RU2244955C1 - Apparatus for simulating kinetics of nuclear reactor - Google Patents
Apparatus for simulating kinetics of nuclear reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2244955C1 RU2244955C1 RU2003122989/09A RU2003122989A RU2244955C1 RU 2244955 C1 RU2244955 C1 RU 2244955C1 RU 2003122989/09 A RU2003122989/09 A RU 2003122989/09A RU 2003122989 A RU2003122989 A RU 2003122989A RU 2244955 C1 RU2244955 C1 RU 2244955C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- reactivity
- output
- simulator
- sign
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области аналого-цифровой вычислительной техники и может быть использовано для поверки приборов измерения реактивности ядерных реакторов (реактиметров).The invention relates to the field of analog-digital computer technology and can be used for calibration of reactivity measuring instruments for nuclear reactors (reactimeters).
Известно устройство моделирования реактора [1], содержащее три последовательно соединенных интегратора, дополнительный интегратор, суммирующий усилитель, перемножитель и инвертирующий усилитель.A device for modeling a reactor [1] is known, comprising three series-connected integrators, an additional integrator, a summing amplifier, a multiplier, and an inverting amplifier.
Недостатками устройства являются единственное значение задаваемой реактивности и воспроизведение реактивности в упрощенном виде: по одно-групповой модели учета запаздывающих нейтронов.The disadvantages of the device are the only value of the given reactivity and the reproduction of reactivity in a simplified form: according to a single-group model for accounting for delayed neutrons.
Известен имитатор кинетики ядерного реактора [2], содержащий измерительный усилитель, охваченный обратной связью, состоящей из шести RC-цепочек, инвертирующий усилитель, группу входных резисторов с ключами задания величины реактивности, резисторы формирования выходного тока с ключами выбора величины тока, коммутатор знака реактивности, преобразователь напряжения - частота, формирователь импульса тока камеры деления и высоковольтный усилитель. В этом имитаторе устранены недостатки, связанные с одно-групповым упрощением модели учета запаздывающих нейтронов и расширен диапазон значений задаваемых реактивностей.Known simulator of the kinetics of a nuclear reactor [2], containing a measuring amplifier covered by feedback, consisting of six RC circuits, an inverting amplifier, a group of input resistors with keys for setting the magnitude of the reactivity, resistors for generating the output current with keys for selecting the magnitude of the current, a switch for the sign of reactivity, voltage converter - frequency, current pulse generator of the fission chamber and high-voltage amplifier. In this simulator, the disadvantages associated with a single-group simplification of the model for accounting for delayed neutrons were eliminated and the range of values of the given reactivities was expanded.
Недостатком такого имитатора является, во-первых, весьма значительное время готовности к работе (до десяти минут) при переходе от одного режима к другому, которое определяется необходимостью установления начальных условий в шести RC-цепочках с большими постоянными времени. Во-вторых, значения RC-цепочек такого имитатора подбираются под конкретный состав топлива и для конкретного типа реактора. Поэтому имитатор такого типа не может быть использован для поверки реактиметров, предназначенных для вычисления реактивности ядерных реакторов с отличающимся от выбранного составом топлива либо реакторов другого типа. В третьих, в таком имитаторе в процессе формирования выходного сигнала, соответствующего отрицательной реактивности, резко нарастает погрешность задания реактивности после третьей-четвертой декады изменения выходного сигнала (“погрешность в дальнем поле”), поскольку в этом случае величина полезного выходного сигнала измерительного усилителя, изменяясь на три-четыре декады, становится соизмеримой с его собственными шумами.The disadvantage of such a simulator is, firstly, a very significant time to ready for operation (up to ten minutes) when switching from one mode to another, which is determined by the need to establish initial conditions in six RC chains with large time constants. Secondly, the values of the RC chains of such a simulator are selected for a specific fuel composition and for a specific type of reactor. Therefore, a simulator of this type cannot be used for calibrating reactimeters designed to calculate the reactivity of nuclear reactors with a different fuel composition or reactors of a different type. Thirdly, in such a simulator, in the process of generating the output signal corresponding to negative reactivity, the error in the task of reactivity sharply increases after the third or fourth decade of the change in the output signal (“error in the far field”), since in this case the value of the useful output signal of the measuring amplifier, changing for three to four decades, becomes commensurate with its own noises.
