DE2511474A1

DE2511474A1 - Verfahren zur messung der konzentration der chemischen trimmfluessigkeit in dem moderator eines druckwasserreaktors

Info

Publication number: DE2511474A1
Application number: DE19752511474
Authority: DE
Inventors: Joseph Edward Kowles; Glen Elwin Schukei
Original assignee: Combustion Engineering Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1974-03-18
Filing date: 1975-03-15
Publication date: 1975-09-25
Also published as: CA1016673A; JPS5425999B2; DE2511474B2; GB1462544A; JPS50129095A; DE2511474C3; US3898467A

Description

PATBNTANWAIiT ₇ STUTTGART 1

■. HEINZ CLAESSEKT »■» 11. März 1975

UCiISiCEWie β

τμιλψομ tsotti c l/s ehu

251U74

BW 692/CE 3385

Anmelder: Combustion Engineering, Inc. Windsor, Connecticut, U.S.A.

Verfahren zur Messung der Konzentration der chemischen Trimmflüssigkeit in dem Moderator eines Druckwasserreaktors

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung der Konzentration einer chemischen Trimmflüssigkeit in einem Druckwasserreaktor, wie es im einzelnen im Oberbegriff des Anspruchs und z.B. durch die U.S.-Patentschrift 2 578 562 bekannt ist.

In Druckwasserreaktoren wird die Steuerung der Reaktivität und dementsprechend die Leistungsregelung mit mechanischen Steuergliedern vorgenommen, die ihrerseits die Geometrie der Neutronenabsorber im Kern des Reaktors bestimmen. Um die mechanischen Steuerelemente für die Steuerung der Reaktivität zu ergänzen, wie es z.B. in Übergangsbereichen beim Betrieb nötig ist, wird ein löslicher Neutronenabsorber in die Kühl- und Moderatorflüssigkeit eingeführt. Dieser lösliche Neutronenabsorber bildet eine chemische Trimmflüssigkeit im Moderator und trägt zu einer Erhöhung der Leistung des Kerns bei. Ausserdera ergibt sich eine grössere Flexibilität für die mechanische Konstruktion für das Brennelementbündel, weil die Ansprüche, die an die Steuerstäbe gestellt werden, sich verkleinern.

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Die Verwendung chemischer Trimmflüssigkeit zur Neutronenabsorption vermindert die Kosten der Energieerzeugung in Druckwasserreaktoren erheblich. Neben diesen mechansichen Vereinfachungen wird auch die Lastverteilung und die Ausnutzung des Brennstoffs verbessert.

Das chemische Trimmen im Druckwasserreaktor kann z.B. durch Beimischung eines löslichen Neutronenabsorbers, z.B. Borsäure, zu der Moderatorflüssigkeit erfolgen. Um einerseits die Kettenreaktion aufrecht zu erhalten, aber ihr Durchgehen zu verhindern, muss die Zahl der Neutronen, die die Spaltung einleiten, in engen Grenzen gehalten werden; d.h. dass die mittlere Anzahl der Neutronen, die durch die Spaltung erzeugt werden, im wesentlichen bei der mittleren Zahl der Neutronen ist, die zum Zwecke der Spaltung, oder vom Moderator eingefangen und aus dem Kern ausfHessen. Der chemische Trimmer wirkt durch seine absorbierenden Eigenschaften als Medium, mit dessen Hilfe die Neutronen aus dem Spaltkreislauf entfernt werden und hält so die Steuerung der Zahl der Neutronen, die zur Spaltung verfügbar bleiben, aufrecht. So kann dann die Reaktivität in den gewünschten engen Grenzen gehalten werden.

Um das chemische Trimmen als Verfahren zur Steuerung der Reaktivität verwenden zu können, ist es nötig, die Absorptionseigenschaften der Kühl- und Moderatorflüssigkeit in Abhängigkeit von der Zeit zu kennen. Deshalb ist eine Überwachungsvorrichtung nötig, die standig zugeschaltet ist und die einfach, genau, sicher und leicht für die gewünschte Steuerfunktion verwendbar ist. Die Technologie zur Messung der Neutronenkonzentration eines chemischen Trimmers in Wasser umfasst z.B. die chemische Titration, photometrische Methoden, und die Neutronenabsorption. Von diesen Möglichkeiten erfüllt die Technologie der Neutronenabsorption alle gewünschten Kriterien am besten.

