CZ282059B6 - Způsob a zařízení pro stanovení polohy regulační tyče - Google Patents

Abstract

Zařízení a způsob jsou určeny pro stanovení axiální polohy (30-36) regulační tyče (12) použitím databáze příznaků odchylek, vytvořené z aktuálního nebo referenčního vzoru signálu vytvořeného jedním nebo několika řadami axiálně rozloženými sekcemi detektorů (38-46) pevně zabudovaných v aktivní zóně (10) jaderného reaktoru. Databáze příznaků odchylek je vytvořena předpokládáním odchylných axiálních poloh (30-36) regulačních tyčí (12) v aktivní zóně (10), vypočítáním očekávaných signálů detektorů (38-46) pro předpokládané polohy (30-36) a uložením odchylky očekávaných signálů od kalibrační referenční hodnoty odpovídajících předpokládaných poloh (30-36) regulačních tyčí (12). Databáze příznaků se periodicky aktualizuje, aby se počítalo se změnami stavu aktivní zóny (10) jaderného reaktoru. Když se zjistí změna odezev detektorů (38-46), provede zařízení analýzu příznaků odchylek v databázi příznaků s použitím aktuální odchylky od referenční hodnoty pro vyhledání nejbližŕ

Description

(57) Anotace:

Způsob používá detektoru (38-46) pevně zabudovaného v aktivní zóně (10) a provádí se tak, že se vytvoří databáze příznaků očekávaných odchylek odezev detektoru (38-46) a odpovídajících poloh (30-36) regulačních tyčí (12), zjistí se změna v signálu detektoru (38-46) tvořící odchylku signálu detektoru (38-46) podrobně se přezkoumá databáze příznaků pro přizpůsobení mezi odchylkou signálu detektoru (38-46) a očekávanou odchylkou odezvy detektoru (38-46). Když přizpůsobení existuje, signalizuje se odpovídající poloha (30-36) regulační tyče (12), a když neexistuje, provede se volba nejbližáího přizpůsobení (100) mezi odchylkou signálu detektoru (38-46) a očekávanou odchylkou signálu detektoru (38-46) pro stanovení nejbližší polohy (30-36) regulační tyče (12), provede se přírůstek polohy (30-36) do nejbližší polohy regulační tyče (12) předem stanoveným krokovým pohybem vytvářejícím tento přírůstek (78) polohy (30-36). Ze zvětšené polohy (30-36) se stanoví vypočítaná odchylka odezvy detektoru (38-46) a zvětšená poloha (30-36) se signalizuje, jestliže vypočítaná odchylka odezvy detektoru (38-46) souhlasí s odchylkou signálu detektoru (38-46).

Způsob stanovení polohy regulační tyče v aktivní zóně jaderného reaktoru

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu stanovení stupně zasunutí neboli axiální polohy jedné nebo všech regulačních tyčí v aktivní zóně jaderného reaktoru analyzováním výstupních signálů z většího počtu detektorů citlivých na neutronové nebo gama záření, instalovaných stabilně v aktivní zóně a uspořádaných do řad.

Dosavadní stav techniky

Znalost polohy regulačních tyčí v aktivní zóně jaderného reaktoru je základem bezpečného provozu jaderné elektrárny a rovněž právním požadavkem pro zachování provozní licence. Aktuální poloha regulační tyče, přičemž kontrolními tyčemi jsou zde myšleny havarijní tyče, tyče určené k řízení reaktivity, kompenzační tyče a posunovací tyče, stejně jako speciální regulační tyče, může být stanovena dvěma různými způsoby.

První z nich používá cívkovou šachtu, která je umístěna na horní části nádoby reaktoru. V cívkové šachtě se pohybuje nahoru nebo dolů hnací hřídel regulační tyče. Změnou zasunutí hnacího hřídele do cívkové šachty se mění její magnetická impedance a tím tudíž elektrické napětí vznikající na výstupu vinutí cívky šachty. Napětí je úměrné délce hnacího hřídele regulační tyče, zasunuté v cívkové šachtě. Je tudíž zřejmé, že polohu regulační tyče lze určit pomocí výstupního napětí každé cívkové šachty. Někdy však poloha regulační tyče, určená tímto způsobem, může být diskutabilní. Běžně se při uvedení regulační tyče do chodu její poloha, tak jak je určeno pomocí cívkové šachty, kontroluje požadovanými kroky počítačů, aby se ověřilo, že cívkové šachty jsou v pořádku. Jestliže poloha regulační tyče nemůže být ověřena, protože, například cívková šachta není provozuschopná v důsledku mechanické nebo elektrické poruchy, může být provedeno pro stanovení polohy tyče grafické zmapování průběhů toků výkonů. Jestliže poloha regulační tyče nemůže být ověřena, je nutno považovat příslušnou cívkovou šachtu za nefunkční. Jestliže je nefunkčních šachet a tudíž tyčí víc než jedna, je obvykle nutné provést odstavení reaktoru.

