WO2016099331A1 - Диагностика свинцово-висмутового теплоносителя быстрого реактора - Google Patents

Диагностика свинцово-висмутового теплоносителя быстрого реактора Download PDF

Info

Publication number
WO2016099331A1
WO2016099331A1 PCT/RU2015/000792 RU2015000792W WO2016099331A1 WO 2016099331 A1 WO2016099331 A1 WO 2016099331A1 RU 2015000792 W RU2015000792 W RU 2015000792W WO 2016099331 A1 WO2016099331 A1 WO 2016099331A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coolant
lead
bismuth
gas
oxygen
Prior art date
Application number
PCT/RU2015/000792
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Петр Никифорович МАРТЫНОВ
Радомир Шамильевич АСХАДУЛЛИН
Алексей Николаевич СТОРОЖЕНКО
Александр Юрьевич ЛЕГКИХ
Original Assignee
Открытое акционерное общество "АКМЭ - инжиниринг"
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 "АКМЭ - инжиниринг" filed Critical Открытое акционерное общество "АКМЭ - инжиниринг"
Priority to EA201650111A priority Critical patent/EA201650111A1/ru
Publication of WO2016099331A1 publication Critical patent/WO2016099331A1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/02—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator
    • G21C17/022—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator for monitoring liquid coolants or moderators
    • G21C17/025—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator for monitoring liquid coolants or moderators for monitoring liquid metal coolants
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
    • G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
    • 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

