DE2014998A1

DE2014998A1 - Optical display device for the multi-dimensional display of the characteristic values of fuel assemblies and control rods of a nuclear reactor

Info

Publication number: DE2014998A1
Application number: DE19702014998
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing.; Bock Heinz-Wilhelm Dipl.-Ing.; 8520 Erlangen Aleite
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-03-28
Filing date: 1970-03-28
Publication date: 1971-10-21
Also published as: BE761059A; NL7018950A; FR2087853A5

Description

Optisches Anzeigegerät zur mehrdimensionalen Darstellung der Kennwerte von Brennelementen und Steuerstäben eines KernreaktorsOptical display device for multi-dimensional display the characteristic values of fuel elements and control rods of a nuclear reactor

Bei der Projektierung von Kernkraftwerken großer Leistung ist es erforderlich, das Verhalten der Anlage, insbesondere die Neutronenfluß- und die Leistungsdichteverteilung im Reaktorkern rechnerisch zu ermitteln. Es sind dabei verschiedene Rechenmodelle möglich, mit denen beispielsweise die einzelnen Brennelemente durch jeweils mehrere, zu einer Säule zusammengefaßten Rechenelemente nachgebildet werden können.Wenn man dabei annimmt, daß jedes Brennelement in mindestens zehn Rechenzonen dargestellt ist, wobei in jedem Rechenelement ca. zehn Rechenoperationen gleichzeitig durchgeführt werden, so führt dies z.B. bei 200 Brennelementen eines Reaktorkernes zu etwa 20 000 Rechenvorgängen, die gleichzeitig- zeitabhängig ..ablauf en. Bei derart zahlreichen Rechenvorgängen ist es praktisch unmöglich, die bei diesen Rechnungen anfallenden Datenmengen in herkömmlicher Weise auszugeben und zu verarbeiten. Es muß daher neben den üblichen Datenreduktionen und Kenngrößendarstellungen nach einer neuen Art der Datenausgabe gesucht werden.When planning high-performance nuclear power plants it is necessary to check the behavior of the plant, in particular the neutron flux and power density distribution in the reactor core to be determined by calculation. Different calculation models are possible with which, for example, the individual Fuel elements can be simulated by several computing elements combined to form a column assumes that each fuel assembly is represented in at least ten computation zones, with approximately ten in each computation element Arithmetic operations are carried out at the same time, this leads to e.g. 200 fuel elements in a reactor core 20,000 arithmetic processes that .. run simultaneously and depending on the time. With such a large number of calculation processes, it is practically impossible to use conventional Way to spend and process. It must therefore be used in addition to the usual data reductions and parameter displays search for a new type of data output.

Die Rechnungen in einem derartigen Rechenmodell verlaufen bei optimaler Punktionsweise in drei räumlichen und einer Zeitdimensionen, in denen die Amplituden z.B. des ΝβμΐΓοηβηίΙ^ββΒ und/oder der Leitungsverteilung im Reaktor dargestellt werden soll. Am vorteilhaftesten wäre dabei eine Datenausgabe, mit der die jeweils mehrdimensional durchgeführten Rechenoperationen eindeutig und schnell dargestellt werden könnten. Besonders vor-The calculations in such a computer model run in three spatial and one time dimensions when the puncture method is optimal, in which the amplitudes e.g. of the ΝβμΐΓοηβηίΙ ^ ββΒ and / or the line distribution in the reactor is to be represented. The most advantageous would be a data output with which the multi-dimensional computing operations carried out in each case could be represented clearly and quickly. Especially

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teilhaft wäre eine optische Darstellung, die ein genaues Abbild der jeweils durchgeführten Rechenoperation und der in jedem Augenblick vorliegenden Ergebnisse zeigt.An optical representation would be beneficial, which would give an exact image of the calculation operation carried out in each case and the in shows results present at every moment.