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Es ist bekannt, dass die Neutronenabsorption von der Temperatur abhängt, weil der Querschnitt der thermischen Neutronenreaktion im allgemeinen eine Punktion der Neutronenenergie ist. Die Neutronenenergie ihrerseits ist eine Funktion der Temperatur ihrer Umgebung,daher stammt die Bezeichnung "thermische Neutronen". Thermische Neutronen sind solche, deren mittlere kinetische Energie soweit moderiert wurde, dass sie der mittleren kinetischen Energie der Atome aus den Molekülen des umgebenden Mediums entspricht; thermische Neutronen befinden sich also im thermischen Gleichgewicht mit dem umgebenden Medium. Bei höheren Temperaturen ist die mittlere kinetische Energie grosser, so dass sich der Aufnahmequerschnitt für die Neutronen vermindert. Ein zweiter Einfluss der Temperatur auf die Absorptionsfähigkeit der Probe ergibt sich aus der Einwirkung der Dichte der Probe. Wenn die Probe erhitzt wird,so dehnt sie sich aus und ihre Dichte nimmt ab. Insgesamt ergibt sich daraus eine Verminderung des Aufnahmequerschnitts der Kühlflüssigkeit, weil weniger Absorptionsstellen je Volumeneinheit vorhanden sind.

Aufgrund der Erkenntnis, dass die Temperatur der Probe die Bestimmung der chemischen Konzentration des absorbierenden chemischen Trimmers beeinflusst, schlägt der Stand der Technik ein System, z.B. nach der U.S.-Patentschrift j5 578 562 vor, die Änderungen der Temperatur der Probe auszuschalten, indem man die Messungen der Neutronenabsorption bei einer konstanten Temperatur der Probe vornimmt. Um dies zu erreichen, wird bei dem bekannten System die Probe der Kühlflüssigkeit durch einen Wärmeaustauscher hindurehgeführt, der in einem grossen Wärmespeicher eintaucht. Beim Betrieb eines solchen bekannten Gerätes wird eine elektrische Heizung mit der Leistung von 7 KVA benötigt, um den Wärmespeicher auf einer konstanten Temperatur zu halten. Die Probe der Kühlflüssigkeit wird durch den Wärmeaus tauscher geführt, der sich innerhalb des Warmespeichers befindet, so dass die Temperatur der Kühlflüssigkeit der mittleren Temperatur des Wärmespeichers entspricht.

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Dieses System hat Jedoch eine Reiiie von Nachteilen, nämlich:

1. Der Weg, den die Probe der Kühlflüssigkeit durch den Wärmeaustauscher zurücklegen muss, um Gleichgewicht mit der Temperatur des Wärmespeiehers herzustellen, verlängert die Zeit, in der die Probe vom Kühlsystem zum Konzentrationsanalysator benötigt.

2. Die notwendige Übergangszeit kann auch nicht durch Beschleunigung der Strömung abgekürzt werden, weil eine bestimmte minimale Zeit im Wärmeaustauscher benötigt wird, um sieherzustellen, dass die Probe die Temperatur des Wärmespeichers angenommen hat; und

5· Die Wartung eines so grossen Wärmespeichers mit einem Wärmeaustauscher und einer elektrischen Heizung ist teuer.

Es ergibt sich also, dass man ein schnelleres Ansprechen des Konzentrationsanalysators nicht durch Veränderungen des bekannten Systems erzielen kann; deshalb ist dies auch nicht verwendbar, wenn ein schnelles Ansprechen gefordert wird, z.B. für die Zeiten, in denen der Kernreaktor im unterkritischen Bereich in Bereitschaft steht oder angefahren wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das oben beschriebene bekannte Gerät zum Ausgleich von Temperaturfehlern bei der Überwachung der Konzentration eines chemischen Trimmers zu vereinfachen und die Energie' für den Wärmespeicher zu sparen. Die Erfindung geht von der neuen Erkenntnis aus, dass die Änderung in der Konzentration des chemischen Trimmers aufgrund von Temperaturanderungen eine lineare Funktion dieser Temperaturanderungen ist. Die Erfindung wendet diese neue Erkenntnis an und besteht in einem Verfahren, wie es in dem Kennzeichenteil des Anspruchs 1 umschrieben ist.

