DE2222432C3

DE2222432C3 - Meßeinrichtung

Info

Publication number: DE2222432C3
Application number: DE2222432A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. Aleite; Erich Dipl.-Ing. Klar; Hansgerd Spillekothen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-05-08
Filing date: 1972-05-08
Publication date: 1979-09-27
Also published as: SE397895B; US3930936A; DE2222432B2; GB1426267A; CH550470A; DE2222432A1

Description

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insbesondere der NeutronenfluOdichte, der Höhe nach wird das Ventil 16 geöffnet, so daß die Druckluft, die gestaffelt sein, so daß eine Auslösung im Gefahrenfall nach dem Schließen der Ventile 15 in die Rohrenden 19 dadurch sichergestellt ist, daß beim Versagen des De- eintritt, die beweglichen Sonden 12 wieder in die getektors mit dem höchsten Ansprechwert der Detektor zeichnete Meßstellung befördern. Dort wird das Maß mit dem nächstniedrigeren Meßwert das Kommando 5 der Aktivierung mit bekannten, nicht weiter dargestellfür das Einfahren gibt ten Meßeinrichtungen eines Meßtisches 14 festgestellt

Zweckmäßig ist den Sonden eine Sperre zugeordnet, Wie man sieht, ist am Meßgerät 7, das den fest im um eine von den Detektoren ausgelöste Wiederholung Reaktorkern 2 angeordneten Detektoren 5,5' zugeorddes Einfahrens zu unterbinden. Dies bedeutet, daß net ist, eine Wirkungslinie 20 angedeutet, die zu einem ein von einem Detektor auf Grund des Betriebszustan- io Umsetzer 21 führt Der Umsetzer 21 bewirkt, abhängig des des Kernreaktors aufrechterhaltenes Kommando von der Größe des Meßwertes der Sonde 5, eine elekzum Einfahren der Sonden nur ein einmaliges Einfahren trische Betätigung der beweglichen Sonden 12, da er bewirken kann. Auf diese Weise läßt sich ein ständig elektrisch, wie durch die Wirkungslinie 22 angedeutet wiederholtes Einfahren verhindern, das zur Aufklärung ist, jedes Ventil 15 öffnet. Die Sonden 12 werden also in des Betriebszustandes nicht erforderlich ist und unter 15 Abhängigkeit von einem Grenzwert der Sonden 5,5' in Umständen die beweglichen Sonden mechanisch stark Bewegung gesetzt Die Grenzwerte der Sonden 5, 5' beanspruchen könnte. Die Sperre kann von Hand lös- haben zweckmäßig eine etwas unterschiedliche Größe, bar sein, sie Ikann aber auch vorteilhaft zeitabhängig Die Betätigungseinrichtung 21 liefert die zur Steue-

lösbar ausgebildet sein, um unabhängig vom Bedie- rung der Ventile 15 und 16 erforderliche Energie. Im nungspersonal ein erneutes Lösen zu ermöglichen, das 20 Prinzip können die Ventile 15 und 16 durch das Anin bestimmten Zeitabständen genaue Messungen ergibt, sprechen einer Sonde angeregt werden, wenn man solange ein unnormaler Betriebszustand vorliegt Man durch ein Zeitrelais 25 dafür sorgt, da$ das Ventil 16 kann auch eine zeitabhängig lösbare Sperre zusätzlich erst nach einer bestimmten Zeit die für die Aktivierung von Hand lösbar gestalten, um in besonderen Fällen der beweglichen Sonden 12 ausreicht und nach dem eine schnelle wiederholte Messung mit Hilfe der be- 25 Schließen des Ventils 15 geöffnet wird, damit die Scnweglichen Sonden zu erreichen. den 12 ohne Gegendruck wieder in die gezeichnete

Die Erfindung kann auch so verwirklicht werden, daß Meßstellung gelangen.

