CZ2014163A3

CZ2014163A3 - Zařízení pro zjišťování polohy tyče a příslušný způsob

Info

Publication number: CZ2014163A3
Application number: CZ2014-163A
Authority: CZ
Inventors: Jorge. V. Carvajal; Michael. A. James
Original assignee: Westinghouse Electric Company Llc
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2014-12-03
Also published as: CN104025201B; CA2851029A1; US8761329B2; KR102029509B1; JP6088523B2; CN104025201A; WO2013052214A3; CA2851029C; JP2014534415A; US20130077727A1; BR112014006858A2; WO2013052214A2; KR20140064959A

Abstract

Zařízení pro zjišťování stávající polohy tyče, kterážto tyč (8) pohyblivá v alespoň části průchodu (70), obsahuje procesorové zařízení (24), obsahující procesor (36) a paměť (40), vstupní zařízení (28), propojené s procesorovým zařízením a obsahující alespoň první vysílací anténu (56, 60), uspořádanou pro umístění v prvním místě podél průchodu, a alespoň první přijímací anténu (64, 68), uspořádanou pro umístění ve druhém místě podél průchodu, výstupní zařízení (32), propojené s procesorovým zařízením. V paměti (40) je uložena množina standardních programů (44) obsahující standardní program pro analýzu signálů, který při provádění na procesoru zajišťuje, že zařízení vykonává operace. Způsob zjišťování stávající polohy tyče, kterážto tyč (8) je pohyblivá v alespoň části průchodu (70), obsahuje vysílání elektromagnetického signálu v prvním místě vysílací antény (56, 60) podél průchodu, zjišťování jako vstupu alespoň části elektromagnetického signálu ve druhém místě přijímací antény (64, 68) podél průchodu, určování skupinového zpoždění alespoň části vstupu a využívání skupinového zpoždění ve spojitosti se souborem (48) kalibračních dat při určování stávající polohy tyče (8), která odpovídá skupinovému zpoždění.

Description

Oblast techniky [0001]

Vynález se obecně týká řídicích obvodů, přičemž se konkrétně týká zdokonaleného zařízení pro zjišťování polohy tyče, jako je hnací tyč, která je pohyblivá v průchodu, jako je vnitřek pouzdra hnací tyče v jaderném bezpečnostním obalu.

Dosavadní stav techniky [0002]

Jaderné elektrárny jsou všeobecně známé, přičemž lze říci, že obsahují jaderné reaktory, které mohou být obvykle provedeny jako reaktory s tlakovou vodou (PWR) nebo reaktory s vroucí vodou (BWR).

.,: ·¹ · ·* · · ····

Jaderné elektrárny, využívající reaktory s tlakovou vodou (PWR), mohou být obecně považovány za takové, že obsahuj i reaktor, který obsahuje jeden nebo více palivových článků, primární smyčku, která ochlazuje reaktor, a sekundární smyčku, která pohání parní turbínu, která pohání elektrický generátor.

Takové jaderné elektrárny obvykle přídavně obsahují tepelný výměník mezi primární a sekundární smyčkou.

Tepelný výměník je obvykle ve formě parního generátoru, který obsahuje trubky, kterými proudí primární chladicí tekutina, a přetlakový prostor, ve kterém proudí sekundární chladicí tekutina, který je v teplosměnném vztahu s trubkami, a tím s primární chladicí tekutinou.

Alternativně elektrárna BWR obvykle pracuje při poměrně nízkých tlacích a teplotách, přičemž využívá palivové články, které vytvářejí páru, která je přiváděna přímo do parní turbíny.

[0003]

Jaderná reakce, ke které dochází v palivovém článku, je obvykle řízena pomocí množiny řídicích tyčí, které jsou přemístitelné do palivových článků a z palivových článků známým způsobem.

Řidiči tyče jsou obvykle ovládány pomoci hnacích tyčí, které jsou spojeny přímo s řídicími tyčemi a které jsou pohyblivě umístěny v pouzdrech hnacích tyčí, umístěných nad palivovými články.

Jelikož řídicí tyče řídí reakci palivových článků, tak je žádoucí znát přesnou polohu každé řídicí tyče v každém okamžiku.

[0004]

Dosud známé systémy pro zjišťování poloh řídicích tyčí byly založeny na množině detektorů, namontovaných na vnější straně a soustředných s pouzdrem hnací tyče, přičemž každý detektor byl vytvořen z vinutého drátu, umístěného na pouzdru v odstupech podél jeho délky v pravidelných intervalech, jako například v intervalech 3,75 palce.

Když se hnací tyč pohybuje přes vinutí, tak magnetický tok ve vinutí se mění, přičemž změna magnetického toku může být zpracovávána pomocí systémů pro zpracovávání signálů.

[0005]

Přestože takové systémy byly obecně účinné pro jejich uvažované účely, tak tyto systémy nebyly bez omezení.

Různá vinutí vyžadovala kabelové soustavy a střídavý proud pro vytváření nezbytného elektromagnetického pole.

Rovněž přesnost detektoru, majícího vinutí ve vzájemných odstupech, jak bylo shora uvedeno, je pouze v rozmezí 3,125 palce.

» 4 *

Bylo proto žádoucí vyvinout jednoduší systém, který bude poskytovat lepší přesnost.