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Mit anderen Worten ergibt die Erf indung zu einem Gerät und einem Betriebsverfahren zur ständigen Überwachung der Konzentration einer neutronenabsorbierenden chemischen Trimmsubstanz, die in der Kühlflüssigkeit eines Atcsakernreaktors aufgelöst ist. Das Verfahren und das Gerät sehen eine gleichzeitige Überwachung der Temperatur der Probe und die laufende Erzeugung eines Kompensationssignals vor, das zu den Abweichungen der Konzentration eines ehemischen Trimmers steht, die durch die Temperatureinflüsse auf die Neutronenabsorption des chemischen Trimmers sich ergeben. Ein Thermoelement oder ein anderer Temperaturwächter erzeugt eine Temperatur, die von der Temperatur der Probe abhängig ist. Dieses Temperatursignal wird mit einer Eichtemperatur (calibration) verglichen, um so ein Temperaturabweiehsignal zu bilden, das dem Betrag entspricht, um den die tatsächliche Temperatur der Probe von der Eichtemperatur abweicht. Das Temperaturabweichsignal wird dann mit dem nieht-korrigierten Signal für die Temperatur des chemischen Trimmers multipliziert. Zu dem daraus sieh ergebenden Signal wird dann das Temperaturabweichsignal addiert, so dass ein endgültiges Kompensationssignal entsteht, das der. Grosse der Korrektion der Absorptionseigens ehaften der Probe entspricht, die wegen des Temperatureinflusses nötig ist. Endlich wird das nieht-korrigierte Signal durch Addition des Kompensationssignals geändert, um ein korrigiertes Signal für die Konzentration des Trimmers zu erzeugen, das die tatsächlichen chemischen Eigenschaften der Probe darstellt. Die oben beschriebenen besonderen Merkmale sind durch die Unteransprüche 2-5 gekennzeichnet. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend beschrieben:

Figur 1 zeigt ein übersichtsseheraa des Überwaehungs- und Steuersystems für die Konzentration des chemischen Trimmers und die damit zusammenhängenden Absorptionseigenschaften.

Figur 2 zeigt eine perspektivische teilweise geschnittene Ansieht der Messkammer eines Analysators der Konzentration des ehemischen Trimmers.

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Figur 5 zeigt ein Schema der Teile des Systems, die bei der Messung, Signalbildung und Temperaturkompensation bei der Erfindung verwendet werden.

In Figur 4 sind mehrere Kennlinien gezeigt, die die lineare Abhängigkeit des Anzeigefehlers für die wirkliehe chemische Konzentration der aus einer Borverbindung bestehenden Probe als Funktion der Temperatur der Probe darstellen.

Die erwähnte neue Erkenntnis, dass die Abweichung der Konzentration des Trimmers aufgrund der Temperatureinflüsse eine lineare Funktion ist, kann allgemein durch die Gleichung E = LAItK aix PPM ausgedrückt werden; darin ist E die Abweichung der Konzentration,AT bezeichnet die Änderung der Temperatur von einer vorher gewählten Eiöhtemperatur T _Ί, PPM ent-

cal

spricht der nicht-korrigierten Konzentration gemessen in Teilen je Million, und K und K sind geeignete Konstanten, die aufgrund des speziellen chemischen Trimmers und des benutzten Analysators dafür bestimmt werden. K und K können z.B. 0,54 PPM/°F und 5 χ 10-4 PPM/°F-PPM für Bor und das hier beschriebene Messgerät betragen. Die Figur 4 zeigt eine Anzahl von Kennlinien für verschiedene Konzentrationen des aus Bor bestehenden Trimmers für das hier beschriebene Messgerät. Die von der Erfindung erkannte lineare Beziehung zwischen Fehlern in der Konzentration des aus Bor bestehenden Trimmers und der Temperatur der Flüssigkeitsprobe, die diesen Trimmer enthalt, ist Voraussetzung für die erfinderische Ausbildung des Messgerätes.