Definitions

  • the claimed technical solution relates to the field of mechanical engineering, namely to methods for diagnosing fast fast neutron nuclear reactors and diagnostic systems used in nuclear energy, and can find application in the lead-bismuth coolant technology of a lead-bismuth fast reactor reactor system.
  • the diagnostic method is included in the automated process control system of the pilot industrial unit.
  • Lead-bismuth fast reactors are characterized by the use of a eutectic lead-bismuth alloy, which is chemically inert with respect to air and water, does not emit hydrogen during the operation of the reactor, which completely eliminates the possibility of chemical explosions.
  • Lead-bismuth alloy is able to retain fission products with a reduced possibility of leakage of radioactive materials into the environment. Due to the large heat capacity of the coolant, accidents associated with a heat transfer crisis are practically excluded.
  • a fast reactor or a fast neutron reactor using a lead-bismuth eutectic alloy as a heat carrier has the so-called intrinsic or natural safety.
  • A.I. Filin [A.I. Owl. Experimental work in support of the concept of fast reactors with lead coolant. Heavy liquid metal coolants in nuclear technology. Ministry of the Russian Federation for Atomic Energy. SSC RF - IPPE named after A.I. Leipunsky. Abstracts, Obninsk, October 5–9, 1998, p.45], the following problems were noted that arise in the design of such reactors: problems of neutron physics, thermal hydraulics, corrosion, radiation resistance of structural materials, and coolant technology.
  • the claimed technical solution is designed to improve the technology of the coolant in terms of its diagnosis and control.
  • a method for diagnosing a coolant of a lead-bismuth fast reactor is a complex of interconnected technical means that provides a procedure for monitoring the technological parameters of a lead-bismuth coolant.
  • the diagnostic system of a coolant of a lead-bismuth fast reactor is a complex of interconnected technical means that ensures the implementation of the control procedure for the technological parameters of a lead-bismuth coolant.
  • the main functions of the claimed diagnostic system are:
  • a fast neutron reactor contains a nuclear reactor vessel with an active zone and a coolant, an active support mechanism zones, a partition, an intermediate heat exchanger, a coolant pump and a lower receiver, designed to direct the coolant that was pumped by the coolant pump into the core, as well as the coolant guide mechanism.
  • An automated diagnostic service system for technological equipment of industrial units includes an automated workstation equipped with a computer and a color mnemonic device for displaying the current status of the technological equipment and connected to a server and with at least one subsystem, including at least one block of sensors installed on the diagnosed technological equipment and connected through amplification and matching units with conversion and processing units the signals of the subsystem, and the computer of the workstation is configured to interrogate the server and visualize the information transmitted to the server from the conversion and signal processing units of the subsystem.
  • Automated system - the analogue contains one or a combination of subsystems selected from the group: vibration control and protection subsystem, vibration monitoring and diagnostics subsystem, parametric subsystem diagnostics of technological equipment, a subsystem for monitoring the stress-strain state of technological equipment, a subsystem of environmental monitoring and testing.
  • this analogue although in terms of automation system and technology, is similar to the claimed technical solution, but cannot be adapted for a specific application in the same field as the claimed technical solution.
  • the closest analogue is the RF patent for the invention JV ° 2457558 dated 04/25/2011 1G., IPC-7: G21C17 / 032, published on July 27, 2012. and a cleaning method for measuring the flow rate of the coolant of the primary circuit of a nuclear reactor, including perturbing the neutron flux in the reactor core by moving the control rods of the control and protection system, monitoring the time variation of the nitrogen activity of the coolant in the reactor’s primary circuit, and then calculating the coolant flow rate, moreover, the neutron disturbance the flow is introduced by moving the rods of the control and protection system in the automatic control mode of the neutron power of the reactor, The flow rate of the coolant is carried out in a continuous mode, and the change in the nitrogen activity of the coolant is recorded by the neutron activity of the N isotope.
  • the presence of the diagnostic process (measuring the parameters of the coolant) of a nuclear reactor.
  • the closest analogue is the RF patent for the invention ⁇ ° 2475871 of 02/14/2012, IPC-7: G21C7 / 00, published on 02/20/2013.
  • a shielding device for protecting a fast-neutron nuclear reactor of a nuclear power plant with a shielding system comprising at least one emergency protection rod for extinguishing a chain reaction in various types of accidents, at least one mechanism for horizontal and vertical movement of the rod mechanically connected to the rotary plug of the roof of the reactor vessel emergency protection with a control system, guiding elements in the form of a landing socket located at the bottom of the reactor vessel for unimpeded movement down rod emergency protection in the event of an accident, wherein the device further introduced into the magnetic circuit, the magnetic armature, the magnetic coil, a switching device with a drive, power supply, control unit and the switching unit damper spring.
  • the purpose of the development of the proposed technical solution is the creation of an effective diagnostic method and diagnostic system for a coolant lead-bismuth fast reactor.
  • the technical task is to develop a diagnostic method and a diagnostic system that allows you to perform a control procedure for the technological parameters of the lead-bismuth coolant in accordance with the requirements of the design and operational documentation for the reactor installation.
  • the essence of the claimed technical solution is expressed in the aggregate of essential features sufficient to achieve the technical result provided by it, which is expressed in expanding the technological capabilities of diagnostics, as well as in improving the operational reliability and service life of a lead-bismuth fast reactor.
  • the method for diagnosing a coolant of a lead-bismuth fast reactor includes a process for measuring the parameters of the coolant
