PL56162B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 09.IX.1966 (P 116 392) 25. IX. 1968 56162 KI. 21 g, 21/31 MKP G 21 c flOO [iliLtOTc**] UK1 *•*¦• *VI Twórca wynalazku: mgr inz. Jacek Kaniewski Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Sposób ksztaltowania sygnalu niezgodnosci dla sterowania czescia wykonawcza ukladu regulacji i elementami zabezpieczen reaktora jadrowego, oraz uklad pomiarowy do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób ksztaltowa¬ nia sygnalu niezgodnosci umozliwiajacy wykorzy¬ stanie tego sygnalu do sterowania zarówno czescia wykonawcza ukladu regulacji jak i elemen¬ tami zabezpieczen reaktora jadrowego we wszystkich stanach operacyjnych reaktora wla¬ czajac jego rozruch i zmiany mocy, oraz uklad pomiarowy sluzacy do stosowania tego sposobu w ramach ukladu regulacji i zabezpieczen reaktora jadrowego.Znane sa takie sposoby ksztaltowania sygnalu niezgodnosci, by uklad regulacji automatycznej, w którym sygnal ten steruje czescia wykonawcza, umozliwial zarówno prowadzenie automatycznych rozruchów i zmian mocy reaktora jadrowego z za¬ dana predkoscia i do zadanego poziomu mocy, jak i automatyczna stabilizacje mocy reaktora na za¬ danym poziomie.Jeden ze sposobów polega na porównaniu w ukla¬ dzie pomiarowym sygnalu bedacego liniowa lub nieliniowa funkcja mocy reaktora ze zmieniajacym sie wedlug okreslonego zadanego programu sygna¬ lem odniesienia.Podobnym sposobem jest porównywanie ze sta¬ lym sygnalem odniesienia sygnalu wyjsciowego z ukladu do pomiaru mocy reaktora, przy czym zmienia sie wedlug okreslonego zadanego progra¬ mu czulosc ukladu pomiarowego.Oba te sposoby wymagaja zwykle stosowania elementów elektromechanicznych, jak potencjo- 15 20 25 metry napedzane serwo-silnikiem, sluzacych do programowania zmiennych w czasie sygnalów od¬ niesienia, lub zmiany czulosci ukladu pomiarowego.Obniza to niezawodnosc ukladu pomiarowego i ca¬ lego ukladu regulacji reaktora. Inny sposób ksztal¬ towania sygnalu niezgodnosci polega w ogólnym przypadku na porównywaniu z okreslonym stalym sygnalem odniesienia równoczesnie dwóch sygna¬ lów otrzymywanych z ukladu pomiarowego, a mia¬ nowicie sygnalu proporcjonalnego do rzeczywistej mocy reaktora i sygnalu proporcjonalnego do pew¬ nej liniowej lub nieliniowej funkcji rzeczywistej predkosci zmiany mocy reaktora.Sposób ten moze byc zrealizowany za pomoca ukladu pomiarowego nie zawierajacego elementów elektromechanicznych, a wiec o stosunkowo duzej niezawodnosci. Ponadto zapewnia on bezposrednia informacje o rzeczywistej predkosci zmiany mocy reaktora, co jest szczególnie wazne w przypadku zaistnienia potrzeby recznego sterowania reakto¬ rem. Wykorzystanie takiego sygnalu niezgodnosci równiez do sterowania progowymi elementami ukladu zabezpieczen reaktora jadrowego pod wa¬ runkiem, ze spelnia on dodatkowe wymagania z punktu widzenia zabezpieczen, moze prowadzic do zwiekszenia bezpieczenstwa i uproszczenia ob¬ slugi przez operatora ukladu regulacji i zabezpie¬ czen.Sterowanie elementów zabezpieczen, tym samym sygnalem niezgodnosci, który steruje czescia wy- 561623 konawcza ukladu regulacji zapewnia sygnalizacje w obwodach zabezpieczen w« przypadku uszkodze¬ nia dowolnej czesci ukladu regulacji, gdyz takie uszkodzenie powoduje zawsze wzrost bezwzgled¬ nej wartosci sygnalu niezgodnosci.Ulatwienie obslugi ukladu polega na tym, ze zmiana nastawy mocy zadanej lub predkosci za¬ danej nie wymaga dokonywania zmian wartosci progów sygnalizacji obwodów ukladu zabezpieczen.Dodatkowe wymagania dotyczace sposobu ksztal- ¦ A ^jtania sygnalu niezgodnosci, który nadawalby do jednoczesnego sterowania czescia wykonaw- f**cz*; ukladu^cegulacji i elementami progowymi f AiffiaduGrfbef4^ien we wszystkich stanach opera- I cyjnych, a wiec Jpozwolilyby na pelna automaty- f zacje sterowania reaktorem jadrowym, sa trudne ; T3p ^pffiildAl^l dlatego rozwiazania takie sa dotad " niespo na tym, ze z reguly wymagana jest sygnalizacja innych wartosci odchylen predkosci zmiany mocy i innych wartosci odchylen mocy reaktora od ich wartosci zadanych.Dodatkowa trudnosc przedstawia koniecznosc unikniecia sygnalizacji w ukladzie zabezpieczen spowodowanej zmiana wartosci zadanej mocy na nizsza w celu zmniejszenia poziomu mocy reaktora w sposób automatyczny.Celem wynalazku jest znalezienie takiego sposo¬ bu ksztaltowania sygnalu niezgodnosci by ten sy¬ gnal mógl byc wykorzystany w-ukladzie automa¬ tycznej regulacji i zabezpieczen reaktora jadrowe¬ go do sterowania jednoczesnie czescia wykonaw¬ cza ukladu regulacji i elementami progowymi ukladu zabezpieczen we wszystkich stanach opera¬ cyjnych, to jest w trakcie rozruchu, stabilizacji i zmian mocy reaktora.Zadaniem wynalazku jest znalezienie odpowied¬ niej formuly logicznej sygnalu, niezgodnosci, okres¬ lajacej jakie sygnaly skladowe maja tworzyc sy¬ gnal niezgodnosci, oraz znalezienie odpowiedniego przeksztalcenia sygnalu proporcjonalnego do pred¬ kosci zmian mocy reaktora, aby po zsumowaniu go z pozostalymi skladowymi otrzymac sygnal nie¬ zgodnosci, zapewniajacy sygnalizacje innych war¬ tosci wzglednych odchylen predkosci zmian mocy i innych wartosci wzglednych odchylen mocy reak¬ tora od ich wartosci zadanych, oraz umozliwiajacy calkowicie automatyczne rozruchy i zmiany pozio¬ mu mocy reaktora przy nieprzerwanym dzialaniu ukladu zabezpieczen.Cel ten zostal osiagniety przez wybranie w cha¬ rakterze skladowych sygnalu niezgodnosci stalego sygnalu odniesienia oraz sygnalu proporcjonalnego do stosunku rzeczywistej mocy reaktora do jej war¬ tosci zadanej i sygnalu zaleznego od predkosci zmian mocy, który moze byc automatycznie odla¬ czany gdy moc reaktora zbliza sie do wartosci za¬ danej.Zadanie to wedlug wynalazku rozwiazano przez i zastosowanie sposobu ksztaltowania sygnalu nie¬ zgodnosci polegajacego na tym, ze sygnal niezgod¬ nosci jest tworzony przez porównanie ze stalym sygnalem odniesienia sumy sygnalu proporcjonal¬ nego do stosunku wartosci rzeczywistej mocy re¬ aktora do jej wartosci zadanej i sygnalu zaleznego ' -¦¦¦ - •"' ' •¦ ' 4 ..'_ ; od stosunku wartosci rzeczywistej predkosci zmia¬ ny logarytmu mocy do wartosci zadanej tej pred¬ kosci, przy czym sygnal zalezny od predkosci zmia¬ ny logarytmu mocy jest przeksztalcony w obwodzie 5 nieliniowym ukladu pomiarowego w taki sposób, ze przyrosty sygnalu wyjsciowego obwodu nielinio¬ wego w obszarze predkosci ujemnych sa propor¬ cjonalne do przyrostów sygnalu wejsciowego ze wspólczynnikiem proporcjonalnosci równym war- 10 tosci wzglednej najmniejszego sygnalizowanego do¬ datniego odchylenia mocy od jej