SE513236C3 - System för effektövervakning i en kärnreaktor - Google Patents

Description

lO 513 236 3 förs in som de valda styrstavarna för att reducera reak- toreffekten i tillräcklig utsträckning. Positionerna för de styrstavar som skall användas vid utförandet av SRI:n registreras i förväg i en processtyrdator.

SRI:n åstadkommer en platt reaktoreffektfördelning i reaktorhärden i kärnreaktorn. Även om den likformiga eller tillplattade reaktoreffektfördelningen medför att effekt- oscillationer i hela härden undvikes kan den på ett oöns- kat sätt alstra effektoscillationer i ett delområde av härden eller förstärka dessa oscillationer.

Effektoscillationer i delområdet av härden betecknas "regionala oscillationer". Skälet till att regionala os- cillationer alstras kommer nu att beskrivas.

Det är allmänt känt att neutronflödesfördelningen i en kärnreaktors härd uppfyller följande ekvation: (L + A) oO = 1/ÅO . F . øO . . . . . . . . . . . . . . . . . ..(l) där øO neutronflödet L : tvärsnitt för neutronläckning A : neutronabsorptionstvärsnitt F : neutronfissionstvärsnitt ÅO : Vanligen kriticitetsegenvärde kallas det neutronflöde ø0 som uppfyller ek- vation (1) ett neutronflöde i grundmoden, medan kritici- tetsegenvärdet AO kallas ett "egenvärde" i grundmoden.

I själva verket finns det spatiala neutronövertoner, som uppfyller ekvation (1), såsom ges av följande formel: (L + A) øn = 1/ÅO . F øn (n = O,l,2,...) . . . . . ..(2) där n övertalsnummer øn : n-te övertonen An : egenvärdet för den nzte övertonen Såsom anges nedan har dessa neutronflöden följande ortogonala förhållande till varandra 1,0 (m=n) ... . . . . . ..(2') 0,0 (m#n) øm . øn dV = hela härden Här antas det att integrationen görs över hela reak- torhärden och att övertonerna är normaliserade. '13 2256 4 Bland de neutronflöden on som anges av ekvation (2) är endast neutronflödet i grundmoden (motsvarande n = 0) alltid närvarande i härdenf medan övriga moder (motsvaran- de n = l, 2, 3,..., som normalt betecknas "högre moder") dämpas momentant även om då är temporärt närvarande om en viss störning, såsom införándet av en styrstav, sker i reaktorhärden. Graden av "Kort liv" kan erhållas från un- derkriticiteten för de högre neutronövertonerna.

Underkriticiteten kaníuttryckas med hjälp av skill- naden An mellan kriticitetš egenvärdet AO (AO är med nöd- vändighet 1,0) i grundmoded och övertonsegenvärdet An i den högra moden. É nn=>\o->\n(n=o, 2,...).... . . . . . . . . . ......<3) Eftersom modens ordnifigstal ges i proportion till övertonens egenvärde uppfyflls ekvation (4). o,o=Ao Neutronflödet ø uttrycks vidare med hjälp av följande ekvation om kärnreaktorhärden är i ett transient till- stånd: I Q: där o,1É,z,...) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. neutronflödetívid tiden för transienten Sum An.øn (n = Qö: An : är storleken av den nzte övertonen. Övertonsstorleken kan erhållas i följande ekvation (5') med användning av det prtogonalitetsvillkor som gäller mellan moderna och som ges av ekvation (2').

An= helakärnan øøndv-§.......... . . . . .........(5') I ekvation (5) visar storleken An av den nzte överto- nen varje övertonsmods bidräg till neutronflödet, varvid storleken An är en funktionfav underkriticiteten och ti- den. Neutronflödet i reaktoåhärden i det transienta till- ståndet uttrycks alltså genpm superponering av de olika moderna med användning av storleken An för moden som en vikt denna gång. Även om fördelningen för den högra moden lokalt antar ett negativt värde antar neutronflödesfördel- ningen i reaktorhärden inteflett negativt värde.

Om underkriticiteten för den högre moden är stor minskar modens storlek med tiden, vilket medför att ekva- 513 236 tion (5) blir som följer, såsom beskrivs ovan, i ett sta- tionärt tillstånd efter det att det transienta tillståndet har åstadkommits: ø = øO....... .........(6) Om underkriticiteten i den högre moden av någon an- oøoouooounoonouooollouuuøuu ledning är liten är dämpningen av den första moden, vars underkriticitet är den minsta bland de högre moderna, spe- cellt långsam, vilket resulterar i att neutronflödet Q i reaktorhärden temporärt kan uttryckas som summan av grund- moden och den första moden. ø = A0 øO + A1 øl......................... . . . . . ..(7) Om en viss störning, som exciterar den första moden av neutronflödet, sker i det föregående härdtillstàndet hos kärnreaktorn ändras den första moden i överensstämmel- se med grundmoden och därför uppkommer en risk för att os- cillationer exciteras om härden är instabil. Även om os- cillationen har exciterats oscillerar inte reaktoreffekten i hela härdområdet eftersom grundmoden inte ändras. Ef- fektfördelningen oscillerar emellertid i formen för för- delningen för den första moden. Även om underkriticiteten ändras beroende exempelvis på storleken av reaktorhärden eller bränsleinstrumente- ringsmönstret beror den i hög grad på effektfördelningen i Fig 17A, l7B, fig 18A och l8B visar den radiella neutronflödesfördelningen i grundmoden och den reaktorhärden. första moden i två olika tillstånd för en kärnreaktor i 1.100.000 kwe-klass.

Ordinatan i fig 17 och 18 anger neutronflödesfördel- ningen (enheten är godtycklig), medan abskissan anger po- sitionerna för bränslepatronerna. Tillstånden hos den i fig l7A och l7B visade reaktorhärden karakteriseras av att grundmoden för neutronflödesfördelningen är tillräckligt tillplattad, men underkriticiteten för den första moden för neutronflödet är liten i jämförelse med de i fig 18A och l8B visade tillstànden.

Såsom framgår av föregående exempel är underkritici- teten för den första moden för neutronflödesfördelningen i lO 513 236 6 det tillstànd för reaktorhäïden i vilken effektfördel- ningen är platt, liten. Följaktligen kan det sägas att regionala oscillationer enkelt kan exciteras.

Såsom beskrivits ovan kan regionala oscillationer en- kelt exciteras om underkritïciteten för den första överto- nen är liten. Genom övervakning av underkriticiteten kan följaktligen risken för excitering av de regionala oscil- lationerna uppskattas. En viss motåtgärd för förhindrande av excitering av de regionala oscillationerna måste vidare vidtas.

Vid driften av reaktorn är det svårt att utvärdera underkriticiteten för den första moden genom att lösa ek- vationerna (2) och (3) för Ben direkta första moden och därför är denna metod inte praktisk.

Eftersom underkriticiteten för den första moden i stor utsträckning beror på härdtillståndet måste den all- tid omvärderas för att anpassas till ändringar i reaktor- härdtillståndet, även om käinreaktorn och driftcykeln är specificerade. Lösning av ekvation (2) för den första mo- den innebär det problemet att beräkningarna tar lång tid, eftersom reaktoreffekten konvergerar långsamt till skill- nad från grundmoden. .

Kärnreaktorn drivs på så sätt att den APRM-signal som erhålls genom medelvärdesbildning av LPRM-signalerna an- vänds för övervakning av fördelningen av neutronflödena för att drift vid ett instabilt härdtillstånd skall undvi- kas. Även om effektändring i hela härden kan detekteras med APRM-signalen eftersom ÅPRM-signalen erhålls genom likformig medelvärdesbildning av LPRM-signalerna, kan det vara svårt att, vid användning av APRM-signalen, detektera reaktoreffektfördelningen om härden i kärnreaktorn ändras lokalt eller om härden ändras under det att det finns en spatial fasskillnad, till följd av att ändringen kompense- ras på grund av medelsvärdešbildningen av LPRM-signalerna.

Som ett exempel på denflokala ändringen i reaktorhär- den kan en s k "kanaloscilléring" beaktas, i vilken en högeffektbränslepatron alstrar ett oscillationsfenomen som 513 236 7 betecknas "densitetsvågoscillationer“. Även om oscilla- tionsfenomenet kan spridas genom oscillationerna i neu- tronflödena finns det risk för att ändringen begränsas till ett relativt snävt område.

Ett exempel på den ändring som sker vid förekomsten av spatial fasskillnad är ett oscillationsfenomen som be- tecknas en regional oscillation och som uppträder i sym- metriska positioner i härden med en fasskillnad av l80°.

Detta oscillationsfenomen har observerats i vissa utländ- ska anläggningar. En regional oscillation som observerades i CAORSO-anläggningen i Italien visade exempelvis en maxi- mal APRM-oscillation av 10 % eller mindre. Å andra sidan O observerades oscillationer som nådde upp till 60 1 i den LPRM som uppvisade den största oscillationen. Skälet till detta anses vara det faktum att oscillationer som alstras symmetriskt med en fasskillnad av l80° i härden medför att maximivärdet och minimivärdet av LPRM samtidigt medelvär- desbildas och följaktligen elimineras under detta skeende.

När reaktorhärdens stabilitet övervakas beräknas av- klingningskvoten ("decay ratio"), perioden för oscillatio- nen och amplituden som anger stabiliteten från APRM-signa- len för uppskattning av vanligtvis stabiliteten i härd- tillståndet. Det finns emellertid en risk för att stabili- teten i reaktorhärden inte kan detekteras noggrant enbart genom en övervakning av APRM-signalen.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning är inriktad på att lösa för- utnämnda problem med den kända tekniken. Ett ändamål med föreliggande uppfinning är följaktligen att åstadkomma ett system för övervakning av en kärnreaktor, vilket system detekterar ändringen av effekten i reaktorhärden med an- vändning av en konventionell LPRM-signal eller liknande och vilket system kan förbättra säkerheten för reaktorhär- den och kärnreaktorns tillgänglighet.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett system för övervakning av en kärnreaktor, vilket system har ett filter för att i synnerhet extrahera 513 236 8 oscillationsmoden för neutrpnflödesfördelningen och vilket system kan övervaka och besïämma stabiliteten för reaktor- härden i överensstämmelse med en signal som behandlas av filtret. É Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett system för övervakning av en kärn- reaktor, vilket system snabbt kan urskilja risken för alstring av de regionala osbillationerna och göra det möj- ligt att driva kärnreaktornšsäkert och effektivt.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett system för övervakning av en kärn- reaktor, vilket system snabbt urskiljer risken för att re- gionala oscillationer uppträder vid tidpunkten för selek- tivt stavinförande och vilket system gör det möjligt att driva kärnreaktorn säkert och effektivt.