  • the control and control procedure includes measuring the activity of oxygen in a lead-bismuth coolant in the central buffer capacity of the reactor monoblock, measuring the activity of oxygen in lead-bismuth coolant in the peripheral buffer capacity of the reactor monoblock, control measurement of oxygen activity in lead-bismuth coolant in the “cold” phase with a backup sensor, which in the main time retains its parameters outside the coolant, and immersed in lead-bismuth coolant only for the duration of the measurement, control of the mass transfer apparatus for introducing dissolved oxygen into the coolant in order to provide a given oxygen supply coolant regime, afterburning control and gas dispersant for the implementation of hydrogen purification of the coolant.
  • the measurement of oxygen activity in a lead-bismuth coolant is carried out by measuring the EMF of each sensitive element of the oxygen activity sensor, measuring the temperature with a thermocouple of the oxygen activity sensor, converting the EMF and temperature into a single parameter of the oxygen coolant activity, as well as monitoring and displaying the oxygen activity parameter in the coolant with an alarm at warning settings. They also control the immersion of the backup oxygen activity sensor and determine its position for the duration of the control measurement or backup of the failed oxygen activity sensor, analyze the readings of all oxygen activity sensors and alarm when equipment is found to be out of order.
  • the mass transfer apparatus is controlled by controlling the heating element of the mass transfer apparatus according to a predetermined function from the readings of a “hot” or “cold” oxygen activity sensor at the operator’s choice by continuously adjusting the power of the mass transfer apparatus heater to ensure its trouble-free operation.
  • the control of the gas dispersant includes monitoring the state of the heating element and providing an alarm when it fails, controlling the rotational speed of the gas dispersant rotor, controlling the equipment of the gas technological loop during the technological maintenance of the reactor, controlling the opening / closing of the valves of the gas technological loop, measuring the temperature of the gas passing through the gas coarse and fine filter, differential pressure control through a gas filter to determine the degree of contamination filter, enable / disable the gas flow inducer, control the operation mode of the gas flow inducer, control the gas flow rate of the gas flow inducer.
  • Hydrogen coolant cleaning includes measurement temperature at the inlet and outlet of the hydrogen afterburner; adjusting the heater power to ensure efficient operation of the hydrogen afterburner.
  • the inventive method further includes measuring the temperature of water and steam in the humidification device of the gas mixture, controlling the water level in the humidifier tank, adjusting the power of the humidifier heaters, monitoring the temperature of the oxygen and hydrogen sensors in the gas, adjusting the power of the heaters of the hydrogen gas sensor and the oxygen sensor in gas, measuring EMF on the electrodes of the sensor of hydrogen content in the gas and the sensor of oxygen content in the gas.
  • the diagnostic system of the coolant lead-bismuth fast reactor includes a device for interacting with an operator equipped with a computer and a system of measuring devices, the diagnostic system comprising a control and display unit based on an industrial computer with it installed special software, a storage device in the form of a software and / or hardware implemented database management system is given s, an RS-485 digital communication line forming device, a peripheral module, an analog signal processing and / or input unit, a group of level converting devices, a group of measuring devices, a discrete signal input unit, a signaling device group, a discrete signal output unit, a group of actuators , an output block of analog signals, a group of smooth control devices, a motor control unit and a group of actuators.
  • the group of measuring devices includes an oxygen activity sensor, a temperature sensor, a pressure sensor, a flow sensor, a level sensor, an oxygen content sensor in the gas, and a hydrogen content sensor in the gas.
  • the group of signaling devices includes limit switches - position signaling devices, level signaling devices, circuit continuity monitoring signaling devices, differential pressure excess sensor.
  • Executive group devices includes traps and power relays.
  • the group of stepless control devices includes control devices for power regulators.
  • the motor control unit includes frequency converters and inverters.
  • PWG is a stimulator of gas consumption.
  • Schematic diagram Figure 1 illustrates the relationship of nodes and elements of the inventive diagnostic system in statics.
  • EMF is an electromotive force
  • Diagram 2 illustrates a method for diagnosing a coolant and the operation of the inventive system in dynamics. The following basic functions are shown on the example of the operation of the diagnostic coolant system of a lead-bismuth fast reactor:
  • Management is carried out through a program on the accumulation and processing device.
  • the function provides control of all processes in accordance with the strict logic of safe operation.
  • Management is carried out in a semi-automatic form. If desired, the user can enable manual mode.
  • the technical result of the application of the proposed technical solution consists in creating a method for diagnosing a coolant system of a lead-bismuth fast reactor and a diagnostic system for implementing the method, which allows monitoring the parameters of the coolant system when the equipment is located in unattended and semi-serviced rooms of the reactor installation, while the signal processing means, controls and displays are located in general industrial premises, and information is displayed on the control panel of the reactor installation.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к применяемым в атомной энергетике способам диагностики ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Цель изобретения - создание эффективного способа диагностики и диагностической системы теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора. Поставленная цель достигнута, а техническая задача решена тем, что способ диагностики теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора включает процесс измерения параметров теплоносителя, причем процедура контроля и управления включает измерение активности кислорода в свинцово-висмутовом теплоносителе в центральной буферной емкости реакторного моноблока, измерение активности кислорода в свинцово-висмутовом теплоносителе в периферийной буферной емкости реакторного моноблока, контрольное измерение активности кислорода в свинцово-висмутовом теплоносителе в «холодной» фазе резервным датчиком, который в основное время сохраняет свои параметры вне теплоносителя, и погружается в свинцово-висмутовый теплоноситель только на время измерения, управление массообменным аппаратом для ввода растворенного кислорода в теплоноситель с целью обеспечения заданного кислородного режима теплоносителя, управление дожиганием и диспергатором газа для реализации водородной очистки теплоносителя.

