СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОРГАНА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
METHOD FOR MONITORING OF NUCLEAR REACTOR CONTROL ROD POSITION

Изобретение относится к устройствам ядерной техники и может быть использовано совместно с приводами регулирующих органов систем управления и защиты ядерных реакторов для контроля за положением и перемещением регулирующих органов.
Известен способ контроля положения органа регулирования ядерных реакторов, включающий пошаговое перемещение органа регулирования ядерного реактора и электронную обработку данных, содержащих закодированную информацию о перемещении органа регулирования ядерного реактора (патент РФ №2208846, опубл. 10.02.2003 г.). Информация о положении органа регулирования в этом способе задается кодированием соотношения напряжений специальных индикаторов (датчиков). Недостатком этого способа является его низкая надежность, поскольку любой сбой в системе питания индикаторов ведет к искажению закодированных данных о положении органа регулирования, а в худшем случае и к полной потере этих данных.
Задачей изобретения является создание способа, позволяющего определять положения органа регулирования и осуществлять контроль за его перемещением посредством обработки потока информации о состоянии активной зоны, в частности ее реактивности.
Техническим результатом является повышение надежности работы органов контроля положения и перемещения регулирующего органа.
зад
Технический результат достигается тем, что в способе контроля положения органа регулирования ядерного реактора, включающем пошаговое перемещение органа регулирования ядерного реактора и электронную обработку данных, содержащих закодированную информацию о перемещении органа регулирования ядерного реактора, сначала производят калибровку положения органа регулирования, перемещая орган регулирования до достижения минимального контролируемого уровня мощности реактора и определяют, с помощью штатной аппаратуры ядерного реактора, соответствующее минимальному контролируемому уровню мощности реактора расстояние органа регулирования от концевого выключателя, переводят это расстояние в двоичный код и заносят в запоминающее устройство, затем осуществляют контроль положения органа регулирования в диапазоне мощностей, превышающих минимальный контролируемый уровень мощности реактора посредством периодического вычисления реактивности ядерного реактора и последовательного периодического вычисления приращения реактивности, равного разности двух последовательных вычисленных значений реактивности, причем решение о том, что совершен очередной шаг перемещения органа регулирования принимают при условии, что сумма из k последовательных приращений реактивности, полученных при опросе реактиметра, составляет величину, не менее заданной Δρ, а частоту опроса реактиметра выбирают равной
у
F=k/t,
у
где t - время установления реактивности при перемещении органа регулирования на один шаг, k>>1,
величину перемещения органа регулирования, соответствующую одному шагу и выраженную в двоичном коде, суммируют, с учетом направления перемещения, с предыдущим расстоянием этого органа от концевого выключателя, закодированным в запоминающем устройстве, а полученный код, соответствующий новому положению регулирующего органа, вновь перезаписывают в запоминающем устройстве, при этом текущее положение регулирующего органа определяют по текущему содержимому запоминающего устройства.
В основе заявляемого технического решения лежит совмещение в реактиметре функций прибора вычисления реактивности и датчика положения и перемещения органов управления, работающих на основе обработки потока информации о состоянии активной зоны, выбор соотношения между частотой опроса реактиметра и временем установления реактивности при перемещении органа регулирования на один шаг. Предложенный способ повышает надежность определения положения органа регулирования, поскольку для его реализации не требуются специальные датчики, информация с которых может быть утрачена по тем или иным причинам.
y
у
i
у
i
зад
зад
у
i
зад
На чертеже изображена диаграмма, отражающая зависимость реактивности ядерного реактора от времени в процессе пошагового перемещения органа регулирования. По оси абсцисс отложено время, по оси ординат отложена реактивность. На диаграмме выделены интервалы А и Б, длительностью t, где интервал А соответствует зоне принятия решения о том, что выполнен шаг перемещения органа регулирования, интервал Б соответствует зоне, в которой решение о выполненном шаге перемещения органа управления не принимается, t - время установления реактивности при перемещении органа регулирования на один шаг. На интервале А вертикальными стрелками с надписью Δρ обозначен диапазон изменения реактивности, соответствующий одной k-той части времени t (в случае, представленном на чертеже, k=6), вертикальными стрелками с надписью ΣΔρ>Δρ обозначен диапазон изменения реактивности, соответствующий одному шагу перемещения органа регулирования, вертикальными стрелками с надписью Δρ обозначена заданная величина приращения реактивности, превышение которой приводит к принятию решения о выполненном шаге перемещения органа регулирования, вертикальными стрелками с надписью t/k обозначен один из интервалов времени, на котором производится периодическое вычисление приращений реактивности, вертикальными стрелками с надписью ΣΔρ<Δρ обозначен диапазон изменения реактивности на интервале Б.
