Устройство аварийной защиты атомного реактора

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН к авторскому св льст КанальныйМ:. Атомиздат СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)(71) Научно-исследовательский и конструкторски институт энерготехники(56) Доллежаль НА Емельянов ИЯ. ядерный энергетический реактор. - 1980, с 1 27-1 29, рис 6,1 3.Доллежапь НА Емельянов ИЯ. Канальный ядерный энергетический реактор-М. Атомизда 1980, с 124,128, рис 6,12(54) УСТРОЙСТВО АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ АТОМНОГО РЕАКТОРА(57) Использование: атомная техника Цель; повышение быстродействия защиты при аварийных менениях реактивности за счет формирования сиг нала срабатывания при аварийном значении ре тивности. Сущность изобретения: устройство держит ионизационную камеру, преобразующую мощность реактора в электрический сигнал. К ионизационной камере последовательно подключены логарифмирующий преобразователь, выходной сигнал которого пропорционален логарифму измеренной мощности и дифференцирующий усили. тель с запаздыванием (с постояняой времени 5 - 7 с), который в режиме изменения мощности с установившимся периодом формирует сигнал, обратно пропорциональный периоду. Устройство содержит также, последовательно соединенные компаратор и схему аварийной защиты, задатчик установки, выход которого подключен к входу компаратора, по. следовательно соединенные дифференцирующий усилитель и сумматор, при этом вход усилителя соединен с выходом усилителя с запаздыванием, который соединен с вторым входом сумматора, а выход сумматора подключен к информационному входу компаратора 5 ил.Изобретение относится к атомной технике и может быть использовано для защиты атомного реактора при аварийных ситуациЦель изобретения - повышение быстродействия защиты при аварийных изменениях реактивности за счет формированиясигнала срабатывания при аварийном значении реактивности,Заявленное устройство обеспечиваетформирование сигнала АЗ практически беззадержки по отношению к моменту достижения реактивностью аварийного значенияпри быстрых ее изменениях в аварийныхрежимах и, следовательно, повышает безопасность эксплуатации реактора,Введение дифференцирующего усилителя и сумматора приводит к тому, что прибыстром аварийном изменении реактивности сигнал на входе компаратора повторяетизменение реактивности: достижение этимсигналом значения уставки и срабатываниекомпаратора (формирование сигнала АЗ)соответствует достижению реактивностьюаварийного значения, т,е. заявленное устройство приобретает новое свойство: формирование сигнала АЗ при быстромизменении реактивности в аварийном режиме практически без задержки по отношению к моменту достикения реактивностьюаварийного значения.На фиг, 1 приведена схема заявленногоустройства; на фиг. 2 - 5 - графики изменения логарифма мощности (изменение выходного сигнала преобразователя 2) ивыходных сигналов усилителей 3, 4 и сумматора 5 при скачкообразном изменении реактивности.УстроЙство содержит ионизационнуюкамеру 1, преобразующую мощность реактора в электрический сигнал, К камере 1последовательно подключены логарифмирующий преобразователь 2, выходной сигнал которого пропорционален логарифмуизмеренной мощности, и дифференцирующий усилитель с запаздыванием 3 (постоянная времени усилителя 3 выбрана порядка5-7 с). который в режиме изменения мощности с установившимся периодом формируетсигнал, обратно пропорциональный периоду. Выход усилителя 3 соединен непосредственно и через дифференцирующийусилитель 4 с входами сумматора 5, входыкомпаратора 6 (информационный и сигнальный) соединены с выходами сумматора 5 изадатчика уставки 7, выход компараторасоединен с входом схемы аварийной защиты 8,устройство работает следующим образом,Сигнал измеренной мощности поступает с выхода камеры 1 на логарифмирующий преобразователь 2 и усилитель 3. При скачкообразном изменении реактивности на ве личину д К мощность реактора, какуказывалось выше, быстро возрастает и затем начинает изменяться по экспоненте с установившимся периодом Т, Такому изменению мощности соответствует быстрое изменение выходного сигнала преобразователя 2 на величину Ь 02 и его последующее изменение по линейному