Die Figur 1 zeigt schematisch das Überwachungs- und Regelsystem für einen chemischen Trimmer für die Neutronenkonzentration, das auoh mit einem Temperaturausgleich nach der Erfindung ausgestattet ist. Ein Primärmessgera't 10, auch als Analysator bezeichnet, ist über eine Eingangs leitung 12 und eine Ausgangs leitung 14 mit der Primärschleife 16 für den Moderator verbunden. Der Analysator 10

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erzeugt ein erstes Signal, das an den Signalumformer l8 weiterge- _v geben wird und dort in ein Signal umgewandelt wird, das die Korrektur der Neutronenabsorption wegen der Wärmeeinflüsse enthält. Dieses korrigierte Signal für die Konzentration des Trimmers und seine Absorptionseigenschaften kann dann zur Auslösung eines Alarms, zur ständigen Überwachung der Konzentration, und zur Regelung der Konzentration durch eine Bedienungsperson oder durch eine Automatik benutzt werden.

Zur automatischen Regelung wird das Signal an ein Regelglied 28 für die Absorption und damit die Konzentration des chemischen Trimmers weitergegeben. Dieses Regelglied empfängt auch Signale, die die verlangte Reaktivität darstellen, wie sie sich nach dem Betriebszustand des Reaktors ergeben. Solche sind z.B. die zulässigen Konzentrationsgrenzen, die Leistung des Dampferzeugersystems, und die Rückmeldung von anderen Steuergliedern, die die Reaktivität beeinflussen (z.B. Steuerstäbe, Ablenkglieder, Flüssigkeitsstand des Moderators). Durch Vergleich der Information durch diese Signale kann eine laufende Überwachung des Bedarfs an Reaktivität im System erreicht werden und optimale Einstellungen der Reaktivität können z.B. entsprechend dem laufenden Wechsel der angeforderten Leistung angesteuert werdenj auch kann der Abbrand des chemischen Trimmers kompensiert werden. Die Regelung der Reaktivität kann durch Änderung der Konzentration des chemischen Trimmers in der Kühlflüssigkeit erfolgen, indem Trimmsubstanz aus einem Vorrat 30 der Moderatorschleife 16 zugeführt oder aus ihr abgeführt wird.

Die Figur 2 stellt die Einzelheiten des Konzentrationsanalysators 10 dar, wie er auch ganz ähnlich im US-Patent 3 578 562 beschrieben ist. In einem Gehäuse 32, das mit einem Strahlungsschild^ aus Zement oder Paraffin ausgekleidet ist, befindet sich ein Metallzylinder 34, dessen Enden durch die Endplatten 36 und 38 abgeschlossen sind. Zwischen den Endplatten 36 und 38 und mit ihnen z.B. durch Schweissung verbunden, befinden sich Rohre 4o, 42, 44, 46 und 48. Das mittlere

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Rohr 40 tritt durch die obere Endplatte 36 aus und durch den oberen Abschluss, des Gehäuses 32 hindurch, wo es durch eine abnehmbare Kappe 40*.verschlossen ist. Im mittleren Rohr to befindet sich von Abstandsgliedern 52 und 5^ getragen eine Neutronenquelle SO· Di^e .Abs tands glieder 52 und 5^ können aus einem Plastikmaterial, z.B. aus Bakelit, hergestellt sein. Die Rohre 42, 44, 4£> und 48.sind geometrisch im gleichen Ab- . stand von dem mittleren Rohr 40, das die Neutronenquelle ent- hält, angeordnet· In. diesen Rohren sind Neutronendetektoren 56, 58, 60,· 62 irgendeines bekannten Typs angeordnet, von de-v ■ nen aber nur zwei in Figur 2 gezeigt sind. Die Kabel 64, 66,. 68 und 70 verbinden die ihnen zugeordneten Detektoren 56, 58, 60 und,62 durch das Gehäuse 32 hindurch mit dem Signalumformer 18. .

