SU1362331A1 - Устройство дл контрол кипени металлического теплоносител в дерном реакторе - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано на энергетических и экспериментальных  дерных реакторах с зкидкометаллическим теплоносителем дл  контрол  процесса кипени  теплоносител . Цель изобретени  - повы- шенче чувствительности устройства. Ус 1)ойство дл  контрол  кипени  содержит ионизационную камеру с измерителем сигнала и пороговый блок с задатчиком. Введение в устройство последовательно соединенных импульсного усилител ,дискриминатора пульсов по амплитуде, селектора импульсов по длительности и измерител  временного интервала между импульсами позволило повысить чувствитель- 1 ность устройства. Это дает возможность обнаружени  закипани  теплоносител  на более ранней стадии закипани  и тем самым позвол ет повысить  дерную безопасность эксплуатации  дерной энергетической установки с металлическим теплоносителем. Кроме того, введение в устройство измерител  скорости изменени  интервала времени между импульсами, дополнительного порогового блока и задат- чика позвол ет также контролировать тенденцию и скорость развити  про- цесса кипени . 1 ил. . (S « СО 05 ЬЭ СО со,

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано на энергетических и экспериментальных  дерных реакторах с жид- кометал-пическим теплоносителем дл  контрол  процесса кипени  теплоносител  .

Цель изобретени  - повышение чувствительности устройства.

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Устройство содержит детектор нейтронов - ионизационную камеру 1, соединенную с измерителем 2 сигнала ионизационной камеры, импульсный усилитель 3, вход которого соединен с выходом измерител  сигнала 2, а выход - с последовательно соединенными дискриминатором импульсов по амплитуде 4 селектором импульсов по длительности 5, измерителем 6 временного интервала между импульсами и пороговый блок 7, второй вход которого соединен с задатчиком 8 граничных значений временного интервала, а выход порогового блока 7  вл етс  выходом 9 устройства.

Кроме того, устройство содержит измеритель 10 скорости изменени  интервала времени между импульсами, выход которого  вл етс  первым дополнительным выходом 11 устройства Устройство может содержать также дополнительный пороговый блок 12 и дополнительный задатчик 13. Выход дополнительного порогового блока 12  вл етс  вторьпм дополнительным выходом 14 устройства.

Устройство работает следующим образом ..

По мере повьппени  температуры ТВС наступает момент, когда происходит закипание жидкометаллического тепло- носител , например натри . Начальной стадией закипани   вл етс  образование пузьфьков пара (пузырьковое кипение ) , Пузырьки.могут образоватьс  в местах микроскопических выступов или впадин на нагретой поверхности. Основными зародышами образовани  пузырьков  вл етс  растворенный в натрии газ. Образовавшийс  пузырек движетс  и, попада  в основной объем натри , температура которого значительно ниже температуры кипени , схлопываетс . По вление и исчезновение пузырьков пара привод т к импульсному иэменению реактивности  дерног

реактора. Импульсное изменение реактивности приводит к изменению плотности потока нейтронов. Форму импульсов в сигнале детектора Нейтронов определ ют из уравнений кинетики  дерного реактора. При этом, в св зи с быстропротекающими процессами, запаздывающие нейтроны целесообразно объединить в одну группу, так как их вли ние на форму импульса практически несущественно.

Уравнение кинетики  дерного реактора в этом случае можно записать в следующем виде:

SK „ . „ По тг- п

d dt

где п - плотность потока нейтронов, пропорциональна  мощности  дерного реактора; (Гк - реактивность; р - относительна  дол  запаздывающих нейтронов ( 0,004), 1 - эффективное среднее врем 

жизни одного поколени  нейт- роНов Пд - начальна  плотность потока

нейтронов.

Решение уравнени  при единичном скачке реактивности имеет вид

n(t)

Л

р -1 ,

35

где

Передний и задний фронты импульса арактеризуютс  посто нной време- ни Г, .

Значение j зависит оток. Напри- ер, дл  реактора БН-350 изменение 8к при образовании одного пузырька составл ет 0,036 цента, что соот- ветствует 0,00000144. Посто нна  времени t 2,5 с (дл  1 10 с и (5V « 1,410 ). Амплитуда импульсного сигнала за счет возникновени  пузырька пара составл ет

А - По А 0,00036 п , т.е.

около 0,04% от среднего уровн  сигнала нейтронного потока. Длительность импульса зависит от времени существовани  пузырька пара, которое, в свою очередь, определ етс  конструктивными особенност ми тепловыдел ющих сборок. Дл  реактора БН-350 длительность Импульса 0,0001-0,005 с

Частота импульсов находитс  в пределах 0,01-0,05 с.

Измеритель 2 сигнала осуществл ет преобразование выходного тока ионизационной камеры 1 в сигнал, удобный дл  дальнейшей обработки (например, в напр жение). Дл  выделени  и усилени  импульсной составл ющей сигнала с измерител  2 используетс  импульсный усилитель 3, а дл  исключени  возможности регистрации ложных сигналов от шумов и помех усиленные импульсы отбираютс  по амплитуде дискриминатором 4 и селектируют- 15 ни  теплоносител  на более ранней.

с  по длительности селектором 5.