Podle druhého způsobu stanovení polohy regulační tyče se určuje nárůst odchylky entalpie v rozložení výkonu v aktivní zóně jaderného reaktoru. K určení změn poloh regulační tyče vzhledem k její referenční poloze se používají termočlánky na výstupu a detektor vstupní teploty. Tato druhá metoda je popsána v patentu US 4 927 594. Protože se odchylka entalpie mění podle polohy regulační tyče, může být poloha tyče stanovena z velikosti této odchylky. Připočítáním změny k referenční poloze regulační tyče se určí skutečná poloha této regulační tyče. Přesnost polohy regulační tyče, stanovená touto druhou metodou, vyžaduje zlepšení a doplnění tak, aby obsluha měla k dispozici co nejspolehlivější informace o poloze regulační tyče, a aby proto nebyly nutné odstávky reaktoru.

Úkolem vynálezu je vytvořit zlepšený způsob stanovení axiální polohy regulační tyče v aktivní zóně jaderného reaktoru při poskytnutí obsluze různých potvrzujících informací o poloze regulační tyče.

Dalším úkolem vynálezu je zjišťování rozložení výkonu, které umožňuje zjišťovat nepravidelnosti polohy regulačních tyčí a nepravidelnosti tohoto rozložení výkonu.

Dalším úkolem vynálezu je stanovit polohu regulačních tyčí provedení analýzy údajů na změnách (odchylkách) v odezvách detektorů, pevně zabudovaných v aktivní zóně jaderného reaktoru.

Dalším úkolem vynálezu je stanovit polohu regulačních tyčí v průběhu změn provozu reaktoru, to znamená v době, kdy reaktor není provozován při plném výkonu nebo když je odstaven.

Dalším úkolem vynálezu je zajistit funkci bezpečnostního indikačního systému polohy regulačních tyčí v souladu s normami IEEE nebo ANSI.

Podstata vynálezu

Výše uvedený úkol splňuje způsob stanovení polohy regulační tyče v aktivní zóně jaderného reaktoru, používající detektoru pevně zabudovaného v aktivní zóně, podle vynálezu, jehož podstatou je, že se vytvoří databáze příznaků očekávaných odchylek odezev detektoru a odpovídajících poloh regulačních tyčí, zjistí se změna v signálu detektoru tvořící odchylku signálu detektoru, podrobně se přezkoumá databáze příznaků pro přizpůsobení mezi odchylkou signálu detektoru a očekávanou odchylkou odezvy detektoru, když přizpůsobení existuje, signalizuje se odpovídající poloha regulační tyče, když přizpůsobení neexistuje, provede se volba nejbližšího přizpůsobení mezi odchylkou signálu detektoru a očekávanou odchylkou signálu detektoru pro stanovení nejbližší polohy regulační tyče, provede se přírůstek polohy do nejbližší polohy regulační tyče předem stanoveným krokovým pohybem vytvářejícím tento přírůstek polohy, ze zvětšené polohy se stanoví vypočítaná odchylka odezvy detektoru a zvětšená poloha se signalizuje, jestliže vypočítaná odchylka odezvy detektoru souhlasí s odchylkou signálu detektoru.