3in derartiges optisches Anzeigegerät besteht erfindungsgemäß aus einer Elektronenstrahl-Farbbildröhre mit vertikal verlaufenden Zeilen, wobei jedem Brennelement und Steuerstab mindestens je eine Zeile der Farbbildröhre zugeordnet ist.According to the invention, there is such an optical display device from an electron beam color picture tube with vertically extending lines, each fuel assembly and control rod at least each one line of the color picture tube is assigned.

Dabei kann die Farbbildröhre in Abhängigkeit von den ermittelten Kennwerten der Brennelemente und Steuerstäbe derart aussteuerbar sein, daß die Farbe der jeweiligen Zeile oder der Zeilengruppe als Anzeige für den Betriebszustand des jeweiligen Elementes dient.The color picture tube can be controlled in this way as a function of the determined characteristic values of the fuel assemblies and control rods be that the color of the respective line or group of lines as an indication of the operating status of the respective Element serves.

Damit kann der Reaktor mit seinen Brennelementen und Steuerstäben dreidimensional dargestellt werden, so daß jedes dieser Bauelemente durch eine senkrecht verlaufende Zeile dargestellt wird, die im Verlauf der Zeitablenkung des Elektronenstrahles so lange hellgetastet wird, wie es der Brennelement- bzw. Steuerstablänge entspricht. Die unabhängige Zeit wird im Farbfernsehbild wie in Wirklichkeit als Zeit dargestellt, so daß sich ein Farbfernsehfilm ergibt. Die Farbe des Fernsshstrahles wird benutzt, um die Intensität von z.B. Neutronenfluß oder örtlicher Reaktorleistung darzustellen.This allows the reactor with its fuel assemblies and control rods to be represented three-dimensionally, so that each of these components is represented by a vertical line, which over the course of the time deflection of the electron beam is scanned as long as it corresponds to the fuel element or control rod length. The independent time is shown in the color television picture as actually represented as time, so that a color television film results. The color of the television beam is used to show the intensity of e.g. neutron flux or local reactor power.

An Hand einer schematischen Darstellung soll das Prinzip eines derartigen optischen Anzeigegerätes näher erläutert werden. Dabei zeigen!The principle of such an optical display device is to be explained in more detail using a schematic representation. Show it!

Fig. 1 eine dreidimensionale Darstellung der Brennelement- una Steuerstabanordnung im Reaktorkern und1 shows a three-dimensional representation of the fuel assembly and control rod arrangement in the reactor core and

Fig. 2 die bildliche Darstellung dieses Reaktorkernes mit seinen einzelnen Stäben auf dem Schirm einer Lllektronenstrahl-Farbbildröhre. 2 shows the pictorial representation of this reactor core with its individual rods on the screen of an electron beam color picture tube.

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In Pig. 1 ist der schematische Aufbau eines Reaktorkernes in den drei Koordinaten x, y, ζ dargestellt. Es sei dabei von einem Reaktorkern 1 angenähert zylindrischer Kontur ausgegangen. Die einzelnen Brennelemente 2 sind dabei nebeneinander und in y~Richtung hintereinander in Gruppen mit vom Rande zur Mitte hin zunehmender Anzahl angeordnet. Von oben seien dabei in z-Richtung vier Steuerstäbe 3 teilweise in den Reaktorkern eingefahren.In Pig. 1 shows the schematic structure of a reactor core in the three coordinates x, y, ζ. Let it be from someone Reactor core 1 assumed approximately cylindrical contour. The individual fuel assemblies 2 are next to one another and in the y direction arranged one behind the other in groups with increasing numbers from the edge to the center. Let us assume from above in the z-direction four control rods 3 partially retracted into the reactor core.