Dessa och andra ändamål kan uppnås enligt föreliggan- de uppfinning med hjälp av ett system för övervakning av effekten fràn en kärnreaktor, innefattande: ett flertal neutronflödesmätorgan, som är anordnade i en härd i kärnreaktorn för mätning av neutronflöde i här- den och alstring av neutronflödessignaler; ett organ för beräkning av en neutronflödesfördelning i härden som svar på neutronflödesdetekteringssignalerna från neutronflödesmätorganen; ett organ för beräkning av en högre mod av neutron- flödesfördelningen i överensstämmelse med resultaten av de beräkningar som utförs av nämnda neutronflödesfördelnings- beräkningsorgan; å ett filterberäkningsorgan för erhållande av ett fil- ter för extrahering av kännetecken för ändring av neutron- flödesdetekteringssignalen som svar på neutronflödesdetek- teringssignalen; och ett in-/utorgan för överföring av neutronflödesdetek- teringssignalen, som filtrerats av det med hjälp av fil- erhållna filtret. utföringsform är filterberäkningsor- terberäkningsorganet I en föredragen ganet operativt anslutet på en sida till neutronflödesmät- 513 236 9 organen via en datasamplare och på andra sidan till högre modberäkningsorganet, och erhålls med filterberäkningsor- ganet ett filter, som återger ett tillstànd hos härden som àstadkommes på grund av ändring av ett driftstillstànd i överensstämmelse med den högre moden av neutronflödesför- delningen, vilken beräknas med hjälp av högre-mod-beräk- ningsorganet, och ett filter som bestäms i överensstämmel- se med skillnaderna i amplitud och fas mellan signaler som uppkommer pà grund av ändringen av den verkligen mätta neutronflödesdetekteringssignalen.

Systemet innefattar vidare ett stabilitetsövervakande organ, som är anslutet till en utgàngssida hos filterbe- räkningsorganet, vilket stabilitetsövervakningsorgan har en struktur för utvärdering av ett härdstabilitetsindex filterberäk- för övervakning av stabiliteten i härdtill- som svar pà en effektsignal, som filtreras av ningsorganet, ståndet.

Neutronflödesfördelningsberäkningsorganet utgörs av ett processtyrberäkningsorgan, som är anordnat i anslut- ning till högre-mod-beräkningsorganet. Processtyrberäk- ningsorganet innefattar högre-mod-beräkningsorganet. Ett effektfördelningsövervakningsorgan är anslutet på ingångs- sidan till processtyrberäkningsorganet och pà utgángssidan till ett presentationsorgan.

Enligt uppfinningen àstadkommes också ett system för övervakning av effekten i en kärnreaktor, innefattande: ett flertal neutronflödesmätorgan, som är anordnade i en härd i kärnreaktorn för mätning av neutronflödet i här- den och alstring av neutronflödessignaler; ett organ för beräkning av en grundmodsfördelning för neutronflödet som svar pà den av neutronflödesmätorganen mätta neutronflödesdetekteringssignalen; ett underkriticitetsutvärderingsorgan för bestämning av en underkriticitet hos ett härdtillstànd i överensstäm- melse med neutronflödesfördelningen i den beräknade grund- moden; och ett in-/utorgan för överföring av ett resultat av en 513 256 utvärdering som gjorts av underkriticitetutvärderingsorga- net.

I en föredragen utföringsform innefattar systemen ett högre-mod-beräkningsorgan för beräkning av en högre mod av neutronflödesfördelningen i överensstämmelse med resulta- ten av beräkningar som utförs av neutronflödesfördelnings- beräkningsorganet, och ett filterberäkningsorgan för er- hållande av ett filter för extrahering av kännetecken för ändring av neutronflödesdetekteringssignalen i överens- stämmelse med neutronflödesdetekteringssignalen, varvid resultaten av beräkningar spm utförs av nämnda filterbe- räkningsorgan överförs tillïin-/utorganet.

Neutronflödesfördelningsberäkningsorganet består av ett processtyrberäkningsorgàn, som är anslutet på ingångs- sidan till neutronflödesmätörganen via en datasamplare och på utgàngssidan till underkriticitetutvärderingsorganet.

Processtyrberäkningsorganet är vidare anslutet på utgångs- sidan till högre-mod-beräkningsorganet. Systemet innefat- tar ett filterberäkningsorgån, som är operativt anslutet till neutronflödesmätorganen för erhållande av ett filter för extrahering av kännetecken för ändring av neutronflö- desdetekteringssignalen somfisvar på neutronflödesdetekte- ringssignalen, och ett stabilitetsövervakningsorgan, som är anslutet till en utgångssida hos filterberäkningsorga- net, varvid stabilitetsövervakningsorganet har en struktur för utvärdering av ett härdstabilitetsindex som svar på en effektsignal som filtreras av filterberäkningsorganet för övervakning av stabiliteten hos härdtillståndet.

Enligt uppfinningen àstadkommes vidare ett system för övervakning av effekten i en kärnreaktor, innefattande: ett mätorgan för mätning av ett aktuellt drifttill- stånd hos en härd i kärnreaktorn och alstring av en härd- drifttillståndssignal; _ ett organ för beräkning av en neutronflödesfördelning i en grundmod som svar på härddrifttillståndssignalen från mätorganet; ett organ för beräkning av en högre mod av neutron- 515 256 ll flödet i ett tillstànd för härden som åstadkommes när in- förande av en vald styrstav initieras i enlighet med den beräknade neutronflödesfördelningen och för bestämning av om en underkriticitet för den högre moden är mindre än ett förutbestämt gränsvärde; och ett in-/utorgan för överföring av resultat av beräk- ningarna som utförs av högre-mod-beräkningsorganet.

Enligt uppfinningen âstadkommes vidare ett system för övervakning av effekten i en kärnreaktor, innefattande: ett flertal neutronflödesmätorgan, som är anordnade i en härd i reaktorn för mätning av neutronflödet i härden och alstring av en signal som representerar lokaleffektin- tervallövervakningsmätdata fràn neutronflödesmätorganen; ett organ för beräkning av neutronflödesfördelningen som svar på signalen från neutronflödesmätorganen; ett högre-mod-beräkningsorgan för beräkning av högre neutronmoder i överensstämmelse med beräkningsresultaten från neutronflödesfördelningsberäkningsorganet; och ett in-/utorgan för utmatning av beräkningsresultat från neutronflödesfördelningsberäkningsorganet och högre- -mod-beräkningsorganet.

I en fördragen utföringsform är högre-mod-beräknings- organ försett med ett storleksvariationsberäkningsorgan för beräkning av storlekvariationen i varje mod på grund- val av de högre moderna och lokaleffektintervallövervak- ningsmätdatana. Neutronflödesfördelningsberäkningsorganet bstàr av ett processstyrberäkningsorgan, som är operativt anslutet pà ingångssidan till neutronflödesmätorganen via en datasamplare och på utgàngssidan till högre-mod-beräk- ningsorganet.

Systemet för effektövervakning i en kärnreaktor inne- fattar enligt en aspekt av föreliggande uppfinning filter- beräkningsorganet förutom den konventionella APRM-signalen som erhålles genom medelvärdesbildning av de analoga sig- nalerna för övervakning av reaktoreffekten och reaktoref- fektfördelningen genom användning av varje neutronflödes- detekteringssignal. Filterberäkningsorganet åstadkommer 513 236 12 filtret svarande mot tillståndet hos reaktorhärden eller åstadkommer detsamma svarande mot ändringskännetecknen i signalen som svar pà varje neutronflödesdetekteringssig- nal, varvid filtret för exfirahering av kännetecknen för signaländringen används föfi att filtrera varje neutronflö- desdetekteringssignal så afit avklingningskvoten, perioden för oscillationerna och amfilituden som visar stabiliteten för reaktorhärdstillstàndefi och liknande erhålls vid över- vakningen av reaktorhärdenå stabilitet.

Beräkningen av filtrefi utförs av ett filterberäk- ningsorgan med hjälp av ett beräkningssteg för periodisk beräkning av filtret i överånsstämmelse med ändringen av kännetecknen för den spatiala fördelningen för reaktoref- fekten varje gång driftstillståndet ändras och med hjälp av ett sekventiellt beräknihgssteg för beräkning av det- samma i överensstämmelse med amplitudskillnaden eller fas- skillnaden mellan signalernß. Det förra beräknas i över- ensstämmelse med informatioh från neutronflödesfördel- ningsberäkningsorganet, somšär en processtyrdator, dvs en processdator, och informatibnen från ett högre-mod-beräk- ningsorgan, medan det senare beräknas som svar pà neutron- flödesdetekteringssignalen, vilken är en verkligen mätt signal som detekteras sekvehtiellt.

Effektsignalen som filtreras av det med hjälp av fil- terberäkningsorganet beräknade filtret mottas av stabili- tetsövervakningsorganet för att avklingningskvoten och os- cillationsperioden som visar stabiliteten hos härden och amplituden som visar effektändringen skall bestämmas sek- ventiellt. De bestämda värdena används för övervakning av stabiliteten i reaktorhärden, som skall utvärderas "on- -line".

Systemet för övervakning av effekt i en kärnreaktor kan detektera effektändringsfenomen noggrant och i synner- het effektoscillationsfenomen som beror på regionala os- cillationer, vilket har varit svårt att detektera med an- vändning av den konventionella APRM-signalen. Apparaten kan därför bidra till att förbättra stabiliteten i härden och tillgängligheten hos kärnreaktorn. 513 236 13 Systemet för övervakning av effekten fràn en kärn- reaktor enligt en annan aspekt av föreliggande uppfinning kan bestämma risken för alstring av de regionala oscilla- tionerna från underkriticiteten hos härdtillstàndet, vil- ken erhàlls med hjälp av underkriticitetsutvärderingsorga- net, för bestämning av hur lätt regionala oscillationer uppstår, för övervakning av stabiliteten hos härdtillstån- det, regionala oscillationerna förhindras och för säker och ef- för styrning av härden under det att alstring av de fektiv drivning av kärnreaktorn.