Description

ДИАГНОСТИКА СВИНЦОВО-ВИСМУТОВОГО
ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ БЫСТРОГО РЕАКТОРА
Заявляемое техническое решение относится к области машиностроения, а именно к применяемым в атомной энергетике способам диагностики ядерных реакторов на быстрых нейтронах и диагностическим системам, и может найти применение в составе системы технологии свинцово-висмутового теплоносителя реакторной установки свинцово- висмутового быстрого реактора. Способ диагностики включен в автоматизированную систему управления технологическими процессами опытно-промышленного энергоблока.
Свинцово-висмутовые быстрые реакторы характеризуются использованием в качестве теплоносителя эвтектического свинцово- висмутового сплава, который является химически инертным по отношению к воздуху и воде, не выделяет водорода в процессе работы реактора, что полностью исключает возможность химических взрывов. Свинцово- висмутовый сплав способен удерживать продукты деления с уменьшением возможности утечек радиоактивных материалов в окружающую среду. Благодаря большой теплоемкости теплоносителя практически исключены аварии, связанные с кризисом теплообмена.
Быстрый реактор или реактор на быстрых нейтронах с использованием в качестве теплоносителя эвтектического сплава свинец-висмут обладает т.н. внутренне присущей или естественной безопасностью. А.И.Филином [А.И. Филин. Экспериментальные работы в подтверждение концепции быстрых реакторов со свинцовым теплоносителем. Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях. Министерство Российской Федерации по атомной энергии. ГНЦ РФ - ФЭИ им. А.И.Лейпунского. Тезисы докладов, г.Обнинск, 5-9 октября, 1998 г., с.45], были отмечены следующие проблемы, возникающие при проектировании таких реакторов: проблемы нейтронной физики, теплогидравлики, коррозии, радиационной стойкости конструкционных материалов и технологии теплоносителя.
Заявляемое техническое решение призвано усовершенствовать технологию теплоносителя с точки зрения его диагностики и контроля.
Способ диагностики теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора является комплексом взаимосвязанных технических средств, обеспечивающим выполнение процедуры контроля за технологическими параметрами свинцово-висмутового теплоносителя.
Диагностическая система теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора является комплексом взаимосвязанных технических средств, обеспечивающим выполнение процедуры контроля за технологическими параметрами свинцово-висмутового теплоносителя.
Основными функциями заявляемой диагностической системы являются:
- автоматизированное обеспечение режимов работы технических средств, входящих в состав технологии свинцово-висмутового теплоносителя;
- обеспечение представления необходимой информации о технологических параметрах работы системы технологии теплоносителя эксплуатационному персоналу;
- диагностирование отдельных элементов технологии свинцово- висмутового теплоносителя.
Известен реактор на быстрых нейтронах по заявке РФ на изобретение
JSf 201 1 148238 с конвенционным приоритетом 27.04.2009г., МПК-7: G21C1/02, публикация РСТ N2WO 2010/12602820101 104, опубликованной 10.06.2013г. Реактор на быстрых нейтронах содержит корпус ядерного реактора с активной зоной и теплоносителем, механизм поддержки активной зоны, перегородку, промежуточный теплообменник, насос для теплоносителя и нижний ресивер, сконструированный так, чтобы направлять теплоноситель, который был нагнетен насосом для теплоносителя, в активную зону, а также механизм направления теплоносителя.
Общие признаки данного аналога и заявляемого технического решения: наличие реактора на быстрых нейтронах.
Отличие заявляемого технического решения от данного аналога проявляется в том, что в заявляемом техническом решении раскрыты возможности эффективной диагностики и контроля за технологическими параметрами свинцово-висмутового теплоносителя.
Следующим аналогом, из формулы которого можно судить как о способе, так и об устройстве, является техническое решение по патенту РФ на полезную модель 14748 от 24.10.201 1г., МПК-7: F17D5/00, опубликованному 10.04.2012г. и защищающему автоматизированную систему диагностического обслуживания технологического оборудования промышленных агрегатов. Автоматизированная система диагностического обслуживания технологического оборудования промышленных агрегатов включает автоматизированное рабочее место, снабженное компьютером и устройством цветного мнемонического отображения текущего состояния технологического оборудования и соединенное с сервером и с по меньшей мере одной подсистемой, включающей по меньший мере один блок датчиков, установленных на диагностируемом технологическом оборудовании и соединенных через блоки усиления и согласования с блоками преобразования и обработки сигналов подсистемы, а компьютер автоматизированного рабочего места выполнен с возможностью опроса сервера и визуализации информации, переданной на сервер от блоков преобразования и обработки сигналов подсистемы. Автоматизированная система - аналог содержит одну или совокупность подсистем, выбранных из группы: подсистема вибрационного контроля и защиты, подсистема вибрационного мониторинга и диагностики, подсистема параметрической диагностики технологического оборудования, подсистема мониторинга напряженно-деформированного состояния технологического оборудования, подсистема экологического мониторинга и испытаний.
Общие признаки данного аналога и заявляемого технического решения: наличие автоматизированного рабочего места, снабженного компьютером с возможностью визуализации информации, а также системы измерительных устройств, подключенных в определенном порядке и осуществляющим способ диагностики.
Отличие заявляемого технического решения от прототипа заключается в том, что целеназначение данного аналога и заявляемого технического решения разные, аналог предназначен для диагностики газоперекачивающего агрегата и техническое решение аналога направлено в основном на вибрационный контроль. В целом данный аналог, хотя в части системы и технологии автоматизации сходен с заявляемым техническим решением, но для конкретного применения в той же области, что и заявляемое техническое решение, приспособлен быть не может.
По способу наиболее близким аналогом (прототипом) является патент РФ на изобретение JV°2457558 ОТ 25.04.201 1Г., МПК-7: G21C17/032, опубликованный 27.07.2012г. и зищищающий способ измерения расхода теплоносителя первого контура ядерного реактора, включающий внесение возмущения по нейтронному потоку в активной зоне реактора перемещением регулирующих стержней системы управления и защиты, контроль изменения во времени азотной активности теплоносителя в первом контуре реактора и последующий расчет расхода теплоносителя, причем возмущение по нейтронному потоку вносят перемещением стержней системы управления и защиты в режиме автоматического регулирования нейтронной мощности реактора, измерение расхода теплоносителя осуществляют в непрерывном режиме, а регистрацию изменения азотной активности теплоносителя ведут по нейтронной активности изотопа N. Общие признаки прототипа и заявляемого технического решения: наличие процесса диагностики (измерения параметров теплоносителя) ядерного реактора.
Однако несмотря на упоминание диагностики в описании изобретения- прототипа, в нем в основном решена задача измерения расхода теплоносителя первого контура водо-водяного энергетического реактора, данное техническое решение не подходит для свинцово-висмутовых быстрых реакторов.
По диагностической системе наиболее близким аналогом (прототипом) является патент РФ на изобретение Ν°2475871 от 14.02.2012г., МПК-7: G21C7/00, опубликованный 20.02.2013г. и зищищающий устройство защиты ядерного реактора на быстрых нейтронах атомной электростанции с системой защит, содержащее по крайней мере один стержень аварийной защиты для гашения цепной реакции при авариях различного вида, по крайней мере один механически соединенный с поворотной пробкой крыши корпуса реактора механизм горизонтального и вертикального перемещения стержня аварийной защиты с системой управления, расположенные на дне корпуса реактора направляющие элементы в виде посадочного гнезда для беспрепятственного перемещения вниз стержня аварийной защиты при возникновении аварии, причем в устройство дополнительно введены магнитопровод, якорь магнитопровода, катушка магнитопровода, коммутационный аппарат с приводом, источник питания, блок управления коммутационным аппаратом и демпферная пружина.
Общие признаки аналога и заявляемого технического решения: наличие системы управления и диагностики ядерного реактора на быстрых нейтронах.
Однако несмотря на упоминание устройства диагностики в описании изобретения-прототипа, в нем в основном решена задача создания устройства защиты ядерного реактора на быстрых нейтронах, которое, исходя из технологии, не может действовать в отрыве от диагностики и тем не менее устройство диагностики в прототипе не раскрыто.
Цель разработки заявляемого технического решения - создание эффективного способа диагностики и диагностической системы теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора.
