Способ аварийной защиты ядерного реактора по скорости изменения плотности нейтронного потока

 

Использование: в системах управления и защиты ядерного реактора для его аварийного останова при недопустимом увеличении скорости изменения плотности нейтронного потока. Сущность изобретения: измеряют параметры нейтронного потока, сравнивают их текущее и пороговое значения и формируют аварийный сигнал при превышении текущего значения над пороговым. В качестве текущего значения используют измеренный параметр в виде сигнала, пропорционального плотности нейтронного потока. Пороговое значение рассчитывают по формуле Nпор=Nтекехр(t/Туст), где Nтек - текущее значение сигнала; t - время действия порогового значения; Туст - период, равный значению уставки защиты по скорости. Время t действия порогового значения определяют из уравнения Nтекехр(t/Туст)-Nтекехр(t/Туст)=D, где - заданная величина точности определения аварийной ситуации; D - заданная величина, определяющая максимально прогнозируемую флуктуацию входного параметра. Технический результат: сокращение времени и повышение точности определения аварийной ситуации. 1 ил.

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в системах управления и защиты ядерного реактора для его аварийного останова при недопустимом увеличении скорости изменения плотности нейтронного потока.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к изобретению является способ аварийной защиты ядерного реактора по скорости изменения плотности нейтронного потока, при котором измеряют параметры нейтронного потока, сравнивают их текущее и пороговое значения и формируют аварийный сигнал при превышении текущего значения над пороговым. При осуществлении известного способа после получения с помощью токового датчика сигнала, пропорционального плотности нейтронного потока, сигнал преобразуют с помощью логарифмирующего и дифференцирующего усилителей в сигнал, обратно пропорциональный периоду изменения плотности нейтронного потока, т.е. получают текущее значение скорости изменения плотности нейтронного потока, которое сравнивают с пороговым значением скорости изменения плотности нейтронного потока, при этом пороговое значение устанавливают равным значению уставки защиты по скорости. В случае отклонения текущего значения от допустимого предела порогового значения формируют сигнал аварийной защиты (см. Шульц M. Регулирование энергетических ядерных реакторов.- М., 1957, с. 311).

Недостатком известного способа является возможность ошибочного определения аварийной ситуации или ее определение с задержкой, что объясняется погрешностью в определении текущего значения скорости изменения плотности нейтронного потока за счет возможного отклонения параметров логарифмирующего элемента и/или дифференцирующего устройства в случае нагрева аппаратуры или ее старения, а также погрешностью в полученном значении скорости изменения плотности нейтронного потока, которая неизбежна при преобразовании одного параметра нейтронного потока в другой. При этом температурная компенсация аппаратуры приводит к ее усложнению и, следовательно, к снижению надежности, а фактор старения может быть выявлен только при плановых проверках аппаратуры.

Задачей настоящего изобретения является создание способа аварийной защиты ядерного реактора, который позволит с высокой точностью и быстродействием определить аварийную ситуацию.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении настоящего изобретения, заключается в сокращении времени определения аварийной ситуации за счет расчета по формуле минимально необходимого времени действия порога, что позволяет повысить быстродействие канала защиты по скорости. Кроме того, использование при расчете времени действия порога заданной величины точности и заданной величины, определяющей максимально прогнозируемую флуктуацию входного параметра (величины, учитывающей погрешность аппаратуры приема сигнала датчика, статистические колебания показаний датчика и помехи в линиях связи), а также прямое сравнение сигнала датчика, пропорционального плотности нейтронного потока (без преобразования в другой параметр нейтронного потока), с пороговым значением позволяет повысить точность определения аварийной ситуации.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе аварийной защиты ядерного реактора по скорости изменения плотности нейтронного потока, при котором измеряют параметры нейтронного потока, сравнивают их текущее и пороговое значения и формируют аварийный сигнал при превышении текущего значения над пороговым, в качестве текущего значения Nтек используют измеренный параметр в виде сигнала, пропорционального плотности нейтронного потока, а пороговое значение Nпор рассчитывают по формуле Nпор = Nтек exp (t)/Tуст), где Nтек текущее значение сигнала; t - время действия порогового значения; Tуст - период, равный значению уставки защиты по скорости, при этом время t действия порогового значения определяют из уравнения Nтек exp/t/Tуст)-Nтекexp(t/Tуст ) = D, где - заданная величина точности определения аварийной ситуации;
D - заданная величина, определяющая максимально прогнозируемую флуктуацию входного параметра.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показаны графики изменения во времени сигналов датчика, пропорциональных плотности нейтронного потока: экспонента 1 - с периодом T1 короче периода уставки Tуст, экспонента 2 - с периодом T2, равным периоду уставки Tуст, экспонентa 3 - с периодом T3 длиннее периода уставки Tуст на величину , и экспонента 4 - с периодом T4 длиннее периода уставки Tуст на величину, значительно превышающую величину уставки.