Podstata vynálezu [0006] zj išťování je vnitřek jednom místě

Proto tedy zdokonalené zařízení pro tyče, jako je hnací tyč v průchodu, jako hnací tyče, obsahuje vysílací anténu na a přijímací anténu na jiném místě pouzdra.

polohy pouzdra pouzdra vysílací zjišťován alespoň částečně prostřednictvím přičemž přijatý signál je zpracován pomocí hnací tyče

Elektromagnetický budicí signál, vysílaný do alespoň částečně antény, je přijímací antény, analyzéru vektorové sítě pro modelování pouzdra jako vlnovodu, majícího filtrační odezvu.

Zejména je porovnáváno se stávající polohu zpoždění.

zjišťováno skupinové souborem kalibračních hnací tyče, která zpoždění, dat, což odpovídá které je poskytuje skupinovému [0007]

Proto tedy jeden aspekt popsané a nárokované koncepce spočívá ve vyvinutí zdokonaleného zařízení pro zjišťování stávající polohy tyče, která je pohyblivá v alespoň časti průchodu.

* 5 «Μ [0008]

Další ve vyvinutí hnací tyči, bezpečnostním obalu.

aspekt popsané a takového zařízení, která je pohyblivá nárokované koncepce spočívá které může být využíváno na pouzdru hnací tyče v jaderném [0009]

Další nárokované koncepce ve vyvinutí tyče, která aspekt popsané a zdokonaleného způsobu zjišťování stávající je pohyblivá alespoň v části průchodu.

spočívá polohy [0010]

Další spočívá ve vyvinutí kalibračních aspekt popsané a nárokované koncepce zdokonaleného způsobu vytvoření dat, který může být využíván zdokonaleným zjišťování stávající polohy tyče, která je souboru zařízením pro pohyblivá alespoň v části průchodu.

[0011]

Tyto a další aspekty popsané a nárokované koncepce jsou splněny a poskytnuty prostřednictvím zdokonaleného způsobu zjišťování stávající polohy tyče, která je pohyblivá alespoň v části průchodu.

Způsob může být obecně charakterizován tak, že obsahuje vysílání elektromagnetického signálu v prvním místě podél průchodu, — 6 · zjišťováni jako vstupu alespoň části elektromagnetického signálu ve druhém místě podél průchodu, určování skupinového zpoždění alespoň části vstupu, a využívání skupinového zpoždění ve spojitosti se souborem kalibračních dat při určování stávající polohy tyče, která odpovídá skupinovému zpoždění.

[0012]

Další aspekty popsané a nárokované koncepce jsou splněny vyvinutím zdokonaleného způsobu vytváření souboru kalibračních dat, který může být využíván pro stanovení stávající polohy tyče, která je pohyblivá v alespoň části průchodu.

Způsob může být obecně charakterizován tak, že obsahuje vysílání kalibračního elektromagnetického signálu v prvním místě podél průchodu, zajišťování pohybu tyče do každé z množiny poloh v průchodu, zjišťování jako množiny kalibračních vstupů alespoň části elektromagnetického signálu ve druhém místě podél průchodu pro každou alespoň některou z množiny poloh tyče v průchodu, zjišťování kalibračního skupinového zpoždění pro každý alespoň některý z množiny kalibračních vstupů, a vytváření souboru kalibračních dat, založeného alespoň částečně na kalibračních skupinových zpožděních.

Soubor kalibračních dat je strukturován pro poskytování stávající polohy tyče, která odpovídá skupinovému zpoždění, stanovenému na základě vstupu ve formě zjišťování alespoň části elektromagnetického signálu ve druhém místě podél průchodu, kdy elektromagnetický signál byl vysílán v prvním místě podél průchodu.

[0013]

Další aspekty popsané a nárokované koncepce jsou splněny vyvinutím zařízení pro zjišťování stávající polohy tyče, která je pohyblivá v alespoň části průchodu.

Zařízení může být obecně charakterizováno tak, že obsahuje procesorové zařízení, vstupní zařízení a výstupní zařízení.

Procesorové zařízení může být obecně charakterizováno tak, že obsahuje procesor a paměť.

Vstupní zařízení je propojeno s procesorovým zařízením a může být obecně charakterizováno tak, že obsahuje alespoň první vysílací anténu, uspořádanou pro umístění v prvním místě podél průchodu, a alespoň první přijímací anténu, uspořádanou pro umístění ve druhém místě podél průchodu.

Výstupní zařízení je propojeno s procesorovým zařízením.

·*

V paměti je uložena množina standardních programů, obsahující standardní program pro analýzu signálů, který při provádění na procesoru zajišťuje, že zařízení vykonává určité operace.

Tyto operace mohou být obecně charakterizovány tak, že obsahují vysílání elektromagnetického signálu z alespoň první vysílací antény, vstupu alespoň části elektromagnetického signálu od alespoň první přijímací antény, podrobení alespoň části vstupu standardnímu programu pro analýzu signálů pro zjištění skupinového zpoždění vstupu, využívání skupinového zpoždění ve spojitosti se souborem kalibračních dat při stanovení stávající polohy tyče, která odpovídá skupinovému zpoždění, a výstup stávající polohy pomocí výstupního zařízení.

