ность сигнала иа выходе амплитудного дискриминатора 12, который соответствует превышению амплитуды колебания над устанкой,. Сравнивающее устройство 14 производит сравнение дли- тельности зарегистрированного измерителем 13 длительности колебания сигнала с заданным значением, которое формируется эадатчиком 15 длительности колебания, вырабатывает сигнал о наличии газа в активной зоне в случае совпадения измеренной длительности с заданной и подает сигнал на один из входов схемы И 9.

Блок 6 анализа динамики роста пузырьков газа имеет следующий алгоритм функционирования. При появлении сигнала на выходе высокочастотного полосового фильтра 5 он усиливается импульсным усилителем 16 и дискриминируется амплитудным дискриминатором

)7. Уровень дискриминации амплитудного дискриминатора 17 выбирается исходя из уровня фоновых шумов. Сигналы на выходе амплитудного дискриминатора 17 представляют собой импульсы, амплитуда которых вьппе уровня дискриминации, Измеритель 18 интервала времени между импульсами измеряет длительность паузы между импульсами на выходе амплитудного дискриминатора 17 н передает измеренные значения временных интервалов на сравнивающее устройство )9, которое после сравнения с заданным значением, формируемым эадатчиком

20 интервала времени между импульсами, вырабатывает сигнал о появлении н росте пузырьков газа в активной зоне в случае совпадения измеренного интервала времени с заданным н подает импульс на вход схемы НЕ 7.

Устройство работает следующим образом. о

При отсутствии в активной зоне пузырьков пара или газа ионизационная камера 1 не улавливает колебаний нейтронного потока, которые могут вызываться появлением или перемещением через активную зону пузырьков

rasa. При этом на выходе блока 6 анализа динамики роста пузырьков газа и выходе блока 4 анализа динамики движения пузырьков газа сигналы отсутствуют. Отсутствие сигнала на входе схемы ПЕ 7 вызыывает наличие сигнала на ее выходе, т.е. наличие, сигнала на входе блока 8. задержки, 4 которь)й в простейшем случае пред1492984

50 ставляет собой реле с задержкой нв срабатывание, и соответственно кали ! чие сигнала на соответствующем влоде схемы И 9. Отсутствие сигнала на вьмоде блока 4 анализа динамики движения пузырьков газа обуславливает отсутствие сигнала на другом входе схемы И 9, а следовательно, на выходе схемы И 9 сигнал отсутствует и индикатор 10 показывает отсутствие прохождения пузырьков газа, захваченных теплоносителем в газовой подушке его циркуляции по контуру, через активную зону.

При появлении в активной зоне негерметичного по газу твэла иэ него начинает выходить гаэ, который приводит к росту пузырьков газа и их движению вместе с теплоносителем через активную зону ядерного реактора. Эти пузырьки газа модулируют соответствующим образом нейтронный поток, колебания которого преобра. уются иониэационной камерой 1 в колебания электрического тока, преобразуются измерителем 2 сигнала в вид, удобный для обработки полосовыми фильтрами 3 и 5 (например, в напряжение, в ток или в частоту), выделяются высокочастотным полосовым фильтром

5, анализируются блоком 6 анализа динамики роста, который формирует на своем выходе сигнал о том, что пузырьки газа зарождаются в активной зоне, и подает этот сигнал на вход схемы HE 7, которая, в свою очередь, инвертирует его и формирует на соответствующем входе схемы И 9 и через блок 8 задержки отсутствие сигнала, что вызывает отсутствие сигнала на выходе схемы

И 9 при любом состоянии другого входа схемы И 9, предотвращая тем самым появление сигнала о прохождении пузырьков газа, захваченных теплоносителем в газовой подушке при его циркуляции по контуру, на входе индикатора 10.

После прекращения выхода газа иэ негерметичного твэла в нейтронном потоке пропадают колебания, соответствующие росту пузырьков газа, это приводит к пропаданию сигнала на выходе высокочастотного полосового фильтра 5 и соответственно на выходе блока 6 анализа динамики роста пузырьков газа, что, в свою очередь, приводит к появлению сигнала на выходе схемы HE 7, а твк как последний выделившийся пузырек гаэв начинает двигаться и, двигаясь, вызывает соответствующие низкочастотные колебания нейтронного потока, которые выделяются низкочастотным полосовым фильтром 3, анализируются блоком 4 анализа динамики движения пузырьков

rasa и формируют соответствующий

1 сигнал на входе схемы И 9, то для исключения появления ложного сигнала нв вьмоде схемы И 9 необходимо задержать выдачу сигналя с выхода схемы HE 7 нв вход схемы И 9 на время движения пузырька газа от места разгерметизации твэла до выхода за пределы ТВС, что и осуществляется блоком 8 задержки. Блок задержки может быть выполнен, например, в виде ждущего одновибратора с соответствующей длительностью импульсов. С учетом скорости прокачки теплоносителя в быстрых натриевых реакторах время задержки может составлять до