Предлагаемым изобретением решается задача расширения функциональных возможностей имитатора за счет возможности имитировать с его помощью реактивность реакторов разного типа с различным составом топлива при одновременном снижении времени его готовности к работе при переходе от одного режима к другому и снижении погрешности задания реактивности в дальнем поле.The present invention solves the problem of expanding the functionality of the simulator due to the ability to simulate with it the reactivity of reactors of different types with different fuel composition while reducing the time of its readiness for operation when switching from one mode to another and reducing the error in setting the reactivity in the far field.
Поставленная задача решается тем, что в известный имитатор кинетики ядерного реактора, содержащий измерительный усилитель и N параллельно соединенных последовательных резистивных цепочек, в каждой из которых началом является ключ выбора величины тока, концом - резистор формирования выходного тока, а концы всех цепочек объединены с выходом имитатора, дополнительно введены цифроаналоговый преобразователь с выходом, подключенным ко входу измерительного усилителя, выход которого соединен с объединенными началами резистивных цепочек, и блок программного управления с информационным выходом, подключенным ко входу цифроаналогового преобразователя, и управляющими выходами, выполненный с возможностью ввода в имитатор управляющих данных при выборе начального значения тока и знака реактивности и поочередного переключения ключей выбора величины тока при поступлении данных, соответствующих окончанию каждой декады тока, в сторону нарастания значений сопротивлений этих резисторов - в случае выбора отрицательного знака реактивности, и в сторону убывания сопротивлений - в случае выбора положительного знака реактивности, причем ключи выбора величины тока выполнены в виде электронных коммутаторов, ко входам управления которых подключены управляющие выходы блока программного управления.The problem is solved in that in a known simulator of the kinetics of a nuclear reactor containing a measuring amplifier and N parallel-connected series of resistive circuits, in each of which the beginning is the current selection key, the end is the output current formation resistor, and the ends of all chains are combined with the simulator output additionally introduced a digital-to-analog converter with an output connected to the input of the measuring amplifier, the output of which is connected to the combined beginning of the resistive chains, and b a software control lock with an information output connected to the input of the digital-to-analog converter and control outputs, configured to enter control data into the simulator when selecting the initial current value and reactivity sign and alternately switch current selection keys when data corresponding to the end of each decade of current arrives, in the direction of increasing resistance values of these resistors - in the case of choosing a negative sign of reactivity, and in the direction of decreasing resistance - in the case of not choosing a positive sign of reactivity, moreover, the current selection keys are made in the form of electronic switches, to the control inputs of which the control outputs of the program control unit are connected.
Признаки, отличающие предлагаемый имитатор кинетики от прототипа, - наличие цифроаналогового преобразователя с выходом, подключенным ко входу измерительного усилителя, выход которого соединен с объединенными началами резистивных цепочек, и блока программного управления с информационным выходом, подключенным ко входу цифроаналогового преобразователя, и управляющими выходами, подключенными ко входам управления ключей выбора величины тока. Ключи выбора величины тока выполнены в виде электронных коммутаторов. Блок программного управления выполнен с возможностью ввода в имитатор управляющих данных при выборе начального значения тока и знака реактивности и поочередного переключения ключей выбора величины тока при поступлении данных, соответствующих окончанию каждой декады тока, в сторону нарастания значений сопротивлений этих резисторов - в случае выбора отрицательного знака реактивности, и в сторону убывания значений сопротивлений - в случае выбора положительного знака реактивности. Совокупность вышеперечисленных отличительных признаков позволяет многократно сократить время готовности имитатора кинетики к работе при переходе от одного режима к другому, обеспечивает возможность имитировать реактивность ядерных реакторов различного типа и с разным составом топлива и увеличивает отношение сигнал/шум на выходе измерительного усилителя, снижая тем самым относительную погрешность задания реактивности в дальнем поле.Signs that distinguish the proposed kinetics simulator from the prototype are the presence of a digital-to-analog converter with an output connected to the input of the measuring amplifier, the output of which is connected to the combined beginnings of resistive chains, and a program control unit with an information output connected to the input of the digital-to-analog converter, and control outputs connected to the control inputs of the keys for selecting the current magnitude. The current selection keys are made in the form of electronic switches. The program control unit is configured to enter control data into the simulator when selecting the initial current value and reactivity sign and alternately switch the current value selection keys when data corresponding to the end of each decade of the current arrives in the direction of increasing resistance values of these resistors - in the case of choosing a negative reactivity sign , and in the direction of decreasing resistance values - in the case of choosing a positive reactivity sign. The combination of the above distinguishing features allows you to significantly reduce the time the kinetics simulator is ready to work when switching from one mode to another, provides the ability to simulate the reactivity of nuclear reactors of various types and with different fuel compositions and increases the signal-to-noise ratio at the output of the measuring amplifier, thereby reducing the relative error far field reactivity tasks.