wartosci zadanej, w obszarze predkosci dodatnich sa proporcjonalne do przyrostów.sygnalu wejsciowego ze wspólczyn¬ nikiem proporcjonalnosci równym jednosci, gdy 15 predkosc jest mniejsza od zadanej i ze wspólczyn¬ nikiem proporcjonalnosci równym stosunkowi war¬ tosci wzglednej najmniejszego sygnalizowanego do¬ datniego odchylenia mocy od jej wartosci zadanej do najmniejszego sygnalizowanego odchylenia 20 predkosci wzrostu logarytmu mocy od jej wartosci zadanej, gdy predkosc jest wieksza od zadanej.Dzieki temu jeden i ten sam uklad sygnalizujacy sterowany sygnalem niezgodnosci otrzymanym przez zsumowanie sygnalu mocy wzglednej z prze- 25 ksztalconym w opisany sposób sygnalem predkosci zmiany logarytmu mocy i porównanie ich ze stalym sygnalem odniesienia moze sygnalizowac zadane odchylenia predkosci na poczatku rozruchu, gdy moc jest mala, lub sygnalizowac zadane odchylenia 80 mocy po przekroczeniu jej wartosci zadanej, lub tez odchylenia sumy tych sygnalów w stanach po¬ srednich.Wynalazek zostanie objasniony dokladnym opi¬ sem sposobu wzajemnego dopasowania sygnalów 85 skladajacych sie na sygnal niezgodnosci oraz opi¬ sem budowy i dzialania wykonanego ukladu po¬ miarowego, przy pomocy rysunku, na którym fig. 1 przedstawia charakterystyke obwodu nieliniowego przeksztalcajacego sygnal predkosci zmiany loga- 40 rytmu mocy, fig. 2 przedstawia przebieg zmiany mocy reaktora podczas automatycznego rozruchu uzyskany przy zastosowaniu w ukladzie regulacji ukladu pomiarowego dzialajacego w opisany spo¬ sób, oraz fig. 3 przedstawia uproszczony schemat 45 blokowy ukladu pomiarowego.Przedstawiony sposób dopasowania sygnalów po¬ lega na takim przeksztalceniu sygnalu proporcjo¬ nalnego do wartosci predkosci V zmian logarytmu mocy odniesionej od jej wartosci zadanej Vz by sy- so gnal otrzymany w wyniku przeksztalcenia podle¬ gal zaleznosci f(V/Vz) okreslonej W nastepujacy sposób: dla V/Vz < 0 nachylenie charakterystyki f(V/Vz) jest równe AN1, 55 dla 0 < V/Vz < 1 nachylenie charakterystyki f(V/Vz) jest równe 1, dla V/Vz 1 nachylenie charakterystyki f(V/Vz) jest równe Ani/Avi, 60 przy czym ANi jest najmniejszym sygnalizowanym poziomem odchylenia sygnalu mocy od wartosci za¬ danej, Avi jest najmniejszym wymaganym pozio¬ mem sygnalizowanego odchylenia sygnalu predkos¬ ci wzrostu logarytmu mocy od jej wartosci zada- 65 nej. Zaleznosc f(V/Vz) przedstawia fig. 1. i i36193 5 6 W ukladzie pomiarowym przyjeto nastepujaca postac sygnalu niezgodnosci: 8 = -1 + N/Nz + f(V/Vz) gdzie N jest rzeczywista wartoscia mocy reaktora, a Nz jest wartoscia zadana mocy reaktora.Uwzgledniajac charakter zastosowanego prze¬ ksztalcenia f(V/Vz) otrzymuje sie nastepujace za¬ leznosci dla sygnalu niezgodnosci w* róznych sta¬ nach operacyjnych, zestawionych w tabeli.W przypadku zmniejszenia mocy reaktpra sygnal proporcjonalny do wzglednej mocy reaktora N/Nz jest ograniczony przez dzialanie ukladu logicznego na poziomie nieco nizszym od wartosci 1 + ANi, w przeciwnym bowiem razie przelaczenie nastawy Nz na nizsza spowodowaloby sygnalizacje alarmo¬ wa. Stad wynika postac sygnalu niezgodnosci w ta¬ beli, gdyz w tym stanie e' = — 1 + N/Nz + f(V/Vz) = -1 + 1 + ANi + f(V/Vz) = AN1(1 - V/Vz).Uklad automatycznej regulacji dzialajacy w o- parciu o wytworzony w ukladzie pomiarowym sy¬ gnal niezgodnosci wedlug postaci podanych w po¬ wyzszym opisie bedzie utrzymywac podczas roz¬ ruchów i zwiekszania mocy wartosc N/Nz + V/Vz = = 1 (przy czym wzrostowi N/Nz bedzie towarzy¬ szyc malenie V/Vz), podczas stabilizacji mocy — wartosc N = Nz, oraz podczas zmniejszania mocy — wartosc predkosci V = Vz.Podczas zmniejszania mocy wartosc V = — Vz bedzie utrzymywana do momentu, gdy sygnal mocy zacznie malec ponizej wartosci (1 + ANi). Nz, po czym predkosc zmaleje do zera.Przyklad dzialania ukladu regulacji sterowane¬ go sygnalem niezgodnosci uksztaltowanym zgodnie z powyzszym opisem przedstawia fig. 2 na której pokazano w skali liniowej zmiany mocy reaktora uzyskane podczas automatycznego rozruchu i zmian mocy reaktora.Budowe i dzialanie ukladu pomiarowego mozna objasnic na podstawie fig. 3, która przedstawia uproszczony schemat blokowy ukladu, nie obejmu¬ jacy elementów zasilajacych i czujników oraz apa¬ ratury pomiarowej dostarczajacej sygnal propor¬ cjonalny do predkosci zmian logarytmu mocy.Prad komory jonizacyjnej, mierzacej strumien neutronów w reaktorze przesylany jest na wejscie nastawnika wartosci zadanej mocy 1/ Nastawnik mocy zawierajacy obwód sprzezenia zwrotnego wzmacniacza operacyjnego o wejsciu elektrometrycznym 2 polaczony jest z wejsciem i wyjsciem wzmacniacza 2. Na wyjsciu wzmacnia¬ cza 2 otrzymuje sie napiecie proporcjonalne do wartosci wzglednej pradu komory I/Iz a zatem i do N/Nz, przy czym skala nastawnika moze byc opi¬ sana zarówno w jednostkach pradu Iz jak i w jed¬ nostkach mocy reaktora Nz. Napiecie to podawane jest na wejscie wzmacniacza porównujacego 3 jako sygnal N/Nz, oraz na wejscie ukladu logicznego 4 sterujacego dzialaniem ukladu. Na wejscie wzmac¬ niacza porównujacego 3 podawane sa takze: staly sygnal odniesienia z obwodu sygnalu odniesienia 7 Postac sygnalu niezgodnosci 8 = -1 + N/Nz + V/Vz Ani V - Vz 8 = -1 + N/Nz 8 = ANi(l - V/Vz) e = AN1 + V/Vz oraz dopasowany wedlug przedstawionego w opi¬ sie sposobu sygnal f(V/Vz) zalezny od wartosci wzglednej sygnalu predkosci zmian logarytmu mocy.Sygnal ten otrzymuje sie z aparatury logaryt¬ micznej przetwarzajacej sygnal z drugiej komory jonizacyjnej za pomoca wzmacniacza logarytmicz¬ nego i wzmacniacza rózniczkujacego poprzez na¬ stawnik wartosci zadanej predkosci zmian mocy 8, nieliniowy obwód przeksztalcajacy 9 i element do¬ laczajacy 10. Do wyjscia wzmacniacza porównuja¬ cego 3, który wytwarza sygnal niezgodnosci dola¬ czone sa: wzmacniacz korekcyjny 5 i uklady pro¬ gowe sygnalizacji 6. Wzmacniacz korekcyjny za- * wierajacy szeregowy element korekcyjny typu PD moze sterowac bezposrednio wzmacniaczem mocy czesci wykonawczej ukladu regulacji. Uklady pro¬ gowe sygnalizacji powoduja przekazanie sygnalów ostrzegawczych lub alarmowych w przypadku, gdy sygnal niezgodnosci przekracza nastawione wartos¬ ci dodatnie lub ujemne e ^ AN lub e ^ —AN.Zadaniem ukladu logicznego 4 jest dolaczenie do wejscia wzmacniacza porównujacego 3 dopasowa¬ nego sygnalu predkosci zmian logarytmu mocy z chwila rozpoczecia procesu automatycznej lub recznej zmiany mocy reaktora, oraz odlaczanie te¬ go sygnalu z chwila dostatecznego przyblizenia sie do nowej wartosci zadanej mocy. Ponadto z chwila rozpoczecia zmniejszania mocy uklad logiczny 4 powoduje ograniczenie sygnalu