Podle výhodného provedení vynálezu zjištění změny v signálu detektoru tvořící odchylku signálu detektoru zahrnuje třídění aktuálních odezev detektorů podle směru pohybu dovnitř nebo ven a podle skupiny a jednotlivé regulační tyče, a podrobné přezkoumání databáze příznaků zahrnuje podrobné přezkoumání části databáze příznaků odpovídající směru pohybu a skupině a jednotlivé regulační tyči.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu podrobné přezkoumání databáze příznaků zahrnuje hledání přírůstku pro přizpůsobení přírůstku mezi vypočítanou očekávanou odchylkou odezvy detektoru a aktuální odchylkou odezvy detektoru, přičemž se vychází z nejbližší očekávané odchylky odezvy detektoru, když není nalezeno přizpůsobení příznaků.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu vytvoření databáze odezvových příznaků zahrnuje vytvoření databáze odezvových příznaků očekávaných odchylek odezev detektorů a odpovídajících poloh regulačních tyčí alespoň jednou denně, když je zařízení v základním režimu zatížení.

A konečně podle ještě dalšího výhodného provedení vynálezu vytvoření databáze odezvových příznaků zahrnuje vytvoření databáze odezvových příznaků očekávaných odchylek odezev detektorů a odpovídajících poloh regulačních tyčí alespoň každých patnáct minut v průběhu změny zatížení nebo po ní.

Způsob podle vynálezu tedy určuje polohu regulačních tyčí zaprvé vytvořením databáze odezvových příznaků z detektorů pevně zabudovaných v aktivní zóně reaktoru, odpovídajících měnícím se podmínkám uvnitř aktivní zóny. Po zjištění anomálie v toku tepelných neutronů nebo v toku gama záření se určí přibližně konfigurace regulačních tyčí podrobným zkoumáním databáze za účelem porovnání hodnot uložených v databázi s naměřenými hodnotami. Při nalezení shody je tímto způsobem určena poloha regulační tyče. Jestliže není shoda nalezena, použije se nejbližší konfigurace regulační tyče jako její referenční poloha, ze které se opět vychází při stanovování polohy regulační tyče.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladném provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu včleněné do jaderného reaktoru, obr. 2A a 2B typické obrysy odchylek od referenčního vzoru hustoty neutronů, obr. 3 sled operací prováděných podle vynálezu pro vytvoření databáze příznaků a obr. 4 sled operací prováděných podle vynálezu pro stanovení polohy regulační tyče při použití databáze příznaků.

-2 CZ 282059 B6

Příklady provedení vynálezu

Vložení regulačních tyčí do aktivní zóny jaderného reaktoru způsobí změnu v axiálním a radiálním rozložení výkonů v aktivní zóně. Změny v rozložení výkonu jsou ve vztahu ke změnám signálů z detektorů neutronového nebo gama záření, upevněných v aktivní zóně. Předložený vynález využívá změřených odchylek signálů pevně zabudovaných detektorů v aktivní zóně reaktoru od stanovené řady referenčních hodnot a tyto odchylky uvádí do vztahu s axiálními polohami regulační tyče pro stanovení její polohy. Předložený vynález představuje přímý, stupňový informační systém pracující v reálném čase, který je požadován normami IEEE nebo ANSI pro stanovení polohy regulační tyče a za určitých vhodných podmínek může vytvořit automatický ochranný systém jaderného reaktoru s určitým stupněm ochrany.

Zařízení podle vynálezu nejprve vytvoří známý signálový vzor detektorů pevně zabudovaných v aktivní zóně reaktoru, když jsou regulační tyče v aktuální známé referenční poloze. Z této známé konfigurace se vytvoří databáze příznaků předpokládaným pohybem regulačních tyčí v reaktoru v různých přírůstcích a konfiguracích pro vytvoření vzoru odchylky signálu zabudovaného detektoru, tak, aby mohl být použit pro analýzu příznaků. Toto se provede předpokládáním pohybu regulačních tyčí do jedné zmožných poloh v jedné zmožných konfigurací, určením očekávaných odezev detektorů a uložením v permanentní paměti, jako je magnetický disk, a očekávaných změn nebo odchylek signálů detektorů pevně zabudovaných v aktivní zóně jaderného reaktoru, které by mohly vznikat v této konfiguraci.