Um die kühlende Moderatorflüssigkeit dem Analysator 10 zuführen zu können, führt eine Eingangsleiturig 12 und eine Ausgängsleitung l4 durch das Gehäuse 32 hindurch. Die Leitung 12 setzt sich mit ihrem Ende 72 durch die obere Endplatte 36 des Zylinders ~$k hindurch fort und endet mit dem unteren Ende -7-4 in einem gewissen Abstand oberhalb der unteren Endplatte 38. Die Ausgangsleitung 14 verbindet mit einem Stutzen 76 mit der oberen Endplatte 36, und kommuniziert mit dem Inneren des Metallzylinders 34. Durch diese Anordnung zieht der Leitungsteil 76 Flüssigkeit ■ vom oberen Ende des Zylinders J>k- ab, während die Eingangsleitung 74 Flüssigkeit in der Nähe des Bodens des Zylinders 34 zuführt. Dadurch wird sichergestellt,, dass im Zylinder 3^ immer Flüssigkeit vorhanden ist (so dass ein zusätzlicher Strahlungsschirm· entsteht) und dass immer eine angemessene Mischung der Flüssigkeiten im Inneren des Kessels erfolgt. Im Boden des Zylinders 34 kann ein Ablaßstopfen vorgesehen sein, der nicht dargestellt ist, aber wenn erforderlieh, die Leerung des Zylinders ermöglicht. Eine Temperatursonde, z.B. ein Thermoelement 57 mit den Leitungen 59 und 6l, ist innerhalb des Metallzylinders 34 angeordnet und dort der Flüssigkeitsströmung ausgesetzt.

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Aus Figur J5 ist ersichtlich, dass die Leitungen 59 und 61 zu einem Verstärker 6j5 und die Leitungen 64, 66, 68 und 70 an den Umformer 18 angeschlossen sind. Spannung erhält der Umformer 18 einerseits Hochspannung über die Speiseschaltung 80 und eine Modulationsspannung über die Speiseschaltung 82; beide Speiseschaltungen werden durch normalen Wechselstrom z.B. aus dem Netz 78 gespeist. Die Stromversorgung 80 führt zu dem entfernt angeordneten Vorverstärker 84, während die Modulationsspannung aus der Stromversorgung 82 den übrigen Teilen des Umformers l8 zugeführt wird. Der Umformer l8 enthält auch einen Diskriminator mit Impulsformer 96 (diseriminator-shaper), einen Umsetzer 98 zur Umsetzung der Impulse in Gleitstromsignale, eine Glättungsschaltung 100 für die entstehende Kurve, eine Temperaturkompensationssehaltung 67 und einen Mehrfachbereichswahler 102. Die Temperaturkompensationsschaltung 67 enthält einen Betriebsverstärker 22, der als Vergleichssehaltung ausgebildet ist, einen Analogmultiplikator 24 (multiplier) und Betriebsverstarker 86 und 88, die beide als Summierschaltung wirken.

Das Gerät nach der Erfindung wird wie folgt betrieben. Aus dem Primärkreis l6 der Moderatorkühlflüssigkeit eines Druckwasserreaktors wird über die Leitung 12 ständig eine Probe entnommen, so dass der Analysator 10 ständig von der Flüssigkeit durchströmt wird. Eine bekannte Neutronenquelle 50, z.B. eine aus Plutonium und Beryllium besiehende Quelle, die auf die Strahlung mit einem Curie geeicht ist, befindet sich zentral innerhalb des Rohr.es 40 des Metallzylinders J54 und sendet Neutronen aus, die, wenn sie nicht durch den chemischen Trimmer in der Kühlflüssigkeit absorbiert werden, durch die vier Neutronendetektoren 56, 58, 60 und 62 aufgenommen, geometrisch im gleichen Abstand um die Quelle 50 herum angeordnet sind. Die Detektoren ihrerseits senden elektrische Signale über die Kabel"64, 66, 68 und 70 zum Signalumformer l8 aus; diese Signale entsprechen der Zählgesehwindigkeit der Neutronen, die den zugeordneten Detektor erreichen.

