Способ контроля кипения натрия в активной зоне быстрого реактора

,ельюстриненияпередвеь йтронт 47,рототип), адии, проц облас ть исполь экспериах с жидкох и зовано в энергетич альных ядерных лическим тепл еакт е к и мет рол сса кипения натбыстрых нейтроазвития прореакторах нах,ра ки е о о т В известном щий параметр пр Флуктуаций нейт се частот (0-1,ения заки ном реак. авливают я и по за а огласно которомупящего теплоносит тор пар ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБР А ВТОРИЧНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Заявка Франции Р 20кл С 21 С 17/00, опубл,Кабадзе:Б,В и др Ообнаружения кипения натркорреляции акустических иных шумов, Атомная энергивыл 3, 1978, с 197-198 Изобретение относится к мной техники и может бь дной из аварийных ситуаций в те реакторов с жидкометалличес теплоносителем является плавлетепловыделяющих элементов в отном пакете активной зоны, Этому ессу предшествует кипение натрия ушение канала, Для предотвращеподобной аварийной. ситуации веконтроль за кипением теплоносив активной зоне,звестен способ обнаружя теплоносителя в ядер(54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КИПЕ НАТРИЯ В АКТИВНОЙ ЗОНЕ БЫСТРО АКТОРА, заключающийся в том, фиксируют импульсы нейтронног тока, возникающие при кипении и по параметрам этих импульсо о наличии процесса кипения, о чающий с я тем, что, с и повышения информативности реги руемых сигналов, измеряют изме скорости нарастания амплитуды него Фронта импульса и по его личине и.изменению судят о ст тенденции и скорости развития са кипениямыканию контактов системы контроля этими парами судят о закипанииаИзвестный способ является малоэффективным, поскольку при локальном вскипании жидкометаллического тепло носителя пузырьки пара, попадая в рева недогретую жидкость, схлопываются.не достигая поверхностиаНаиболее близким по техническойсущности к описываемому является способ контроля кипения натрия в активной зоне быстрого реактора, заключающийся в том, что фиксируют импульсы нейтронного потока, возникающие при кипении натрия, и по параметрам этих импульсов судят о наличии про ,цесса кипения,пособе за определяюнимают Форму спектр онного потока в пол ) Гц и (1-1 ООО) Гц.Однако данный способ. определениязакипания натрия в активной зонеядерного реактора является недостаточно информативным, поскольку позволяет определять только наличие закипания Это в свою очередь обуславливает концепцию немедленной остановкиреактора системой быстрой аварийнойзащиты при появлении соответствующего сигнала, что приводит к резкимтермическим ударам, Такие термические удары понижают ресурс эксплуатации элементов активной зоны и повышают вероятность выхода радиоактивного топлива в теплоносительЦелью изобретения является повышение информативности регистрируемыхсигналов,- Указанная цель достигается тем, щчто дополнительно измеряют изменение скорости нарастания амплитуды переднего фронта импульса и по его величине и изменению судят о стадии,тенденции и скорости развития процес 25са кипенияДействительно, появление парового,пузыря внутри пакета вызывает изменение нейтронного потока во времени,1 При этом скорость изменения нейтронного потока пропорциональна скорости.раста объема парового пузыря, которая в свою очередь определяется величиной избыточного тепловыделения,снимаемого за счет испарения натрия.35Замещение парового пузыря натриемприводит к возврату нейтронного по.тока и первоначальному значению. Приэтом избыточное тепловыделение в пакеете начинает использоваться для нагрева вновь поступающего натрия дотемпературы кипения, а затем на испарение новой порции жидкого натрияТаким образом, эти процессы приводят к появлению импульсов нейтронного потока, частота следования которых имеет тенденцию к росту приувеличении избыточного тепловыделеНИЯОднако в реальных условиях точно 50го соответствия роста частоты следования импульсов росту избыточноготепловыделения не наблюдается, Этуособенность можно объяснить следующими фактораии,55Изменяются размеры зоны образования и существования пара по объему пакета из-за его разогрева,Замещаемый жидкостью пар при своем движении препятствует подводу замещающей жидкости в обласгь избыточного тепловыделенияОба эти фактора оказывают влияниена временнце характеристики процессавытеснения пара из зоны кипения,приводя к выше отмеченному несоответствию, Оба процесса оказываютвлияние в основном на формированиезаднего фронта импульсов нейтронногопотока, который соответствует вытеснению паровой фракции.На основании изложенного следует,что фиксируя передний фронт импульсов нейтронного потока, соответствующих кипению, и изменяя скоростьнарастания его амплитуды, можно судить о величине избыточного тепловыделения, т.ео стадии кипения, аизмеряя скорость и.зменения скоростинарастания амплитуды переднего фронта импульсов, можно определять скорость и тенденцию развития кипения,На основании такой информации можнопринимать более обоснованное решениеоб управлении реактором.Таким образом, скорость нараст"ния переднего фронта импульсов нейтронного потока, возникающих при кипении натрия, может служить основнымпараметром, позволяющим более точносудить о процессе кипения натрия вактивной зоне реактора.Способ контроля кипения натрия вактивной зоне быстрых реакторов заключается в следующем.Измеряемый ток нейтронных камеротфильтровывают от фсновых шумов,сопровождающих работу реактора. Затем при появлении периодических колебаний определяют знак и скоростьнарастания переднего фронта импульсаПо знаку изменения амплитуды вдальнейшем судят о принадлежностиизмеряемой части сигнала к переднемуили заднему фронту импульса, По величине скорости нарастания переднегофронта импульса судят о стадии закипания, а по изменению скорости нарастания переднего фронта судят отенденции и о скорости развития кипенияПример реализации способа,На реакторе БНпроведены эксперименты по кипению натрия в пакетеактивной зоны, Эксперимент проводился с использованием специального+г едак тор О.филиппов хред орректор :М,Дем Заказ 76 ВНИИПИ.Г аж 2 ба по изЖ,Подписноебретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб., д. 4/5 Т дарственного комит 113035, Москн"кипящего" пакета, который ннопилсяв активную зонуКипение в этом пакете достигалось дросселированиемрасхода инагревом вольфрамовыхстержней,Блок-схема системы, используемойдля регистрации кипения в данномэксперименте, изображена на фиг,Сигналы со штатной нейтронной камеры1 поступали на фильтры 2, послефильтрации на усилитель 3, а затемна самогисец 4,Вид зарегистрированного на самописце сигнала приведен на фиг2. Как гвидно из этого графика, при наличиипостоянного контроля можно легко выделить передний фронт импульса нейтронного потока и измерить его характеристики, За базу сравнения можно принять способ обнаружения кипения натрия с помощью корреляции акустических и нейтронных шумов, По срав-нению с ним предлагаемый способ поз воляет обнаруживать не только факт закипания, но .и оценить стадию, тенденцию и скорость развития кипения, Это позволяет принимать более правильные решения по управлению реакто ром в рассматриваемых ситуацияхДанный способ позволяет обнаруживать не только факт закипания, но и оценивать стадпо, тенденцию и скорость развития кипения, что позволя ет принимать более обоснованные ре щения по управлению реактором,