Systemet för övervakning av effekten från en kärn- reaktor enligt en ytterligare aspekt av föreliggande upp- finning beräknar den högre moden för neutronflödet i ett tillstànd för reaktorhärden när det selektiva stavinföran- det (SRI) utförs, är mindre än ett förutbestämt gränsvärde. Risken för alst- och bestämmer huruvida underkriticiteten ring av regionala oscillationer vid tidpunkten för utfö- rande av SRI:n kan snabbt urskiljas. Följaktligen kan kärnreaktorn drivas säkert och effektivt.

Enligt en ytterligare aspekt av uppfinningen beräknas en neutronflödesfördelning i överensstämmelse med lokalef- fektintervallövervakningsdata (LPRM-data) och de högre mo- derna av neutronflödet beräknas i överensstämmelse med be- räkningsresultaten. Variationen i styrkan av varje mod be- räknas på grundval av de högre moderna och LPRM-datana.

Beräkningsresultaten matas ut och rapporteras till opera- tören. Till skillnad fràn den konventionella metoden som utnyttjar APRM-värdet gör metoden enligt föreliggande upp- finning det möjligt att snabbt detektera en eventuell re- gional oscillation.

Ytterligare särdrag hos föreliggande uppfinning kom- mer att framgå av följande beskrivning under hänvisning till bifogade ritningar.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig 1 är en översiktsvy som visar uppbyggnaden av ett system för övervakning av effekten från en kärnreaktor en- ligt en första utföringsform; 513 236 l14 Fig 2 är en tvärsnittsvy, som visar en neutronflödes- mätanordning, som är fördeflad i härden i en kärnreaktor; Fig 3 är en vy som višar ett axiellt arrangemang av neutronflödesdetektorer, son är anordnade i reaktorhärden i kärnreaktorn; p Fig 4 är ett blockscheha och visar systemet för över- vakning av effekt i en kärnïeaktor enligt föreliggande uppfinning; r Fig 5 är ett flödesschema och visar effektövervak- ningen i systemet för effekkövervakning i kärnreaktorn enligt föreliggande uppfinning; Fig 6 visar ett exempel pá effekten av det filter som erhålls med hjälp av filterperäkningsorganet, som är anordnat i systemet för övervakning av effekten från en kärnreaktor enligt föreliggände uppfinning, i jämförelse med en konventionell metodf Fig 7A och 7B visar effekterna av ett viktningsfilter och ett faskorrigeringsfilter, som erhålls med filterbe- räkningsorganet, till skillnad från det konventionella exemplet; l Fig 8 visar ett exempel på svar till följd av en av- klingningskvot ett exempel på den stabilitetsövervakning som utförs i systemet för övervakning av effekten fràn en kärnreaktor enligt föreliggande uppfinning; Fig 9 visar en jämförelse mellan grundmodkomponenten och komponenten för den första moden för neutronflödesför- delningen i exemplet pà den stabilitetsövervakning som ut- förs i systemet för övervakhing av effekten från en kärn- reaktor enligt föreliggande uppfinning; Fig 10 är en översiktsvy, som visar en andra utfö- ringsform av systemet för övervakning av effekten från en kärnreaktor enligt föreliggande uppfinning; Fig 11A är en förklarande vy som visar en platt för- delningsform för grundmoden och fig llB är en förklarande vy som visar en fördelningsform för grundmoden med områden med högre effekt i fördelningens periferi; 513 236 Fig 12 är ett diagram och visar förhållandet mellan underkriticiteten och ett RL-värde; Fig 13 är ett flödesschema och visar det processflöde som skall utföras av systemet för övervakning av effekten från en kärnreaktor enligt en andra utföringsform; Fig 14 är en översiktsvy, som visar en tredje ut- föringsform av systemet för övervakning av effekten från en kärnreaktor i överensstämmelse med föreliggande uppfin- ning; Fig 15 är ringsform av systemet för övervakning av effekten från en en översiktsvy och visar en fjärde utfö- kärnreaktor enligt föreliggande uppfinning; Fig 16 är ett flödesschema och visar det processflöde som skall utföras av det i fig 5 visade systemet för över- vakning av effekten från en kärnreaktor; Fig 17A är en förklarande vy, som visar grundmoden för neutronflödet i ett tillstànd för reaktorhärden som har en platt fördelning och fig l7B är en förklarande vy, som visar den första moden för neutronflödet; Fig 18A är en förklarande vy och visar grundmoden för neutronflödet i ett härdtillstánd med en icke-platt för- delning, och fig l8B är en förklarande vy som visar den första moden för neutronflödet; Fig 19 är en översiktsvy för en femte utföringsform av ett system för övervakning av effekten från en kärn- reaktor enligt föreliggande uppfinning; Fig 20A är ett diagram som hänför sig till en till- lämpning av den femte utföringsformen pà en oscillation över hela härden och fig 20B är ett diagram som hänför sig till tillämpning av den femte utföringsformen pà en regio- nal oscillation; och Fig 21A är ett diagram och visar en grundmod för en fig 218 är ett lika- dant diagram och visar en första övertonsmod och fig 21C neutronflödesfördelning inuti härden, är ett likadant diagram och visar en andra övertonsmod, varvid samtliga moder hänför sig till den femte utförings- formen. 513 236 16 BESKRIVNING AV FÖRQDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Utföringsformer av apfiaraten för övervakning av ef- fekten i en kärnreaktor enligt föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas under hänvisning till bifogade ritningar.

Fig 1 är en schematisk vy och visar översiktligt upp- byggnaden hos apparaten för övervakning av effekten i en kärnreaktor i överensstämmelse med en första utföringsform av föreliggande uppfinningfi Hänvisningsnummer 1 i fig 1 avser en kärnreaktor, såsom en kokvattenreaktor (BWR), i vilken en härd 2 är innesluten och försedd med ett flertal neutronflödesdetekterande eller -mätande anordningar 3.

Var och en av neutronflödesdetekteringsanordningarna 3 är i egenskap av kärnreaktorifistrumentsystem anordnade i här- den 2 med en neutronflödesdetekteringsanordning per ca fy- ra bränslepatroner 4, såsom visas i fig 2, för övervakning och utnyttjande av effekten i kärnreaktorn, de axiella och radiella fördelningarna av effekten från reaktorhärden 2 i ett driftstillstånd med utmhtning av effekt från kärnreak- torn. Exempelvis har en ll0© Mwe-klass BWR härden 2, i vilken 48 neutronflödesdetekteringsanordningar 3 är anord- nade, varvid varje neutronflödesdetekteringsanordning 3, såsom visas i fig 3, har fyra neutronflödesdetektorer 5 anordnade vertikalt för att tjänstgöra som lokaleffektin- tervallövervakare (LPRM). Db fyra neutronflödesdetektorer- na betecknas i allmänhet A, B, C och D nerifrån räknat.

Härden 2 i kärnreaktorh l har vanligen 100 eller fle- En 1100 Mwe-klass BWR har 172 (kana- ler) neutronflödesdetektoreï. En effektsignal i form av en ra neutronflödesdetektorer 5. exempelvis en härd i vilken det finns 43 x 4 = analog signal tas ut som en LPRM-signal från varje neu- tronflödesdetektor 5. 2 LPRM-signalerna från neutronflödesdetektorerna 5 me- delvärdesbildas i grupper, som var och en består av ca 20 signaler, med hjälp av en medeleffektintervallövervakare (APRM), och medelvärdesbildas likformigt för bildande av APRM-signaler. I 513 236 17 Kärnreaktorn 1 innefattar, såsom visas i fig 1, en mätanordning 7 för mätning av härdens aktuella tillstànd, vilken anordning 7 används för mätning av tillstànd, sàsom storleken av flödet av ett kylmedel, kylmedlets temperatur och tryck eller en härddriftstillstàndssignal (en signal som representerar det mätta tillståndet hos anläggningen), som utgör aktuell data (processdata) för härden, såsom storleken pà införandena av styrstaven. Härddriftstill- stàndssignalen är också en analog signal.

Effektdatasignaler, som överförs fràn varje neutron- flödesdetektor 5 i den neutronflödesdetekterande eller -mätande anordningen 3 och mätanordningen 7 för mätning av härdens aktuella tillstånd, matas till en datasamplare 8.

Datasamplaren 8 samplar och digitaliserar data som repre- senterar analoga effektdatasignaler (varje LPRM-signal och härddriftstillståndssignal).

Varje LPRM-signal och härddriftstillstàndssignal, som digitaliseras av datasamplaren 8 överförs i egenskap av data om neutronflödet och data om reaktorhärden, till en processtyrdator (en processdator) 9, som tjänstgör som neutronflödesfördelningsberäkningsorgan, och till en fil- terberäkningsanordning 10.

Processtyrdatorn 9 startas periodiskt eller vid en tidpunkt i överensstämmelse med en begäran från en opera- tör för beräkning av neutronflödesfördelningen i grundmo- den i härden 2 vid starttillfället.

Processtyrdatorn 9 beräknar neutronflödesfördelningen i grundmoden för härden 2 i det aktuella tillståndet, var- vid den förutnämnda funktionen svarar mot en övervaknings- funktion hos processtyrdatorn 9.

Processtyrdatorn 9 har en prediktionsfunktion förutom övervakningsfunktionen, varvid prediktionsfunktionen är så anordnad att det tillstànd för reaktorhärden som operatö- ren givit instruktion om beräknas och predikteras i över- ensstämmelse med resultatet från den senaste övervaknings- funktionen för beräkning av neutronflödesfördelningen i grundmoden i det predikterade tillståndet för härden. 513 236 18 Neutronflödesfördelningen för reaktorhärden i det ak- tuella tillståndet, vilken fördelning beräknas med hjälp av processtyrdatorn 9, och resultaten av beräkningarna av neutronflödesfördelningen i härden 2 i det predikterade tillståndet, överförs via en in-/utanordning ll, vilket utgör ett in-/utorgan, för information till operatören, och matas till effektfördelningsövervakningsanordningen 12, så att härdens tillstànd visas av en presentations- anordning 13. 9 Resultaten av de beräkningar som utförs av process- styrdatorn 9 matas till en högre-mod-beräkningsanordning 14. Denna startas synkront med processtyrdatorn 9 för lös- ning av ekvation (2) för béräkning av den högre moden för det neutronflöde som beräknas av processtyrdatorn 9, var- vid resultaten av beräkningarna matas till filterberäk- ningsanordningen 10. Högreåmod-beräkningsanordningen 14 kan ingå i processtyrdatorn 9 i stället för att vara sepa- rat anordnad. Närmare bestämt har metoden att beräkna den högre moden visats i exempelvis dokumentet "DETAILED NUMERICAL CALCULATIONS ANDÅEXERCISE" skrivet av Hayato Togawa och publicerat av KYORITSU SHUPAN.