Техническая задача - разработка способа диагностики и диагностической системы, позволяющих выполнять процедуру контроля за технологическими параметрами свинцово-висмутового теплоносителя в соответствии с требованиями конструкторской и эксплуатационной документации на реакторную установку.
Сущность заявляемого технического решения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого им технического результата, который выражается в расширении технологических возможностей диагностики, а также в повышении эксплуатационной надежности и срока службы свинцово- висмутового быстрого реактора.
Сущность заявляемого технического решения - способа состоит в том, что способ диагностики теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора включает процесс измерения параметров теплоносителя, причем процедура контроля и управления включает измерение активности кислорода в свинцово-висмутовом теплоносителе в центральной буферной емкости реакторного моноблока, измерение активности кислорода в свинцово- висмутовом теплоносителе в периферийной буферной емкости реакторного моноблока, контрольное измерение активности кислорода в свинцово- висмутовом теплоносителе в «холодной» фазе резервным датчиком, который в основное время сохраняет свои параметры вне теплоносителя, и погружается в свинцово-висмутовый теплоноситель только на время измерения, управление массообменным аппаратом для ввода растворенного кислорода в теплоноситель с целью обеспечения заданного кислородного б режима теплоносителя, управление дожиганием и диспергатором газа для реализации водородной очистки теплоносителя.
Измерение активности кислорода в свинцово-висмутовом теплоносителе осуществляют путем измерения ЭДС каждого чувствительного элемента датчика активности кислорода, измерения температуры по термопаре датчика активности кислорода, преобразования ЭДС и температуры в единый параметр активности кислорода теплоносителя, а также контроль и отображение параметра активности кислорода в теплоносителе с сигнализацией по предупредительным уставкам. Осуществляют также управление погружением резервного датчика активности кислорода и определение его положения на время контрольного измерения или резервирования вышедшего из строя датчика активности кислорода, анализ показаний всех датчиков активности кислорода и сигнализация при обнаружении оборудования вышедшего из строя. Управление массообменным аппаратом осуществляют путем управления нагревательным элементом массообменного аппарата по заданной функции от показаний «горячего» или «холодного» датчика активности кислорода по выбору оператора с помощью плавной регулировки мощности нагревателя масообменного аппарата для обеспечения его безаварийной работы. Управление диспергатором газа включает контроль состояния нагревательного элемента и обеспечение сигнализации при выходе его из строя, управление частотой вращения ротора диспергатора газа, управление оборудованием газовой технологической петлей при технологическом обслуживании реактора, управление открытием/закрытием клапанов газовой технологической петли, измерение температуры газа, проходящего через газовый фильтр грубой и тонкой очистки, контроль перепада давления через газовый фильтр для определения степени загрязненности фильтра, включение/выключение побудителя расхода газа, управление режимом работы побудителя расхода газа, контроль расхода газовой среды побудителя расхода газа. Водородная очистка теплоносителя включает измерение температуры на входе и выходе дожигателя водорода, регулировку мощности нагревателя для обеспечения эффективной работы дожигателя водорода. Заявляемый способ дополниетлеьно включает измерение температуры воды и пара в устройстве увлажнения газовой смеси, контроль уровня воды в баке увлажнителя, регулировку мощности нагревателей увлажнителя, контроль температуры датчиков содержания кислорода и водорода в газе, регулировку мощности нагревателей датчика содержания водорода в газе и датчика содержания кислорода в газе, измерение ЭДС на электродах датчика содержания водорода в газе и датчика содержания кислорода в газе.
Сущность заявляемого технического решения - диагностической системы состоит в том, что диагностическая система теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора включает устройство взаимодействия с оператором, снабженное компьютером, и систему измерительных устройств, причем диагностическая система содержит блок управления и отображения на базе промышленного компьютера с установленном на нем специальным программным обеспечением, устройство хранения в виде реализованной программно и/или аппаратно системы управления базами даных, устройство формирования цифровой линии связи RS-485, периферийный модуль, блок обработки и/или ввода аналоговых сигналов, группу устройств-преобразователей уровня, группу измерительных устройств, блок ввода дискретных сигналов, группу сигнальных устройств, блок вывода дискретных сигналов, группу исполнительных устройств, блок вывода аналоговых сигналов, группу устройств плавной регулировки, блок управления двигателями и группу исполнительных устройств. При этом группа измерительных устройств включает датчик активности кислорода, датчик температуры, датчик давления, датчик расхода, датчик уровня, датчик содержания кислорода в газе и датчик содержания водорода в газе. Группа сигнальных устройств включает концевые выключатели - сигнализаторы положения, сигнализаторы уровня, сигнализаторы контроля целостности цепи, датчик превышения перепада давлений. Группа исполнительных устройств включает капаны и силовые реле. Группа устройств плавной регулировки включает устройства управления регуляторами мощности. Блок управления двигателями включает частотные преобразователи и инверторы.
Сущность заявляемого технического решения проиллюстрирована чертежом структурной схемы диагностической системы теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора Фиг.1 , гд е :
АРМ - автоматизированное рабочее место;
СУБД - система управления базами данных;
ДАК - датчик активности кислорода;
ДСВГ - датчик содержания водорода в газе;
ДСКГ - датчик содержания кислорода в газе;
ПРГ - побудитель расхода газа.
Схемное решение Фиг.1 иллюстрирует взаимосвязь узлов и элементов заявляемой диагностической системы в статике.
Функциональная схема заявляемой диагностической системы представлена на Фиг.2, где:
ИДС - информационно-диагностическая система;
СВТ - свинцово-висмутовый теплоноситель;
ЭДС - электродвижущая сила.
Стрелками на Фиг.2 показаны направления передачи и использования информации о результатах выполнения каждой функции. Схемное решение Фиг.2 иллюстрирует способ диагностики теплоносителя и работу заявляемой системы в динамике. На примере работы диагностической системы теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора показаны следующие основные функции:
1. Взаимодействие с оператором. Осуществляется посредством автоматизированного рабочего места оператора. Пользователь дает системе базовые данные и настройки для начала работы. Пользователь получает информацию о текущей работе системы. 2. Накопление и обработка данных. Осуществляется посредством устройства накопления и обработки и устройства сбора данных - на базе промышленного компьютера и периферийного контроллера, соответственно. Функция обеспечивает конфигурационными данными все этапы и режимы работы системы. Собирается, обрабатывается и хранится вся информация от всех подсистем заявляемой диагностической системы.
3. Управление осуществляется посредством программы на устройстве накопления и обработки. Функция обеспечивает управление всеми процессами в соответствии с жесткой логикой безопасной работы. Управление осуществляется в полуавтоматическом виде. При желании пользователь может включить ручной режим.
4. Измерение технологических параметров.
5. Измерение сопутствующих параметров.
6. Контроль за сохранением рабочих условий аппаратуры диагностической системы.
7. Контроль за соблюдением технологии свинцово-висмутового теплоносителя.
8. Контроль за работоспособностью аппаратуры заявляемой диагностической системы.
9. Сигнализация нарушения регламентных условий.
10. Сигнализация нарушения работы оборудования системы технологии теплоносителя..
Технический результат применения заявляемого технического решения состоит в создании способа диагностики системы теплоносителя свинцово- висмутового быстрого реактора и диагностической системы для осуществления способа, позволяющей проводить контроль параметров системы теплоносителя при расположении оборудования в необслуживаемых и полу-обслуживаемых помещениях реакторной установки, при этом средства обработки сигналов, управления и отображения находятся в ю общепромышленных помещениях, а информация выводится на блок щитового управления реакторной установки.
В уровне техники не обнаружено подобного сочетания технической и эксплуатационной эффективности, что позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение соответствует критериям «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».
п