Přehled obrázků na výkresech [0014]

Další porozumění popsané a nárokované koncepce lze získat z následujícího popisu, který bude podán ve spojitosti s přiloženými výkresy, kde:

[0015] obr. 1 znázorňuje schematické vyobrazení zdokonaleného zařízení podle popsané a nárokované koncepce, nainstalovaného na pouzdru hnací tyče v jaderném bezpečnostním obalu;

* 9 —>

[0016] obr. 2 znázorňuje pohled podobný, jako na obr. 1, s výjimkou vyobrazeni hnaci tyče v odlišné poloze v pouzdru hnací tyče;

[0017] obr. 3 znázorňuje postupový diagram, zobrazující určité aspekty zdokonaleného způsobu podle popsané a nárokované koncepce;

[0018] obr. 4 znázorňuje jiný postupový diagram, zobrazující určité aspekty jiného zdokonaleného způsobu podle popsané a nárokované koncepce; a [0019] obr. 5 znázorňuje další postupový diagram, zobrazující jiné aspekty zdokonaleného způsobu.

[0020]

Stejnými vztahovými značkami jsou označovány stejné součásti v celém popise.

• 10 ·»

Příklady provedeni vynálezu [0021]

Zdokonalené zařízeni 4 pro zjišťování polohy tyče, která je pohyblivá ve vnitřku průchodu, je obecně znázorněno na obr. 1 a obr. 2.

U zde zobrazeného příkladného provedení je zařízení 4 využíváno pro zjišťování okamžité polohy hnací tyče j3, která je pohyblivá ve válcovém vnitřku pouzdra 12 hnací tyče 8, které je umístěno ve schematicky znázorněném jaderném bezpečnostním obalu 16.

Jak je všeobecně známo v příslušné oblasti techniky, je hnací tyč 8 axiálně spojena s koncem řídicí tyče (není znázorněna) , která vykonává vratný pohyb do palivového článku a z palivového článku (není znázorněn) v jaderném bezpečnostním obalu 16 za účelem řízení jaderné reakce v palivovém článku.

Pouzdro 12 hnací tyče je znázorněno tak, že obsahuje na svém spodním konci konektor 20, který je spojen s horní částí hnacího mechanismu řídicí tyče (CRDM).

[0022]

Zařízení 4 je schematicky znázorněno na obr. 1 a obr. 2 tak, že obsahuje procesorové zařízení 24, • 11 — vstupní zařízení 28, a výstupní zařízení 32.

Vstupní zařízení 28 a výstupní zařízení 32 jsou spojena s procesorovým zařízením 24.

Procesorové zařízení 24 obsahuje procesor 36 a paměť 40, které jsou spolu spojeny známým způsobem.

Procesorem 36 může být jakýkoliv procesor z široké škály procesorů, jako jsou mikroprocesory a podobně, a to bez jakéhokoliv omezení.

Pamětí 40 může být jakákoliv paměť z široké škály paměťových ústrojí, jako RAM, ROM, EPROM, EEPROM, FLASH, a podobně, a to bez jakéhokoliv omezení, přičemž taková paměť 40 může obsahovat soustavu odnímatelných paměťových médií, aniž by došlo k odchýlení se od předmětné koncepce.

V paměti 40 je uložena množina standardních programů, které jsou souhrnně označeny vztahovou značkou 44 a které obsahují standardní program 44 pro analýzu signálů, který vykonává takové funkce, jako jsou funkce, vykonávané pomocí známých analyzérů vektorové sítě.

Standardní programy mohou obsahovat opravný standardní program 44, který uplatňuje opravný faktor na základě teploty u výsledků polohy.

Jiné standardní programy 44, které vykonávají jiné funkce, jsou rovněž uloženy v paměti 40.

*12 » [0023]

V paměti 40 je dále uložen kalibrační soubor 48 a soubor 52 opravných dat, které programy 44 pro výstup okamžité, tyče £ v pouzdru 12 hnací tyče £ podrobněji popsán v dalším.

jsou využívány standardními tj . současné, polohy hnací takovým způsobem, který bude

Kromě toho kalibrační soubor 48 a soubor 52 opravných dat mohou být zajištěny jakýmkoliv z celé řady způsobů, což bude rovněž podrobněji popsáno v dalším.

[0024]

Zde znázorněné vstupní zařízení 28 obsahuje jak vysílací součást, tak přijímací součást.

Konkrétně v prvním místě podél podélného rozsahu pouzdra 12 hnací tyče 8 vstupní zařízení 28 obsahuje primární vysílací anténu 56 a sekundární vysílací anténu 60, které jsou umístěny diametrálně protilehle vůči sobě a které slouží jako vysílací součást.

U zde znázorněného příkladného provedení je první místo obecně na spodní části pouzdra 12 hnací tyče £ v blízkosti konektoru 20.

Ve druhém místě podél podélného rozsahu pouzdra 12 hnací tyče 8 vstupní zařízení 28 dále obsahuje primární přijímací anténu 64 a sekundární přijímací anténu 68, které jsou obdobně umístěny diametrálně protilehle vůči sobě, a které slouží jako přijímací složka.

«» 13 ·

Jak je zřejmé je obecně na horní z obr. 1 a obr. 2, tak příkladné druhé části pouzdra 12 hnací tyče 8.

místo pochopitelné, že první a druhé místo být odlišné od těch, která jsou zde znázorněna, aniž by k odchýlení se od předmětné koncepce.

Je však zcela mohou došlo [0025]

Přestože u jiných provedení primární vysílací a přijímací anténa 56 a 64 mohou být využívány bez dodatečného uspořádání a přijímací antény 60 a 68, tak je zcela že sekundární vysílací a přijímací anténa 650 jako záložní antény v případě, kdy může primárních sekundární vysílací pochopitelné, a 68 s výhodou dojít k poruše slouží jedné z antén.

