RU2399969C1 - Nuclear reactor parametre control system - Google Patents

Nuclear reactor parametre control system Download PDF

Info

Publication number
RU2399969C1
RU2399969C1 RU2009100303/06A RU2009100303A RU2399969C1 RU 2399969 C1 RU2399969 C1 RU 2399969C1 RU 2009100303/06 A RU2009100303/06 A RU 2009100303/06A RU 2009100303 A RU2009100303 A RU 2009100303A RU 2399969 C1 RU2399969 C1 RU 2399969C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
signal
input
key
additional
Prior art date
Application number
RU2009100303/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009100303A (en
Inventor
Юрий Иванович Губин (RU)
Юрий Иванович Губин
Олег Борисович Клочков (RU)
Олег Борисович Клочков
Юрий Владимирович Скрябин (RU)
Юрий Владимирович Скрябин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (ОАО "ОКБМ Африкантов")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (ОАО "ОКБМ Африкантов") filed Critical Открытое акционерное общество "Опытное Конструкторское Бюро Машиностроения имени И.И. Африкантова" (ОАО "ОКБМ Африкантов")
Priority to RU2009100303/06A priority Critical patent/RU2399969C1/en
Publication of RU2009100303A publication Critical patent/RU2009100303A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2399969C1 publication Critical patent/RU2399969C1/en

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

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: to reactor control scheme there introduced is calculating unit of stabilising signal-gradient of effective heat carrier temperature, the output of which is connected to additional third input of summing amplifier. As a result of the scheme change, there reached is minimisation of heat carrier leakages between circuit 1 and gas compensation system in unsteady and quasi-static conditions, which allows avoiding thermal cyclic action on the equipment.
EFFECT: improving reactor equipment reliability.
1 dwg

Description

Изобретение относится к системам релейного регулирования параметров ядерного реактора и может быть использовано при регулировании ядерных энергетических установок с водо-водяными реакторами под давлением с газовыми системами компенсации.The invention relates to systems for relay control of parameters of a nuclear reactor and can be used in the regulation of nuclear power plants with pressurized water reactors with gas compensation systems.

Известна система релейного регулирования ЯР, при которой осуществляется поддержание температуры теплоносителя в реакторе в соответствии с заданными значениями, в общем случае изменяющимися при изменении уровня заданной нейтронной мощности и массы циркулирующего теплоносителя. Сигнал рассогласования между заданным и фактическим значениями контролируемого параметра со схемы сравнения поступает на реле, осуществляющее при достижении сигналом рассогласования границы зоны нечувствительности включение в работу или отключение поглощающих стержней (Шульц М.А. Регулирование энергетических ядерных реакторов, изд. Иностранная литература, 1957, фиг.140б).A known system of relay control of NR, in which the temperature of the coolant in the reactor is maintained in accordance with the set values, generally changing when the level of the set neutron power and the mass of the circulating coolant changes. The mismatch signal between the set and actual values of the monitored parameter from the comparison circuit is fed to the relay, which, when the mismatch signal reaches the dead band boundary, switches the absorbing rods on or off (Schulz M.A. Regulation of nuclear power reactors, ed. Foreign literature, 1957, .140b).

Недостатком известной релейной системы регулирования является отсутствие контроля и управления перетекаемой массой теплоносителя (перетечками) между 1 контуром и системой газовой компенсации давления.A disadvantage of the known relay control system is the lack of monitoring and control of the overflowing mass of the coolant (overflows) between 1 circuit and the gas pressure compensation system.

