Аналоговая модель ядерного реактора

 

ОПИСAHÉÅ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >7118?9

4г . „

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (51)М. КЛ. (22)Занвлено27.01.78 (21) 2574811/18 25 с прнсоеднненнем заявки ¹

606 G 7/54

Гоеударстевнный комитет (23) Приоритет ао делам изобретений н открытий

ОпУбликовано 15.07.81.Бюллетень №26

Дата опубликования описания 09.08.81 (53) Уд К 621.039..5 (088.8) (72) А втор изобретения

П. Т. Потапенко

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (7l ) Заявитель (54) АНАЛОГОВАЯ МОДЕЛЬ ЯДЕРНОГО

РЕАКТОРА то

Изобретение относится к устройствам для моделирования нейтронного поля реакторов преимушественно с положительным мощностным коэффициентом реактивности

Известна модель ядерного реактора, содержащая сетку резисторов, узлы которой через резисторы подключены ко входу и выходу блока моделирования точечной кинетики.

Недостатками известной модели являются ограниченный диапазон моделирования нейтронного поля и ее малая надежность.

Известна аналоговая модель ядерного

15 реактора, содержащая сетку резисторов и блок моделирования точечной кинетики, На входе блока моделирования точечной кинетики имеются переменные резисторы, реохорды которых кинематически связаны с реохордами резисторов утечки сетки.

Недостатком этой модели является малая точность при моделировании реакторов с положительным коэффициентом

2 реактивности (в частности эта модель непригодна для моделирования неустойчивого нейтронного поля).

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является аналоговая модель ядерного реактора, содержащая сетку резисторов, подключенную через резисторы ко входу и выходу блока моделирования точечной кинетики и первые блоки моделирования высших гармоник, подключенные через резисторы разнополярными входами и выходами к соседним областям сетки резисторов.

В этой модели могут быть учтены гармоники, в частности неустойчивые, у которых узловые плоскости или плоскости нулей (плоскость, для которой значения гармоники равны нулю) неподвижны.

Таким образом, последняя модель обеспечивает моделирование нейтронного ноля с неустойчивыми высотами и радиальными гармониками (в последнем случае неподвижная цилиндрическая узловая поверхность). На самом деле на

10 »

2»

4»

3 71 практике самой неустойчивой является первая азимутальная гармоника.

Недостатком этой модели является низкая точность моделирования реактора с неустойчивой азимутальной гармоникой.

Это BbIGBBHQ тем, что узловая плоскость для азимутальной гармоники вращается.

Модель-прототип практически непригодна для моделирования неустойчивого ðàñпределения нейтронного поля по каналам реактора .

Для повышения точности моделирования с учетом передаточных функций вращающихся азимутальных гармоник в предлагаемой модели введены вторые блоки моделирования азимутальных гармоник, подключенные разнополярными входами и выходами через резисторы к соседним областям сетки резисторов, наполовину перекрывающимся друг с другом и расположенными под углом, равным четверти периода азкмутальной гармоники, относи тельно областей, подключенных к первым блокам моделирования азимутапьных гармоник, например для первой азимутапьной гармоники под. углом в 90 . о

Таким образом, в модели, например, два б юка моделирования первой азимутальной гармоники привязаны каждый к своей (из двух взаимно перпендикулярных) узловой плоскости. Поскольку значения амплитуд первой азимутальной гармоники, моделируемых двумя блоками, в общем случае различны и изменяются во времени по-разному, очевидно, что при этом обеспечивается моделирование одной вращающейся в активной зоне первой азимутапь ной гармоники. Для рассматриваемой модели первый блок моделирования первой азимутальной гармоники соединен через резисторы с двумя половинами сетки, разделенными плоскостью Х вЂ” Х (узлы одной половины сетки) примыкают к положительному входу блока, а узлы другой половины — к отрицательному входублока, аналогичное соединепие наблюдается с разнополярными выходами блока.

Второй блок моделирования первои азимутальной гармоники аналогично соединен с двумя половинами сетки, разделенными плоскостью X — g, перпендикулярной й, к плоскости Y — - Y . Значения номиналов резисторов, соединяющих блоки усилителей с

- узлами сетки, выбираются в соответствии со значением моделируемой гармоник для координаты соответствующего узла.

На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемои аналоговой модели ядерного ре1879 .ф актора; на фиг. 2 — -й узел сетки резисторов.