mocy N/Nz na po¬ ziomie nieco mniejszym od 1 + ANl. Czynnosc ta ze wzgledu na bezpieczenstwo wymaga podania z nastawnika mocy na wejscie ukladu logicznego sygnalu wysylanego w chwili przelaczenia nastawy wartosci zadanej mocy na mniejsza wartosc.W ukladzie pomiarowym wykonanym w oparciu o przedstawiony nowy sposób ksztaltowania sygna¬ lu niezgodnosci uzyskano zmniejszenie ilosci apa¬ ratury w porównaniu z innymi podobnymi rozwia¬ zaniami oraz ulatwienie obslugi przez unikniecie koniecznosci przestrajania progów dzialania sygna- Przei 2 ^ t f(V (sta 25 55 fi 5 Stan operacyjny Przedzial predkosci zmian mocy Rozruch lub zwiekszanie mocy reaktora.Stabilizacja mocy reaktora Zmniejszanie mocy reaktora i 0 < V < Vz V Vz Sygnal f(V/Vz) odlaczony V < 0 V 0 (stan awaryjny)56162 lizacji przy zmianach wartosci mocy lub predkos¬ ci zmian mocy, umozliwiajac jednoczesnie pelna automatyzacje rozruchów i zmian mocy reaktora jadrowego.Przedstawiony zestaw aparatury pradowej pro¬ porcjonalnej nadaje sie do zastosowania w ukla¬ dach sterowania i zabezpieczen wszystkich rodza¬ jów jadrowych reaktorów doswiadczalnych. PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób ksztaltowania sygnalu niezgodnosci dla sterowania czescia wykonawcza ukladu regula¬ cji i elementami zabezpieczen reaktora jadro¬ wego, znamienny tym, ze sygnal niezgodnosci tworzy sie przez porównanie ze stalym sygna¬ lem odniesienia sumy sygnalu proporcjonalnego do stosunku wartosci rzeczywistej mocy reakto¬ ra do jej wartosci zadanej i sygnalu zaleznego od stosunku wartosci rzeczywistej predkosci zmiany logarytmu mocy od wartosci zadanej tej predkosci, przy czym sygnal zalezny od pred¬ kosci zmiany logarytmu mocy przeksztalca sie w obwodzie nieliniowym ukladu pomiarowego w taki sposób, ze przyrosty sygnalu wyjsciowe¬ go tego obwodu w obszarze predkosci ujemnych sa proporcjonalne do przyrostów sygnalu wej- 10 15 20 25 8 sciowego ze wspólczynnikiem równym wartosci wzglednej najmniejszego sygnalizowanego do¬ datniego odchylenia mocy do jej wartosci zada¬ nej, a w obszarze predkosci dodatnich sa pro¬ porcjonalne do przyrostów sygnalu wejsciowego ze wspólczynnikiem proporcjonalnosci równym jednosci, gdy predkosc jest mniejsza od zadanej i ze wspólczynnikiem proporcjonalnosci równym stosunkowi wartosci wzglednej najmniejszego sygnalizowanego odchylenia dodatniego mocy od jej wartosci zadanej do wartosci wzglednej naj¬ mniejszego sygnalizowanego odchylenia pred¬ kosci wzrostu logarytmu mocy od jej wartosci zadanej, gdy predkosc jest wieksza od zadanej. Uklad pomiarowy skladajacy sie z proporcjo¬ nalnego wzmacniacza elektrometrycznego z na¬ stawnika mocy reaktora, nastawnika predkosci zmian mocy i obwodu nieliniowego, oraz ze wzmacniacza porównujacego wytwarzajacego sygnal niezgodnosci do stosowania sposobu we¬ dlug zastrz. 1 znamienny tym, ze obwód nieli¬ niowy (9) przeksztalcajacy sygnal zalezny od predkosci zmian mocy reaktora wlaczony jest miedzy wyjsciem nastawnika wartosci zadanej predkosci zmian mocy (8) i poprzez element do¬ laczajacy (10) z wejsciem wzmacniacza porów¬ nujacego (3). FLg.1KI. 21 g, 21/31 56162 MKP G 21 c i nzl xii n 1 1 N i i- 4- t 1 TT— 1 s \/ / A / i/ —t^ / / / -*¦¦< i \ 1 r\r- | i t l i f i I 1 1 i i j ! i; 4, JL 2 T Fig. 2 73 j rr I I z t « h-1 Fig. 3 PL