Наиболее близкой по технической сущности является система регулирования параметров ядерного реактора, функциональная схема которой содержит первую схему сравнения фактического параметра (например, температуры теплоносителя) с заданной величиной, вторую схему сравнения фактической нейтронной мощности с заданным значением, суммирующий усилитель, релейный элемент, первый и второй управляемый ключ, дополнительный релейный элемент и дополнительную схему сравнения (а.с. № 858465, кл. G21C 7/36 от 04.04.80). Выход первого ключа является выходом устройства. На первый вход суммирующего усилителя подается сигнал с выхода первой схемы сравнения контролируемого параметра (ΔT), а на второй - через второй ключ - с выхода второй схемы сравнения нейтронной мощности (ΔN). В суммирующем усилителе путем соответствующего усиления, а затем сложения сигналов рассогласования формируется суммарный сигнал ошибки (∑=КТ×ΔТ+KN×ΔN), где КТ, KN - коэффициенты усиления, который через первый ключ поступает на управление перемещением поглощающих стержней. Первый ключ осуществляет пропускание сигнала с выхода суммирующего усилителя только при наличии сигнала на его управляющем входе. Сигнал на управляющий вход первого ключа поступает с выхода первого релейного элемента и формируется им при превышении сигналом рассогласования (ΔT) с выхода первой схемы сравнения контролируемого параметра величины заданной зоны нечувствительности. На один вход дополнительной схемы сравнения подается сигнал рассогласования мощности (ΔN) со второй схемы сравнения, а на другой вход - сигнал заданной величины допустимого отклонения (ΔNmin). Сформированный в дополнительной схеме сравнения сигнал разности между абсолютной величиной отклонения мощности и заданной величиной допустимого отклонения (δN=|ΔN|-ΔNmin) подается на вход дополнительного релейного элемента. При превышении отклонения мощности допустимого значения (δN>0) происходит срабатывание дополнительного релейного элемента и сигнал с его выхода поступает на управляющий вход второго колюча. В этом случае второй ключ осуществляет пропускание сигнала (ΔN) с выхода второй схемы сравнения на второй вход суммирующего усилителя. При незначительных отклонениях мощности (|ΔN|<ΔNmin) второй ключ не пропускает сигнал (ΔN) с выхода схемы сравнения на второй вход суммирующего усилителя.The closest in technical essence is a system for controlling the parameters of a nuclear reactor, the functional diagram of which contains a first circuit for comparing the actual parameter (for example, coolant temperature) with a given value, a second circuit for comparing the actual neutron power with a given value, a summing amplifier, relay element, the first and second a controlled key, an additional relay element and an additional comparison circuit (AS No. 858465, CL G21C 7/36 from 04.04.80). The output of the first key is the output of the device. The signal from the output of the first circuit for comparing the controlled parameter (ΔT) is supplied to the first input of the summing amplifier, and to the second via the second key, from the output of the second circuit for comparing neutron power (ΔN). In the summing amplifier, by means of appropriate amplification, and then addition of the mismatch signals, a total error signal is formed (К = K T × ΔT + K N × ΔN), where K T , K N are the gain factors, which, through the first key, go to control the movement of the absorbing rods . The first key transmits the signal from the output of the summing amplifier only if there is a signal at its control input. The signal to the control input of the first key comes from the output of the first relay element and is formed by it when the mismatch signal (ΔT) exceeds the output of the first comparison circuit of the controlled parameter of the value of the specified deadband. A power mismatch signal (ΔN) from the second comparison circuit is fed to one input of the additional comparison circuit, and a signal of a given value of the permissible deviation (ΔNmin) is supplied to the other input. The difference signal generated in the additional comparison circuit between the absolute value of the power deviation and the set value of the permissible deviation (δN = | ΔN | -ΔNmin) is fed to the input of the additional relay element. If the deviation of the power exceeds the permissible value (δN> 0), an additional relay element is triggered and the signal from its output goes to the control input of the second prickle. In this case, the second switch transmits a signal (ΔN) from the output of the second comparison circuit to the second input of the summing amplifier. With slight power deviations (| ΔN | <ΔNmin), the second switch does not pass the signal (ΔN) from the output of the comparison circuit to the second input of the summing amplifier.

Недостатком этой системы регулирования является отсутствие контроля и управления перетечками теплоносителя в системе газовой компенсации давления при нестационарных и квазистатических режимах ядерного реактора, когда отклонения температуры в реакторе длительное время находятся вне пределов зоны чувствительности регулятора и не отрабатываются им в принципе, и как следствие - большие значения масс перетечек теплоносителя между 1 контуром и системой газовой компенсации давления, что приводит к значительным термоциклическим воздействиям на систему газовой компенсации давления и в конечном итоге снижает ее надежность (снижает ее ресурсные характеристики и эксплуатационные свойства).The disadvantage of this control system is the lack of control and management of coolant overflows in the gas pressure compensation system under unsteady and quasistatic modes of a nuclear reactor, when temperature deviations in the reactor are outside the sensitivity zone of the controller for a long time and are not worked out by it in principle, and as a result, large values mass of coolant flows between 1 circuit and the gas pressure compensation system, which leads to significant thermocyclic effects iyam on the system gas pressure compensation and ultimately reduces its reliability (reduces its resource characteristics and performance properties).