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Wie oben erwähnt, enthält die Kühlflüssigkeit, die den Analysator 10 durchströmt, einen, chemischen Trimmer (z.B. Bor in der Form der-Borsäure), der als löslicher Neutronenabso'rptionsstoff dient, nämlich um innerhalt des Reaktors Neutronen aufzunehmen, um dadurch die Reaktivität zu steuern. Nach bekannten Regeln für die Messung der Absorption kann die Geschwindigkeit, mit der bei gegebener Konzentration der Absorptionseigensehaften eines bestimmten chemischen Trimmers Neutronen von einer Quelle bekannter Grosse absorbiert werden, berechnet werden. Auf diese Weise kann man die .Kennlinie (profile) der Absorption über einen Bereich von Konzentrationen eines bestimmten chemischen Trimmers und einer bestimmten Neutronenquelle festlegen. Aus der Zählgeschwindigkeit, die von den Detektoren geliefert wird, kann also ein Konzentrationssignal bestimmt werden, wenn man die Zählgesehwindigkeit mit der Absorptionskennlinie vergleicht. Bei der vorliegenden Erfindung liefert der Umformer 18 das Konzentrationssignal aus den Signalen für die Zählgesehwindigkeit, die von den Detektoren 56, 58, 60 und 62 abgegeben werden und formt dann dieses Konzentrationssignal so um, dass die Abweichung, die durch Temperatureffekte entstanden sind, gerade kompensiert werden.

Im einzelnen arbeitet der Umformer l8 wie folgt. Über die Leitungen 64, 66_S 68 und 70 gelangen die Signale der Zählgesehwindigkeit zu dem getrennt angeordneten Vorverstärker 84, der die Signale kombiniert und verstärkt. Das resultierende Signal gelangt über den Diskriminator und Impulsformer 96, den Impuls-Gleichstromumsetzer 9δ zur Glättungsschaltung 100 für die Kurve, so dass es in ein der Konzentration des ehemischen Trimmers proportionales Signal umgeformt wird. Gleichzeitig wird die Temperatur des kühlenden Moderators der den Analysator 10 durchströmt, durch einen geeigneten Temperaturfühler, z.B. ein Thermoelement oder einen Thermistor überwacht. Über Abgriff leitungen ist der Temperaturfühler 57 mit einem Betriebsverstärker 63 verbunden, der ein Temperatureignal (T) liefert. Das verstärkte Signal (T) wird dann über die Leitung 65'der Temperaturkompensationsschaltung 67 zugeführt, die ein entsprechendes Kompen-

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sationssignal erzeugt. Zunächst wird in der Kompensationsschaltung ein Eichsignal (T ,) für die Temperatur mit Hilfe der regelbaren Spannungsquelle 20 erzeugt. Dieses Eichsignal (T _Λ ) wird dann mit dem Temperatursignal (T) in dem Betriebsverstärker 22 verglichen, der eine Summierschaltung enthält. Es resultiert das Temperaturdifferenzsignal K₁4t T. K (und das weiter unten behandelte K„) sind geeignete Verstärkerkonstanten, die für einen bestimmten ehemischen Trimmer und einen bestimmten Konzentrationsanalysator festgelegt werden. Sie können durch Einstellung der Widerstände des Betriebs-Verstärkers 22 in bekannter Weise eingestellt werden. Das Temperaturdifferenzsignal K ÄT wird dann durch einen !Multiplikator 24 bekannter Bauart mit dem nicht-korrigierten Konzentrationssignal (PPM) für den chemischen Trimmer multipliziert. Die Entstehung dieses Signals am Umformer ΐδ ist oben besehrieben. Das resultierende Signal ist proportional dem Wert OT χ (PPM); darin bedeutet PPM die Konzentration des chemischen Trimmers in Teileeinheiten je Million (in units of parts per million). Die Signale, die dem Wert K₁ AT und RJiT χ (PPM) entsprechen, werden beide der Summierschaltung 86 zugeführt, die auch als Betriebsverstärker ausgebildet ist. Dort wird ein Summensignal K A T + K ΔΤ χ (PPM) gebildet, das das Temperaturkompensationssignal darstellt, das zu dem nicht-korrigierten Signal für die Konzentration des chemischen Trimmers addiert werden muss. Dies geschieht im Betriebsverstärker 88, der also das korrigierte Signal für die Konzentration des chemischen Trimmers liefert.