Filterberäkningsanordningen 10 mottar varje LPRM-sig- nal som samplats och digitaliserats av datasamplaren 8. I enlighet med en digital signal för den tillförda mätsigna- len bestäms det optimala filtret i överensstämmelse med fasskillnaden och amplitudákillnaden mellan signalerna.

Filterberäkningsanordningefl 10 bestämmer vidare ett fil- ter, som svarar mot en högfie mod, som beräknats och extra- herats av högre-mod-beräkningsanordningen 14. Filterberäk- ningsanordningen 10 åstadkommer alltså filter som svarar mot tillståndet för reaktofihärden eller ändringskänneteck- nen för respektive verkligeb mätta LPRM-signaler.

I fi1terberäkningsanordningen 10 filterbehandlas (me- delvärdesbildas) varje LPRM-signal, som verkligen har mätts och matats till filterberäkningsanordningen 10, av det filter som svarar mot fbsskillnaden och amplitudskill- naden och det filter som svarar mot den extraherade högre 513 236 19 moden. Den behandlade filtersignalen matas till en stabi- litetsövervakningsanordning 15, som tjänstgör som stabili- tetsövervakningsorgan och som är ansluten on-line till en in-/utanordning ll. In-/utanordningen ll överför en filt- rerad LPRM-signal som skall rapporteras till operatören.

Stabi1itetövervakningsanordningen 15 mottar den filt- rerade LPRM-signalen för övervakning av avklingningskvo- ten, resonansfrekvensen (perioden för oscillationerna) och amplituden och liknande som visar stabiliteten för detek- tering av ett oscillationsfenomen och urskiljning/utvär- dering av en oscillationsmod för bestämning av stabilite- ten i reaktorhärdens tillstånd.

Beräkningsprocessen för åstadkommande av de önskade filtren som skall användas i filterberäkningsanordningen kommer nu att beskrivas.

De àstadkomna filtren kategoriseras i tvà typer, be- stående av ett filter av en typ som kan erhållas genom be- räkning av varje LPRM-signal, som alltid tillförs från da- tasamplaren 8, och ett filter av en typ som kan erhållas genom extrahering av den högre-mod-fördelning som beräknas av högre-mod-beräkningsanordningen 14. Det förra filtret är ett filter som beräknas i överensstämmelse med de res- pektive LPRM-signalerna, som är verkliga mätsignaler, som detekteras sekventiellt eller kontinuerligt. Det senare filtret är ett filter som beräknas i överensstämmelse med information som tillförs från processtyrdatorn 9 och som återspeglar effektfördelningen i härden 2 svarande mot ändringen av driftstillståndet, exempelvis den ändring av driftstillstàndet som sker på grund av manövrering av styrstavarna eller den ändring av driftpunkten som àstad- kommes genom styrning av återcirkuleringsflödet. Det sena- re filtret kan erhållas med hjälp av processtyrdatorn 9 vid tidpunkten för en avsiktlig ändring av tillståndet i kärnreaktorns härd.

Det förra filtret, terberäkningsanordningen 10, erhålls genom att sekven- tiellt eller med korta tidsintervall (flera tiotal sekun- som kan erhållas med hjälp av fil- '13 2256 der) (eller kontinuerligt) bestämma den statistiska stor- leken för de respektive LPRM-signalerna, vilka är de verk- liga mätsignalerna, dvs korskorrelationsfunktionen och va- riansen för de respektive LPRM-signalerna.

De spridda värdena återspeglar graden av ändringar i respektive LPRM-signaler (åmplitudskillnaden), och följ- aktligen visar variansen betydelsen (vikten) av LPRM-sig- nalen, Korskorrelationsfunktionen visar graden av korrela- tion mellan de olika LPRM-signalerna genom att den ut- trycker fasskillnaden för oscillationerna för de respekti- ve signalerna. Det förra filtret kan alltså erhållas i överensstämmelse med amplitudskillnaden och fasskillnaden mellan de respektive LPRM-signalerna. Variansen och kors- korrelationsfunktionen definieras på ett allmänt sätt.

Variansen och korskorrelationsfunktionerna definieras med hjälp av en ej viktad estimator ("unbiased estimator") enligt följande: š N ckz = l/(N-l). z(xk(1;i) - xmz . . . . . . . . . . . . . ..(s) i=1 N ckn (m) = l/(N-m). z (xmci) xn(ti _m) . . . . . . . . . ..(9) i=L+m Det förra filtret, vilket är det första filtret, be- räknas på så sätt att exempelvis variansvärdet för LPRM- -signalen k (där k är ett äuffix) används för att bestämma standardavvikelsen 6k, som är kvadratroten ur variansen, medelstandardavvikelsevärdet 8 för alla LPRM-signalerna bestäms, förhållandet mellqn standardavvikelsen Sk och me- delstandardavvikelsevärdet:6 bestäms och förhållandet Sk/6 sätts till att vara ett föåsta filterattribut Wl (k). Fil- terattributet wl (k) använde för att vikta signalen. Bety- delsen av LPRM-signalen, som svarar mot storleken av det första filterattributet wl kk), används för att välja den LPRM-signal som har den största amplituden, som en stan- dardsignal. Därefter beräknas korskorrelationsfunktionen mellan standardsignalen och de kvarvarande LPRM-signaler- 513 236 21 na. Den fördröjningstid, efter vilken korskorrelations- funktionen är som störst, svarar mot fasskillnaden från standardsignalen. Om fördröjningstiden är noll finns ingen fasskillnad mellan de bàda signalerna. Om fördröjningsti- den är halva amplitudperioden är fasskillnaden l80°, dvs de bàda signalerna är i motfas.

Om man antar att fördröjningstiden för LPRM-signalen k från standardsignalen är tk och filterattributet vid ti- den t är w2 (k, t), ges filterattributet W2 (k, t) av w2 (k, t), = Wk (t - tk) när LPRM-signalen k uttrycks som Xk (t)- Det förra filtret har alltså tvà filterattribut W1 (t) och w2 (k, t) som uttrycks som wl (t) = Uk/6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..(lO) W2 (k, t) = Xk (t - tk) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..(ll) Det första och det andra filterattributet wl (t) och W2 (k, t) skattas automatiskt på en relativt kort tid av flera tiotal sekunder i överensstämmelse med ändringen av LPRM-signalen.

Det första filterattributet wl (k) för det förra filtret är en viktningskoefficient för viktning av en del, i vilken LPRM-signalen ändras avsevärt och vilken därför antas vara oscillationskällan, för användning av denna del på ett förstärkt sätt. Det andra filtret w2 (k, t) är en faskorrektionskoefficient, som eliminerar den neutralise- ring mellan LPRM-signalerna som sker pà grund av den de- tekterade fasskillnaden mellan LPRM-signalerna och som eliminerar (synkroniserar) fasskillnaden mellan signalerna för förbättring av signalkänsligheten.

Ett sätt att erhålla filterkoefficienten W3 (k, m) för det senare filtret kommer nu att beskrivas.

Den nämnda filterkoefficienten är en tredje filter- koefficient, som svarar mot den ändring i effektfördel- ningen som sker pà grund av ändringen av driftsomràde eller liknande.

Processtyrdatorn 9 startas vid en tidpunkt då data om neutronflödet på begäran från operatören tillförs, varvid '13 2256 22 processtyrdatorn 9 är anordnad att beräkna neutronflödes- fördelningen (grundmoden) i härdens tillstånd vid start- tidpunkten. Den centrala flödesfördelningen i grundmoden är en mod, vilken är närvarande mest stabilt i härden 2.

Närmare bestämt ändras effåktfördelningen i härden 2 under det att en stor avvikelse från grundmoden förhindras även om en lokal störning elleršen återkoppling sker i härden 2. 3 Om reaktoreffekten ändras i överensstämmelse med grundmoden kan reaktoreffekten detekteras på det konven- tionella sättet, vid vilket APRM-signalen, som erhålls ge- nom enkel medelvärdesbildnflng och som tillförs från medel- effektintervallövervakaren (APRM) används. Om en lokal àterkopplingseffekt eller fliknande tillämpas på reaktor- härden 2 finns risk för att förutom grundmoden en högre mod exciteras. D En typisk högre mod är en oscillationshändelse som betecknas "regionala oscillationer". Denna oscillations- händelse exciterar en spatial högre mod. Genom användning av den spatiala högre-modföidelningen som den tredje fil- terkoefficienten W3 (k, m) bringas det senare filtret att bli ett filter som selektivt framhäver ändringen av den exciterade spatiala högre mpden.

Skälet till varför det senare filtret utnyttjar den spatiala högre-modfördelningen som den tredje filterkoef- ficienren wa (k, m) är det Éöljanae.

Det antas att neutronflödesfördelningen i härden i grundmoden är øO och neutronflödesfördelningen i en mzte överton är øm. Eftersom denïtransienta neutronflödesför- delningen f (t) vid oscillationstidpunkten, såsom de re- gionala oscillationerna, kan antas vara en överlagrad för- delning av neutronflödesfördelningarna är øO och øm av grundmoden och den högre moden uppfylles följande ekva- tion. ¿ øo + Z Am(t). øm . . . . . . ...........(12) mçl $ (t) = Å0(t) M 513 236 23 Om neutronflödesfördelningen i härden 2 ändras lik- formigt i hela reaktorhärden styr amplitudfunktionen AO (t) för grundmoden och är amplitudfunktionen Am (t) för den högre moden ett värde som är approximativt noll.

Vid en oscillationshändelse, sàsom de regionala os- cillationerna, i vilken den högre rymdmoden exciteras är amplitudfunktionen AO (t) för grundmoden väsentligen kon- stant, men en viss komponent i AO (t) ändras avsevärt.