На представленном чертеже все четыре экспоненты начинаются в одной точке Nтек, которая является текущим значением сигнала датчика, пропорционального плотности нейтронногоо потока. Через время t экспонента 2 (с периодом T2, равным периоду уставки Tуст) и экспонента 3 (с периодом T3 длиннее периода уставки Tуст на величину процентов) будут отличаться друг от друга на величину D. Графическую зависимость указанных величин можно описать следующим уравнением
Nтек exp (t)/Tуст)-Nтек exp (t/Tуст ) = D,
где Nтек - текущее значение сигнала;
t - время действия порогового значения;
Tуст - период, равный значению уставки защиты по скорости (период уставки);
- заданная величина точности определения аварийной ситуации (проценты);
D - заданная величина, определяющая максимально прогнозируемую флуктуацию входного параметра.

Поскольку значения Nтек, Tуст, , D известны, из уравнения можно определить время t, через которое экспоненты 2 и 3 будут отличаться на величину D. Иначе говоря, можно определить время t, по истечении которого можно с точностью процентов отличить на величину D период, равный значению уставки от периода, превышающего заданное значение. Зная время t, можно рассчитать пороговое значение Nпор
Nпор = Nтек exp(t)/Tуст).

Превышение порогового значения Nпор в течение времени t означает развитие ситуации с периодами, равными или короче периода уставки, т.е. развитие аварийной ситуации.

Способ осуществляют следующим образом.

В начальный момент времени получают текущее значение Nтек сигнала датчика, пропорциональное плотности нейтронного потока. Рассчитывают время t, за которое можно достоверно отличить аварийную ситуацию (аварийное укорочение периода нарастания плотности нейтронного потока) от неаварийной. Для этого задают величину периода уставки Tуст, выбирают значение необходимой точности определения аварийной ситуации, например, 5 процентов, и выбирают значение D (величины, определяющей максимально прогнозируемую флуктуацию входного параметра) в зависимости от конкретных условий реализации способа, при этом учитывают погрешность аппаратуры приема сигнала датчика, статистические колебания показаний камер деления и помехи в линиях связи. Время t действия порога определяют из уравнения
Nтек exp(t/Tуст) - Nтек exp(t/Tуст ) = D,
где Nтек - текущее значение сигнала;
- заданная величина точности определения аварийной ситуации;
D - заданная величина, определяющая максимально прогнозируемую флуктуацию входного параметра.

Зная время t действия порога, рассчитывают порогое значение Nпор, превышение которого за время t оценивают как аварийную ситуацию. Пороговое значение Nпор рассчитывают по формуле
Nпор = Nтек exp(t/Tуст),
где Nтек - текущее значение сигнала датчика;
t - время действия порога;
Tуст - период, равный значению уставки защиты по скорости.

Затем рассчитанное пороговое значение Nпор в течение времени t сравнивают с последующими значениями сигналов датчика. По завершении времени t рассчитывают следующее пороговое значение и время его действия на основе текущего значения сигнала датчика на данный момент.

