Способ определения стартового состояния двухсекционного ядерного реактора

(19) 01) 21 С 7/3 Пу /Р 7 гт 00 10 10 /О (д ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯСТАРТОВОГО СОСТОЯНИЯ ДВУХСЕКЦИОННОГОЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, заключающийсяв том, что измеряют интенсивностиделений в секциях при фиксированномположении блока регулирования,реактивности секции, в которуюпомещают инициирующий источникнейтронов, и переменных положенияхблока регулирования реактивностисекции, не содержащей инициирующегоисточника нейтронов, находят отношение измеренных интенсивностей делений и фиксируют блок регулированияреактивности секции, .не содержащей инициирующего источника неитронов,в положении, при котором отношениеизмеренных интенсивностей деленийоднозначно связано с отношениеминтегралов делений в рабочем импульсе, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью ускорения и упрощения управления реактором, измеряютинтенсивности делений в режиме разгона реактора, дополнительно проводяизмерения интенсивностей деленийпри нескольких фиксированных положениях блока регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, и переменныхположениях блока регулирования реактивности секции, содержащей инициирующий источник нейтронов, и одновременно с измерениями интенсивностейделений измеряют период разгона реактора, 1 -,5814Изобретение относится к технике импульсных реакторов и бустерав, пироко ртрчмецяемых в качестве мощных исто цирков нейтроцндго- и 1-Нзлузе ний, ,а более конкретно - к техникеуправ-ения реактарньгми ч трояствями,ЯПЯЧЯ экг,ПОЧЯЕТСЯ В ОППЕДЕЛЕНриии ог 1ре, улргвопррия реактивности 1,Бр Р, 1 и и- О СЕКЗ;Ли ПВИ КОТОРЬрХ ПОД ГЗОЭрЕИ Ь ствЗ 1 сгл Порзепрегрррого в 1-ую секциюилпу.: р,: 0 нлЗциируюиего яс Очнкягнейтргрг;.". .:Ошнастью ЦсенерируеСЗ ИП:. ДЕЛЕНИЙ С ИцтЕгРЯГЯМИ ДЕг:ей в 1-ой и 2-ой секциях, равцыми1и г:.г: занрО 1 .., Опр ед "зе р нет г-.Г.-сррь" тяртаезых погдОж". 1 ГР.явпяе ся наяболее важной здчеяуправл" ния двухсекГЗианньпИ ЗеГЗкточ я1 зве стен спОсОб Опледелепия став" Зп т о в О г о г о с т о 51 н л я д в у х с е к З и О ,О0 я Г:;ОГО пеактора., необходимый длясн яя"Мпузрьса с зада ццычи интепятра"я и-Ггерий в г ек "Нх"ючаОщий о евяррия гэпгЗгедез" Ния рОярже"ций БРР = гомощью калибровочных язмерений интенсивностей или ягртегя пав слеЗ,ий рз секциях г, ря на. гЗ-:,.В СО г ОаЕ ч ь и О - О и Г0 . . .1 ;нов" ,астоя 5 ряя ",рвухсекьр;.я Нгр ар гЗ:г 1 тер;ро,р е я к т О р я 3 а к 3 ЛО ч я е т с 5 в 1 0 м,т .пормеп;,ают ирпульс пй вспомо Сл.ный источник нейтвонов с извест-.-опаи;Ощностью 5., в -ую секциюсЬяксярую". в каком в .ирбо полож, нииБРР 1- ОЙ секвии и ГрОВОдят калиора"ВОН; ЫЕ :;ЕРЕ; Я 5 Грг ТЕ ГР ЯЦОВ 7 Е грЕЬ."йв сек.Зях при всех по.роже,виях БРР 2-ой секции,. Пото. Меня-.ют положенне БРР ,"ОЙ секции и Гро"втаряют процедуру калибровочных .измерений пря всех полокеняях БРР2-ой секции, Изкерерлия продолжаютсядо тех пар Пока не перебер т всекомбинации положений БРР 1-ой я 2-.ойсекций., На основании данньрх калибровочных измерений гутем двухмернсйинтерполяции определяют положенияБРР -Ои и 2 О, секций, ветствующие значениям 1:. (Б /ОР. =(Б., /4,)1 и Фиксируют БРР в этихположениях.Недостаткам. анялсрга являетсябольшая длительность и невысокая точность процедуры поиска требуемогсстартового состояния, Наиболее близким по технической суццастя к описываемому является способ определеня стартового состояния двухсекцио Ого ядерного реактора, з ГЗ:-ирЗчяюрцийся и том, что измеряют ргцтецсррь,ости;резреций в секциях прп Фяк сирорза ц нам цо:ро кении блока регулирования реактивности секции,в которую помещают инициирующий источняк цейтр;цов и Геремецць:х положениях блока регулирования реактивцрря реактивности с кцяи, не содержащей;р;ипия;. лющегг Источника нергтронов в цалгЗения при котором отнашер:ие измереьрЗьх иценсивнастей деле ний одцозна гнс связарро с отношениеминте;палов делений в рабочем импульНепа сятГОЛ и 3 рзес. НОГО с и сррт,ае ка.