Neutronflödesfördelningarna ø0 och om för grundmoden och den högre moden är ortogonala. Integrering av neutron- flödesfördelningen över hela reaktorhärden (reaktorhärdens kapacitet) ger följaktligen: hela kärnan øm . on dV = G mn . . . . . . . . . . . . . . . . ..(l3) där dmn kallas ett Krnecker's delta. Ekvation (13) kan uttryckas enligt följande formel: l, (om m=n) . . . . ..(l4) (om m#n,s< hela kärnan øm ' øn dv = E I Genom användning av en nzte överton ön som det senare filtret kan följaktligen en medelvärdessignal uttryckas enligt följande: hela kärnan . øn (AO(t) . ø(t)+Z Am(t)øm)øndV m=l hela kärnan An(t) +Z Am(t) = An (t) . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . ..(l5) Hfitn Endast ändringen av högre-mod-komponenterna för an- vändning i filtret kan följaktligen selektivt extraheras.

Genom att addera en högre-mod-fördelningsberäknings- funktion till processtyrdatorn 9 eller genom att anordna en högre-mod-fördelningsberäkningsanordning 14 separat kan den högre moden för neutronflödesfördelningen i härden 2 vid tidpunkten för processtyrdatorns 9 start beräknas och genom användning av neutronflödesfördelningen on i den högre moden som filtret kan ändringen i moden för den för- härskande neutronflödesfördelningen i de regionala oscil- lationerna förstärkas och extraheras. 513 236 24 Eftersom neutronflödesfördelningen i den högre moden inte enkelt kan exciteras Ä proportion till ökningen i ordningen, är den högre mod som i realiteten beaktas be- gränsad till ca den första till den tredje övertonen.

För att vidta en motåtgärd mot ett pumpfel eller lik- nande som inträffar vid den transienta driften av kärn- reaktorn bestäms tillståndät hos härden efter det att den transienta effekten har lagt sig av processtyrdatorn 9 el- ler högre-mod-beräkningsandrdningen 14 samtidigt med den transienta effekten. Högreåmod-fördelningen i det skattade tillståndet bestäms vidareíför att lagras som den tredje filterkoefficienten W3 (k, m). Genom att utföra en omkopp- ling till det filter som svarar mot den transienta händel- sen vid tidpunkten för den transienta händelsen kan en an- passning av tillståndet i rpaktorhärden vid tidpunkten för den transienta händelsen åstadkommas.

Funktionen hos apparaten för övervakning av effekten i kärnreaktorn kommer nu att beskrivas.

Reaktoreffektfördelningen i härden 2 i kärnreaktorn 1 detekteras med hjälp av varje neutronflödesdetektor 5 i den neutronflödesdetekteranbe eller -mätande anordningen 3 pá så sätt att den axiella bch den radiella neutronflödes- fördelningen i härden 2 mäts. De analoga LPRM-signalerna, som överförs fràn respektive neutronflödesdetektor 5, och härddriftstillstàndssignalen, som överförs från anord- ningen 7 för mätning av data för det aktuella härdtill- ståndet, matas till datasamplaren 8 för digitalisering.

LPRM-signalen och härddriftstillståndssignalen, som samples och digitaliseras av datasamplaren 8, matas till processtyrdatorn 9. I processtyrdatorn 9 beräknas signa- lerna periodiskt eller på begäran av operatören. Resulta- tet av processen rapporteras till operatören via in-/ut- anordningen ll och matas också till effektfördelningsöver- vakningsanordningen 12 så att reaktoreffektfördelningen övervakas, varvid tillståndet i reaktorhärden visas av presentationsanordningen 13; Processtyrdatorn 9 matas, såsom visas i fig 4 och 5, 513 236 med LPRM-signalen i härden 2, som detekteras av varje neutronflödesdetektor 5, och mätsignalen för anläggnings- tillståndet, vilken utgörs av drifttillståndssignalen för reaktorhärden, vilken matas från anordningen 7 för mätning av aktuell härddata, ståndet i härden 2 periodiskt eller på uppdrag av operatö- för beräkning och skattning av till- ren. Processtyrdatorn 9 beräknar (övervakningsfunktionen) neutronflödesfördelningen för grundmoden i härden 2 och beräknar (prediktionsfunktion) neutromflödesfördelningen øO i grundmoden i härdtillståndet på instruktion av opera- tören i enlighet med resultaten av beräkningarna.

Härdtillståndssignalen (en processignal), som beräk- nas av processtyrdatorn 9, matas till högre-mod-beräk- ningsanordningen 14, i vilken den högre moden för neutron- flödesfördelningen i härden 2 skattas. Neutronflödesför- delningen (effektfördelningen) on i den spatiala högre mo- den beräknas alltså.

Den sålunda beräknade effektfördelningssignalen för den spatiala högre moden matas till filterberäkningsanord- ningen 10, vilken används för att åstadkomma det filter som återspeglar den effektfördelning i härden 2 som åstad- kommes på grund av ändringen av driftstillståndet. Filtret har det tredje filtret W3 (k, m) för selektiv framhävning av ändringen av den spatiala högre moden, varvid filtret tjänstgör som ett filter för extrahering av den högre mo- den.

Fi1terberäkningsanordningen 10 matas sekventiellt el- ler kontinuerligt med varje LPRM-signal, som är den verk- liga mätsignalen, från datasamplaren 8, varvid filterbe- räkningsanordningen 10 kan åstadkomma ett filter som sva- rar mot amplitudskillnaden och fasskillnaden mellan LPRM- -signalerna. Filtret har den första och den andra filter- koefficienten Wl (t) och W2 (k, t).

De respektive LPRM-signalerna bringas att passera ge- nom högre-mod-extraheringsfiltret och det filter som sva- rar mot amplitudskillnaden och fasskillnaden för de res- pektive LPRM-signaler som erhålls med hjälp av filterbe- 513 236 e 26 räkningsanordningen 10, för att filtreras så att extrahe- ringen av den spatiala högfie moden, viktning av signalerna och en medelvärdesbildningšoperation för korrigering av fasskillnaden utförs. , LPRM-signalerna (filtqrsignalerna), som undergår me- delvärdesbildningsprocessed genom användning av de respek- tive filtren som erhålls med hjälp av filterberäknings- anordningen 10, mottas därefter av stabilitetsövervak- ningsanordningen 15 så att avklingningskvoten, resonans- frekvensen och amplituden, vilka utgör stabilitetsindexen, övervakas. I enlighet med fiesultatet av övervakningen de- tekteras oscillationsfenomeret för urskiljning och utvär- dering av oscillationsmoden.

Apparaten för övervakning av effekten från kärnreak- torn är så anordnad att LPRM-signalerna, vilka är de verk- liga mätsignalerna, tillåts passera genom de respektive filtren som erhålls med hjälp av filterberäkningsanord- ningen 10. Som ett resultat kan effektsvar med stora amp- lituder, såsom visas i fig 7A och B, erhållas. Eftersom den konventionella apparateh för övervakning av effekt i en kärnreaktor är så enkelt arrangerad att de respektive LPRM-signalerna, vilka är de verkliga mätsignalerna, me- delvärdesbildas utan viktning för erhållande av APRM-sig- nalen och de respektive APRM-signalerna medelvärdesbildas likformigt, sker följaktligen en utnollning mellan APRM- -signalerna.

I fig 6, 7A och B visas schematiska exempel, i vilka filtrering utförs genom användning av högre-mod-extrahe- ringsfiltret, viktningsfiltret och faskorrektionsfiltret till skillnad mot det konventionella exemplet, i vilket APRM-signalen erhålls genomílikformig medelvärdesbildning.

I fig 8 visas ett exempel på svaret för avklingnings- kvoten som erhålls från svaret efter den i fig 6 visade processen, som utförs med hjälp av högre-mod-extraktions- filtret. I fig 8 visas ett exempel på det svar som åstad- kommes genom övervakning med användning av stabilitets- övervakningsanordningen l5,Ãvarvid i detta exempel anlägg- 513 236 27 ningsdata, i vilka regionala oscillationer har observe- rats, används.

I detta svarsexempel används tidföljdsdata för de re- gionala oscillationerna och övervakas effektsignalerna med hjälp av stabi1itetsövervakningsanordningen 15, varvid ef- fektsignalerna är de signaler som erhålls genom medelvär- desbildning av alla LPRM-signalerna genom användning av filtret (vars filterkoefficient är W3 (k, m)), speglar den spatiala högre-mod-fördelningen, på alla LPRM- som åter- -signalerna. Oscillationstillstàndet för de regionala os- cillationerna är ett exempel i vilket en första mod exci- teras som den högre moden. Grundmoden, som visas i fig 8, svarar mot ett konventionellt fall, där tillståndet hos reaktorhärden övervakas med användning av APRM-signalen.

Då det instabila området vid driften av kärnreaktorn definieras såsom varande ett tillstànd i vilket avkling- ningskvoten är 0,8 eller mer visar resultatet av denna övervakning som utförs i enlighet med svaret på neutron- flödesfördelningen för grundmodskomponenten i neutronflö- desfördelningen att avklingningskvoten är 0,8 eller mindre och det bestäms att reaktorhärdstillståndet är stabilt.

Det framgår emellertid av svaret på neutronflödesfördel- ningen för den högre-mod-komponenten att avklingningskvo- ten överstiger 0,8 och snabbt gör oscillationerna instabi- la. Instabiliteten i härdtillstándet sammanfaller med de observerade datana om de verkliga regionala oscillationer- na. Det inses följaktligen att stabiliteten i härdtill- ståndet kan bestämmas noggrant från svaret på avkling- ningskvoten som erhålls från första-mod-komponenten för den högre moden.

I fig 9 visas storlekarna av oscillationerna hos grundmodskomponenten och första-mod-komponenten för neu- tronflödesfördelningen, dvs amplituderna för de parametrar som svarar mot AO (t) och Al (t) i ekvation (12).