Zařízení potom předpokládá pohyb regulačních tyčí do nové polohy v dané konfiguraci a očekávané nebo předvídané změny signálů detektorů pevně zabudovaných v aktivní zóně jaderného reaktoru vůči referenčním signálům se opět ukládají v paměti. Jakmile jsou v paměti uloženy předvídané změny signálů pevně zabudovaného detektoru ve všech polohách regulační tyče v dané konfiguraci, provádí zařízení stejné operace u sousední konfigurace a tak stále dál, dokud nejsou uloženy všechny očekávané odchylky signálů pevně zabudovaných detektorů pro každou polohu v každé konfiguraci. Odstup nebo počet polohových kroků regulační tyče mezi každou předpokládanou polohou je pevným počtem kroků, takže může být vytvořena databáze, která usnadní vyhledávání každé přesné polohy regulačních tyčí. Databáze příznaků se periodicky aktualizuje s činností elektrárny, přičemž periodicky se míní jednou denně, když elektrárna pracuje v základním zátěžném režimu, a každých patnáct minut při následující změně zatížení.

Jakmile je vytvořena databáze příznaků, tak když je zjištěna anomálie, například když se jedna nebo více odezev zabudovaných detektorů odchylují od aktuálních referenčních odezev, nebo když se odezva termočlánku odchyluje od skutečné referenční odezvy, podrobí se přezkoumání databáze příznaků z hlediska těsného přizpůsobení, a jestliže toto přizpůsobení existuje, určí se poloha regulační tyče. Jestliže toto těsné přizpůsobení neexistuje, použije se nejbližší konfigurace jako výchozí bod pro vyhledání přesné polohy regulační tyče. Tato přesná poloha regulační tyče se potom porovná sjejí polohou určenou systémem s cívkovou šachtou nebo termočlánkovým systémem.

Zařízení provádí měření odchylek v aktivní zóně JO reaktoru, viz obr. 1, přičemž do aktivní zóny 10 jsou vloženy regulační tyče 12 regulačním systémem _L4, aby regulovaly výstupní výkon. Analogový indikační systém 16 provádí magneticky, jak bylo vpředu popsáno, zjišťování poloh regulačních tyčí 12. Tyto polohy jsou dodávány do detekčního systému J8, který srovnává polohy regulačních tyčí 12 se signály vydávanými řadami 20 regulačních tyčí 12 pomocí běžných šestisegmentových detektorů. Detekční systém 18 může rovněž přijímat polohové signály ze systému určujícího polohu regulační tyče z odchylky nárůstu entalpie, popsaného v patentu US 4 927 594, a to buďto alternativně, nebo doplňkově k činnosti indikačního systému 16 polohy regulačních tyčí 12. Počítačový systém, vhodný pro provádění nejen funkcí pro vytvoření databáze, ale také pro provádění výpočtů, o kterých již zde bylo diskutováno, je dodáván firmou Commercial Nuclear Fuels Division of Westinghouse a je spojen se systémem BEACON.

Předložený vynález vyžaduje použití řad 20 pevných detektorů 38 až j46, citlivých na tepelné neutronové nebo gama záření a pevně uložených v aktivní zóně jaderného reaktoru tak, že alespoň jedna řada 20 axiálně rozmístěných částí pevně uložených detektorů 38 až 46 je v těsné blízkosti každé polohy regulační tyče 12 v aktivní zóně. Je rovněž výhodné, že řada 20 detektorů 38 až 46 je rozmístěna v obvyklém pohybu krále , známém z šachu, každé z regulačních tyčí 12. Pomocí této konfigurace je možno a prakticky též prováděno stanovení stupně zasunutí jakékoli jednotlivé regulační tyče 12 nebo jakékoli uspořádané skupiny nebo konfigurace regulačních tyčí 12 v aktivní zóně reaktoru s hodnocením vzoru výstupních signálů vytvářených trojrozměrnou soustavou detektorů 38 až 46 pevně uložených v aktivní zóně jaderného reaktoru.

Když se regulační tyče 12 pohybují v aktivní zóně, jsou signály z detektorů 38 až 46 v aktivní zóně využity pro stanovení odchylek od před tím uloženého referenčního vzoru aktuálního signálu detektoru 38 až 46 pro každou axiální část aktivní zóny, jak je znázorněno na obr. 2A a 2B. Odchylka indikuje anomálii, ke které v aktivní zóně došlo. Obr. 2A a2B znázorňují čtyři polohy 30 až 36 regulačních tyčí 12 a pět řad neutronových detektorů 38 až 46 pevně uložených v aktivní zóně. Každá řada obvykle obsahuje šest sekcí, umožňujících, aby reaktor byl axiálně rozdělen do šesti úrovní. Je však možné, aby v závislosti na typu aktivní zóny bylo použito alternativního nebo odlišného rozdělení aktivní oblasti na axiální části.