На фиг.1 приведена электрическая схема имитатора кинетики ядерного реактора и показана блок-схема алгоритма управления, реализуемого блоком управления. На фиг.2 показаны диаграммы, иллюстрирующие работу имитатора.Figure 1 shows the electrical circuit of the simulator of the kinetics of a nuclear reactor and shows a block diagram of a control algorithm implemented by the control unit. Figure 2 shows diagrams illustrating the operation of the simulator.
Имитатор содержит цифроаналоговый преобразователь 1, измерительный усилитель 2, группу 3 из N последовательных резистивных цепочек из резисторов формирования выходного тока и электронных коммутаторов, блок программного управления 4. Информационный выход блока программного управления 4 подключен ко входу цифроаналогового преобразователя 1, выход которого соединен со входом измерительного усилителя 2. Выход измерительного усилителя 2 подключен к объединенным началам группы 3 последовательных резистивных цепочек, объединенные концы которых соединены с выходом имитатора. Управляющие выходы блока программного управления 4 подключены ко входам управления электронных коммутаторов в резистивных цепочках группы 3.The simulator contains a digital-to-
Имитатор работает следующим образом.The simulator works as follows.
На вход цифроаналогового преобразователя 1 от блока программного управления 4 по программе подаются управляющие коды, в соответствии с текущими значениями которых на выходе измерительного усилителя 2 формируется изменяющийся во времени аналоговый сигнал. Скорость изменения этого сигнала аналогична скорости изменения тока с детектора, установленного в ядерном реакторе. Под воздействием напряжения аналогового сигнала через одну из последовательных цепочек группы 3, подключенную к выходу имитатора соответствующим электронным коммутатором, протекает ток, формируя выходной сигнал имитатора. Алгоритм работы блока программного управления 4 изображен на фиг.1, где использованы следующие обозначения: П1 П2,... ПN - порты ввода управляющих сигналов электронных коммутаторов, ПЦ - порт ввода данных на вход цифроаналогового преобразователя, Uвкл, Uвыкл - сигналы включения, выключения, соответственно, электронных коммутаторов, ρ - реактивность, j - текущий номер последовательной цепочки из группы 3, n - счетчик декад тока. Резисторы формирования выходного тока в группе 3 имеют следующие значения: Rj=10j· R1, где R1 - сопротивление резистора в первой цепочке из группы 3, a Rj - сопротивление резистора в цепочке с номером j из группы 3.To the input of the digital-to-
В блок с данными предварительно загружена информация о необходимом относительном изменении во времени уровня выходного сигнала при имитации заданного значения реактивности. Эта информация подготовлена и сгруппирована следующим образом.Information on the necessary relative change in time of the level of the output signal when simulating a given reactivity value is preloaded into the data block. This information has been prepared and grouped as follows.