Såsom framgår av svarsexemplen för grundmodskomponen- ten och första-mod-komponenten för neutronflödesfördel- är amplituden för första-mod- ningen, som visas i fig 9, 513 236 28 -komponenten liten i närheten av 500 s, vilken har be- stämts vara instabil i termer av den i fig 8 visade av- klingningskvoten, och amplituden växer snabbt och oscilla- tioner alstras. Genom att beräkna både avklingningskvoter- na och storlekarna av oscillationerna för jämförelser kan oscillationstillståndet övervakas ännu noggrannare. Ef- fektoscillationsfenomenet f reaktorhärden och oscilla- tionsmoden kan följaktligen övervakas noggrannare. Även om i svarsexemplqn som visas i fig 8 och 9 hög- re-mod-extraktionsfiltret används för urskiljning och ut- värdering av stabiliteten hos reaktorhärdstillstàndet kan urskiljning och utvärdering av stabiliteten hos reaktor- härdstillståndet också utfdras genom användning av vikt- ningsfiltret Wl (k) eller fiaskorrektionsfiltret W2 (k, t), som kan erhållas med hjälp av filterberäkningsanordningen.

Systemet för övervakning av effekten i en kärnreaktor är enligt denna utföringsfdrm en stabilitetsövervaknings- apparat, som åstadkommer filtren för specifik extrahering av oscillationsmoderna i enlighet med den spatiala högre- -mod-effektfördelningen för bestämning av stabiliteten hos härden som svar på den av filtren behandlade LPRM-signa- len.

Systemet för övervakning av effekten i en kärnreaktor använder de båda typerna av filter som beräknas med hjälp av filterberäkningsanordningen 10, varvid de båda filter- typerna är det filter som svarar mot ändringen av effekt- fördelningen som sker på grbnd av ändringen av driftstill- ståndet och som är anpassat till ändringen av effektför- delningen i det transienta tillståndet, och det filter som svarar mot den sekventiella ändringen av effektsignalerna, vilka är de aktuella mätsignalerna. Övervakningen av sta- biliteten i härden kan följaktligen utföras noggrannare.

Systemet för övervakning av effekten i en kärnreaktor kan noggrant detektera och bestämma stabiliteten hos härd- tillstándet inklusive effektändringen, vilket har varit svårt att detektera med hjälp av den konventionella APRM- -signalen, som erhölls genom medelvärdesbildning av de 513 236 29 analoga signalerna. Säkerheten och tillgängligheten kan sålunda förbättras.

En andra utföringsform av systemet för övervakning av effekten i en kärnreaktor kommer nu att beskrivas.

Systemet för övervakning av effekten i en kärnreaktor skiljer sig enligt denna utföringsform i huvudsak från det i fig l visade systemet för övervakning av effekten från en kärnreaktor vad gäller en anordning 17 för utvärdering av underkriticitet, vilken tjänstgör som underkriticitet- utvärderingsorgan, såsom visas i fig 10. Komponenter som är desamma som de i den i fig l visade apparaten för över- vakning av effekten i en kärnreaktor betecknas med samma hänvisningsnummer och beskrivningen av dessa utelämnas här.

Anordningen 17 för utvärdering av underkriticitet är ansluten till processtyrdatorn 9, varvid resultaten av de beräkningar som utförs av processdatorn 9 matas till anordningen 17 för utvärdering av underkriticitet såsom visas i fig 10. Anordningen 17 för utvärdering av under- kriticitet bestämmer underkriticiteten i driftstillståndet i enlighet med resultaten av de beräkningar som utförs av processtyrdatorn 9.

En kärnreaktors underkriticitet påverkas av ett tem- porärt tillstånd hos reaktorhärden såsom beskrivits ovan eftersom den beror på effektfördelningen, dvs fördel- ningens form i grundmoden.

I fig 11A och llB visas tillsammans med underkritici- teten, neutronflödesfördelningen i grundmoden i ett visst tillstånd för reaktorhärden i en 1100 Mwe-klass kokvatten- kärnreaktor på samma sätt som i fig 17A, 17B, 18A och l8B.

I fig llA åstadkommes en relativt platt neutronflödesför- delning och följaktligen överstiger underkriticiteten l dollar. I fig 1lB förs styrstavarna in i den centrala de- len av reaktorhärden och följaktligen åstadkommes en höjd neutronflödesfördelning i reaktorhärdens periferi och un- derkriticiteten är l dollar eller mindre.

Såsom framgår av fig llA och llB beror underkritici- 513 236 teten på fördelningens form i grundmoden av neutronflödet och reduceras ytterligare i ett tillstånd hos reaktorhär- den som approximerar den första modens fördelningsform, dvs ett fördelningsformen kan RL-värdet, som kan erhållas med att grundmoden är hög i reaktorhärdens periferi. Som index för utvärdering av skillnaden i neutronflödes- hjälp av följande ekvation (16), användas. 2 _ RL = Sumø Ll/SumL1... . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . ..(l6) 1 där ølz grundmoden medelvärdesbildad i den axiella riktningen för bränsleknippet 1 Ll: bränsleknippets 1 avstånd från centrum av reaktorhärden¿ Summan i ekvation (161 erhålls från alla bränsleknip- pena (bränslepatronerna) i reaktorhärden.

RL-väraet är litet vid en platt effektföraeining (neutronflödesfördelning) såsom visas i fig 11A, medan det är stort vid en effektfördålning med höga periferivärden, såsom visas i fig l1B. Detíinses att RL-värdet har ett omvänt förhållande till underkriticitet. I fig 12 visas förhållandet mellan underkfiiticiteten och RL-värdet vid oscillationsstartpunkten i ett oscillationsfall för reak- toreffekten som nyligen har skett i en utländsk anlägg- ning. Det i fig 12 visade qscillationsfallet innefattar oscillationer i hela härden och regionala oscillationer. I fig 12 anger vita cirklar dscillationer i hela härden och svarta cirklar regionala oscillationer. Såsom inses från fig 12 observeras de regionala oscillationerna i ett till- stånd där underkriticiteten är liten, och fig 12 bekräftar förhållandet mellan underkfiiticiteten och RL-värdet. Genom att i förväg bestämma förhållandet mellan underkriticite- ten och RL-värdet för en säecifik driftscykel för kärn- reaktorn kan underkriticitëten i tillståndet för reaktor- härden momentant uppskattas från de förhållande som ut- trycks med hjälp av ekvatidn (16) och fig 12 genom att en- dast bestämma grundmoden för neutronflödesfördelningen i ett godtyckligt tillstånd för reaktorhärden. l! »IJ \ 513 236 31 Om den med hjälp av föregående metod bestämda under- kriticiteten uppfyller följande villkor bestämmer anord- ningen 17 för utvärdering av underkriticitet att de regio- nala oscillationerna kan exciteras och meddelar detta till operatören via in-/utanordningen ll.

AA < EPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......(l7) där EPS är ett förutbestämt värde.

In-/utanordningen ll har följande funktioner: a. Att visa resultatet av processtyrdatorns 9 över- vakningsfunktion; b. Att användas för att bestämma tillståndet hos reaktorhärden när processtyrdatorn 9 bringas att utföra sin prediktionsfunktion; c. Att visa resultatet av effektstyranordningens övervakning.

I fig 13 visas ett flöde för processen som skall ut- föras i systemet för övervakning av effekten i en kärn- reaktor i överensstämmelse med denna utföringsform. Funk- tionen hos denna utföringsform kommer nu att beskrivas un- der hänvisning till fig 13.

När systemet för övervakning av effekten i en kärn- reaktor startas i steg Sl startas processtyrdatorn 9 pe- riodiskt i steg S2 eller när en operatör ger order i steg S3.

När den periodiska starten utförs läser processtyrda- torn 9 steg S4 LPRM-signalerna från de respektive neutron- detektorerna 5 via datasamplaren 8 för beräkning i steg S5 av grundmoden för neutronflödet i det aktuella tillståndet för reaktorhärden.

Vid start på order från operatören ställer process- styrdatorn 9 först, i steg S6, in tillståndet för reaktor- härden genom användning av in-/utanordningen ll och läser i steg S7 resultatet av den senaste övervakningen. I nästa steg S8 beräknar processtyrdatorn 9 grundmoden för neu- tronflödesfördelningen i det inställda tillståndet för reaktorhärden.

Anordningen 17 för utvärdering av underkriticitet lä- '13 2256 32 ser först, i steg S9, den av processtyrdatorn 9 beräknade grundmoden för neutronflödet, beräknar RL-värdet från ek- vation (16) i steg S10 och bestämmer underkriticiteten för reaktorhärden från förhållandet mellan RL-värdet och un- derkriticiteten i steg S111 Anordningen 17 för utvärdering av underkriticitet visar och meddelar operatören resulta- tet via in-/utanordningen ll i steg S12.

I nästa steg S13 bestäms om det andra tillståndet finns närvarande. Om det är närvarande återgår flödet till steg S6. Om det inte är närvarande avslutas processen i steg S14.

Operatören utnyttjar sålunda prediktionsfunktionen hos processtyrdatorn 9 för att enkelt förutspå ett god- tyckligt tillstånd hos reaktorhärden, exempelvis när åter- cirkulationspumpen går i sönder och härdflödet reduceras till en naturligt cirkulation, eller ett fall då de valde stavarna har förts in (SRIX för att förhindra oscillatio- ner i hela härden. Underkrfticiteten i förutnämnda förut- spådda tillstånd kan vidare snabbt uppskattas. Även om många styrstavmönster vanligen finns för ut- förande av det valda stavinförandet (SRI) kan det optimala styrstavsmönstret, som kan förhindra regionala oscillatio- ner, väljas genom utvärdering av tillståndet hos härden med avseende på alla styrstavsmönstren.

I fig 14 visas en tredje utföringsform av systemet för övervakning av effekten i en kärnreaktor enligt före- liggande uppfinning.