Obr. 2A a 2B znázorňují typické obrysy odchylek od referenčního vzoru signálů, které jsou zjištěny detektory 38 až 46. například z první části neboli nejhořejší úrovně a poslední části neboli nejspodnější úrovně. Obr. 2A a2B znázorňují regulační tyče 12. které se pohybují pouze částečně do aktivní zóny, takže vzor odchylek je znázorněn pouze na obr. 2A a nikoli na obr. 2B. Tyto vzory obrysů odchylek představují obvykle úrovně spojené s nejvýše umístěnými a nejníže umístěnými detektory 38 až 46 v řadě s vícenásobnými sekcemi detektorů 38 až 46. Typické vzory obrysů odchylek umožňují systému určit zda regulační tyč 12 nebyla zasunuta do určité úrovně, že regulační tyč 12 je do určité úrovně zasunuta zcela, zda regulační tyč 12 je zasunuta například jen ze 30 %, 50 % a 70 %.

Prvním krokem při provádění způsobu podle vynálezu, viz obr. 3, je samplování 70 aktuálních stavů aktivní zóny, které nezahrnují pouze aktuální polohy regulačních tyčí 12, použité jako referenční polohy, nýbrž rovněž výkonovou hladinu, vstupní teplotu chladivá, a tak dále. Jakmile jsou aktuální stavy aktivní zóny samplovány, to znamená, že jsou vytvořeny vzory, provádí analytické zařízení neboli systém pravidelné kalibrování 71 analytických přístrojů v aktivní zóně, přičemž tímto systémem může být systém BEACON firmy Commercial Nuclear Fuels Division of Westinghouse. Tento analytický systém pro určení rozložení výkonu v aktivní zóně může vypočítávat očekávané odezvy detektorů 38 až 40 neutronového nebo gama záření, zabudovaných v aktivní zóně, a to na základě údajů o určitých parametrech, například tlaku chladicího systému reaktoru a vstupní teploty aktivní zóny, výkonové úrovně reaktorů a konfigurace vložení regulačních tyčí 12 a určitých dalších parametrů o rozložení výkonu.

Krok kalibrování 71 zahrnuje výpočet očekávaných odezev detektorů 38 až 46. Jestliže vypočítané a naměřené odezvy nesouhlasí s předem určeným rozsahem tolerance, je prohlášen indikační systém 16 polohy běžné regulační tyče 12 za nefunkční a analytický přístroj musí být seřízen. Jestliže existuje adekvátní shoda, tak jak změřené, tak i vypočítané odezvy se uloží do paměti. Jak změřené, tak i vypočítané odezvy se uloží do paměti, protože je nutno provést dvě měření odchylek, a to za prvé odchylky vypočítaných odezev detektorů od vypočítaného referenčního rozložení, a za druhé odchylky změřených odezev detektorů od změřeného rozdělení. Protože srovnání je provedeno v odchylkách a ne v absolutních hodnotách, musí být zaznamenána obě referenční rozložení. Když je vytvořena databáze odchylek, provede se odstranění vypočítaného referenčního rozložení odezev z paměti.

Zařízení neboli systém potom uvede do chodu smyčku neboli sled výpočtů pro stanovení toho, které vypočítané odchylky odezev by byly u předem stanovených konfigurací regulačních tyčí 12. Předem stanovené konfigurace zahrnují změny poloh regulačních tyčí 12, které jsou předvídány v normálním provozu, například pro regulační skupinu D deset kroků směrem dovnitř

-4CZ 282059 B6 nebo směrem ven z aktivní zóny. V konfiguracích jsou rovněž zahrnuty předvídané změny regulace a překryté polohy skupiny, například regulační skupiny D, a to padesát kroků dovnitř nebo ven a jedno sto kroků dovnitř nebo ven, v případě potřeby, přičemž regulační skupina C udržuje překrytí programu. Tyto konfigurace mohou nastat jako výsledek částečné ztráty zatížení nebo jiného porušení pořádku. Dále jsou v konfiguracích zahrnuty i jiné předem stanovené konfigurace, které mohou být předvídány, a to od možné poruchy režimů hnacího systému regulačních tyčí, jako je pokles regulační tyče nebo její nekontrolované vložení nebo vytažení. Pro každou z těchto konfigurací se stanoví odezva odchylky aktivní zóny na změnu nebo poruchu.