Из решения уравнения кинетики ядерного реактора выбранного типа с выбранным составом топлива формируется массив данных, отражающий изменение во времени нейтронного потока в относительных единицах для заданного значения реактивности. Этот массив разбивается на декады и каждая декада нормируется на значение 2к, где к - разрядность цифроаналогового преобразователя 1. Отнормированный массив заносится в блок данных, откуда в процессе работы имитатора производится выборка данных в соответствии с алгоритмом, представленным на фиг.1. Такие управляющие массивы данных могут быть сформированы для любого заданного значения реактивности, поэтому переключение с одного режима работы имитатора на другой, то есть переход от формирования сигнала при одном уровне начального тока с одним значением реактивности к формированию сигнала при другом уровне начального тока с другим значением реактивности практически не требует времени. Это переключение сводится лишь к выбору управляющего массива в блоке данных и включению одного из электронных коммутаторов группы 3 (выбор начального выходного тока). Количество цепочек в группе 3 определяется возможностями использованных в них электронных коммутаторов, в частности, оно ограничивается их шумами.From the solution of the kinetics equation of a nuclear reactor of the selected type with the selected fuel composition, a data array is generated that reflects the time variation of the neutron flux in relative units for a given reactivity value. This array is divided into decades and each decade is normalized to a value of 2 k , where k is the bit depth of the digital-to-
Более детально работа имитатора может быть пояснена с помощью диаграмм, приведенных на фиг.2, на примере формирования выходного сигнала имитатора, соответствующего отрицательной реактивности с некоторым заданным постоянным значением. На фиг.2 применены следующие обозначения:In more detail, the operation of the simulator can be explained using the diagrams shown in figure 2, on the example of the formation of the output signal of the simulator corresponding to negative reactivity with some given constant value. In figure 2, the following notation is used:
Um - максимальное выходное напряжение измерительного усилителя при входном коде цифроаналогового преобразователя, равном 2к;U m is the maximum output voltage of the measuring amplifier with the input code of the digital-to-analog converter equal to 2 k ;
t1, t2, t3,... tN - моменты времени, соответствующие окончанию декад изменения тока ионизационной камеры.t 1 , t 2 , t 3 , ... t N - time moments corresponding to the end of decades of changes in the current of the ionization chamber.
На диаграмме а) показано в относительных единицах изменение во времени выходного параметра детектора нейтронного потока (тока ионизационной камеры) ядерного реактора, рассчитанное из решения уравнения кинетики для некоторого отрицательного значения реактивности. На диаграмме б) показано изменение во времени входных кодов цифроаналогового преобразователя при считывании массива данных из блока данных. На диаграммах в), г), д) показаны, соответственно, изменение во времени аналогового сигнала на выходе измерительного усилителя, текущие значения сопротивления резисторов формирования выходного тока и выходной ток имитатора, скорость изменения которого аналогична скорости изменения тока с детектора, установленного в ядерном реакторе при выбранном значении отрицательной реактивности. Из диаграммы в) очевидно, что в предлагаемом имитаторе отношение сигнал/шум на выходе измерительного усилителя одинаково во всех декадах изменения его выходного сигнала, поскольку во всех декадах изменения выходного сигнала имитатора, выходной сигнал измерительного усилителя изменяется только в пределах одной декады.Diagram a) shows in relative units the time variation of the output parameter of the neutron flux detector (ionization chamber current) of a nuclear reactor, calculated from the solution of the kinetics equation for some negative reactivity value. Diagram b) shows the time variation of the input codes of the digital-to-analog converter when reading the data array from the data block. Diagrams c), d), e) show, respectively, the time change of the analog signal at the output of the measuring amplifier, the current values of the resistance of the resistors forming the output current and the output current of the simulator, the rate of change of which is similar to the rate of change of current from the detector installed in the nuclear reactor with a selected value of negative reactivity. From diagram c) it is obvious that in the proposed simulator, the signal-to-noise ratio at the output of the measuring amplifier is the same in all decades of changing its output signal, since in all decades of changing the output signal of the simulator, the output signal of the measuring amplifier changes only within one decade.