Systemet för övervakning av effekten i en kärnreaktor innefattar enligt denna utföringsform både filterberäk- ningsanordningen, som tjänstgör som filterberäkningsorga- net, och anordningen för utvärdering av underkriticitet, som tjänstgör som organet för utvärdering av underkritici- tet. Närmare bestämt är konstruktionen sådan att anord- ningen för utvärdering av underkriticitet är inkluderad i den i fig l visade apparaten för övervakning av effekten i en kärnreaktor. Motsvarande komponenter betecknas med sam- ma hänvisningsnummer och beskrivningen av dessa är uteläm- nad här. nu 513 236 33 Systemet för övervakning av effekten i en kärnreaktor bestämmer enligt denna utföringsform den lätthet med vil- ken effektoscillationsfenomenet, såsom de regionla oscil- lationerna, uppträder, vilka oscillationer inte enkelt kan detekteras med hjälp av den konventionella APRM-signalen, med utgångspunkt i den spatiala högre-mod-underkriticite- ten med hjälp av anordningen för utvärdering av underkri- ticitet. Filterberäkningsanordningen används vidare för att bestämma filtret för extrahering av kännetecknen för ändringarna i de respektive LPRM-signalerna, varvid det sålunda bestämda filtret används för att filtrera och me- delvärdesbilda de olika LPRM-signalerna så att driftstill- ståndet hos reaktorhärden kan övervakas. Systemet för övervakning av effekten i en kärnreaktor kan följaktligen bestämma den lätthet med vilken de regionala oscillatio- nerna uppträder för samtidig styrning av reaktorhärden un- der det att de regionala oscillationerna förhindras och för övervakning av härdens oscillationstillstànd.

I fig 15 visas en fjärde utföringsform av ett system för övervakning av effekten i en kärnreaktor. I denna ut- föringsform används en högre-mod-beräkningsanordning 18 i stället för anordningen 17 för utvärdering av underkriti- citet enligt den andra utföringsformen och är neutronflö- desdetektorerna 5 utelämnade.

Systemet för övervakning av effekten i en kärnreaktor innefattar enligt denna utföringsform datasamplaren 8, som mottar aktuella härdtillståndsdata, som matas från en anordning 7 för mätning av aktuella härdtillståndsdata, såsom visas i fig 15, varvid datasamplaren 8 är anordnad att mata datana, såsom härdtillståndsdatana, till process- styrdatorn 9 periodiskt eller på begäran av operatören.

Processtyrdatorn 9 beräknar neutronflödesfördelningen (grundmoden) i reaktorhärden 2 vid tidpunkten för utföran- det av SRI:n i överensstämmelse med de härdtillståndsdata som matas från datasamplaren 7 och det i förväg registre- rade styrstavmönstret vid tidpunkten för utförandet av SRI:n såsom visas i fig 15. Resultaten av beräkningarna matas till högre-mod-beräkningsanordningen 18. 513 236 34 Högre-mod-beräkningsanordningen 18 beräknar den högre moden för det av processtyrdatorn 9 beräknade neutronflö- det genom lösning av ekvation (2). Högre-mod-beräknings- anordningen 18 meddelar resultaten av beräkningarna till operatören via in-/utanordningen ll.

I fig 16 visas ett flöde för den process som skall utföras av systemet för övervakning av effekten i en kärn- reaktor enligt denna utföringsform.

När systemet för övervakning av effekten i en kärn- reaktor startas i steg S21 läser processtyrdatorn 9 härd- tillstàndsdatana som tillförs från anordningen 7 för mät- ning av aktuella härdtillsqàndsdata med hjälp av datasamp- laren 8 i steg S22. Procesätyrdatorn 9 ställer in till- ståndet hos härden med hjälp av in-/utanordningen ll i steg S23. Denna inställning utförs genom inställning, i steg S24, av tillståndet hds härden som utvärderas av ope- ratören genom utnyttjande av in-/utanordningen ll. Däref- ter beräknas grundmoden föf neutronflödet i det inställda tillståndet för härden i stèg S25.

Högre-mod-beräkningsafiordningen 18 läser vidare den av processtyrdatorn 9 beräknade grundmoden för neutronflö- det i steg S26. I nästa steg S27 löses ekvation (2) för den första moden av neutronflödet, och i nästa steg S28 visas resultaten för operatören med hjälp av in-/utanord- ningen ll. Som ett resultat visas den av högre-mod-beräk- ningsanordningen 14 beräknade underkriticiteten pà in-/ut- anordningen ll för operatören.

Genom utvärdering av underkriticiteten hos den högre moden av neutronflödet vid tidpunkten för initiering eller genomförandet av SRI:n kan risken för regionala oscilla- tioner i härdtillståndet meddelas operatören. Kärnreaktorn kan följaktligen drivas ekdnomiskt och effektivt till en reducerad kostnad. 1 Även om den föregående beskrivningen av utföringsfor- men innefattar processtyrdatorn, som tjänstgör som neu- tronflödesfördelningsberäkningsorganet, kan den ha högre- -mod-beräkningsorganet och organet för utvärdering av un- derkriticitet. š1a 2:6 I fig 19 visas en femte utföringsform av en apparat för övervakning av effekten i kärnreaktorn. Med hänvisning till fig 19 är vanligen mer än 100 LPRM:r 3 anordnade i reaktorns 1 härd 2. anordning 7 för mätning av härdtillståndsdata, såsom den Inuti reaktorn 1 finns vidare en totala strömningshastigheten för kylmedlet, härdin- lopps-/utloppstemperaturerna för kylmedlet och styrstavpo- sitionerna. De mätta datana på LPRM:rna 3 och de mätta da- tana som erhålls med hjälp av anordningen 7 för mätning av aktuella härdtillståndsdata samplas periodiskt med hjälp av datasamplaren 8 eller på begäran av operatören och ma- tas in i processtyrdatorn 9 och en högre-mod-beräknings- anordning 14. Beräkningsresultaten som erhålles med hjälp av dessa beräkningsorgan matas ut via en in-/utanordning ll och rapporteras till operatören.

Processtyrdatorn 9 initieras synkront med datasamp- lingen med hjälp av den i fig 19 visade datasamplaren 8, varvid neutronflödesfördelningen inuti härden vid tidpunk- ten eller tillståndet beräknas. Detta motsvarar övervak- ningsfunktionen, vilken är en av funktionerna hos process- styrdatorn 9, i vilken neutronflödesfördelningen inuti härden 2 beräknas.

Förutom denna övervakningsfunktion har processtyrda- torn 9 en predikteringsfunktion. Med denna predikterings- funktion beräknas härdtillståndet, såsom detta anges av operatören, på grundval av de senaste resultaten som er- hållits med hjälp av övervakningsfunktionen, varvid neu- tronflödesfördelningen i detta härdtillstånd beräknas. I detta fall initieras processtyrdatorn 9 på begäran av ope- ratören.

Beräkningsresultaten från processtyrdatorn 9 matas in i högre-mod-beräkningsanordningen 14, som initieras syn- kront med processtyrdatorn 9. Genom lösning av ekvation (2) beräknas den högre moden för neutronflödet med hjälp av processtyrdatorn 9. Denna beräkningsmetod beskrivs exempelvis i den ovannämnda publikationen.

Högre-mod-beräkningsanordningen 14 förses vidare med 513 236 36 LPRM-mätta data från datasamplaren 8 tills det kommer en begäran från operatören, varvid följande beräkning utförs: anaLPRMsMsncdv...... . . . . . . . . . . . ......(1s) där SM: är LPRM-mätta data SnC: LPRM-data som beräknas från neutronflödet för den nze moden; Beräkningsresultatet från ekvation (18) skall, till skillnad från ekvation (5'), betraktas som ett modersätt- ningsvärde i det att de LPRM-mätta datana och de LPRM-be- räknade datana används i stället för själva neutronflödet.

Såsom visas i fig 19 matas beräkningsresultatet från högre-mod-beräkningsanordningen 14 in i in-/utanordningen 8 tillsammans med utsignalen från processtyrdatorn 9. In- -/utanordningen ll visar det med hjälp av processtyrda- torns 9 övervakningsfunktion erhållna resultatet och be- räkningsresultatet från högre-mod-beräkningsanordningen 14 och används samtidigt för att ange härdtillstàndet vid ut- förande av processtyrdatorns 9 predikteringsfunktion.

I fig 20A och ZOB visas föreliggande uppfinning till- lämpad på en effektutsignalsoscillation i reaktorn av 1100 Mwe-klass. I fig 20A visas fallet med en effektocillation över hela härden och i fig 2OB visas fallet med en regio- nal effektoscillation. A Det framgår av fig 20A och 2OB att i fallet med en oscillation över hela härdán oscillerar storleken av grundmoden avsevärt, men storleken av den första övertons- moden är nästan konstant. När en regional effektoscilla- tion inträffar oscillerar däremot storleken av den första övertonsmoden kraftigt, under det att storleken av grund- moden knappast ändras. _ I överensstämmelse med denna utföringsform hanteras en regional oscillation på basis av högre moder för neu- tronflödet och storleken af varje högre mod anges med av- seende på tiden så att det är möjligt att snabbt informera operatören om en eventuell regional oscillation, varvid det blir möjligt att driva reaktorn säkert och effektivt.

Systemet för övervakning av effekten i en kärnreaktor 513 236 37 enligt föreliggande uppfinning övervakar, reaktoreffekten och effektfördelningen genom använd- såsom beskrivits ovan, ning av respektive neutronflödesdetekteringssignal (LPRM- -signal) på så sätt att filterberäkningsorganet bestämmer filtren (filterkoefficienterna Wl (t), W2 (2) och W3 (k, m)) för extrahering av kännetecknen för signaländringen som svar på neutronflödesdetekteringssignalen_ De sålunda erhållna filtren används för att filtrera de olika neu- tronflödesdetekteringssignalerna så att avklingningskvoten och amplituden för oscillationerna som visar driftstill- ståndet för härden och amplituden som visar graden av ef- fektändringen (oscillation) kan bestämmas. Följaktligen kan stabiliteten hos härden övervakas.

Apparaten för övervakning av effekten från en kärn- reaktor enligt föreliggande uppfinning innefattar filter- beräkningsorganet förutom den konventionella APRM-signa- len, vilken erhålls genom medelvärdesbildning av de analo- ga signalerna för övervakning av reaktoreffekten och reak- toreffektfördelningen genom användning av varje neutron- flödesdetekteringssignal. Filterberäkningsorganet bestäm- mer det filter som svarar mot tillståndet hos härden eller bestämmer detsamma i motsvarighet till ändringskänneteck- nen för signalen som svar på varje neutronflödesdetekte- ringssignal, varvid filtret för extrahering av känneteck- nen för signaländringen används för att filtrera varje neutronflödesdetekteringssignal så att avklingningskvoten, perioden för svängningarna och amplituden som visar stabi- liteten hos tillståndet hos härden erhålls vid övervak- ningen av härdstabiliteten.