Tento krok zahrnuje vyhledání konfigurací založených na koncentraci bóru nebo průměrné teploty chladicího média pro vytvoření kritického stavu ve výpočtech zahrnujících malé změny polohy regulačních tyčí 12 a, například, vyhledání úrovně výkonu pro udržení kritického stavu v oddělených poškozených konfiguracích. Toto vyhledávání očekávaných konfigurací je nutné, protože při hlavním porušení pořádku, jako je nekontrolovatelné zasunutí nebo vytažení skupiny regulačních tyčí nebo naopak částečná ztráta zatížení bez vypnutí reaktoru, nastaví automatický regulační systém podmínky primárního systému tak, aby se udržel kritický stav při snížené úrovni výkonu nebo při nulovém výkonu. Tímto způsobem, jestliže regulační systém myslí, že detekoval částečnou ztrátu zatížení, provede takový pohyb regulačních tyčí 12. který sníží výstupní výkon aktivní zóny. Proto musí vyhledávání odrážet předvídatelné chování automatických regulačních systémů, protože takové chování je očekávané. Jestliže odezva automatického regulačního systému není tím, co je očekáváno, provede se vypnutí reaktoru a zjišťování polohy regulačních tyčí 12 je sporné - všechny regulační tyče 12 jsou uvnitř.

Všechny předem stanovené konfigurace, které mají být použity, závisí na provedení aktivní zóny a regulačních systémech regulačních tyčí ,12. Sadu konfigurací pro příslušný reaktor může vytvořit odborník neboli inženýr zabývající se analýzou přechodných jevů působících na bezpečnost jaderných zařízení.

Pro každou konfiguraci provede zařízení výpočet 72 rozdílu neboli odchylky signálů detektorů 38 až 46 z kroku pravidelného kalibrování 71 od očekávaných neboli vypočítaných signálů. To znamená, že zařízení vypočítá očekávané odchylky mezi aktuálními analyticky očekávanými odezvami a analyticky předvídanými odezvami. Výpočet 72 odchylek očekávaných odezev detektorů 38 až 46 se provádí analytickým přístrojem analytické aktivní zóny. Jestliže jsou odchylky očekávané odezvy detektorů 38 až 46 vypočítány, uloží se polohy regulačních tyčí 12 a očekávané odchylky odezev v kroku uložení 74 v databázi příznaků. Jestliže byly stanoveny všechny předjímatelné konfigurace regulačních tyčí 12 z referenčních poloh, to znamená, že nastal konec 76 stanovení konfigurací, zjistí se přírůstek 78 konfigurací regulačních tyčí 12 a vypočítá se další příznak. Jestliže již jsou vypočítány všechny konfigurace, nastane v systému čekání 80 do té doby, dokud není čas pro další periodické aktualizování.

Po vytvoření databáze příznaků začne zařízení provádět monitorovací smyčku, znázorněnou na obr. 4, která vyhledává odchylky rozdělení výkonu od předepsaného referenčního rozdělení. Tato monitorovací smyčka se provádí alespoň jednou za minutu. V této monitorovací smyčce zařízení provádí samplování 90 odezev pevně zabudovaných detektorů 38 až 46 (nebo alternativně termočlánků) a potom provádí porovnání 92 aktuálních odezev s referenčními odezvami uloženými v kroku pravidelného kalibrování 74. Jestliže se odezvy nezměnily nežádoucím způsobem, provádí zařízení čekání 94, dokud není čas pro provádění další operace zjišťování odchylek. Jestliže srovnání aktuálně změřených odezev detektorů 38 až 46 s uloženými změřenými odezvami detektorů 38 a 46 ukazuje, že rozložení výkonu se změnilo zjistitelně, to znamená, že alespoň některé odezvy detektorů 38 a 46 se změnily o více než předem definovaná tolerance, například o 1 %, v závislosti na odstupu signálu od šumu atd. a akceptovatelných mezí daných předpisem Technical Specification, začne zařízení provádět analýzu příznaků odchylek v databázi vytvořené podle obr. 3 pro stanovení konfigurace regulačních tyčí, která způsobila překročení předepsané změny v odezvách detektorů 38 až 46.