Claims

Формула изобретения Способ диагностики теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора и диагностическая система для осуществления способа
1. Способ диагностики теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора включает процесс измерения параметров теплоносителя, отличающийся тем, что процедура контроля и управления включает измерение активности кислорода в свинцово-висмутовом теплоносителе в центральной буферной емкости реакторного моноблока, измерение активности кислорода в свинцово-висмутовом теплоносителе в периферийной буферной емкости реакторного моноблока, контрольное измерение активности кислорода в свинцово-висмутовом теплоносителе в «холодной» фазе резервным датчиком, который в основное время сохраняет свои параметры вне теплоносителя, и погружается в свинцово-висмутовый теплоноситель только на время измерения, управление массообменным аппаратом для ввода растворенного кислорода в теплоноситель с целью обеспечения заданного кислородного режима теплоносителя, управление дожиганием и диспергатором газа для реализации водородной очистки теплоносителя.
2. Способ по п.1 , отличающийся тем, что измерение активности кислорода в свинцово-висмутовом теплоносителе осуществляют путем измерения ЭДС каждого чувствительного элемента датчика активности кислорода, измерения температуры по термопаре датчика активности кислорода, преобразования ЭДС и температуры в единый параметр активности кислорода теплоносителя, а также контроль и отображение параметра активности кислорода в теплоносителе с сигнализацией по предупредительным уставкам.
3. Способ по п.1 ,2, отличающийся тем, что осуществляют управление погружением резервного датчика активности кислорода и определение его положения на время контрольного измерения или резервирования вышедшего из строя датчика активности кислорода, проводят анализ показаний всех датчиков активности кислорода и обеспечивают сигнализацию при обнаружении оборудования, вышедшего из строя.
4. Способ по п.1 , отличающийся тем, что управление массообменным аппаратом осуществляют путем управления нагревательным элементом массообменного аппарата по заданной функции от показаний «горячего» или «холодного» датчика активности кислорода по выбору оператора с помощью плавной регулировки мощности нагревателя масообменного аппарата для обеспечения его безаварийной работы.
5. Способ по п.1 , отличающийся тем, что управление диспергатором газа осуществляют посредством контроля состояния нагревательного элемента и обеспечения сигнализации при выходе его из строя, а также управления частотой вращения ротора диспергатора газа, управления оборудованием газовой технологической петлей при технологическом обслуживании реактора, управления открытием/закрытием клапанов газовой технологической петли, измерения температуры газа, проходящего через газовый фильтр грубой и тонкой очистки, контроля перепада давления через газовый фильтр для определения степени загрязненности фильтра, включения/выключения побудителя расхода газа, управления режимом работы побудителя расхода газа, контроля расхода газовой среды побудителя расхода газа.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что водородную очистку теплоносителя производят путем измерения температуры на входе и выходе дожигателя водорода и регулировки мощности нагревателя для обеспечения эффективной работы дожигателя водорода.
7. Способ по п.1 , отличающийся тем, что способ дополнительно включает измерение температуры воды и пара в устройстве увлажнения газовой смеси, контроль уровня воды в баке увлажнителя, регулировку мощности нагревателей увлажнителя, контроль температуры датчиков содержания кислорода и водорода в газе, регулировку мощности нагревателей датчика содержания водорода в газе и датчика содержания кислорода в газе, измерение ЭДС на электродах датчика содержания водорода в газе и датчика содержания кислорода в газе.
8. Диагностическая система теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора, включающая устройство взаимодействия с оператором, снабженное компьютером, и систему измерительных устройств, отличающаяся тем, что диагностическая система содержит блок управления и отображения на базе промышленного компьютера с установленном на нем специальным программным обеспечением, устройство хранения в виде реализованной программно и/или аппаратно системы управления базами даных, периферийный модуль, блок обработки и/или ввода аналоговых сигналов, группу устройств-преобразователей уровня, группу измерительных устройств, блок ввода дискретных сигналов, группу сигнальных устройств, блок вывода дискретных сигналов, группу исполнительных устройств, блок вывода аналоговых сигналов, группу устройств плавной регулировки, блок управления двигателями и группу исполнительных устройств.
9. Диагностическая система теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора по п. 8, отличающаяся тем, что дополнительно содержит устройство формирования цифровой линии связи RS-485
10. Диагностическая система теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора по п. 8, отличающаяся тем, что группа измерительных устройств включает датчик активности кислорода, датчик температуры, датчик давления, датчик расхода, датчик уровня, датчик содержания кислорода в газе и датчик содержания водорода в газе.
1 1. Диагностическая система теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора по п.8, отличающаяся тем, что группа сигнальных устройств включает концевые выключатели - сигнализаторы положения, сигнализаторы уровня, сигнализаторы контроля целостности цепи и датчик превышения перепада давлений.
12. Диагностическая система теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора по п.8, отличающаяся тем, что группа исполнительных устройств включает клапаны и силовые реле.
13. Диагностическая система теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора по п.8, отличающаяся тем, что группа устройств плавной регулировки включает устройства управления регуляторами мощности.
6. Диагностическая система теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора по п.8, отличающаяся тем, что блок управления двигателями включает частотные преобразователи и инверторы.
PCT/RU2015/000792 2014-12-15 2015-11-16 Диагностика свинцово-висмутового теплоносителя быстрого реактора WO2016099331A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201650111A EA201650111A1 (ru) 2014-12-15 2015-11-16 Диагностика свинцово-висмутового теплоносителя быстрого реактора