Beräkningen av filtret utförs med hjälp av ett fil- terberäkningsorgan genom ett beräkningssteg för periodisk beräkning av filtret i överensstämmelse med ändringen av kännetecknen för den spatiala fördelningen för reaktoref- fekten så snart drifttillståndet ändras och genom ett sek- ventiellt beräkningssteg för beräkning av det i enlighet med amplitudskillnaden och fasskillnaden mellan signaler- na. Det förra beräknas i enlighet med information från 513 236 38 neutronflödesfördelningsberäkningsorganet, som är en pro- cesstyrdator, och information från ett högre-mod-beräk- ningsorgan, medan det senare beräknas som svar på neutron- flödesdetekteringssignalen¿ vilket är en verkligen mätt signal, som detekteras sekventiellt.

Effektsignalen som filtreras med hjälp av filtret som beräknas med hjälp av filterberäkningsorganet mottas av stabilitetsövervakningsorganet för sekventiellt erhållande av avklingningskvoten och Qscillationsperioden, som visar stabiliteten i reaktorhärden, och amplituden, som visar effektändringen. De erhållna värdena används för övervak- ning av stabiliteten i reaktorhärden som skall utvärderas on-line.

Systemet för övervakning av effekten i en kärnreaktor kan noggrant detektera effektändringsfenomen och speciellt effektoscillationsfenomen på grund av regionala oscilla- tioner, vilket har varit svårt att detektera med använd- ning av den konventionella APRM-signalen. Apparaten kan följaktligen bidra till att förbättra stabiliteten hos reaktorhärden och tillgängligheten hos kärnreaktorn.

Systemet för övervakning av effekten i en kärnreaktor enligt föreliggande uppfinning kan bestämma risken för alstring av regionala oscillationer från underkriticiteten hos härdtillstàndet, vilken bestäms med hjälp av organ för utvärdering av underkriticitet för bestämning av den lätt- het med vilken regionala oscillationer uppträder för över- vakning av stabiliteten hos härdtillståndet för styrning av reaktorhärden, under det att alstring av de regionala oscillationerna förhindras, och för säker och effektiv drift av kärnreaktorn.

Systemet för övervakning av effekten i en kärnreaktor enligt föreliggande uppfinning beräknar den högre moden för neutronflödet i ett tillstànd för härden när det valda stavinförandet (SRI) initieras och bestämmer om dess un- derkriticitet är mindre än ett förutbestämt gränsvärde.

Risken för excitering av de regionala oscillationerna vid tidpunkten för utförandet av SRI:n kan följaktligen snabbt 513 236 39 bestämmas. Kärnreaktorn kan följaktligen drivas säkert och effektivt.

Claims (15)

lO 15 20 25 30 513 236 40 'PÄTENTKRAV

1. Ett system för övervakning av effekten från en kärnreaktor, innefattande: ett flertal neutronflödesmätorgan (3, 5), som är anordnade i en härd i kärnreaktorn för mätning av neutronflöde i härden och alstring av neutronflödes- signaler; ett organ (9) för beräkning av en neutronflödesför- delning i härden som svar på neutronflödesdetekterings- signalerna från neutronflödesmätorganen; k ä n n e t e c k n a t av ett organ (14) för beräkning av en högre mod av neutronflödesfördelningen i överensstämmelse med resul- taten av de beräkningar som utförs av nämnda neutron- flödesfördelningsberäkningsorgan (9); ett filterberäkningsorgan (10) för erhållande av ett filter för extrahering av kännetecken för ändring av neutronflödesdetekteringssignalen som svar på neutron- flödesdetekteringssignalen; och ett in-/utorgan (11) för överföring av neutron- som filtrerats av det med (10).

2. System enligt krav 1, varvid filterberäknings- flödesdetekteringssignalen, hjälp av filterberäkningsorganet erhållna filtret organet är operativt anslutet pà en sida till neutron- flödesmätorganen (3, 5) via en datasamplare (8) och på andra sidan till högre-mod-beräkningsorganet (14), (10) erhålls ett filter, som återger ett tillstånd hos härden som åstad- och varvid med filterberäkningsorganet kommes på grund av ändring av ett driftstillstånd i överensstämmelse med den högre moden av neutronflödes- fördelningen, vilken beräknas med hjälp av högre-mod- (14), överensstämmelse med skillnaderna i amplitud och fas beräkningsorganet och ett filter som erhålls i mellan signaler som uppkommer på grund av ändringen av den verkligen mätta neutronflödesdetekteringssignalen. 10 15 20 25 30 35 513 236 41

3. System enligt krav 1, vidare innefattande ett stabilitetsövervakande organ (15), som är anslutet till en utgàngssida hos filterberäkningsorganet, vilket sta- bilitetsövervakningsorgan har en struktur för utvärdering av ett härdstabilitetsindex som svar pà en effektsignal, som filtreras av filterberäkningsorganet, för övervakning av stabiliteten i härdtillstàndet.

4. System enligt krav 1, varvid neutronflödesfördel- ningsberäkningsorganet (9) utgörs av ett processtyrbe- räkningsorgan, som är anordnat i anslutning till högre- mod-beräkningsorganet.

5. System enligt krav 4, varvid processtyrberäk- ningsorganet innefattar högre-mod-beräkningsorganet.

6. System enligt krav 4, vidare innefattande en effektfördelningsövervakningsanordning (12), som är an- sluten pà ingångssidan till processtyrberäkningsorganet och pà utgàngssidan till ett presentationsorgan (13).

7. System för övervakning av effekten från en kärnreaktor, innefattande: ett flertal neutronflödesmätorgan (3, 5), som är anordnade i en härd (2) i kärnreaktorn för mätning av neutronflödet i härden och alstring av neutronflödes- signaler; k â n n e t e c k n a t av ett organ (9) för beräkning av en grundmodsfördel- ning för neutronflödet som svar pà den av neutronflödes- mätorganen (3) mätta neutronflödesdetekteringssignalen; ett underkriticitetutvärderingsorgan (17) för be~ stämning av en underkrišicitet hos ett härdtillstànd i överensstämmelse med neutronflödesfördelningen i den beräknade grundmoden; och ett in-/utorgan”(11) för överföring av ett resultat av en utvärdering som gjorts av underkriticitetutvärde- (17).

8. System enligt krav 7, vidare innefattande ett ringsorganet högre-mod-beräkningsorgan (14) för beräkning av en högre mod av neutronflödesfördelningen i överensstämmelse med 10 15 20 25 30 35 513 236 42 resultaten av beräkningar som utförs av neutronflödes- fördelningsberäkningsorganet (9), och ett filterberäk- (10) hering av kännetecken för ändring av neutronflödesdetek- ningsorgan för erhållande av ett filter för extra- teringssignalen i överensstämmelse med neutronflödes- detekteringssignalen, och varvid resultaten av beräk- ningar som utförs av nämnda filterberäkningsorgan över- förs till in-/utorganet (ll).

9. System enligt krav 7, varvid neutronflödesför- delningsberäkningsorganet (9) består av ett processtyr- beràkningsorgan, som är anslutet pà ingångssidan till neutronflödesmätorganen (3) via en datasamplare (8) och pà utgàngssidan till underkriticitetutvärderingsorganet (17).

10. System enligt krav 9, varvid processtyrberäk- ningsorganet vidare är anslutet pà utgàngssidan till högre-mod-beräkningsorganet (14).

11. ll. System enligt krav 10, vidare innefattande ett filterberäkningsorgan (10), som är operativt anslutet till neutronflödesmätorganen (3) för erhållande av ett filter för extrahering av kännetecken för ändring av neutronflödesdetekteringssignalen som svar pà neutron- flödesdetekteringssignalen, och ett stabilitetsövervak- (15), filterberäkningsorganet (10), varvid stabilitetsövervak- ningsorgan som är anslutet till en utgàngssida hos ningsorganet (15) har en struktur för utvärdering av ett härdstabilitetsindex som svar pà en effektsignal som filtreras av filterberäkningsorganet (10) för övervakning av stabiliteten hos härdtillständet.

12. System för övervakning av effekten i en kärn- reaktor, innefattande: ett mätorgan (7) för mätning av ett aktuellt drift- tillstånd hos en härd i kärnreaktorn och alstring av en härddrifttillstàndssignal; ett organ (9) för beräkning av en neutronflödesför- delning i en grundmod som svar pà härddrifttillständs- signalen frän màtorganet (7); 10 15 20 25 30 35 513 236 43 k ä n n e t e c k n a t av ett organ (14) för beräkning av en högre mod av neutronflödet i ett tillstànd för härden som àstadkommes när införande av en vald styrstav initieras i enlighet med den beräknade neutronflödesfördelningen och för be- stämning av om en underkriticitet för den högre moden är mindre än ett förutbestämt gränsvärde; och ett in-/utorgan (11) för överföring av resultat av beräkningarna som utförs av högre-mod-beräkningsorganet (14).

13. System för övervakning av effekten i en kärn- reaktor, innefattande: ett flertal neutronflödesmätorgan (3), som är an- ordnade i en härd (2) i reaktorn för mätning av neutron- flödet i härden och alstring av en signal som represen- terar lokaleffektintervallövervakningsmätdata från neu- tronflödesmätorganen; ett organ (9) för beräkning av neutronflödesfördel- ningen som svar pà signalen från neutronflödesmätorganen; k ä n n e t e c k n a t av ett högre-mod-beräkningsorgan (14) för beräkning av högre neutronmoder i överensstämmelse med beräknings- resultaten fràn neutronflödesfördelningsberäkningsorganet (9); OCh ett in-/utorgan (ll) för utmatning av beräknings- resultaten från neutronflödesfördelningsberäkningsorganet och högre-mod-beräkningsorganet (14).

14. System enligt krav 13, varvid nämnda högre-mod- beräkningsorgan (14) är försett med ett storleksvaria- tionsberäkningsorgan för beräkning av storleksvariationen i varje mod pà grundval av de högre moderna och lokal- effektintervallövervakningsmätdatana.

15. System enligt krav 13, varvid neutronflödesför- delningsberäkningsorganet bestàr av ett processtyrberäk- ningsorgan, som är operativt anslutet pà ingångssidan till neutronflödesmätorganen via en datasamplare (8) och pà utgàngssidan till högre-mod-beräkningsorganet (14).