Способ аварийной защиты ядерного реактора по скорости изменения плотности нейтронного потока может быть реализован, например, схемой, которая содержит нейтронный датчик, преобразователь и микропроцессорный контроллер. Электрический сигнал с нейтронного датчика (постоянный ток или импульсы тока), пропорциональный плотности нейтронного потока, поступает в преобразователь, который преобразует сигнал в цифровой код. Микропроцессорный контроллер принимает цифровое значение сигнала датчика и осуществляет все операции (расчеты, сравнения, запоминания) для формирования или неформирования сигнала аварийной защиты, который используется аппаратурой управления исполнительным механизмами для формирования режима аварийной защиты реактора.


Формула изобретения

Способ аварийной защиты ядерного реактора по скорости изменения плотности нейтронного потока, при котором измеряют параметры нейтронного потока, сравнивают их текущее и пороговое значения и формируют аварийный сигнал при превышении текущего значения над пороговым, отличающийся тем, что в качестве текущего значения Nтек используют измеренный параметр в виде сигнала, пропорционального плотности нейтронного потока, а пороговое значение Nпор рассчитывают по формуле
Nпор = Nтек exp(t/Tуст),
где Nтек - текущее значение сигнала;
t - время действия порогового значения;
Tуст - период, равный значению уставки защиты по скорости,
при этом время t действия порогового значения определяют из уравнения
Nтек exp(t/Tуст) - Nтек exp(t/Tуст ) = D,
где - заданная величина точности определения аварийной ситуации;
D - заданная величина, определяющая максимально прогнозируемую флуктуацию входного параметра.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу регистрации падения одного или нескольких регулирующих элементов в активную зону реактора и устройству для его осуществления

Изобретение относится к способам передачи данных и системам для их осуществления, а более точно - к способам и системам сбора и обработки сигналов в системе внутриреакторного контроля активной зоны ядерного реактора

Изобретение относится к системе (1) для управления управляющими стержнями, которые являются вводимыми в активную зону реактора и выводимыми из активной зоны реактора атомной энергетической установки, с устройством выбора (3), устройством контроля (4) и устройством управления стержнями (5)

Изобретение относится к дальнометрии и может быть использовано в различной аппаратуре, требующей измерения интервалов времени в широком диапазоне между двумя апериодическими импульсами, например, в эхолокации, в диагностических приборах для технологических процессов в атомной промышленности /1/

Изобретение относится к системам управления и защиты ядерных реакторов и может быть использовано в системах контроля положения регулирующих органов

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в управлении ядерным реактором типа ВВЭР-1000

Изобретение относится к атомной технике и может быть использовано в устройствах аварийной защиты (АЗ) атомных реакторов, а более конкретно, в устройствах питания электромагнитных муфт (ЭММ), удерживающих во взведенном состоянии стержни АЗ

Изобретение относится к области управления ядерными реакторами

Изобретение относится к области управления энергетическими установками тепловых электростанций и станций теплоснабжения с любым видом горючего, в том числе ядерного горючего, и может быть использовано в системах разогрева энергетических установок с принудительной и естественной циркуляцией кипящего и некипящего теплоносителя, а также при автоматическом переходе из режима пуска энергетической установки с ядерным реактором из критического или подкритического состояния в режим автоматического разогрева

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к способам управления ядерным реактором, и может быть использовано при регулировании мощности реактора атомной станции

Изобретение относится к области автоматического регулирования и применяется для автоматического регулирования мощности ядерного энергетического реактора

Изобретение относится к области систем управления и защиты ядерных энергетических реакторов

Изобретение относится к области систем управления и защиты ядерных энергетических реакторов

Изобретение относится к области автоматического регулирования мощности ядерного реактора

Изобретение относится к области систем управления и защиты ядерных энергетических реакторов

Изобретение относится к электронному оборудованию автоматизированных систем управления технологическими процессами и управляющих систем безопасности атомных электростанций (АЭС) и предназначено для обеспечения функций безопасности по управлению АЭС с водо-водяными энергетическими реакторами (ВВЭР)

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в системах управления и защиты ядерного реактора для его аварийного останова при недопустимом увеличении скорости изменения плотности нейтронного потока

Наверх