0,5 с. Элемент HF. 7 и блок 8 задержки можно поменять местами, т.е. вход блока 8 задержки подключить к выходу блока 6 анализа динамики роста пузырьков газа, вход схемы НЕ 7 подключить к выходу блока 8 задержки, а выход схемы HF. 7 — к соответствующему входу схемы И 9.

При возникновении в активной soне закипания теплоносителя начинают появляться и схлопываться пузырьки пара, которые модулнруют высокочастотные колебания нейтронного потока.

Эти колебания преобразуются ионизационной камерой 1 в колебания электрического тока, преобразуются измерителем 2 сигнала в вид, удобный дпя обработки полосовыми фильтрами 3 и

5, выделяются высокочастотным полосовым фильтром 5, анализируются блоком 6 анализа динамики роста пузырьков газа, который формирует на своем выходе сигнал о том, что пузырьки

rasa зарождаются в активной зоне, и подается этот сигнал на вход схемы

HE 7, которая, в свою очередь, формирует на своем выходе отсутствие сигнала, которое через блок 8 задержки передается на соответствующий вход схемы И 9, что вызывает отсутствие сигнала на выходе схемы И 9 при любом состоянии другого входа схемы

И. 9, предотвращая тем самым появление сигнала о прохождении пузырьков

7 1492984 в

rasa захваченных теплоносителем в газовой подушке при его циркуляции по контуру, на входе индикатора 10.

При появлеции в активной зоне пу5 эырька газа, принесенного теллоносителем, например, иэ-se захвата газа из resosok подушки бака реактора, ои, передвигаясь через активную зону, модулирует соответствующим образом нейтронный поток, колебания которого преобразуются в колебания электрического тока иониэационной камерой 1, преобразуются в измерительный сигнал измерителем 2 сигнала, выделяются низкочастотным полосовым фильтром Э, анализируются блоком

4 анализа динамики движения пузырьков газа и выдают сигнал о наличии газа в активной зоне на вход схемы И 9. gp

При этом на выходе высокочастотного полосового фильтра 5 сигнал отсутствует и блок 6 анализа динамики роста пузырьков газа через схему НЕ 7 формирует сигнал об отсутствии процесса роста пузырьков газа в активной зоне, который через блок 8 задержки подается на соответствующий вход схемы И 9, обеспечивая тем самим прохождение сигнала о наличии rasa в активной gp зоне с выхода блока анализа 4 динамики движения пузырьков газа на вход индикатора 10, который обеспечивает появление сообщения о наличии в активной зоне движущихся пузырьков rasa, захваченных теплоносителем из газовой подушки при его циркуляции по контуру.

По сравнению с прототипом предложенное устройство обладает большей функциональной воэможностью эл счет обеспечения контроля эа прохождением пузырьков газа, захваченных теплоносителем иэ газовой подушки при его циркуляции по контуру. формула изобретения Устройство для контроля за прохождением пузырьков газа через актиВную зону ядерного реактора, содержащее иониэационнуи камеру, соединенную с измерителем сигнала, высокочастотный и низкочастотный полосовые фильтры, входы которых подключены к выходу измерителя сигнала, блок анализа динамики движения пузырьков газа, вход которого соединен с выходом низкочастотного полосового фильтра, блок анализа динамики роста пузырьков rasa вход которого соединен с выходом высокочастотного полосового фильтра, схему И, один вход которой подключен к выходу блока анализа динамики движения пузырьков газа, и индикатор, вход которого соединен с выходом схемы И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности определения наличия прохождения пузырьков газа, захваченных теплоносителем иэ газовой подушки, в него введены элемент НЕ и блок задержки, причем выход блока анализа динамики роста пузырьков газа подключен через последовательно соединенные элемент

НЕ и блок задержки к второму входу схемы И.

2 492984

Составитель О. Боаеиков

Техред Н.Дидык Корректор Н, Наксиияиииец

Редактор Т. Ррчикова

Заказ 672 Тираж 258 Подписное

ВНИИПИ.Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул. Гагарина, I01