für ein System beweglicher Sonden eine Auslösung Durch die erfindungsgemäße Steuerung erhält man

nach dem 2-von-3-System vorgesehen ist Unter Um- ein wesentlich genaueres Bild der Vorgänge im Reakständen kann es ausreichen, nur den größeren Teil der 3° tor gerade dann, wenn eine vom Normalen abweichenin einem Reaktor vorhandenen beweglichen Sonden de, unter Umständen kritische Situation eintritt. Die durch Meßwerte der fest angeordneten Detektoren zu Vergrößerung der Genauigkeit läßt sich daran ermessteuern, während einige wenige in bekannter Weise, so sen, daß die Zahl der mit beweglichen Sonden 12 erzürn Beispiel nach einem festen Zeitplan, in Bewegung reichbaren Meßpunkte üblicherweise das 15- bis gesetzt werden. 35 30fache der Meßpunkte beträgt die mit fest angeord-

An Hand der Figuren wird im folgenden die Er- neten Detektoren besetzt sind.

findung näher erläutert Dabei zeigt Fig. 1 in verein- In Fig.2 ist ausschnittsweise ein Schaitplan dargefachter Darstellung einen Druckwasserleistungsreaktor stellt, der die elektrische Steuerung der beweglichen für beispielsweise 200MWe, dessen Reaktordruckbe- Sonden 12 erkennen läßt Dabei ist die in der Fig. 1 halter 1 einen gestrichelt angedeuteten Reaktorkern 2 40 durch die Wirkungslinie 20 bezeichnete Leitung 28 zu enthält Im Reaktorkern sind Detektoren 5, 5' für die einem Grenzwertmelder 29 geführt, der der Betäti-Neutronenflußdichte stationär angeordnet. Sie sind gungseinrichtung 21 in F i g. 1 entspricht. Der Grenzüber Meßleituingen 6, 6' mit einer Meßeinrichtung 7 wertmelder 29, der beispielsweise bei unzulässiger außerhalb des Reaktordruckbehälters 1 verbunden. Ein Schieflast im Reaktorkern 1 anspricht, schließt einen üblicher Kernreaktor der angegebenen Größe weist 45 Kontakt 30 eines Steuerkreises 31. Im Steuerkreis 31 etwa 20 bis 50 solcher festen Detektoren 5 auf, die über liegt ein von Hand lösbares Sperrelais 32 sowie ein von den Reaktorkern 2 verteilt sind. einem Zeitrelais 33 gesteuerter Kontakt 34 in Reihe mit

Durch den Reaktordruckbehälter 1 und den Reaktor- dem Kontakt 30. Das Zeitrelais 33 wird vom Grenzkern 2 ist ferner ein Rohrsystem 10 für bewegliche Son- wertmelder 29 in Gang gesetzt wie durch die Wirden 12 geführt, die in der Darstellung der Fig. 1 in _5O kungslinie 36 angedeutet ist Beim Ansprechen des Meßrohren 11 außerhalb des Druckbehälters 1 ange- Zeitrelais 33 leuchtet eine Signallampe 38 auf, die mit deutet sind Die Sonden 12 können aktivierbare Kugeln _ej_ner Quttiertaste 39 geföscht werden kann,
sein. Es kann sich auch vorteilhaft um flexible längliche Parallel zum Steuerkreis 31 ist beim Ausführungsbei-

Körper, z. B. Schraubenfedern aus aktivierbarem Mate- _spj_e| ein gleich aufgebauter Steuerkreis 40 vorgesehen, rial handeln, die an den Enden abgerundete Kappen ₅₅ dessen Grenzwertmelder 41 beispielsweise auf den zutragen und im Gegsflsatz zu Kugelreihen stets eine lässigen maximalen Leistungswert des Reaktors eingegleichbleibende Länge aufweisen. _ste||t ist. Ähnliche Grenzwertmelder kann man für die

Die beweglichen Sonden 12 werden beim Ausfüh- örtliche, sowie für die gesamte Neutronenflußdichte, rungsbeispiel pneumatisch verfahren. Zu diesem Zweck für den zulässigen Wert des Kühlmitteldruckes u. dgl. ist an den Meßrohren 11 je ein Magnetventil 15 an- 60 vorsehen.