пиг;рорзочньрх изме интегралов де: ен: й, являетс особа рений необходикость рлзр: реЗИи я.рт Г; СложррЕЕ И гп ЕЕ Г.й рн ТЕСИЗн в;елен ий ГОВОРЯ,;Е:ЗЕряи И ТОЕс уКЗТ ЧПЗЛИЧИЯ ИМПуЗЗЬСНО с;рамоГ а Ге.ьного источцр;а нейтро.Он. которыя т:кж сложнее : менее ЛаступЕН . ЧЕМ СтацрлацарНЫИ В ПОМО ательный и:очняк неитронов,Недостатком известного способа,случае калибровочных измерений интенсивностей делений, является цеобхачямасть значительной по времени выдержки реактора перед каждым замерамп 2 в це;рях установ.Зсния с" ациоцарного уровня интенсив ности делений в реакторе, вследствие чего калибровочные измерения требуют значительного времени. Кроме того. в случае калибровочных измерений интенсивностей делений, не обеспечивается возможность устанавления с помощью простых средств задаццага отнопрения интегралов деле.ряй 1; /:, в важном классе импульсов на мгновенных нейтронах.От указанных недостатков известный способ был бы избавлен, если бы в нем допускалось проводить калибровочные измерения не только стационарных, цо и изменяющихся рЗЗ,в частности, измерения рр, рр в режиме разгона реактора (как это делается в случае односекционныхреакторов)., При этак, благодаря ности секции не содержашей иняциярующего источника нейтронов, находят отцапрецяе измереных интенсивностей делений и 4 рлксяруют блок регулирова 1145814Особенностью изобретения является использование физических закономерностей в кинетике двухсекционных импульсных реакторов и определение положений БРР, соответствующих искомому стартовому состоянию двухсекци 55 исключению необходимости выдержки реактора, требуемой для достижения стационарного состояния, калибровочные измерения выполнялись бы оперативноОднако в известном способе измерение изменяющихся и, , и не допускается. Доказательство этого однозначно следует из того твердо установленного факта, что в случае изменяющихся П г базовые для способа- прототипа инвариантные зависимости для отношения 1 а / и, не выполняются.Отмеченные обстоятельства создают определенные трудности при организации управления двухсекционными реакторами.Цель изобретения - ускорение и упрощение. управления реактором.Цель достигается тем, что в спосо" бе определения стартового состояния двухсекционного ядерного реактора, заключающемся в том, что измеряют интенсивности делений в секциях при фиксированном положении блока регулирования реактивности секции, в которую помещают инициирующий источник нейтронов, и переменных положениях блока регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, находят отношение измеренных интенсивностей делений и фиксируют блок регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источни,ка нейтронов в положении, при котором отношение измеренных интенсивностей делений однозначно связано с .отношением интегралов делений в рабочем импульсе, измеряют интенсивности делений в режиме разгона реактора, дополнительно проводят измерения интенсивностей делений при нескольких фиксированных положениях блока регулирования реактивности секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов, и переменных положениях блока регулирования реактивности секции, содержащей инициирующий источник нейтронов, и одновременно с измерениями интенсивностей делений измеряют период разгона реактора.