Модель содержит сетку резисторов (см. фиг. 1), которая взаимно перпендикулярными осями (ппоскостямц Х -X и Y - Y) разбита на четыре квадранта

А, Б, В, Г (сетка резистора показана условно, граничные узлы ее заземлены); блок 2 моделирования точечной кинетики; идентичные блоки 3 и 4 моделирования первой азимутальной гармоники. Узпы секти резисторов через резисторы 5 и резисторы 6 соединены соответствецно с выходом и входом блока моделирования точечной кинетики. Ко входу блока моделирования точечной кинетики через резистор 7 подключен также источник 8 напряжения, моделирующий запас реактивности (общее число погруженных стержней). Резисторы, соединенные с выходом блока моделирования точечной кинетики и питающие сетку резисторов, подключены через гребенку 9.

К положительному входу сумматора 10 первого блока моделирования первой азимутальной гармоники подключены через гребенку 11 и резисторы 12 квадранты

A и Г, а к отрицательному входу через гребенку 13 — квадранты Б и В. Положительный выход первого блока модепирования первой азимутапьной гармоники через гребенку 14 и резисторы 15 подключен к квадрантам А и Г сетки, а отрицательный выход подключен через гребенку 16 и резисторы к квадрантам Б и В.

Аналогично к положительному входу сумматора 17 второго блока моделирования первой азимутапьной гармоники подключены через гребенку 18 и резисторы

19 квадранты А и Б сетки, а к отрицательному входу — через гребенку 20 и резисторы квадранты В и Г. Положите.п» цый выход блока через гребенку. 21 и резисторы 22 подключен к кввдрантам

А и Б сетки, а отрицательный выход подключен через гребенку 23 и резисторы к квадрантам В и Г. Таким образом, каждый узел сетки резисторов подключен через резисторы одновременно ко всем блокам моделирования точечной кинетики и первый азимутальной гармоники.

Номиналом резисторов 12, 1 5, 19, 22 .выбираются в соответствии со значением первой азимутальной гармоники для данного узла сетки.

На фиг. 2 представлен -й узел с полным набором моделируемого оборудования: через резистор 24 подключен из5 7118 мерительный прибор 25, моделирующий нейтронный датчик для 4 -го узла.

Пара резисторов 26 и 27 с кинема тически связанными реохордами моделирует поглощающий стержень, при этом реохорд резистора 26 подключен к узлу сетки, а реохорд резистора 27 — ко входу блока моделирования точечной кинетики.

Токоограничивающие резисторы 29 вместе с резистором 6 определяют вес to моделируемого стержня по реактивности.

Г1ри малых отклонениях от номинального действия стержня моделируется изменением напряжения источника 29, подключенного через резистор 30 к узлу сетки. ts

Резистор 27 подключается через резистор

28 к выходной гребенке 9 блока 2 (связь на фиг. 2 показана пунктиром) или .(при использовании логарифмической модели в блоке 2 точечной кинетики) подклю- 2о чается к дополнительному источнику 31 напряжения.

Однако не все узлы сетки должны быть оборудованьt всеми элементами, представленными на фиг. 2, но резисторы 25

1 являются обязательными для всех узлов.

Модель работает следующим образом.

При извлечении стержня, например, из -и ячейки, увеличивается напряжением на выходе блока 2 за счет увеличения потенциала Нт, с реохорда резистора 27.

Увеличивается потенциал в < — м узле и за счет положительных обратных связей, обеспечиваемых блоками 3, 10, 4, 17, при этом возрастают напряжения в узлах В квадранта и падают в узлах квадранта

4. Узловая линия (линия нулевых измерений) в данном случае устанавливается по биссектрисе квадрантов Б и Г. Потен- 40 циалы в узлах сетки моделируют мощности соответствующих каналов реактора.

79 6

Технический эффект по предлагаемой модели состоит в повышении точности моделирования.

Предлагаемая модель позволяет моделировать реакторы с неустойчивой азимутальной гармоникой. По сравнению с другими известными моделями аналогичного назначения предлагаемая модель многс кратно дешевле. В известных моделях с неустойчивой азимутальной гармоникой необходим блок усилителей на каждый узел сетки, а в предлагаемой модели необходимо всего rpH блока усилителей.

Фор мула изобретения

Аналоговая модель ядерного реактора, содержащая сетку резисторов, подключенную через резисторы к входу и выходу блока моделирования точечной кинетики и первые блоки моделирования высших гармоник, подключенные через резисторы разнополярными входами и выходами к соседним областям сетки резисторов, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности моделирования с учетом передаточных функций вращающихся азимутальных гармоник, введены вторые блоки моделирования азимутальных гармоник, подключенные раэнополярными входами и выходами через резисторы к соседним областям сетки резисторов, наполовину перекрывающимся друг с другом и расположенными под углом, равным четверти периода азимутальной гармоники, относительно областей„ подключенных к первым блокам моделирования аэимутальных гармоник, например для первой азимутальной гармоники под углом в 90,