To znamená, že sondy může uspořádána vyžadovat záložní sonda.

v prostředí odstavení jaderného reaktoru porucha reaktoru, pokud není rovněž

Proto tedy sekundární vysílací a přijímací anténa 60 a 68 jsou uspořádány ve stejných místech podél vnitřku 7_0 pouzdra 12 hnací tyče 8 jako odpovídající primární antény, přestože jsou umístěny v polohách diametrálně protilehlých od primárních antén.

[0026]

Vstupní zařízení 28 dále obsahuje teplotní snímač 7_2· ••14 ·

Teplotní snímač 72 u zde znázorněného příkladného provedení je vytvořen jako odporové tepelné ústrojí (RTD), avšak může mít i jiné uspořádání, aniž by došlo k odchýleni se od předmětné koncepce.

[0027]

V souladu s popsanou a nárokovanou koncepcí standardní program 44 pro analýzu signálu vytváří a vysílá pomocí primární a sekundární vysílací antény 5 6 a 60 budicí elektromagnetický signál, který se šíří ve vnitřku 7_0 pouzdra 12 hnací tyče 8 a je přijímán alespoň částečně pomocí primární a sekundární přijímací antény 64 a 68.

Budicím signálem může být jakýkoliv signál z široké škály elektromagnetických signálů, jako je amplitudově modulovaný signál, mající množinu frekvenčních složek, nebo jakýkoliv jiný typ vhodného signálu.

Vnitřek 70 pouzdra 12 hnací tyče působí jako vlnovod pro budicí signál, přičemž vstup, který je detekován pomocí primární a sekundární přijímací antény 64 a 68, je proto ve skutečnosti signálem, který byl zpracován pomocí horní propusti.

To znamená, že standardní program 44 pro analýzu signálů vytváří budicí elektromagnetický signál pro vysílání pomocí primární a sekundární vysílací antény ^6 a 60, přičemž pokud je signál přijat pomocí primární a sekundární přijímací antény 64 a 68, tak se zjištěný signál jeví tak, že byl zpracován pomocí horní propusti.

»15 —

Jde o typické chováni vlnovodu, které je všeobecně známo ve známém stavu techniky.

[0028]

Hnací tyč má určité dielektrické vlastnosti, přičemž chladicí voda, která je umístěna v pouzdru 12 hnací tyče 8_ a která je přemísťována pomocí hnací tyče 8_, má jiné dielektrické vlastnosti.

Je proto zcela pochopitelné, že poloha hnací tyče v pouzdru 12 hnací tyče _8 ovlivňuje celkové dielektrické vlastnosti, které panují mezi prvním místem (kde jsou umístěny primární a sekundární vysílací anténa 56 a 60) a druhým místem (kde jsou umístěny primární a sekundární přijímací anténa 64 a 68) podél pouzdra 12 hnací tyče 8_.

Je známo, že dielektrické vlastnosti vlnovodu mohou ovlivňovat zbytkovou frekvenci při chování horní propusti vlnovodu, jak je uvedeno v rovnici 1:

[0029]

Rovnice 1:

[0030] kde f_c - je zbytková frekvence, *

[0031] kde

Xmn - je dominantní TE11 režim, buzený ve vlnovodu, [0032] kde o - se týká rychlosti světla, [0033] kde a - se týká poloměru vlnovodu, a [0034] kde e_r - se týká dielektrického koeficientu.

[0035]

Skupinové zpoždění, u kterého je zjištěno, že existuje v signálu, zjištěném pomocí primární a sekundární přijímací antény 64 a 68, může být korelováno vzhledem ke zbytkové frekvenci f_c (z rovnice 1) filtru vlnovodu na základě rovnice 2:

«Β [0036]

Rovnice 2:

skupinové zpoždění = délka

[0037] kde skupinové zpoždění - se týká skupivoého zopždění vstupního signálu, [0038] kde délka - představuje pevnou hodnotu, [0039] kde c - se týká rychlosti světla, [0040] kde se týká poloměru vlnovodu, a — 18 · [0041] kde _fc - je zbytková frekvence.

[0042]

Je proto zcela zřejmé, že okamžitá, tj . současná, poloha hnací tyče 8_ v pouzdru 12 hnací tyče 8_, která ovlivňuje dielektrický koeficient mezi prvním a druhým místem podél pouzdra 12 hnací tyče 8_ může být korelována vzhledem ke skupinovému zpoždění signálu, který je vysílán z prvního místa a který je přijímán ve druhém místě.

Kalibrační soubor 48 příslušných dat poskytuje korelaci mezi skupinovým zpožděním, které bylo zjištěno v signálu, detekovaném na primární a sekundární přijímací anténě 64 a 68, a odpovídající současnou polohou hnací tyče 8_ v pouzdru 12 hnací tyče j3.

[0043]

Pokud vzájemný vztah mezi danou polohou hnací tyče 8_ a odpovídajícím skupinovým zpožděním má být stanoven empiricky, tak může být žádoucí vypočítat příslušné dielektrické koeficienty e_r pro každou z množiny poloh hnací tyče 8 podél pouzdra 12 hnací tyče _8 za účelem výpočtu skupinového zpoždění, které odpovídá každé takové poloze hnací tyče 8^.