Представленные на фиг. 1 зависимости отличаются хорошей устойчивостью по отношению к изменениям4 5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 онного ядерного реактора, без проведения сложных калибровочных измерений интегралов делений или длительно устанавливаемых стационарных интенсивностей делений в секциях.Этим достигается ускорение по времени и упрощение процедуры калибровочных измерений, а также улучшение применимости процедуры измерений к случаю импульсов на мгновенных нейтронах, то есть, в итоге - ускорение и упрощение управления двухсекционным ядерным реактором.На фиг. 1 представлены используемые в предложенном способе физические закономерности в кинетике двухсекционных импульсных реакторов; на фиг. 2 - наиболее ответственный этап определения стартового положения БРР секции, не содержащей инициирующего источника нейтронов.Изобретение базируется на зависимрстях отношения п / п, определяемого в режиме установившегося разгона, реактора, от периода Т разгона реактора, Типичные зависимости й 1/ л, от Т в разгоняющемся двухсекционном реакторе представлены на фиг. 1. Сплошными кривыми (1-10) на фиг. 1 показаны зависимости Н/ п, от Т при нескольких фиксированных положениях БРР секции, не содержащей инициирую- щего источника нейтронов (будем называть ее 2-ой секцией); изменения Т в этом случае производятся в результате смещений БРР секции, содержащей инициирующий источник нейтронов (будем называть ее 1-ой секцией). Пунктирными кривыми (11-14) на фиг. 1 показаны зависимости п/ и, от Т при нескольких фиксированных положениях БРР 1-ой секции; изменения Т в этом случае производятся в результате смещений БРР 2-ой секции. Оба семейства кривых на фиг. 1 пересекаются. На всех кривых четко выделяется область в интервале Т от 1 до 100 мс, в которой значения п/ и, практически не зависят от Т и равны отношению интегралов Тт / Т 1 в импульсе на мгновенных нейтронах, и область очень больших Т, в которой значения П /иг равны отношению 1/1, в импульсе, с учетом всех запаздывающих нейтро" нов.11 ч 58 характеристик реактора и запаздывающих нейтронов и остаются теми же самыми для различных типов вспомогательного источника нейтронов и дажев отсутствии вспомогательного источника нейтронов, поскольку цепнаяреакция делений разовьется и в этомслучае благодаря Фоновым нейтранам.,Описываемый способ содержитследующие операции.1-ый этап, Устанавливают БРР 2-ойсекции в некотором фиксированном по поженил. БРР 1-ой секции быстропереводят в положение, приводящеек разгону реактора, выполняют калибровочные измерения и и, и 7 приразгоне реактора и обрывают разгонпутем возвращения БРР 1-ой секциив исходное положение, Повторяютизмерения в другихаложениях БРР1-ой секции, соответствующих другимпериодам разгона Т реактора,По результатам измерений строятграфик зависимости иг / и, от Т, подобный одной из сгглошных кривых(1 - 10) на Фиг. 1.,20 ко (2-.9) раз 3 тя фяксявованных секция и по ре1 3, строят еще не" лмасти и/и от график с сясте .и, от Т,. подобкрявых (1 - 10) на Повторяют несколь измерения при других положениях БРР 2-ой зультатам измерений сколько кривых завис о В итог Р получают мой зависимостей и;/ ных набору сплошных фиг. 1:Допустимо считать, что эти устойчивые по отношению к измененлям параметров реактора и окружающей среды зависимости (назовем их паспортнымя) являются принадлежностью данного бус тера и строятся на стадии его освоения, Это значит, что операции 1-го этапа проводятся единственный раз за все время эксплуатации бустера.452-ой этап, Вычисляют отношение = 1 г/1, . На граФике паспортных зависимостей иг/ и, от Т отбирают представленную на Фиг. 2 кривую 11 с рав. - ным (или близким) к г значением и/и, в области Т от 1 до 100 мс. (Если требуется получить рабочий импульс