закону(фиг. 2) с углом наклона, соответствующим величине, обратной установившемуся периоду, "5. Дифференцирующий усилитель 3 имеет запаздывание, определяемое постоянной времени, равной нескольким секундам, поэтомуего выходной сигнал сначала повторяет быстрое изменение мощности, а затем принимает постоянное значение, соответствующее "обратному" периоду (1 Т или, что то же самое, введенной реактивности д К (именно этот сигнал используется в прототипе для получения сигнала АЗ), Выходной сигнал дифференцирующего усилителя 4 определяется скоростью изменения мощности в переходном режиме (пока сигнал на выходе усилителя 3 не принял постоянное значение) и затем становится равным нулю.Таким образом, на вход компаратора 6 с выхода сумматора 5 поступит сигнал, равныи сумме двух составляющих - отклонению мощности от исходного состояния и скорости изменения мощности(причем каж дая из этих величин определяется в относительных единицах, так как входной сигнал предварительно преобразован в логарифматоре). Выходной сигнал сумматора 5 в компараторе 6 сравнивается с выходным 4 О сигналом задатчика уставки 7, и когда онпревысит пороговое значение, компаратор 6 сформирует сигнал, который поступит в схему аварийной защиты 8 и вызовет срабатывание устройств аварийной защиты.Анализ работы схемы показывает, что вэтом случае срабатывание компаратора и, следовательно, формирование сигнала АЗ будет соответствовать моменту достижения аварийного значения реактивности,Действительно, если принять, что Й = Йо + Ьй - входной сигнал устройства, пропорциональный мощности реактора;Йо - мощнОсть в исходном сОстОянии; Ь й - отклонение мощности от исходного состояния;К 1, К 2, Кз - коэффициенты пропорциональности, то изменение выходного сигнала логарифматора ( Ь 02) будет равно(3)следует, что при быстром изменении реактивности(за время с 1/ 4, когда значение 10 С практически не изменяется) Поскольку рассматривается быстрое изменение реактивности, то, как указывалось выше, дифференцирующий усилитель 3 повторяет входной сигнал, т.е, его выходной сигнал равен бп аК - р(п +Ьп)+Л СЖ фо о18) 15 и=К ЬЦ=К К-ЫЧ 3 2 2 1 2 И оснап аЬп аК Р- = - = -1 п +Ьп)- - и -Ж Ж ф о1 1Ф с)= К Ю/Ю = КК К 1 Л 4 4 3 3 1 2 3 о Ж 25 3 аК ф- Ьп+ - и = - фп- - ЬпФ ф о фй1 1 1, 1 в результате чего на компараторе б с сумматора 5 поступает сигнал К К 1) = 0 +с) = ф ЬИ+К5 3 4,И3 Ж о30 1 Ьп 1 сИи 1 аК1 ф 1 3т.е. условие формирования сигнала АЗ (1) 35 при соответствующем выборе коэффициентОВ К 1, К 2, КЗ И ВЕЛИЧИНЫ Оот СОВПадавт С условием (6), определяющим соотношение между относительной скоростью изменения .мощности, относительным изменением 40 мощности и уставкой, определяемой аварийным значением реактивности, Это подтверждаетдостижение поставленной цели - формирование сигнала АЗ при достижении аварийного значения реактивности в усло виях быстрого ее изменения. Сигнал АЗ формируется при условии 05 = =Оуот или (учитывая, что в рассматриваемой области йо М) при условии 1 ЬИ 1 сИИ 1+ -аК М И с 1 С К фк фк устз 2 З Из уравнений кинетики реактора, взятых для упрощения, в одногрупповом приближении и с сохранением принятых там обозначений Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Родействия защиты при, аварийных изУСТРОЙСТВО АВАРИЙНОЙ ЗАщи менениях реактивности за счетТЫ АТОМНОГО РЕАКТОРА, содержащее 0 форироаниясигнала срабатыванияпоследовательно соединенные ионизаци- Р аварийном значении реактивности,п и ава ийнонную камеру и логарифмирующий пре- в него введены сумматор и второйобразователь, выход которого подклю- дифференцирую 1 ций усилитель, вход кочен к входу первого торого соединен с выходом первогодифференцирующего усилителя; компадифф Ренцирующего усилителя и с перратор выход которого связан с входом вым ходом сумматора второй вход исхемы аварийной защиты, . и задатчик выход которого подключены соответстустановки, выход которого подключен к венно к выходу второго дифференцирупервому входу компаратора, отличающе- ющего усилителя и второму входу сумеся тем, что, с целью повышения быст- матора,где по и Со - исходные значения соответствыходной сигнал дифференцирующего уси вующих величин.лителя 4 равен Из выражений (4) и (5) следует, что