geordnet. Ein weiteres Magnetventil 16 führt zu einer Beim Ansprechen eines der Steuerkreise 31, 40 usw., Verzweigung 17, ail die die dem Reaktorkern 2 zu- die von den feststehenden Detektoren. 5, 5' gespeist geordneten Rohrenden 19 angeschlossen sind. Beim werden, kommt Spannung zu einer elektrischen Betäti-Öffnen der Ventile 15 wird Druckluft in die Meßrohre gungseinrichtung 45 für ein System beweglicher Son-11 gegeben, so daß die beweglichen Sonden 12 durch 65 den. Zur Betätigungseinrichtung gehört eine Leiterdas Rohrsystem 10 in die Aktivierungsstellung im schleife 46 mit einem V erriegetongsschalter 47, der zu Reaktorkern 1 gelangen. Nach einer Aktivierungszeit, schließen ist, wenn die Betätigung der beweglichen die üblicherweise höchsten? wenige Minuten beträgt, Sonden 12 von den feststehenden Detektoren 5 cre-

Claims

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Patentansprüche: Die Erfindung hat dagegen gerade das Ziel, lokale

Überlastungen des um Größenordnungen umfang-

t, Meßeinrichtung zur Bestimmung des Neu- reicheren Reaktorkerns von Leistungsreaktoren durch tronenflusses in einem Reaktorkern mit Hilfe von eine genauere Überwachung besser als bisher auszubeweglichen Sonden, die in Abhängigkeit vom Lei- 5 schließen, wobei der Aufwand für die Meßeinrichstungs-Meßwert feststehender Detektoren in den tungen praktisch nicht erhöht werden soll. Dabei be-Reaktorkern eingefahren sind, dadurch ge- nutzt die Erfindung die zum Beispiel in der deutschen k e η η ζ e i c h η e t, daß der Reaktor ein Leistungs- Offenlegungsschrift 19 53 605 angegebenen Elemente reaktor ist, bei dem die Verteilung der Neutronen- der Reaktorinstrumentierung, nämlich im Reaktorkern flußdichte über dem Reaktorkern (2) mit Hilfe akti- io fest angeordnete Detektoren und bewegliche Sonvierbarer Körper (12) ermittelt wird, die nach dem den, die aktivierbare Körper umfassen, mit denen die Einfahren in den Reaktorkern (2) nach der Akti- Verteilung der Neutronenflußdichte über den Reaktorvierungszeit ausgefahren werden, und daß das Ein- kern ermittelt werden kann.

fahren der aktivierbaren Körper (12) von den fest Die aktivierbaren Körper wurden bisher nach einem

angeordneten Detektoren (5,5') für jeden vom Nor-15 bestimmten Zeitplan verfahren, so beispielsweise in malen abweichenden Betriebsfall ausgelöst wird. Intervallen von Tagen oder Bruchteilen davon. Das

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Auswerten der Meßergebnisse geschieht hier beim Einkennzeichnet, daß mehrere Detektoren (5, 5') bei fahren der Sonden in den Reaktor bzw. nach dem Ausunterschiedlichen Meßwerten unabhängig voncin- fahren aus dem Reaktorkern. Daraus ergibt sich notander das Einfahren der Sonden (12) auslösen. 20 wendigerweise ein unstetiger, intermittierender Fluß

3. Meßeinri-htung nach Anspruch 1 oder 2, da- der Meßwerte. Die fest angeordneten Detektoren hat durch gekennzeichnet, daß den Sonden (12) eine man dagegen zur Regelung des Reaktors, insbesondere Sperre (Kontakt 34) zugeordnet ist, um eine von den zur Schnellabschaltung für den Fall unzulässiger BeDetektoren (5,5') ausgelöste Wiederholung des Ein· anspruchungen benutzt, weil sie ununterbrochen Meßfahrens zu unterbinden. 25 werte liefern können.

4. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- Die Erfindung löst die vorstehend geschilderte Aufkennzeichnet, daß die Sperre von Hand lösbar ist. gäbe der besseren Überwachung dadurch, daß im Ge-

5. Meßeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da- gensatz zu den Angaben des erwähnten Sicherheitsdurch gekennzeichnet, daß die Sperre (34) zeit- berichtes der Reaktor ein Leistungsreaktor ist, bei dem abhängig lösbar ist. 30 die Verteilung der Neutronenflußdichte über den Reak-

6. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 torkern mit Hilfe aktivierbarer Körper ermittelt wird, bis 5, gekennzeichnet durch eine Auslösung nach die nach dem Einfahren in den Reaktorkern nach der dem 2-von-3-System. Aktivierungszeit ausgefahren werden, und daß das Einfahren der aktivierbaren Körper von den fest angeord-

35 neten Detektoren für jeden vom Normalen abweichenden Betriebsfall ausgelöst wird.

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zur Be- Die Erfindung ist somit nicht nur offensichtlich von Stimmung des Neutronenflusses in einem Reaktorkern der bekannten zeitabhängigen Fahrweise der bei mit Hilfe von beweglichen Sonden, die in Abhängigkeit Leistungsreaktoren bisher eingesetzten beweglichen vom Leistungs-Meßwert feststehender Detektoren in 40 Sonden unterschieden, sondern auch vr<n dem bekannden Reaktorkern eingefahren sind. ten leistungsabhängigen Bewegen punktförmig wirkenin dem Sicherheitsbericht für den Forschungsreaktor der Meßeinrichtungen, zumal die Leistungswerte (40 FRJ-1 (Merlin), der eine maximale Leistung von 6 Watt), die als Auslösekriterium für den bekannten For-Megawatt aufweist, ist angegeben, daß zwei neben- schungsreaktor angegeben sind, bei Leistungsreaktoren einander angeordnete Spaltkammern, die zusammen 45 praktisch überhaupt nicht meßtechnisch erfaßt werden mit zugehörigen Vorverstärkern mechanisch ein- und können.

ausgefahren werden, in Abhängigkeit vom Leistungs- Bei Leistungsreaktoren kann wegen ihrer vielfach meßwert automatisch zu betätigen sind. Der Leistungs- größeren Abmessungen durch zum Beispiel axiale oder grenzwert beträgt 40 Watt. Unterhalb dieses Wertes radiale Schieflast eine örtliche Überhitzung vorliegen, sind die Spaltkammsm und Vorverstärker stets einge- 5° während die Gesamtleistung durchaus den gewünschfahren, oberhalb stets ausgefahren, denn das Verfahren ten Betriebswerten entspricht. Hier bringt erst die ererfolgt automatisch beim Passieren der 40 Watt-Gren- findungsgemäße Verwendung beweglicher Sonden mit ze. aktivierbaren Körpern, deren Länge üblicherweise den Ein Grund für das Ein- und Ausfahren ist in dem ge- Abmessungen des Reaktorkerns angepaßt ist, ein wenannten Sicherheitsbericht nicht angegeben. Da in die- 55 sentlich genaueres Bild des Reaktors zustande, weil die sem Zusammenhang aber vom »empfindlichen VoIu- Zahl der mit solchen beweglichen Sonden erreichbaren men de>' Spaltkammern« die Rede ist, darf man sicher Meßpunkte das 15- bis 30fache der Meßpunkte beträgt, annehmen, daß die Spaltkammern höchstens mit die mit fest angeordneten Detektoren besetzt sind. Ansolchen Neutronenflüssen belastet werden sollen, die ders ausgedrückt kann man sagen, daß die bei dem beeiner Reaktorleistung von 40 Watt entsprechen. Für f>° kannten Forschungsreaktor zwar beweglich angeorddiesen Fall, der auch bei Forschungsreaktoren nur beim neten, aber in einem bestimmten unteren Leistungs-Beginn des Anfahrens und dem Ende des Abschaltvor- bereich ständig im Reaktorkern verbleibenden Spaltganges eintritt, sind die für den Normalbetrieb vorge- kammern nur solchen fest angeordneten Detektoren sehenen Meßeinrichtungen offenbar zu unempfindlich. gleichzusetzen sind.

Jedenfalls ist beim Anfahren und Abfahren eine gefahr- ⁶5 Mit Vorteil kann man mehrere Detektoren vorsehen,

liehe Überlastung des Reaktors (vergleiche das die bei unterschiedlichen Meßwerten unabhängig von-

Leistungsverhältnis 40 Watt zu 6 Megawatt) ausge- einander das Einfahren der Sonden auslösen. Dabei

schlossen. können die Meßwerte einer einzigen Betriebsgröße,