с учетом запаздывающих нейтронов, то отбирают на Фиг, 1 завлсимостьс близким кзначением иг / и, в об ласти больших Т, Цепью дальнейших ОПРраций является ВЫВОД БРР 2-ой секции в положение, соответствую 14 бщее кривой 1 на фиг, 2 (на положениеБРР 2-ой секции, соответствующее отобранной паспортной -зависямос,ти, существенно влияют неизбежные на практике изменения параметров реактора и окружающей среды,поэтому проведение этой операцииобязательно перед каждым рабочимимпульсом),Для этого БРР 2-ой секции быстро переводят в положение, приводящее к разгону реактора, выполняюткалибровочные измерения и и, и Тпри разгоне реактора л обрываютразгон реактора путем возвращенияБРР 2-ой секция в исходное положение. Затем повторяют эти измеренияв других положениях БРР 2-ой секциии по результатам этих измеренийстроят на Фиг., 2 кривую 12 зависимости и /и, от Т, аналогичную пунктирным кривь 1 м (13-1 б) на фиг. 1,Кривая 12 на Фиг, 2 пересекает крлвую 11. Точка пересечения кривыхи определяет положение и БРР 2-ойсекции соответствующее зависимости 11 на фиг. 2, Это наложение БРР2-ой секции находят и о,;,:ю интериоляцяонпой формулы ордината (то есть значение и г / и,. точки пересече -ния кривых 11, 12 наФиг. 2);ординаты ближайших к точкепересечения, расг;оложенных с разных сторон отсплошной кривой 11, экспериментальных точек;положения БРР 2-ой секции,соответствующие этим тачДР 1(п 1 ь 1 иг кам,Далее переводят БРР 1-ой секциив нижнее положение (в целях предотвращения неконтролируемого разгонареактора), переводят ББР 2-ой секоции в положение Ь и фиксируютв этом положении. Тем самым бустервыведен в состояние, в котором прилюбом положении другого БРР 1-ой секции, под воздействием инициирующегоисточника нейтронов будет генерирован импульс на мгновенных нейтронахс отношением интегралов деленийв секциях, равным значению ,11458 7 2//Г 7 т00 2 о Тс 0 70 у 70 тавитель К. Косоуров ред М.Пароцаи Корректор М.М Редак Л.Письман Т симишинец 8556/5 Тираж 407 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/Зак л.Проектная, 4 При выполнении измерений 2-го этапа БРР 1-ой секции, вообще говоря, может находиться в любом положе. нии. От положения этого блока зависит уровень прохождения пунктирной кривой 12 на фиг. 2. На практике выбор положения БРР 1-ой секции при выполнении измерений 2-го этапа ограничивается лишь условием обязательности пересечения на фиг. 2 кри О вых 11 и 12,Фиксированием БРР 2-ой секцииов положении 1 решена основная часть поставленной задачи. В дальнейших операциях связанных с определеФо нием стартового положения "другого БРР, то есть БРР 1-ой секции, двух- секционный бустер уже не отличается от односекционного, и к нему применим любой из известных способов опре деления стартового состояния одно- секционного реактора.В описываемом способе, двухмерная задача определения стартового состоялиал ППП "Патент", г.Ужгор 14 8ния двухсекционного ядерного реактора сведена к друм одномерным задачам. В то же время исключена необходимость измерения интегралов делений за импульс, которые сложнее измерений интенсивностей делений итребуют наличия импульсного вспомогательного источника нейтронов, который также сложнее и менее доступен,чем стационарный источник нейтронов,а также исключена необходимость установления трудно достижимых стационарных уровней интенсивности деленийв секциях, требующих продолжительной выдержки реактора перед каждымзамером п п и, следовательно,значительного времени для проведениякалибровочных измерений. В описываемом способе исключены жесткие требования к типу и месту расположениявспомогательного источника нейтронов.Кроме того, способ применим такжек импульсам на мгновенных нейтронах.