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014150469/07A RU2596159C2 (ru) 2014-12-15 2014-12-15 Способ диагностики теплоносителя свинцово-висмутового быстрого реактора и диагностическая система для осуществления способа
RU2014150469 2014-12-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016099331A1 true WO2016099331A1 (ru) 2016-06-23

Family

ID=56127047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2015/000792 WO2016099331A1 (ru) 2014-12-15 2015-11-16 Диагностика свинцово-висмутового теплоносителя быстрого реактора

Country Status (3)

Country Link
EA (1) EA201650111A1 (ru)
RU (1) RU2596159C2 (ru)
WO (1) WO2016099331A1 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732732C1 (ru) * 2020-02-06 2020-09-22 Акционерное общество "Прорыв" Модульная система контроля термодинамической активности кислорода в тяжелом жидкометаллическом теплоносителе ядерного реактора
CN113030155A (zh) * 2021-03-05 2021-06-25 上海交通大学 一种铅铋流动凝固行为研究实验系统
EP3854789A1 (en) 2020-01-22 2021-07-28 Cygnet Biosciences B.V. Macrocyclic compounds useful as chitinase inhibitors
CN115132385A (zh) * 2022-07-01 2022-09-30 西安交通大学 铅基堆堆芯熔融物与冷却剂相互作用的实验系统及方法
WO2024077532A1 (zh) * 2022-10-12 2024-04-18 中广核研究院有限公司 铅铋反应堆氧传感器在线检测装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU371617A1 (ru) * 1971-03-17 1973-02-22 Способ контроля за распределением примеси в холодных ловушках примесей жидкометаллических
RU21949U1 (ru) * 2001-10-02 2002-02-27 Дуньшин Дмитрий Николаевич Система сигнализации и защиты газопотребляющего оборудования
JP2003185787A (ja) * 2001-12-21 2003-07-03 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 液体金属冷却材用構造材の腐食防止方法
RU67562U1 (ru) * 2007-07-18 2007-10-27 Сергей Львович Горохов Система управления группой лифтов
RU87841U1 (ru) * 2009-05-29 2009-10-20 ЗАО "РАДИУС Автоматика" Микропроцессорная система релейной защиты с синхронизацией по астрономическому времени и последовательным каналом для связи с устройствами релейной защиты и автоматики
RU136608U1 (ru) * 2013-04-29 2014-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Московский завод "ФИЗПРИБОР" Система сбора данных ксо ктпс-пн о состоянии технологического оборудования энергоблока аэс