Техническая задача - создание устройства, позволяющего уменьшить перетечки теплоносителя в газовых системах компенсации при нестационарных и квазистатических режимах. Решение поставленной задачи позволяет избежать больших масс перетекаемого теплоносителя, оказывающих термоциклическое воздействие на оборудование системы газовой компенсации давления, и снижающего его надежность.The technical task is to create a device that allows to reduce the flow of coolant in gas compensation systems under non-stationary and quasistatic modes. The solution of this problem allows us to avoid large masses of the flowing coolant that have a thermocyclic effect on the equipment of the gas pressure compensation system and reduce its reliability.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в системе регулирования параметров ядерного реактора, содержащей первую и дополнительную схемы сравнения, суммирующий усилитель, на первый вход которого подается сигнал с выхода первой схемы сравнения, первый и дополнительный релейный элемент, первый ключ, выход которого предназначен для съема сигнала регулирования, и второй ключ, причем второй вход суммирующего усилителя подключен к выходу второго ключа, управляющий вход которого подключен через дополнительный релейный элемент к выходу дополнительной схемы сравнения, один из входов которой служит для подачи сигнала заданного допустимого отклонения мощности, а другой - сигнала с выхода второй схемы сравнения, подключенного также к основному входу второго ключа, выход суммирующего усилителя подключен к основному входу первого ключа, управляющий вход которого через релейный элемент подключен к выходу первой схемы сравнения, в нее дополнительно введен блок вычисления стабилизирующего сигнала градиента эффективной температуры теплоносителя, выход которого соединен с дополнительным третьим входом суммирующего усилителя.The specified technical result is achieved due to the fact that in the control system of the parameters of a nuclear reactor containing the first and additional comparison circuits, the summing amplifier, the first input of which receives a signal from the output of the first comparison circuit, the first and additional relay element, the first key, the output of which is intended for a control signal, and a second key, and the second input of the summing amplifier is connected to the output of the second key, the control input of which is connected through an additional relay an element to the output of an additional comparison circuit, one of the inputs of which serves to supply a signal of a given permissible deviation of power, and the other a signal from the output of the second comparison circuit, also connected to the main input of the second key, the output of the summing amplifier is connected to the main input of the first key, the control input which through the relay element is connected to the output of the first comparison circuit, an additional block for calculating the stabilizing signal of the gradient of the effective coolant temperature, the output of which The horn is connected to an additional third input of the summing amplifier.

Введение нового элемента - блока вычисления градиента эффективной температуры (Δ∑Т), позволяет контролировать и уменьшать перетечки теплоносителя в нестационарных и квазистатических режимах ядерного реактора с системой газовой компенсации давления, при этом уровень снижения перетечек определяется коэффициентом усиления КД.The introduction of a new element - the unit for calculating the gradient of the effective temperature (Δ∑ T ), allows you to control and reduce the flow of coolant in unsteady and quasistatic modes of a nuclear reactor with a gas pressure compensation system, while the level of decrease in flow is determined by the gain coefficient K D.

Система регулирования параметров ядерного реактора иллюстрируется блок-схемой и содержит первую схему сравнения 1 контролируемого параметра (например, температуры теплоносителя) с заданной величиной, вторую схему сравнения 2 измеренной нейтронной мощности с заданным значением, суммирующий усилитель 3, релейный элемент 4, первый 5 и второй 6 управляемые ключи, дополнительный релейный элемент 7, дополнительную схему сравнения 8, блок вычисления градиента эффективной температуры 9. Выход первого ключа 5 является выходом устройства.The control system of the parameters of a nuclear reactor is illustrated by a block diagram and contains a first circuit for comparing 1 controlled parameter (for example, coolant temperature) with a given value, a second circuit for comparing 2 measured neutron power with a given value, summing amplifier 3, relay element 4, first 5 and second 6 controlled keys, an additional relay element 7, an additional comparison circuit 8, an effective temperature gradient calculating unit 9. The output of the first key 5 is the output of the device.