-5CZ 282059 B6

Patent US 4 637 910 popisuje jeden z vhodných způsobů analýzy příznaků. V průběhu analýzy příznaků, zejména když je zjištěna změna, provede zařízení z odchylky určení 96 regulační tyče 12 nebo skupin regulačních tyčí 12, které se pohnuly, a rovněž směr tohoto pohybu. Například, pohyb jediné regulační tyče (její pokles) ve srovnání s pohybem celé skupiny bude mít za následek vznik velmi odlišných vzorů odchylek signálů detektorů. Směr zasunutí může být stanoven ze směru změny signálu. Všeobecně regulační tyče 12, pohybující se do aktivní zóny, snižují velikost odezvového signálu detektoru umístěného v blízkosti této regulační tyče 12. zatímco regulační tyč 12 pohybující se směrem ven zvyšuje velikost odezvového signálu detektoru umístěného v blízkosti této regulační tyče 12. Jestliže jsou však detektory 38 až 46 citlivé na gama záření a regulační tyče 12 jsou provedeny ze slitiny stříbro-indium-kadmium nebo hafnium, je tomu naopak.

V průběhu vyhledávání provádí zařízení volbu 98 příznaku nejbližšího k aktuálním odchylkám odezev detektorů 38 až 46. Tato volba 98 může být provedena jednoduchým srovnáním velikosti odchylek. Jestliže zvolený příznak vykáže přizpůsobeni 100. je polohou regulační tyče 12 výstup 102. Jestliže přizpůsobení nenastane, je konfigurace regulačních tyčí 12 nejblíže přizpůsobená očekávaným a předepsaným odchylkám spolehlivým ukazatelem změny konfigurace regulačních tyčí 12, která způsobuje změnu v odezvách pevně zabudovaných detektorů 38 až 46. Z této konfigurace se pro výpočet rozsahu změn polohy identifikované skupiny regulačních tyčí 12 nebo jednotlivé regulační ty če 12 v příslušném směru použije analytický přístroj (BEACON).

V každém výpočtu zařízení vypočítá odchylku uložené odezvy, vypočtené v kroku pravidelného kalibrování 71. Zařízení může zejména začít s nejbližší konfigurací a předpokládat přídavný pohyb 102 regulační tyče 12 z nejbližší polohy ve směru ke skutečným odezvám detektoru. Přírůstek pro toto hledání závisí na počtu kroků mezi příznaky, které, jak již bylo dříve uvedeno, závisí na skupině a na tom, zda pohyb skupin je kombinovaný.

Například, jestliže pohyb je směrem dovnitř a nejbližším příznakem je další pohyb dovnitř (to znamená, že očekávané odezvy v určité axiální oblasti aktivní zóny jsou menší než skutečné odezvy), provádí systém zvyšování předpokládaného pohybu regulační tyče 12 dále dovnitř z její referenční polohy. Tento předpokládaný přírůstek polohy regulační tyče 12 se použije pro výpočet 104 očekávaných odchylek odezev detektorů. Tento vypočet 104 se provádí analytickým přístrojem, použitým pro výpočty na obr. 3, a používá skutečných stavů aktivní zóny pro úroveň výkonu, jako vstupní teploty chladicího média atd. Odchylky očekávaných odezev jsou potom podrobeny porovnávání 106 s předepsanými odchylkami pro stanovení toho, jestli existuje přizpůsobení nebo jestli je velmi přibližné. Jestliže neexistuje žádné přizpůsobení, stanoví zařízení jestli vypočítaná očekávaná odchylka odezvy je v kroku přiblížení 108 skutečné odchylky odezvy, to znamená, jestli se rozdíl zmenšuje. Jestli se již rozdíl dále nezmenšuje, znamená to, že zařízení hledalo mimo skutečnou polohu a poslední předpokládanou polohou je výstup 102. Jako alternativu k hledání přírůstku, popsanému výše, je možno použít pro stanovení změny polohy regulační tyče 12, která vyplývá ze změny odezvy detektoru, rovněž interpolační schéma.