у
Работа предложенного способа осуществляется следующим образом. К камерам деления, установленным в ядерном реакторе, подключают реактиметр, а его выход подключают к СОМ порту компьютера, чем обеспечивается передача на СОМ порт текущих значений вычисленной реактиметром реактивности, выраженной в двоичном коде. Далее реализуют работу предложенного способа в два этапа. На первом этапе производят калибровку измерителя положения органов регулирования, работающего в соответствии с предложенным способом, по показаниям штатных приборов контроля положения органов регулирования ядерного реактора. Для этого посредством перемещения органов регулирования выводят ядерный реактор на минимально контролируемый уровень мощности (МКУ), снимают показания штатных приборов контроля положения органов регулирования, определяя, тем самым, расстояние органов регулирования от концевого выключателя, соответствующее МКУ. Переводят это расстояние в двоичный код и заносят в запоминающее устройство (ОЗУ компьютера). Определяют время t установления реактивности при перемещении органа регулирования на один шаг по показаниям блока индикации реактиметра (см. чертеж). Выбирают частоту опроса реактиметра, равную
у
F=k/t, где k>>1.
Далее, на втором этапе, с помощью специальной программы осуществляют контроль положения органа регулирования в диапазоне мощностей, превышающих МКУ, посредством периодического, с частотой F, вычисления реактивности ядерного реактора и последовательного сравнения между собой вычисленных значений реактивности.
зад
При этом решение о том, что совершен очередной шаг перемещения органа регулирования, принимают при условии, что сумма из k последовательных приращений реактивности, полученных при опросе реактиметра, составляет величину не менее заданной Δρ.
Для иллюстрации рассмотрим диаграммы изменения реактивности при перемещении органа регулирования в сторону увеличения мощности. На чертеже представлены два различных интервала - А и Б, на которых производится суммирование приращений реактивности. На интервале А это соответствует выполнению вышеуказанного условия:
n-1
n-2
n-3
n-k
зад
Δρ+Δρ+Δρ+…+Δρ>Δρ,
что ведет к принятию решения о том, что выполнен очередной шаг перемещения органа регулирования.
На интервале Б вышеуказанное условие не выполняется, так как
n-1
n-2
n-3
n-k
зад
Δρ+Δρ+Δρ+…+Δρ=Δρ<Δρ,
и соответственно решение о совершении очередного шага органа регулирования не принимается.
Аналогично, с учетом знака перемещения, анализируется положение органа регулирования при его перемещении в сторону снижения мощности ядерного реактора.
Такой подход в выборе частоты опроса и анализе приращений обеспечивает однозначность в идентификации шага органов регулирования.
Поскольку величина перемещения органов регулирования на единичном шаге является величиной фиксированной для каждого конкретного ядерного реактора, то ее выражают в двоичном коде и суммируют на каждом шаге органа регулирования, с учетом направления перемещения, с предыдущим расстоянием этого органа от концевого выключателя, закодированным в запоминающем устройстве, а полученный код вновь перезаписывают в запоминающем устройстве, при этом текущее положение регулирующего органа определяют по текущему коду запоминающего устройства, выводя положение, соответствующее указанному коду, на дисплей компьютера.
Таким образом, за счет выполнения реактиметром в предложенном способе дополнительной функции - определения положения органов регулирования, повышается надежность этого определения ввиду независимости способа от внешних источников информации. При этом реализация способа не требует ощутимых затрат, т.к. нет необходимости вносить какие-либо изменения в проект ядерного реактора. Достаточно лишь незначительно доработать программное обеспечение компьютера, который входит в состав современных реактиметров.