»19 ·*

Vzájemný vztah však bude pravděpodobně přesněji charakterizován tehdy, pokud soubor 48 kalibračních dat je odvozen experimentálně, tj . pokud je hnací tyč 8_ umístěna v konkrétní poloze v pouzdru 12 hnací tyče 8^, korelační signál je zjištěn pomocí primární a sekundární přijímací antény 64 a 68, a příslušné skupinové zpoždění je stanoveno n základě standardního programu 44 pro analýzu signálů.

Konkrétní poloha hnací tyče 8 a zjištěné odpovídající skupinové zpoždění mohou být poté přidány jako data do kalibračního souboru 48 pro následné vyhledávání.

V tomto ohledu je nutno poznamenat, že kalibrační soubor 48 dat může alternativně být vytvořen ve skutečnosti jako algoritmus, který je vyvinut na základě datových bodů, a který může vypočítat spíše než vyhledávat polohu hnací tyče, která odpovídá danému zjištěnému skupinovému zpoždění.

[0044]

Pokud byl reaktor odstaven a pouzdro 12 hnací tyče <8 je částečně naplněno vzduchem namísto vody, tak vzduch má obdobně dielektrické vlastnosti, které jsou odlišné od vlastností hnací tyče a chladicí vody.

Může proto být žádoucí obdobně vyvinout alternativní soubor 84 kalibračních dat, přičemž vzájemný vztah je zjištěn mezi polohou hnací tyče 8 v pouzdru 12 hnací tyče 8_ a odpovídajícím skupinovým zpožděním, pokud je pouzdro 12 hnací tyče 8_ naplněno do určité míry vzduchem.

’ [0045]

Je nutno rovněž poznamenat, že teplota prostředí v pouzdru 12 hnací tyče 8^ může ovlivnit skupinové zpoždění, které je zjištěno pomocí standardního programu 44 pro analýzu signálu.

To znamená, že pro danou polohu hnací tyče 8_ v pouzdru 12 hnací tyče _8 se odpovídající skupinové zpoždění může měnit v závislosti na teplotě hnací tyče 8_, a chladicí kapaliny ve vnitřku 7 0.

Proto další data o teplotě jsou uložena v souboru 52 opravných dat za účelem vytvoření a poskytnutí opravného faktoru, který je uplatněn pro stávající polohu hnací tyče 8^, která tvoří výstup standardního programu 44 pro analýzu signálů.

[0046]

To znamená, že vstupní signál, který je zjištěn pomocí primární a sekundární přijímací antény 64 a 68, je zaveden do standardního programu 44 pro analýzu signálů, jehož výstupem je odpovídající stávající poloha hnací tyče 8_.

Kromě toho teplotní snímač 72 poskytuje teplotní vstup do opravného standardního programu 44, který využívá soubor 52 opravných dat pro poskytnutí teplotního opravného faktoru.

Teplotní opravný faktor, je uplatněn pro stávající polohu tyče 8, která je výstupem ze standardního programu 44 analýzy signálů, a to za účelem vytvoření opravené stávající polohy tyče 8^.

• 21 ·»

Opravená stávající poloha tyče _8 poté tvoří výstup z výstupního zařízení 32 například do výstupního vedení 80, které je vytvořeno jako vstup například do řídicího systému pro jadernou elektrárnu.

[0047]

Je zcela pochopitelné, že soubor 52 opravných dat může rovněž být ve formě standardního programu, který vypočítává opravný faktor na základě vstupních dat o teplotě, spíše než na základě pouhého vyhledávání odpovídajícího opravného faktoru z databáze.

Je nutno rovněž poznamenat, že soubor 52 opravných dat může využívat více vstupů, než pouze hodnotu teploty z vnitřku 70 pouzdra 12 hnací tyče 8 nebo teploty z blízkosti pouzdra 12 hnací tyče 8^.

To znamená, že další vstupy, jako tlak, doba v rámci pracovního cyklu palivového článku, stávající poloha hnací tyče 8, a další vstupy, mohou být například využívány při stanovení opravného faktoru, který je uplatněn pro stávající polohu hnací tyče 8 pro stanovení opravené stávající polohy hnací tyče 8.

[0048]

Obr. 3 znázorňuje příkladný postupový diagram, který zobrazuje určité aspekty zdokonaleného způsobu zjišťování polohy hnací tyče 8_ vzhledem k pouzdru 12 hnací tyče 8_.

w»22 w

Taková poloha může být využívána pro stanovení polohy řídicí tyče například v jaderném bezpečnostním obalu 16.

Proces začíná v kroku 106, kde je elektromagnetický budicí signál vytvářen pomocí primární a sekundární vysílací antény 56 a 60, které jsou umístěny v prvním místě podél vnitřku 70 pouzdra 12 hnací tyče jk

Alespoň část elektromagnetického signálu je zjišťována, jako v kroku 110, jako vstup na primární a sekundární přijímací anténě 64 a 68.

Jak již bylo shora uvedeno, tak primární a sekundární přijímací anténa 64 a 68 jsou umístěny ve druhém místě podél vnitřku 70 pouzdra 12 hnací tyče 8_.

[0049]

Standardní program 44 pro analýzu signálů je poté využíván v kroku 114 pro stanovení skupinového zpoždění vstupního signálu, který byl zjištěn v kroku 110.

Skupinové zpoždění je poté využíváno v kroku 118 ve spojitosti s kalibračním souborem 48 dat za účelem stanovení stávající polohy hnací tyče 8_ ve vnitřku 70 pouzdra 12 hnací tyče 8_.