Řešení podle vynálezu má hlavní výhodu oproti známým způsobům stanovení zasunutí regulační tyče v tom, že se věnuje primárnímu důsledku polohy regulační tyče, to jest účinku místního rozložení výkonového toku, spíše než účinku sekundární důležitosti, to jest absolutní nebo relativní poloze regulační tyče. Jestliže tedy jedna nebo více regulačních tyčí zasunutých do určitého stupně způsobí místní změnu místní hustoty jaderného výkonu, bude tato místní změna patrná pro nejbližší detektory uložené v aktivní zóně a tudíž pro zařízení podle vynálezu. Jestliže důsledek zasunutí jedné nebo více regulačních tyčí do určitého stupně bude malý, což by byl případ regulačních tyčí vložených v málo hodnotné oblasti blízko horní části aktivní zóny, budou mít i pevně zabudované detektory v aktivní zóně malý význam, i když platné Technical Specifications, založené na absolutní chybě polohy regulační tyče, by mohly způsobit snížení výkonu nebo dokonce, v nejhorším případě, i zastavení reaktoru. Řešení podle vynálezu umožňuje neprovádět nutná omezení účinné funkce reaktoru.

-6CZ 282059 B6

Z detailního popisu jsou zřejmé četné znaky a výhody řešení podle vynálezu, které jsou zahrnuty v závislých patentových nárocích, které pokrývají svým rozsahem všechny tyto znaky a výhody. Pro odborníka je snadné provádět v rámci vynálezu různé modifikace a změny, takže není zapotřebí omezovat řešení podle vynálezu na přesné konstrukční a funkční provedení, přičemž v rámci vynálezu je možno provádět různé modifikace a ekvivalentní úpravy, aniž by se vybočilo z jeho rozsahu.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob stanovení polohy regulační tyče v aktivní zóně jaderného reaktoru, používající detektoru pevně zabudovaného v aktivní zóně, vyznačující se tím, že se vytvoří databáze příznaků očekávaných odchylek odezev detektoru a odpovídajících poloh regulačních tyčí, zjistí se změna v signálu detektoru tvořící odchylku signálu detektoru, podrobně se přezkoumá databáze příznaků pro přizpůsobení mezi odchylkou signálu detektoru a očekávanou odchylkou odezvy detektoru, když přizpůsobení existuje, signalizuje se odpovídající poloha regulační tyče, když přizpůsobení neexistuje, provede se volba nejbližšího přizpůsobení mezi odchylkou signálu detektoru a očekávanou odchylkou signálu detektoru pro stanovení nejbližší polohy regulační tyče, provede se přírůstek polohy do nejbližší polohy regulační tyče předem stanoveným krokovým pohybem vytvářejícím tento přírůstek polohy, ze zvětšené polohy se stanoví vypočítaná odchylka odezvy detektoru a zvětšená poloha se signalizuje, jestliže vypočítaná odchylka odezvy detektoru souhlasí s odchylkou signálu detektoru.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zjištění změny v signálu detektoru tvořící odchylku signálu detektoru zahrnuje třídění aktuálních odezev detektorů podle směru pohybu dovnitř nebo ven a podle skupiny a jednotlivé regulační tyče, a podrobné přezkoumání databáze příznaků zahrnuje podrobné přezkoumání části databáze příznaků odpovídající směru pohybu a skupině ajednotlivé regulační tyči.
3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že podrobné přezkoumání databáze příznaků zahrnuje hledání přírůstku pro přizpůsobení přírůstku mezi vypočítanou očekávanou odchylkou odezvy detektoru a aktuální odchylkou odezvy detektoru, přičemž se vychází z nejbližší očekávané odchylky odezvy detektoru, když není nalezeno přizpůsobení příznaků.
4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vytvoření databáze odezvových příznaků zahrnuje vytvoření databáze odezvových příznaků očekávaných odchylek odezev detektorů a odpovídajících poloh regulačních tyčí alespoň jednou denně, když je zařízení v základním režimu zatížení.
5. 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vytvoření databáze odezvových příznaků zahrnuje vytvoření databáze odezvových příznaků očekávaných odchylek odezev detektorů a odpovídajících poloh regulačních tyčí alespoň každých patnáct minut v průběhu změny zatížení nebo po ní.