Таким образом, предлагаемый имитатор может быть использован для поверки реактиметров, имеющих токовый вход и предназначенных для вычисления реактивности ядерных реакторов различного типа с разным составом топлива, обладает практически мгновенной готовностью к работе при переходе от одного режима к другому и имеет низкую относительную погрешность задания реактивности в дальнем поле.Thus, the proposed simulator can be used to verify reactometers having a current input and designed to calculate the reactivity of various types of nuclear reactors with different fuel compositions, has almost instantaneous readiness for operation when switching from one mode to another, and has a low relative error in setting the reactivity in far field.
В качестве измерительного усилителя, цифроаналогового преобразователя и электронных коммутаторов могут быть использованы, например, микросхемы 140УД17, КР572 ПА2 и 561КП1, соответственно, а в качестве резисторов формирования тока-резисторы типа МРХ, МВСГ.As a measuring amplifier, a digital-to-analog converter, and electronic switches, for example, microcircuits 140UD17, КР572 PA2, and 561КП1 can be used, respectively, and, as resistors, current-forming resistors such as MPX, MVSG.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫLIST OF REFERENCES
1. Электронные моделирующие устройства и их применение для исследования систем автоматического регулирования. Б.Я.Коган. Москва. 1963 г., стр. 426, рис. 251.1. Electronic modeling devices and their application for the study of automatic control systems. B.Ya. Kogan. Moscow. 1963, p. 426, fig. 251.
2. Заявка на изобретение №2001120680/09, G 06 G 7/48, Бюл. №18, 2003 г.2. Application for invention No. 200111680/09, G 06 G 7/48, Bull. No. 18, 2003
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003122989/09A RU2244955C1 (en) | 2003-07-21 | 2003-07-21 | Apparatus for simulating kinetics of nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003122989/09A RU2244955C1 (en) | 2003-07-21 | 2003-07-21 | Apparatus for simulating kinetics of nuclear reactor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2244955C1 true RU2244955C1 (en) | 2005-01-20 |
RU2003122989A RU2003122989A (en) | 2005-01-27 |
Family
ID=34978182
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003122989/09A RU2244955C1 (en) | 2003-07-21 | 2003-07-21 | Apparatus for simulating kinetics of nuclear reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2244955C1 (en) |
-
2003
- 2003-07-21 RU RU2003122989/09A patent/RU2244955C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003122989A (en) | 2005-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS5816648B2 (en) | analog to digital converter | |
RU2244955C1 (en) | Apparatus for simulating kinetics of nuclear reactor | |
RU2316815C1 (en) | Impulse-current based imitator of nuclear reactor kinetics | |
RU2256221C1 (en) | Pulse-current simulator of nuclear reactor kinetics | |
RU2286596C2 (en) | Impulse-current imitator of kinetics of nuclear reactor | |
US4775852A (en) | Apparatus for compensating digital to analog converter errors | |
Alyaev et al. | Wide-range fission chambers signal simulator | |
RU2211485C2 (en) | Pulse-current simulator of nuclear reactor kinetics | |
JP2912285B2 (en) | Transient analysis method for analog / digital mixed circuits | |
RU2287853C1 (en) | Method of simulating reactivity of nuclear reactor | |
WO1986006896A1 (en) | D/a converter | |
RU2036513C1 (en) | Device for simulating load-power and temperature of current-carrying parts of power systems | |
SU1042014A1 (en) | Random number markovian sequence generator | |
JPH0746129A (en) | D/a converter and test method for d/a converter | |
RU2811421C1 (en) | Method for testing electronic devices based on automatic test generation | |
SU928289A1 (en) | Device for nuclear geophysical analysis of complex ores | |
SU1416979A1 (en) | Device for determining the volume of sampling of monitoring parameters | |
RU1826070C (en) | Resistance and conductance box | |
SU1273962A1 (en) | Device for integrating differential equations | |
SU1138802A1 (en) | Random process generator | |
SU879765A1 (en) | Analogue-digital conversion method | |
SU1308969A1 (en) | Universal current calibrator | |
SU588626A1 (en) | Functional analogue-digital converter | |
SU1037261A1 (en) | Digital unit checking device | |
SU907518A2 (en) | Calibrated voltage source |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200722 |