Аналоговая модель ядерного реактора

ОП ИСАНЙЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п,1189 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет до делам изобретений н открытий(72) А втор изобретения П. Т. Потапенко Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт(54) АНАЛОГОВАЯ МОДЕЛЬ ЯДЕРНОГОРЕАКТОРА Изобретение относится к устройствамдля моделирования нейтронного поля реакторов преимушественно с положительным мощностным коэффициентом реактивностиИзвестна модель ядерного реактора, содержащая сетку резисторов, узлы которой через резисторы подключены ко входу и выходу блока моделирования точечной кинетики.тоНедостатками известной модели являются ограниченный диапазон моделирования нейтронного поля и ее малая надежность.Известна аналоговая модель ядерногот 5 реактора, содержащая сетку резисторов и блок моделирования точечной кинетики, На входе блока моделирования точечной кинетики имеются переменные резисторы, реохорды которых кинематически связаны с реохордами резисторов утечки сетки.Недостатком этой модели является малая точность при моделировании реакторов с положительным коэффициентом 2реактивности ( в частности эта модельнепригодна для моделирования неустойчивого нейтронного поля),Наиболее близкой по техническойсущности к изобретению является аналоговая модель ядерного реактора, содержащая сетку резисторов, подключенную через резисторы ко входу и выходу блокамоделирования точечной кинетики и первыеблоки моделирования высших гармоник,подключенные через резисторы рвзнополярными входами и выходами к соседнимобластям сетки резисторов.В этой модели могут быть учтеныгармоники, в частности неустойчивые,у которых узловые плоскости или плоскости нулей (плоскость, для которой значения гармоники равны нулю) неподвижны,Таким образом, последняя модельобеспечивает моделирование нейтронногоноля с неустойчивыми высотами и радиальными,гармониками ( в последнемслучае неподвижная цилиндрическая узловая поверхность). На свмом деле нв5о20 зо 35 4 о 45 50 55 3 71 практике самой неустойчивой является первая азимутальная гармоника.Недостатком этой модели является низкая точность моделирования реактора с неустойчивой азимутальной гармоникой. Это вызвано тем, что узловая плоскость для азимутальной гармоники вращается, Модель-прототип практически непригодна для моделирования неустойчивого распределения нейтронного поля по каналам реактора .Для повышения точности моделирования с учетом передаточнъ 1 х функций вращающихся азимутальных гармоник в предлагаемой модели введены вторые блоки моделирования азимутальных гармоник, подключенные разнополярными входами и выходами через резисторы к соседним областям сетки резисторов, наполовину перекрывающимся друг с другом и расположенными под углом, равным четверти периода азкмутальной гармоники, относи тельно областей, подключенных к первым блокам моделирования азимутальных гармоник, например для первой азимутальной гармоники под. углом в 90 .оТаким образом, в модели, например, два блока моделирования первой азимутальной гармоники привязаны каждый к своей (из двух взаимно перпендикулярных) узловой плоскости. Поскольку значения амплитуд первой азимуталы 1 ой гармоники, моделируемых двумя блоками, в общем случае различны и изменяются во времени по-разному, очевидно, что при этом обеспечивается моделирование одной вращающейся в активной зоне первой азимуталь ной гармоники. Для рассматриваемой модели первый блок моделирования первой азимутальной гармоники соединен через резисторы с двумя половинами сетки, разделенными плоскостью Х - Х (узлы одной половины сетки) примыкают кположительному входу блока, а узлы другой половины - к отрицательному входублока, аналогичное соединепие наблюдается с разнополярными выходами блокаВторой блок моделирования первои азимутальной гармоники аналогично соединенс двумя половинами сетки, разделенными плоскостью Х - Х , перпендикулярнойй,к плоскости 1 - 1 . Значения номиналов резисторов, соединяющих блоки усилителей с - узлами сетки, выбираются в соответствии созначением моделируемой гармоник длякоординаты соответствующего узла.На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемои аналоговой модели ядерного ре 1879 ,ф актора; на фиг. 2 - 1 -й узел сетки резисторов,Модель содержит сетку резисторов 1 (см. фиг. 1), которая взаимно перпендикулярными Осями (п 1 оскостям 11 л - Х и 1 -1) разбита на четыре квадранта А, Б, В, Г (сетка резистора показана условно, граничные узлы ее заземлены); блок 2 моделирования точечной кипети 1 ц; идентичные блоки 3 и 4 моделирования первой азимутальной гармоники. Уз 11 ы секти резисторов через резисторы 5 и резисторы 6 соединены соответствепно с выходом и входом блока моделирования точечной кинетики. Ко входу блока моделирования точечной кинетики через резистор 7 подключен также источник 8 напряжения, моделирующий запас реактивности (общее число погруженных стержней). Резисторы, соединенные с выходом блока моделирования точечной кинетики и питающие сетку резисторов, подключены через гребенку 9.