При возникновении закипани  импульсы нейтронного потока, генерируемые пузырьками naiTa, селектируютс  и подаютс  на вход измерител  6 между импульсами. На выходе измерител  6 между импульсами по вл етс  сигнал, пропорциональный интенсивности тепловыделени , вызывающего закипание теплоносител . Затем измеренный временной интервал сравниваетс  в пороговом блоке 7 с заданными граничными значени ми, задаваемыми задатчиком 8. При по влении импульсов зйданной длительности с заданным интервалом следовани  пороговый блок 7 вьфабатьшаёт сигнал закипани  натри  на выходе 9 устройства.

Кроме того, сигнал с выхода измерител  6 интервала вр.нени между импульсами поступает на йход измерител  10 скорости изменени  интервала времени между импульсами, на выходе 11 которого получаетс  сигнал, простадии , когда еще не достигнута критическа  плотность теплового потока, и своевременно прин ть меры дл  предотвращени  кипени  теплоносител .Это

20 повышает  дерную безопасность зкс- плуатации  дерной энергетической установки с металлическим теплоносителем .

Кроме того, использование предла25 гаемого устройства позволит обнаружить и контролировать«тенденцию и скорость развити  аварийного состо ни   дерной установки, св занного с закипанием теплоносител  в отдельной

30 тепловыдел ющей сборке  дерного реактора , что, в свою очередь, позволит контролировать выход установки из данного аварийного состо ни .

35 Форму л а изобретени 

I

Claims (3)

1. Устройство дл  контрол  кипени  металлического теплоносител  в  дерном реакторе, содержащее иониза- порциональный скорости изменени  теп-ь40 ционную камеру, соединенную с измери- ловьделени , вызывающего закипание телем сигнала, задатчик, выход кото- теплоносител  .рого соединен с первым входом порого- Кроме того, сигнал с выхода изме- вого блока, выход которого  вл етс 

рител  10 скорости изменени  интерва- выходом устройства, о

т л и ч а ю - с целью повыла времени между импульсами поступает на один из входов дополнительного порогового блока 12, где его значение сравниваетс  с заданными граничными значени ми, задаваемыми дополнительным задатчиком 13, по которым на вто- QQ пульсов по длительности и измеритель ром дополнительном выходе 14 устройства формируютс  предупредительный или аварийный сигналы.

Предлагаемое устройство позвол ет обнаружить раннюю стадию закипа- нН  натри , котора  сам по себе не  вл етс  опасной, и длительность работы при этой стадии кипени  может быть не ограничена. Однако ин55

временного интервала между импульсами , выход которого соединен с вторым входом порогового блока, а вход импульсного усилител  соединен с вьгхо- дэм измерител  сигнала.

2. Устройство по п. 1, о т л и чающеес 

тем, что в него

введен измеритель скорости изменени  интервала времени между импульсами.

формаци  о по влении этой стадии в совокупности с -информацией о других процессах  вл етс  полезной дл  проведени  диагностики состо ни  реакторной установки в том смысле, что  вл етс  возможность прин ти  необходимых мер по нормализации процессов до по влени  опасных ситуаций, что в значительной степени снижает . веро тность быстрого вынужденного, останова реакторной установки.

Использование изобретени  позволит обеспечить обнаружение закипастадии , когда еще не достигнута критическа  плотность теплового потока, и своевременно прин ть меры дл  предотвращени  кипени  теплоносител .Это

повышает  дерную безопасность зкс- плуатации  дерной энергетической установки с металлическим теплоносителем .

Кроме того, использование предлагаемого устройства позволит обнаружить и контролировать«тенденцию и скорость развити  аварийного состо ни   дерной установки, св занного с закипанием теплоносител  в отдельной

тепловыдел ющей сборке  дерного реактора , что, в свою очередь, позволит контролировать выход установки из данного аварийного состо ни .

Форму л а изобретени 

выходом устройства, о

Щ е е с  

тем, что,

т л и ч а ю - с целью повышени  чувствительности, в него введены последовательно соединенные импульсный усилитель, дискриминатор импульсов по амплитуде, селектор импульсов по длительности и измеритель

временного интервала между импульсами , выход которого соединен с вторым входом порогового блока, а вход импульсного усилител  соединен с вьгхо- дэм измерител  сигнала.

2. Устройство по п. 1, о т л и чающеес 

тем, что в него

введен измеритель скорости изменени  интервала времени между импульсами.

вход которого соединен с вторым входом порогового блока, а выход  вл етс  первым дополнительным выходом устройства.

3. Устройство, по пп. 1 и 2, о т- лйЧ аю1цеес  тем, что в него введены дополнительный задатчик и дополнительный пороговый блок, перСоставитель О.Божёнков Редактор Т.Иванова Техред м.Ходанич Корректор.И.Муска

Заказ 3130 - Тираж 269Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5 ;

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , &

вый вход которого соединен с выходом дополнительного задатчика, второй вход - с первым дополнительньм выходом устройства, а выход  вл етс  вторым дополнительным выходом устройства .

Приоритеты по пунктам:

18.03.85 по п. 1.

18.09.85 по пп. 2 и 3.

9

ю

г;

/2

W