Система работает следующим образом: на первый вход суммирующего усилителя 3 подается сигнал с выхода первой схемы сравнения 1 контролируемого параметра, формирующей контролирующий сигнал рассогласования (ΔT), а на второй - через второй ключ 6 - с выхода второй схемы сравнения нейтронной мощности 2, формирующей корректирующий сигнал рассогласования (ΔN). В суммирующем усилителе 3 путем соответствующего усиления, а затем сложения сигналов рассогласования формируется суммарный сигнал ошибки (∑=КТ×ΔТ+KN×ΔN+КД×Δ∑Т), где КТ, KN, КД - коэффициенты усиления, который через первый ключ 5 поступает на управление перемещением поглощающих стержней. Первый ключ 5 осуществляет пропускание сигнала с выхода суммирующего усилителя 3 только при наличии сигнала на его управляющем входе. Сигнал на управляющий вход первого ключа 5 поступает с выхода первого релейного элемента 4 и формируется им при превышении сигналом рассогласования (ΔT) с выхода первой схемы сравнения контролируемого параметра 1 величины заданной зоны нечувствительности. На один вход дополнительной схемы сравнения 8 подается сигнал рассогласования мощности (ΔN) со второй схемы сравнения 2, а на другой - сигнал заданной величины допустимого отклонения (ΔNmin). Сформированный в дополнительной схеме сравнения 8 сигнал разности между абсолютной величиной отклонения мощности и заданной величиной допустимого отклонения (δN=|ΔN|-ΔNmin) подается на вход дополнительного релейного элемента 7. При превышении отклонением мощности допустимого значения (δN>0) происходит срабатывание дополнительного релейного элемента 7 и сигнал с его выхода поступает на управляющий вход второго ключа 6. В этом случае второй ключ 6 осуществляет пропускание сигнала (ΔN) с выхода второй схемы сравнения 2 на второй вход суммирующего усилителя 3. С выхода блока вычисления сигнала градиента эффективной температуры теплоносителя 9 подается дополнительный стабилизирующий сигнал - градиент эффективной температуры (Δ∑Т) на дополнительно организованный третий вход суммирующего усилителя 3.The system operates as follows: the first input of the summing amplifier 3 receives a signal from the output of the first comparison circuit 1 of the controlled parameter that generates the mismatch control signal (ΔT), and the second through the second key 6, from the output of the second neutron power comparison circuit 2, which forms the correction mismatch signal (ΔN). In the summing amplifier 3, by corresponding amplification, and then adding the mismatch signals, a total error signal is formed (∑ = K T × ΔT + K N × ΔN + K D × Δ∑ T ), where K T , K N , K D are the gain , which through the first key 5 is supplied to control the movement of the absorbing rods. The first key 5 transmits the signal from the output of the summing amplifier 3 only if there is a signal at its control input. The signal to the control input of the first key 5 comes from the output of the first relay element 4 and is formed by it when the mismatch signal (ΔT) exceeds the output of the first comparison circuit of the controlled parameter 1 of the value of the specified deadband. A power mismatch signal (ΔN) from the second comparison circuit 2 is supplied to one input of the additional comparison circuit 8, and a signal of a given value of the permissible deviation (ΔNmin) is supplied to the other. The signal of the difference between the absolute value of the power deviation and the set value of the permissible deviation (δN = | ΔN | -ΔNmin) generated in the additional comparison circuit 8 is supplied to the input of the additional relay element 7. When the power deviation exceeds the permissible value (δN> 0), the additional relay element 7 and the signal from its output goes to the control input of the second key 6. In this case, the second key 6 transmits a signal (ΔN) from the output of the second comparison circuit 2 to the second input of the summing amplifier 3. From the output of the unit for computing the signal of the gradient of the effective temperature of the coolant 9, an additional stabilizing signal is supplied — the gradient of the effective temperature (Δ∑ T ) to the additionally organized third input of the summing amplifier 3.

В суммирующем усилителе 3 осуществляется пропорциональное суммирование контролирующего сигнала (ΔT), корректирующего сигнала (ΔN) и стабилизирующего сигнала - градиента эффективной температуры теплоносителя (Δ∑Т). Причем коэффициент усиления КД определяется из условия необходимой минимизации перетечек теплоносителя.In the summing amplifier 3, the control signal (ΔT), the correction signal (ΔN) and the stabilizing signal - the gradient of the effective temperature of the coolant (Δ∑ T ) are proportionally summed. Moreover, the gain K D is determined from the condition of the necessary minimization of the flow of coolant.

Таким образом, введением дополнительного блока вычисления стабилизирующего сигнала - градиента эффективной температуры теплоносителя (Δ∑Т), достигается контроль и минимизация перетечек теплоносителя в нестационарных и квазистатических режимах ядерного реактора с газовыми системами компенсации, что позволяет снизить термоциклическое воздействие на оборудование системы газовой компенсации давления и повысить его ресурсную надежность и эксплуатационные свойства.Thus, by introducing an additional block for calculating the stabilizing signal, namely, the gradient of the effective coolant temperature (Δ∑ Т ), control and minimization of coolant leakages in unsteady and quasistatic modes of a nuclear reactor with gas compensation systems is achieved, which reduces the thermal cyclic effect on the equipment of the gas pressure compensation system and to increase its resource reliability and operational properties.