Da das Kühlmittel den Analysator 10 ständig durchströmt, stellt das vom Umformer 18 gelieferte Signal eine sich ständig ändernde Anzeige der Konzentration des ehemischen Trimmers bzw. seiner Eigenschaft, Neutronen zu absorbieren in der Moderatorflüssigkeit zu jeder Zeit dar. Mit diesem Signal kann also eine laufende Überwachung und Steuerung der Absorberkonzentration durchgeführt werden. Die automatische Steuerung der Konzentration geschieht durch Einspeisung des vom Umformer 18 gelieferten Signals in das Konzentrationsregulierungssystem 28, wo es mit anderen Parametern der Reaktivität verglichen wird, um über die Trimmerspeisung 30 chemische

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Trimmsubstanz in die Uralaufschleife 16 der Moderatorflüssigkeit einzuspeisen oder aus ihr abzuführen. Steuerung von Hand kann durch Bedienung der Trimmerspeisevorrichtung j50 durch die Bedienungsperson :erfolgen. - .--

Es ergibt sich, dass die Erfindung angewendet bei dem bekannten Gerät eine einfache und wirksame Methode und ein Gerät ermöglicht mit dessen Hilfe die Eigenschaften, Neutronen zu absorbieren', für einen chemischen Trimmer/ laufend überwacht und gesteuert wer-. den können, um dadurch die Reaktivität in Druckwasserreaktoren zu verändern. Durch Anwendung der Prinzipien der Neutronenabsorption messüng wird ein fortlaufendes Signal erzeugt, das der Konzentration des chemischen Trimmers proportional ist. Dieses Signal wird von "der strömenden Probeflüssigkeit des Moderators abgeleitet, die zwischen einer bekannten Neutronenquelle und einer Anzahl geometrisch dazu angeordneter Neutronendetektoren hindurchfliesst. Das fortlaufend proportionale Signal wird auch ständig durch ein Temperaturkompensationssignal modifiziert, das der Gleichung enspricht: Abweichung =( 0,54 PPM/°P) ZlT + (4 χ 10-^ PPM/°F/PPM)A T χ PPM. Dieses korrigierte Signal kann dazu benutzt werden, ein Regelsystem für die Konzentration zu steuern, wenn die durch die Konzentration bedingte Neutronenabsorption von den gewünschten Betriebsbedingungen abweieht. .:.--.- - ·

Anlagen:

3 Blatt Zeichnungen mit 4 Figuren
6 Patentansprüche

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Claims

BW 692/CE 5385 11. März 1975

Patentansprüche

ll.)) Verfahren zur Messung der Konzentration der aus einem löslichen Neutronenabsorptionsmittel gebildeten chemischen Trimmflüssigkeit in der Moderatorflüssigkeit eines Druckwasserreaktors durch Messung des nach Austritt aus der Flüssigkeitsprobe verbleibenden Neutronenstromes einer bekannten Neutronenquelle bei gleichzeitiger Ausschaltung des Einflusses von Temperaturanderungen der Probe, dadurch gekennzeichnet, dass als lineare Punktion der Temperatur der Flüssigkeitsprobe ein Signal (T) zur linearen Kompensation des bei der Messung und/oder Regelung auftretenden Temperaturfehlers erzeugt und linear umgesetzt wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturwert (T) der Probe linear mit einem einstellbaren Wert (T ,) verglichen wird, so dass ein Differenzwert entsteht, der mittelbar oder unmittelbar zur Korrektur des Temperaturwertes genutzt wir"d.
3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationssignal, das von der Konzentration des chemischen Trimmers abgeleitet wird, mit dem Wert der Temperaturdifferenz multipliziert und das Produkt zum Wert der Temperaturdiffermz addiert wird.
4.) Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Summierschaltung (Verstärker 88) zur Addition des Kompensations- und Konzentrationssignals vorgesehen ist.

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5·) Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Generator 20 zur Erzeugung des der Vergleichstemperatur entsprechenden Signals (T , ), eine Summierschaltung zur Erzeugung von deren Differenz (LT) gegenüber der gemessenen Temperatur, eine Multiplikationssehaltung (24) zur Erzeugung des Produktes Δ T χ (PPM) vorgesehen sind, wobei PPM das Signal für die Konzentration der Trimmflüssigkeit ist.
6.) Anordnung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass Verstärker (86) zur Addition des Produktes und des Temperaturdifferenzsignals ( T) und zur Erzeugung eines der Summe entsprechenden Komperisationssignals (K Δ Τ + Κ £(ΔΤ χ (PPM)]] ) vorgesehen sind, wobei K und K Konstanten der Verstärkung sind.

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