V tomto ohledu je nutno poznamenat, že vnitřek 70 ve skutečnosti tvoří průchod, přičemž tento průchod působí jako vlnovod pro buzení signálu, který je vysílán v kroku 106 z primární a sekundární vysílací antény 56 a 60.

<»23 *

Údaje o stávající poloze tyče 80 mohou poté tvořit výstup z výstupního zařízení 32.

Jak již bylo shora uvedeno, tak opravný faktor ze souboru 52 opravných dat může být uplatněn pro stávající polohu za účelem vytvoření výstupu o opravené stávající poloze hnací tyče 8^.

Jak bylo dále shora uvedeno, může být takový výstup přiveden buď do dalších řídicích systémů v jaderné elektrárně, přičemž může být využíván pro různé účely.

[0050]

Je nutno opět zdůraznit, že poloha hnací tyče 8^ je s výhodou známa nejenom během provozu jaderné elektrárny, avšak je rovněž s výhodou známa tehdy, pokud je jaderná elektrárna odstavena.

To znamená, že během provozu jaderné elektrárny bude pouzdro 12 hnací tyče 8_ obvykle naplněno chladicí vodou, která bude nahrazena hnací tyčí 8, která je pohyblivě uložena ve vnitřku 70 pouzdra 12 hnací tyče 8^.

Pokud je však jaderná elektrárna odstavena, tak vnitřek 70 pouzdra 12 hnací tyče 8_ může být částečně nebo zcela vyprázdněn od chladicí vody, přičemž hnací tyč 8^ je tak alespoň částečně obklopena vzduchem nebo jinými plyny.

• 24 —

Bylo by proto výhodné mít alternativní soubor 84 kalibračních dat, uložený v paměti 40, který bude poskytovat korelaci mezi skupinovým zpožděním a polohou hnací tyče £, pokud dojde k vypuštění části nebo veškeré chladicí vody z vnitřku 70 pouzdra 12 hnací tyče £.

V tomto ohledu bude nezbytné odvodit nebo experimentálně vyvinout zcela nový soubor kalibračních dat nebo algoritmus, jelikož dielektrické vlastnosti vzduchu jsou zásadně odlišné od dielektrických vlastností chladicí vody v jaderném reaktoru.

[0051]

Pokud se týče vyvinutí kalibračního souboru 48 dat a alternativního kalibračního souboru 84 dat, tak obr. 4 znázorňuje postupový diagram, který obecně zobrazuje určité aspekty zdokonaleného způsobu experimentálního vyvinutí souboru 48 kalibračních dat.

Obdobná metodika může být využívána pro vyvinutí souboru 84 alternativních kalibračních dat.

[0052]

Proces začíná v kroku 222, kde je kalibrační elektromagnetický budicí signál vysílán z primární a sekundární vysílací antény 56 a 60.

Kalibrační elektromagnetický signál může být (a pravděpodobně bude) stejný, jako budicí signál, který je vytvořen pomocí standardního programu 44 pro analýzu signálů.

— 25 *

Hnací tyč £ se poté pohybuje přes každou z množiny poloh ve vnitřku 70 pouzrdra 12 hnací tyče £ v kroku 226.

Pro každou takovou polohu hnací tyče £ je kalibčaní vstup zjištěn od primární a sekundární přijímací antény 64 a 68 v kroku 230.

Kalibrační skupinové zpoždění je poté vypočteno na základě každého takového kalibračního vstupu v kroku 234.

Různá kalibrační skupinová zpoždění jsou poté využívána v kroku 238 ve spojitosti s různými polohami hnací tyče £ pro vytvoření souboru 48 kalibračních dat, který je založen na kalibračních skupinových zpožděních.

Jak bylo shora uvedeno, tak soubor 48 kalibračních dat může být buď ve formě standardního programu 44 nebo ve formě tabulky, jako je například databáze.

Je nutno opět zdůraznit, že shora uvedený proces může být s výhodou opakován pro alternativní prostředí, ve kterém byl reaktor odstaven a vnitřek 70 pouzdra 12 hnací tyče £ je alespoň částečně naplněn vzduchem nebo jinými plyny, pro vytvoření souboru 84 alternativních kalibračních dat.

[0053]

Obr. 5 znázorňuje určité aspekty pro vytvoření souboru 52 opravných dat, která jsou využívána pro vytvoření tepelného opravného faktoru, který může být uplatněn vzhledem ke stávající poloze hnací tyče £, která vyplývá výhradně ze souboru 48 kalibračních dat.

« 26 ·

Proces začíná v kroku 342, kde je skupinové zpoždění stanovneo pro danou polohu hnací tyče _8 při každé z množiny teplot ve vnitřku 70 pouzdra 12 hnací tyče _8.

Přestože teplotní snímač 72 je znázorněn tak, že je přímo propojen s vnitřkem 70, je zcela pochopitelné, že u alternativních provedení může být teplotní snímač 72 umístěn i jinak, takže snímá teplotu v blízkostí pouzdra 12 hnací tyče 8_.

V tomto ohledu může být jakákoliv taková teplota využívána při zjišťování opravného faktoru, pokud může být tato teplota poté zjištěna během provozu jaderného reaktoru za účelem stanovení, jaký vhodný opravný faktor má být.

[0054]

V postupovém diagramu podle obr. 5 je navržena varianta teploty v kroku 342, ke které dochází přes množinu teplot pro stejnou polohu hnací tyče _4.