Claims (1)

Система регулирования параметров ядерного реактора, содержащая первую и дополнительную схемы сравнения, суммирующий усилитель, на первый вход которого подается сигнал с выхода первой схемы сравнения, первый и дополнительный релейные элементы, первый ключ, выход которого предназначен для съема сигнала регулирования, и второй ключ, причем второй вход суммирующего усилителя подключен к выходу второго ключа, управляющий вход которого подключен через дополнительный релейный элемент к выходу дополнительной схемы сравнения, один из входов которой служит для подачи сигнала заданного допустимого отклонения мощности, а другой - сигнала с выхода второй схемы сравнения, подключенного также к основному входу второго ключа, выход суммирующего усилителя подключен к основному входу первого ключа, управляющий вход которого через релейный элемент подключен к выходу первой схемы сравнения, отличающаяся тем, что в нее введен блок вычисления стабилизирующего сигнала градиента эффективной температуры теплоносителя, выход которого соединен с дополнительным третьим входом суммирующего усилителя. A system for regulating the parameters of a nuclear reactor, comprising a first and additional comparison circuit, a summing amplifier, the first input of which receives a signal from the output of the first comparison circuit, a first and additional relay elements, a first key, the output of which is designed to remove the control signal, and a second key, moreover the second input of the summing amplifier is connected to the output of the second key, the control input of which is connected through an additional relay element to the output of an additional comparison circuit, one of the inputs which serves to supply a signal of a given permissible deviation of power, and another signal from the output of the second comparison circuit, also connected to the main input of the second key, the output of the summing amplifier is connected to the main input of the first key, the control input of which is connected through the relay element to the output of the first comparison circuit , characterized in that it introduced the unit for calculating the stabilizing signal of the gradient of the effective temperature of the coolant, the output of which is connected to an additional third input of the summing about the amplifier.
RU2009100303/06A 2009-01-11 2009-01-11 Nuclear reactor parametre control system RU2399969C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009100303/06A RU2399969C1 (en) 2009-01-11 2009-01-11 Nuclear reactor parametre control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009100303/06A RU2399969C1 (en) 2009-01-11 2009-01-11 Nuclear reactor parametre control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009100303A RU2009100303A (en) 2010-07-20
RU2399969C1 true RU2399969C1 (en) 2010-09-20

Family

ID=42685440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009100303/06A RU2399969C1 (en) 2009-01-11 2009-01-11 Nuclear reactor parametre control system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2399969C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009100303A (en) 2010-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101206711B1 (en) Method and apparatus for drum level control for drum-type boilers
Tan Water level control for a nuclear steam generator
US9568897B2 (en) Controller system for variable parameter and related program product
JP2019185468A (en) Abnormality prediction control system
Garrido et al. Multivariable PID control by inverted decoupling: Application to the Benchmark PID 2012
RU2399969C1 (en) Nuclear reactor parametre control system
KR101481155B1 (en) An apparatus and a method for controlling a gain according to rate of change in a steam generator level of nuclear power plants
WO2011149026A1 (en) Nuclear plant control device, method, and program
JP6082620B2 (en) Boiler supply water amount control system and supply water amount control method
US9947422B2 (en) Control method for a pressurized water nuclear reactor
CN107901897A (en) Proportional pressure-reducing valve closed loop control method, device and rail vehicle control system
RU2413315C2 (en) Nuclear reactor parametre control method
EP3046111A1 (en) Nuclear reactor power regulator and method
Ulemj et al. Multivariable PID controller design for a benchmark boiler
KR101698344B1 (en) A pressurizer intergrated control system of a nuclear generating station
JP2014052700A (en) Control device, and control method
WO2014003166A1 (en) Device for adjusting nuclear reactor output
JP2670400B2 (en) Monitoring equipment for nuclear power plants
JP2012047501A (en) Water supply device
EP2608216A1 (en) Mixing system
JP2009235949A (en) Steam turbine control device and control method
JP5836709B2 (en) Turbine valve control device and turbine equipment
US20160372222A1 (en) Method for controlling a pressurized water nuclear reactor during stretchout
Venkataraman et al. Error recursion reduction computational technique based control system design for a multivariable process
Yao et al. Guaranteed cost reliable control for discrete-time linear systems

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner