Способ управления энергетическим пуском реактора по мощностному каналу

 

Использование: для управления по мощностному каналу энергетическим пуском ядерного реактора с программным изменением задающего воздействия, которое выбирается с учетом ограничения максимальной скорости изменения температуры реактора. Сущность изобретения: при управлении энергетическим пуском реактора по мощностному каналу, включающем изменение задающего воздействия по временной программе, которая выбрана с учетом ограничения максимальной скорости изменения температуры реактора, формируют сигнал рассогласования между максимальным заданным значением скорости изменения температуры реактора и измеренным значением этой скорости. При этом нижнюю границу зоны нечувствительности в канале формирования указанного сигнала устанавливают из условия допустимого перерегулирования скорости изменения температуры реактора при максимальной положительной погрешности измерения его мощности, а во время энергетического пуска реактора при неположительном значении сигнала рассогласования прекращают программное увеличение задающего воздействия и сохраняют его неизменным вплоть до получения положительного значения сигнала рассогласования, при котором возобновляют программное увеличение задающего воздействия. 1 ил.

Изобретение относится к ядерной технике и касается способа управления по мощностному каналу пуском ядерного реактора.

Известен способ управления энергетическим пуском ядерного реактора (ЯР) по мощностному каналу, в котором аналогично предлагаемому способу учитывается скорость разогрева ЯР (Научно-технические основы управления ядерными реакторами. /Под ред. акад. Н.А. Доллежаля. М. Энергоиздат, 1981, с. 343). Мощность ЯР увеличивается до заданного постоянного уровня (не более 5 номинального), при котором обеспечивается разогрев первого контура с необходимой скоростью. Такой способ обычно применим при незначительном теплоотводе из первого контура во время его разогрева. Дальнейшее увеличение мощности осуществляется после разогрева теплоносителя ЯР до номинальной средней температуры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ управления, включающий изменение задающего воздействия по временной программе при наличии ограничения максимальной производной изменения температуры реактора (Шевяков А.А. Калнин В.М. и Мартьянова Т. С. Системы управления ракетных двигателей и энергетических установок. Системы управления энергетических установок. М. Машиностроение, 1985, с. 138, 142, 143).

В качестве задающего воздействия обычно используют программное изменение электрического тока ионизационной камеры (ИК), которое выбирают в соответствии с расчетным изменением физической мощности ЯР. При этом следует учитывать погрешность определения мощности (из-за погрешности градуировки ИК) во время пуска ЯР и необходимость выполнения ограничения скорости его разогрева даже при максимальной положительной погрешности мощности ЯР.

Недостатком известного способа является, во-первых, неоправданное увеличение продолжительности энергетического пуска ЯР, если реализуется погрешность мощности ЯР, которая будет меньше, чем максимальная положительная погрешность. Во-вторых, эффективность принятых мер по ограничению скорости разогрева ЯР зависит от погрешности расчета при выборе программы задающего воздействия и от реальной погрешности градуирования ИК, которая может превзойти ожидаемое значение.

Задача изобретения повышение надежности ограничения максимальной скорости увеличения температуры ЯР, а при реализации погрешности мощности реактора, меньшей ее максимального значения, сокращение продолжительности пускового процесса.

Технический результат заключается в управлении программным увеличением задающего воздействия, а значит и мощности реактора, в зависимости от сигнала рассогласования между максимальным заданным значением и измеренным значением скорости изменения температуры реактора с одновременным увеличением скорости задающего воздействия (по сравнению с прототипом) на участке его непрерывного изменения.

Этот результат достигается тем, что при управлении энергетическим пуском реактора по мощностному каналу, включающем изменение задающего воздействия по временной программе, которая выбрана с учетом ограничения максимальной скорости изменения температуры реактора, формируют сигнал рассогласования между максимальным заданным значением скорости изменения температуры реактора и измеренным значением этой скорости, при этом нижнюю границу зоны нечувствительности в канале формирования указанного сигнала устанавливают из условия допустимого перерегулирования скорости изменения температуры реактора при максимальной положительной погрешности измерения его мощности, а во время энергетического пуска реактора при неположительном значении сигнала рассогласования прекращают программное увеличение задающего воздействия и сохраняют его неизменным вплоть до получения положительного значения сигнала рассогласования, при котором возобновляют программное увеличение задающего воздействия.

На чертеже показано изменение во времени τ параметров ЯР при управлении его энергетическим пуском. Штриховые линии иллюстрируют способ прототип, для которого приведены кривая задающего воздействия I_зд.ном (расчетное значение тока ИК) и соответствующие ей кривые предельных значений мощности ЯР: (N_ном + DN) при максимальной положительной погрешности мощности и (N_ном ΔN) при максимальной отрицательной погрешности мощности (± ΔN результат погрешности градуировки ИК); изменение температуры реактора показано кривой T(τ) для DN 0. Пуск ЯР считается законченным в момент времени τ_кон, когда температура реактора достигает заданного номинального значения Т_ном.

Предлагаемый способ управления иллюстрируется кривыми, построенными сплошными линиями: I^yjd_{зд.расч.} новые расчетные значения задающего воздействия, где I^yjd_{зд.расч.}>I_зд.ном;; I^yjd_{зд.факт.} фактическое изменение задающего воздействия; N_реал фактическое изменение мощности ЯР; Т(t) и изменение температуры ЯР и ее первой производной по времени; максимальное заданное и максимальное допустимое значение скорости изменения температуры ЯР.

Пример. По результатам градуировки ИК и расчета энергетического пуска ЯР выбирают программу изменения тока ИК (I^yjd_{зд.расч.}), которую используют в качестве задающего воздействия мощностного канала управления. При этом обеспечивается I^yjd_{зд.расч.} > I_зд.ном, где I_зд.ном программа для способа-прототипа, что позволяет в случае погрешности ΔN<ΔN_max осуществить разогрев ЯР при управлении по предлагаемому способу быстрее, чем по способу-прототипу. Во время энергетического пуска ЯР измеряют скорость увеличения его температуры и формируют сигнал рассогласования в зависимости от разности . Также устанавливают нижнюю границу зоны нечувствительности dн в канале формирования этого сигнала из условия допустимого перерегулирования скорости изменения температуры реактора, чтобы или даже при ΔN_max..

С момента уменьшения сигнала рассогласования до уровня нижней границы зоны нечувствительности прекращают программное увеличение задающего воздействия, а значит прекращают увеличение мощности ЯР. Задающее воздействие сохраняется неизменным, пока сигнал рассогласования остается в зоне нечувствительности или принимает отрицательные значения. В свою очередь это приведет к уменьшению скорости разогрева ЯР, хотя в силу инерционности процесса возможно некоторое ее перерегулирование, т.е. Как только в процессе уменьшения скорости разогрева ЯР сигнал рассогласования выйдет за нижнюю границу зоны нечувствительности, т.е. , и стане положительным, возобновляется программное увеличение задающего воздействия с прежней скоростью, равной dI^yjd_{зд.расч.}/dτ. Тем самым осуществляется ограничение максимальной скорости увеличения температуры ЯР при сохранении более высокой средней скорости разогрева ЯР, чем при управлении по способу-прототипу.

Таким образом, предложенный способ обладает существенными отличиями от известного технического решения и может быть применим при использовании мощностного канала управления для энергетического пуска ЯР.

Формула изобретения

Способ управления энергетическим пуском реактора по мощностному каналу, включающий изменение задающего воздействия по временной программе, которая выбрана с учетом ограничения максимальной скорости изменения температуры реактора, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности пускового процесса при положительной погрешности измерения мощности реактора и повышения надежности ограничения максимальной скорости изменения температуры реактора, в процессе пуска формируют сигнал рассогласования между максимальным заданным значением скорости изменения температуры реактора и измеренным значением этой скорости, при этом нижнюю границу зоны нечувствительности в канале формирования указанного сигнала устанавливают из условия допустимого перерегулирования скорости изменения температуры реактора при максимальной положительной погрешности измерения его мощности, а во время энергетического пуска реактора при неположительном значении сигнала рассогласования прекращают программное увеличение задающего воздействия и сохраняют его неизменным вплоть до получения положительного значения сигнала рассогласования, при котором возобновляют программное увеличение задающего воздействия.

РИСУНКИ

Рисунок 1