К положительному входу сумматора 10 первого блока моделирования первой азйбутальной гармоники подключены через гребенку 11 и резисторы 12 квадранты А и Г, а к отрицательному входу через гребенку 13 - квадранты Б и В. Положительный выход первого блока моделирования первой азимутальной гармоники через гребенку 14 и резисторы 15 подключен к квадрантам А и Г сетки, а отрицательный выход подключен через гребенку 16 и резисторы к квэдрантам Б и В.Аналогично к положительному входу сумматора 17 второго блока моделирования первой азимутальной гармоники подключены через гребенку 18 и резисторы 19 квадранты А и Б сетки, а к отрицательному входу - через гребенку 20 и резисторы квадранты В и Г. Положителен цый выход блока через гребенку 21 и резисторы 22 подключен к кввдрантам А и Б сетки, а отрицательный выход подключен через гребенку 23 и резисторы к квадрантам В и Г. Таким образом, каждый узел сетки резисторов подключен через резисторы одновременно ко всем блокам моделирования точечной кинетики и первый азимутальной гармоники.Номиналом резисторов 12, 1 5, 19, 22 выбираются в соответствии со значением первой азимутальной гармоники для данного узла сетки.На фиг. 2 представлен 1 -й узел с полным набором моделируемого оборудования: через резистор 24 подключен из5 7118 мерительный прибор 25, моделирующий нейтронный датчик для 1 -го узла.Пара резисторов 26 и 27 с кинема тически связанными реохордами моделирует поглощающий стержень, при этом реохорд резистора 26 подключен к узлу сетки, а реохорд резистора 27 - ко входу блока моделирования точечной кинетики. Токоограничивающие резисторы 29 вместе с резистором 6 определяют вес 10 моделируемого стержня по реактивности.Г 1 ри малых отклонениях от номинального действия стержня моделируется изменением напряжения источника 29, подключенного через резистор 30 к узлу сетки. 15 Резистор 27 подключается через резистор 28 к выходной гребенке 9 блока 2 связь на фиг, 2 показана пунктиром) или .(при использовании логарифмической модели в блоке 2 точечной кинетики) подклю чается к дополнительному источнику 31 напряжения.Однако не все узлы сетки должны быть оборудованы всеми элементами, . представленными на фиг. 2, но резисторы 25 1 являются обязательными для всех узлов.Модель работает следующим образом.При извлечении стержня, например, из 1 -и ячейки, увеличивается напряжениеЗО ыа выходе блока 2 за счет увеличения потенциала От, с реохорда резистора 27. Увеличивается потенциал в 1 - м узле и за счет положительныхобратных связей, обеспечиваемых блоками 3, 10, 4, 17, при этом возрастают напряжения в узлах В квадранта и падают в узлах квадранта 4. Узловая линия (линия нулевых измерений) в данном случае устанавливаетсяпо биссектрисе квадрантов Б и Г. Потен циалы в узлах сетки моделируют мощности соответствующих каналов реактора. 79 6Технический эффект по предлагаемой модели состоит в повышении точности моделирования.Предлагаемая модель позволяет моделировать реакторы с неустойчивой азимутальной гармоникой. По сравнению с другими известными моделями аналогичного назначения предлагаемая модель многс- кратно дешевле. В известных моделях с неустойчивой азимутальной гармоникой необходим блок усилителей на каждый узел сетки, а в предлагаемой модели необходимо всего три блока усилителей,фор мула изобретения Аналоговая модель ядерного реактора,содержащая сетку резисторов, подключенную через резисторы к входу и выходублока моделирования точечной кинетикии первые блоки моделирования высшихгармоник, подключенные через резисторыразнополярными входами и выходамик соседним областям сетки резисторов,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения точности моделированияс учетом передаточных функций вращающихся азимутальных гармоник, введенывторые блоки моделирования азимутальных гармоник, пьдключенные раэнополярными входами и выходами через резисторы к соседним областям сетки резисторов, наполовину перекрывающимсядруг с другом и расположенными подуглом, равным четверти периода азимутальной гармоники, относительно областейподключенных к первым блокам моделирования аэимутальных гармоник, напримердля первой азимутапьной гармоники подуглом в 90,ВНИИПИ Заказ 5740/3Тираж 745 Подписноеилиал ППП Патент", Ужгород ул Проек тная 4