Bei Darstellung dieses Kernaufbaues auf einer Elektronenstrahl-Farbbildr*öhre ergibt sich in etwa eine Anordnung nach Fig. 2. Die Farbbildröhre 4 ist dabei so angeordnet, daß die einzelnen Zeilen 5 jeweils senkrecht verlaufen. Jeder dieser Zeilen 5 oder einer aus mehreren Zeilen zusammengesetzten Zeilengruppe ist dabei jeweils ein Brennelement 2 zugeordnet, das entsprechend seiner Länge und der Lage im Reaktorkern durch den'Elektronenstrahl-so lange hellgetastet wird, wie es der jeweiligen Brennelementlänge entspricht. Die von oben eingefahrenen Steuerstäbe können in gleicher Weise von einzelnen Zeilen entsprechend ihrer Länge dargestellt werden.When displaying this core structure on an electron beam color picture tube the result is approximately an arrangement according to FIG. 2. The color picture tube 4 is arranged so that the individual Lines 5 each run vertically. Each of these lines is 5 or a group of lines composed of several lines each assigned a fuel element 2, which according to its length and the position in the reactor core by the'Elektronenstrahl-so is long scanned, as it corresponds to the respective fuel element length. The control rods retracted from above can be represented in the same way by individual lines according to their length.

Die an verschiedenen Stellen des Reaktors auftretende unterschiedliche Leistungsdichte bzw. der Neutronenfluß können durch verschiedene Farben des Elektronenstrahls dargestellt werden. Durch die dementsprechend unterschiedliche Farbgebung der einzelnen Brennelemente bzw. der jeweiligen Reaktorzone lassen sich dann sehr schnell die Stellen höchster Leistungsdichte aus dem Farbbild ablesen.The different ones occurring at different points in the reactor Power density or the neutron flux can be represented by different colors of the electron beam. Due to the correspondingly different coloring of the individual fuel assemblies or the respective reactor zone you can then very quickly read the points of highest power density from the color image.

Der Grad der Farbaussteuerung kann in der Weise geändert werden, daß je nach Rechnung der Farbbereich für verschieden große Leistungsdifferenzen gültig ist. Auch kann der Farbeinsatz verschoben werden.The degree of color control can be changed in such a way that, depending on the calculation, the color range for different sizes Performance differences is valid. The use of colors can also be shifted will.

Es kann damit sowohl ein sehr.unterschiedliches als auch ein sehr flaches Verteilungsprofil mit vollem Farbbereich dargestellt werden.It can be very different as well as a very flat distribution profile can be displayed with a full color range.

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Durch dieses Anzeigegerät lassen sich "beispielsweise auch verschiedene Arten von Stabfarbprogrammen besser beurteilen, wobei eine universale Information über das gesamte Geschehen gegeben wird. Dabei können zusätzlich z.B. Maximalwerte für verschiedene Dimensionen oder andere Extremwerte durch getrennte Schreiber dargestellt werden. Für die Wiedergabe einzelner Zeitpunkte eignen sich Fotos des von der Farbbildröhre abzunehmenden Farbfilms bzw. reduzierte Kenngrößendarstellungen zweidimensionaler Art.With this display device, for example, various Better assess types of stick color programs, with universal information being given about the entire event will. In addition, e.g. maximum values for different dimensions or other extreme values can be recorded by separate recorders being represented. Photos of the color film to be removed from the color picture tube are suitable for reproducing individual points in time or reduced parameter representations of a two-dimensional type.

3 Patentansprüche
2 Figuren3 claims
2 figures

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Claims

1: / optical display unit for multi-dimensional representation \ S of the measurement and operating values, in particular for representing the characteristics of fuel elements and control rods of the reactor core, characterized in that the display device of an electron beam color picture tube (4) having vertically extending rows (5)? and each fuel assembly (2) and control rod (3) is assigned at least one line (5) of the color picture tube (4).

2. Display device according to claim 1, characterized in that the color picture tube (4) depending on the determined parameters of the fuel assemblies (2) and control rods (3) in such a way, It can be controlled that the color of the respective line or group of lines as a display for the momentary value of the respective The calculation variable of the corresponding element is used.

3. Display device according to claim 1 and 2, characterized in that the color scale different Augenbli.ckswertdifferenzen and a zero point suppression of the instantaneous values is also possible.

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