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU371617A1 (ru) * 1971-03-17 1973-02-22 Способ контроля за распределением примеси в холодных ловушках примесей жидкометаллических
RU21949U1 (ru) * 2001-10-02 2002-02-27 Дуньшин Дмитрий Николаевич Система сигнализации и защиты газопотребляющего оборудования
JP2003185787A (ja) * 2001-12-21 2003-07-03 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 液体金属冷却材用構造材の腐食防止方法
RU67562U1 (ru) * 2007-07-18 2007-10-27 Сергей Львович Горохов Система управления группой лифтов
RU87841U1 (ru) * 2009-05-29 2009-10-20 ЗАО "РАДИУС Автоматика" Микропроцессорная система релейной защиты с синхронизацией по астрономическому времени и последовательным каналом для связи с устройствами релейной защиты и автоматики
RU136608U1 (ru) * 2013-04-29 2014-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Московский завод "ФИЗПРИБОР" Система сбора данных ксо ктпс-пн о состоянии технологического оборудования энергоблока аэс

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANANEV A.N. ET AL.: "Voprosy bezopasnosti AES s reaktorom RBMK-1000.", SOSNOVY BOR, vol. 2, 1995, pages 252 - 255 *
ASKHADULTNN R.SH. ET AL.: "Ustroistva dlia obespecheniia zadannogo kislorodnogo rezhima v pervom konture IAEU s tiazhelym zhidkometallicheskim teplonositelem.", PODOLSK, 2012, pages 1 - 8, Retrieved from the Internet <URL:http://www.gidropress.podolsk.ru/files/proceedings/kms2012/documents/kms2012-035.pdf> *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3854789A1 (en) 2020-01-22 2021-07-28 Cygnet Biosciences B.V. Macrocyclic compounds useful as chitinase inhibitors
RU2732732C1 (ru) * 2020-02-06 2020-09-22 Акционерное общество "Прорыв" Модульная система контроля термодинамической активности кислорода в тяжелом жидкометаллическом теплоносителе ядерного реактора
CN113030155A (zh) * 2021-03-05 2021-06-25 上海交通大学 一种铅铋流动凝固行为研究实验系统
CN113030155B (zh) * 2021-03-05 2021-12-21 上海交通大学 一种铅铋流动凝固行为研究实验系统
CN115132385A (zh) * 2022-07-01 2022-09-30 西安交通大学 铅基堆堆芯熔融物与冷却剂相互作用的实验系统及方法
CN115132385B (zh) * 2022-07-01 2023-08-22 西安交通大学 铅基堆堆芯熔融物与冷却剂相互作用的实验系统及方法
WO2024077532A1 (zh) * 2022-10-12 2024-04-18 中广核研究院有限公司 铅铋反应堆氧传感器在线检测装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2596159C2 (ru) 2016-08-27
EA201650111A1 (ru) 2017-07-31
RU2014150469A (ru) 2016-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016099331A1 (ru) Диагностика свинцово-висмутового теплоносителя быстрого реактора
JP7121700B2 (ja) 原子炉計装システムと、原子力発電システムを監視する方法
EP3648112B1 (en) Chemistry control system for power plant
EP2884496B1 (en) Nuclear reactor monitoring device, nuclear reactor control device, and nuclear power generation plant
CN109213108A (zh) 一种核电站操纵员运行辅助支持系统以及方法
US10667023B2 (en) Steam/hot water monitoring and control system
JPH0231195A (ja) 原子炉内部への制御クラスタ落下の探知方法とその装置
UA121214C2 (ru) Способ и устройство регулирования концентрации кислорода в реакторной установке и ядерная реакторная установка
Coble et al. Technical needs for enhancing risk monitors with equipment condition assessment for advanced small modular reactors
Bornea et al. Experimental Investigation of CECE Process to Recover Tritium and Deuterium from Low Tritiated/Deuterated Liquid Waste
Sakthivel et al. Core Temperature Monitoring System for Prototype Fast Breeder Reactor
Balteanu et al. Instrumentation and Control for Tritium-Compatible Hydrogen Generator
CN212256938U (zh) 一种过程控制机柜系统
Kiss et al. Overview of Recent KFKI AEKI Activities in the Field of Plant Surveillance and Diagnostics
Shanmugavel et al. Operating experience of high temperature sodium loops for material testing
Yu et al. STUDY ON OVERALL CONCEPTUAL SCHEME OF INTELLIGENT OPERATION AND MAINTENANCE SYSTEM FOR MOBILE SMALL MODULAR REACTOR BASED ON SYSTEM ENGINEERING METHOD
BR112018069995B1 (pt) Sistema de controle químico de instalação energética
Valencia-Palomo et al. Recent advances on optimization for control, observation, and safety
Yang et al. Improvements to hydrogen depleting and monitoring system for Chinese Pressurized Reactor 1000
JP2014106651A (ja) プラント運転支援装置およびプラント運転支援方法
Makai et al. Detection of Disturbances and Anomalies
Liwers Control of technical safety during normal reactor operation
Miyake et al. Actual operation and control of pressurized water reactor
Ma et al. Decoupling and Disturbance Rejection Control for Target Circulation
Royer et al. ALEXIS: a knowledge-based system for assistance in operation of the SILOE reactor

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15870439

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201650111

Country of ref document: EA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15870439

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1