Z tohoto hlediska je zcela pochopitelné, že jelikož teplotu reaktoru lze mnohem obtížněji změnit než polohu hnací tyče 8, tak pravděpodobnějším postupem pro okamžité zjišťování dat bude zajištění změny teploty alespoň v blízkosti pouzdra 12 hnací tyče _8 na odlišnou teplotu, a poté zajištění pohybu hnací tyče 8 do každé z množiny poloh a stanovení výsledného skupinového zpoždění a zaznamenání odpovídající teploty.

Kromě toho je pravděpodobné, že skupinové zpoždění nemusí být nezbytně zaznamenáno pro každý nárůst polohy hnací tyče 8^ podél pouzdra 12 hnací tyče _8 při každé odlišné teplotě.

•»27 *»

Může být spíše postačující pouze provádět omezený počet stanovení skupinového zpoždění v omezeném počtu poloh hnací tyče E! podél pouzdra 12 hnací tyče 8, pro danou teplotu za účelem porozumění vzájemnému vztahu mezi teplotou a skupinovým zpožděním.

To znamená, že je možné, že teplotní opravný faktor může být založen na poměrně jednoduchých datech a/nebo algoritmech, které nevyžadují podrobné měření, které je vyžadováno při vytváření souboru 48 kalibračních dat, přestože potenciál pro tento postup bude zřejmý na základě výsledků experimentálního zpracování.

[0055]

Proces pokračuje v kroku 346 kde různá experimentální data, jako změna skupinového zpoždění a odpovídající změna teploty, jsou zaznamenávána.

Data, zaznamenaná v kroku 346, mohou být poté využívána pro vytvoření a uložení v kroku 350 souboru 52 opravných dat, kterým může být, jak již bylo shora uvedeno ve skutečnosti algoritmus, nebo může jit o soubor dat, uložený v tabulce nebo databázi.

[0056]

Zdokonalený způsob a zařízeni 4 tak s výhodou umožňují stanovení okamžité polohy hnací tyče 8. v pouzdru 12 hnací tyče 8, což může být využíváno pro stanovení okamžité polohy řídicí tyče v palivové soustavě jaderné elektrárny.

— 28 —

Výsledné zařízení 4 je méně nákladné z hlediska výstavby a údržby, přičemž vykazuje větší přesnost, než dosud známé systémy.

Dále rovněž s výhodou větší polohová přesnost tyče, která je poskytována prostřednictvím zdokonaleného zařízení £, může zajistit zlepšení účinnosti reaktoru prostřednictvím snížení bezpečnostních tolerancí.

Další výhody budou rovněž zřejmé pro odborníka z dané oblasti techniky.

[0057]

Popsané řešení může být vytvořeno i v jiných konkrétních formách, aniž by došlo k odchýlení se od původní myšlenky nebo podstatných charakteristických znaků.

Popsaná provedení je nutno považovat ve všech ohledech pouze za ilustrativní a nikoliv omezující.

Rozsah ochrany je proto uveden v přiložených nárocích, spíše než ve shora uvedeném popise.

Veškeré změny, které spadají do smyslu a rozsahu ekvivalence nároků, musejí být zahrnuty do jejich rozsahu.

	-29- • · · · · ···· ·· ·· · Seznam vztahových značejt
4	zařízení 4 pro zjišťování polohy tyče
8	hnací tyč
12	pouzdro 12 hnací tyče 8
16	jaderný bezpečnostní obal
20	konektor
24	procesorové zařízení
28	vstupní zařízení
32	výstupní zařízení
36	procesor
40	paměť
44	standardní program
48	soubor 48 kalibračních dat
52	soubor 52 opravných dat
56	- primární vysílací anténa
60	sekundární vysílací anténa
64	primární přijímací anténa
68	sekundární přijímací anténa
70	vnitřek
72	teplotní snímač
80	výstupní vedení
84	— soubor 84 alternativních kalibračních dat

.50Legenda k obrázkům

Legenda k obr. 1 a obr. 2

INPUT APARATUS - vstupní zařízeni

PROCESSOR

MEMORY

OUTPUT APARATUS procesor paměť výstupní zařízení

Legenda k obr. 3 krok 106 - vysílání signálu z prvního místa krok 110 - zjišťování vstupu signálu ve druhém místě krok 114 - zjišťování skupinového zpoždění vstupu krok 118 - využívání skupinového zpoždění a souboru kalibračních dat pro zjišťování polohy hnací tyče

Legenda k obr. 4 krok 222 krok 226 krok 230 krok 234 krok 238 vysílání kalibračního signálu z prvního místa zajišťování pohybu hnací tyče do množiny poloh podél pouzdra hnací tyče zjišťování kalibračního vstupu v každé poloze hnací tyče zjišťování skupinového zpoždění pro každý kalibrační vstup vytváření souboru kalibračních dat na základě dat o skupinovém zpoždění a o poloze

Legenda k obr. 5 krok 342 - zjišťováni skupinového zpoždění hnací tyče v jedné poloze pro každou z množiny teplot krok 346 - ukládání dat pro polohu, teplotu a skupinové zpoždění krok 350 - vytváření souboru opravných dat na základě uložených dat

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob zjišťováni stávající polohy tyče (8), která je pohyblivá v alespoň části průchodu (70), kterýžto způsob obsahuj e:

vysílání elektromagnetického signálu v prvním místě (56, 60) podél průchodu, zjišťování jako vstupu alespoň části elektromagnetického signálu ve druhém místě (64, 68) podél průchodu, určování skupinového zpoždění alespoň části vstupu, a využívání skupinového zpoždění ve spojitosti se souborem (48) kalibračních dat při určování stávající polohy tyče, která odpovídá skupinovému zpoždění.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje:

zjišťování teploty alespoň v blízkosti průchodu, využívání teploty ve spojitosti se souborem (52) opravných dat pro stanovení teplotního opravného faktoru, a uplatňování teplotního opravného faktoru vzhledem ke stávající poloze tyče pro získání opravené stávající polohy tyče.

-3€-

8. Zařízeni (4) pro zjišťování stávající polohy tyče (8), která je pohyblivá v alespoň části průchodu (70), kteréžto zařízení obsahuje:

procesorové zařízení (24), obsahující procesor (36) a paměť (40), vstupní zařízení (28), propojené s procesorovým zařízením a obsahující alespoň první vysílací anténu (56, 60), uspořádanou pro umístění v prvním místě podél průchodu, a alespoň první přijímací anténu (64, 68), uspořádanou pro umístění ve druhém místě podél průchodů, výstupní zařízení (32), propojené s procesorovým zařízením, paměť, ve které je uložena množina standardních programů (44), obsahující standardní program pro analýzu signálů, který při provádění na procesoru zajišťuje, že zařízení vykonává operace, obsahující:

vysílání elektromagnetického signálu z alespoň první vysílací antény, zjišťování jako vstupu alespoň části elektromagnetického signálu od alespoň první přijímací antény, podrobení alespoň části vstupu standardnímu programu pro analýzu signálů pro zjištění skupinového zpoždění vstupu, využívání skupinového zpoždění ve spojitosti se souborem kalibračních dat při stanovení stávající polohy tyče, která odpovídá skupinovému zpoždění, a

-3Ívýstup stávající polohy pomocí výstupního zařízení.

9. Zařízení podle nároku vyznačuj ící se tím, že operace

obsahuj i:

8, dále zjišťování teploty alespoň v blízkosti průchodu, využívání teploty ve spojitosti se souborem (52) opravných dat pro stanovení teplotního opravného faktoru, a uplatňování teplotního opravného faktoru vzhledem ke stávající poloze tyče pro získání opravené stávající polohy tyče.

10. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že využívání skupinového zpoždění ve spojitosti se souborem kalibračních dat obsahuje zadávání skupinového zpoždění do kalibračního standardního programu a výstup z kalibračního standardního programu jako stávající polohy takové polohy, která odpovídá skupinovému zpoždění.

11. Zařízení podle vyznačující se tím, obsahuj í:

využívání jako tyče hnací bezpečnostním obalu (16), a nároku

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že využívání skupinového zpoždění ve spojitosti se souborem kalibračních dat obsahuje zadávání skupinového zpoždění do kalibračního standardního programu (44) a výstup z kalibračního standardního souboru, představující stávající polohu, což je poloha, která odpovídá skupinovému zpoždění.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje:

využívání jako tyče hnací tyče (8) v jaderném bezpečnostním obalu (16), a využívání jako průchodu pouzdra (12) hnací tyče v jaderném bezpečnostním obalu.

5. Způsob vytváření souboru (48) kalibračních dat, který může být využíván pro stanovení stávající polohy tyče (8), která je pohyblivá v alespoň části průchodu (70), kterýžto způsob obsahuje:

vysílání kalibračního elektromagnetického signálu v první poloze (56, 60) podél průchodu, zajišťování pohybu tyče do každé z množiny poloh v průchodu, zjišťování jako množiny kalibračních vstupů alespoň části elektromagnetického signálu ve druhém místě (64, 68) podél průchodu pro každou alespoň některou z množiny poloh tyče v průchodu, zjišťování kalibračního skupinového zpoždění pro každý alespoň některý z množiny kalibračních vstupů, a vytváření souboru (48) kalibračních dat, založeného alespoň částečně na kalibračních skupinových zpožděních, přičemž soubor kalibračních dat je strukturován pro poskytování stávající polohy tyče, která odpovídá skupinovému zpoždění, stanovenému na základě vstupu ve formě zjišťování alespoň části elektromagnetického signálu ve druhém místě podél průchodu, kdy elektromagnetický signál byl vysílán v prvním místě podél průchodu.

6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že dále obsahuje:

vytvoření jako souboru kalibračních dat prvního souboru kalibračních dat na základě tyče, ponořené ve vodě, a vytvoření druhého souboru kalibračních dat na základě tyče, která je alespoň částečně obklopena vzduchem.

7. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že dále obsahuje.

vytvoření souboru kalibračních dat alespoň částečně na základě tyče, která je v první poloze, přičemž prostředí alespoň v blízkosti průchodu má první teplotu, vytvoření souboru (52) opravných dat alespoň částečně na základě tyče, která je v první poloze, přičemž prostředí alespoň v blízkosti průchodu má druhou teplotu, odlišnou od první teploty, přičemž soubor opravných dat je strukturován pro poskytnutí teplotního opravného faktoru pro stávající polohu tyče, který odpovídá teplotě, zjištěné alespoň v blízkosti průchodu.

8, že operace dále tyče (8) v jaderném využívání jako průchodu pouzdra (12) hnací tyče (8) v jaderném bezpečnostním obalu.