Способ контроля кипения натрия в активной зоне быстрого реактора

Способ контроля кипения натрия в активной зоне быстрого реактора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ КИПЕНИЯ НАТРИЯ В АКТИВНОЙ ЗОНЕ БЫСТРОГО РЕ АКТОРА, заключагацийся в том , что фиксируют импульсы нейтронного по тока, возникающие при кипении натрия, и по параметрам этих импульсов судят о наличии процесса кипения, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения информативности регистрируемых сигналов, измеряют изменения скорости нарастания амплитуды переднего фронта импульса и по его личине и.изменению судят о стадии, тенденции и скорости развития процес са кипения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (gI)g С 21 С 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (2I) 3488323/25 (22) 30»08 ° 82 (46) 07»02»91» Бюл ° N 5 (72) »ûЩекотов,.А,Т.Баков, А,А.Петренко и B»Ä»Ñóâoðîâ (53) 621,039 ° 564(088 8) (56) Заявка Франции Р 2033150i кл ° G 21 С 17/00, опубл 1970, Кабадзе:Б.В« и др, О надежности обнаружения кипения натрия с помощью корреляции акустических и нейтронных шумов Атомная энергия, т, 47., вып» 3, 1978, с 197-198 (прототип) Изобретение относится к области атомной техники и может быть использовано в энергетических и экспери» ментальных ядерных реакторах с жидко металлическим теплоносителем для контроля развития процесса кипения натрия в реакторах на быстрых нейтронах, Одной из аварийных ситуаций в работе реакторов с жидкометалличес- . ким теплоносителем является плавление тепловыделяющих элементов в отдельном пакете активной зоны„ Зтому процессу предшествует кипение натрия и осушение канала, Для предотвращения подобной аварийной. ситуации ведут контроль за кипением теплоносителя в активной зоне, Известен способ обнаружения заки» пания теплоносителя в ядерном реак торе, согласно которому улавливают пары кипящего теплоносителя и по за» (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КИПЕНИЯ

НАТРИЯ В АКТИВНОЙ ЗОНЕ БЫСТРОГО РЕ

АКТОРА, заключающийся в том, что фиксируют импульсы нейтронного потока, возникающие при кипении натрия, и по параметрам этих импульсов судят о наличии процесса кипения, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения информативности регистрируемых сигналов, измеряют изменения скорости нарастания амплитуды переднего фронта импульса и по его величине и.изменению судят о стадии, тенденции и скорости развития процес са кипения ° мыканию контактов системы контроля этими парами судят о закипании

Известный способ является малоэффективным, поскольку при локальном вскипании жидкометаллического тепло носителя пузырьки пара, попадая в недогретую жидкость, схлопываются. не достигая поверхностиа

Наиболее близким по технической сущности к описываемому является слов соб контроля кипения натрия в активной зоне быстрого реактора, заклю» чающийся в том, что фиксируют импуль сы нейтронного потока, возникающие при кипении натрия, и по параметрам этих импульсов судят о наличии про цесса кипения

В известном способе за определяющий параметр принимают форму спектра флуктуаций нейтронного потока в полосе частот (0-1,5) Гц и (1-1000) Гц, 1094485

Однако данный способ. определения закипания натрия в активной зоне ядерного реактора является недостаточно информативным, поскольку позво 5 ляет определять только наличие закипания Это в свою очередь обуславливает концепцию немедленной остановки реактора системой быстрой аварийной защиты при появлении соответствующе- щ

ro сигнала, что приводит к резким термическим ударам, Такие термические удары понижают ресурс эксплуата» ции элементов активной зоны и павы» шают вероятность выхода радиоактив« 15 ного топлива в теплоноситель.

Целью изобретения является павы шение информативности регистрируемых сигналов, - Указанная цель достигается тем, щ что дополнительно измеряют измене ние скорости нарастания амплитуды пе реднего фронта импульса и по его величине и изменению судят о стадии, тенденции и скорости развития процес 25 са кипения.

Действительно, появление парового, пузыря внутри пакета вызывает изменение нейтронного потока ва времени» При этом скорость изменения нейтрон» ного потока пропорциональна скорости .раста объема парового пузыря, кото« рая в свою очередь определяется ве личиной избыточного тепловыделения, снимаемого за счет испарения натрия.

Замещение парового пузыря натрием приводит к возврату нейтронного по.тока и первоначальному значению. При этом избыточное тепловыделение в пакее те начинает использоваться для нагре ва вновь поступающего натрия до температуры кипения, а затем на ис парение новой порции жидкого натрия °

Таким образом, эти процессы приводят к появлению импульсов нейтронного потока, частота следования ко» торых имеет тенденцию к росту при увеличении избыточного тепловыделе» нияа

Однако в реальных условиях точна50

ro соответствия роста частоты следа» ваяния импульсов росту избыточного тепловыделения не наблюдается, Эту особенность можно объяснить следующими фактораии, 55

Изменяются размеры зоны образования и существования пара па объему пакета из-за его разогрева, Замещаемый жидкостью пар при сво» ем движении препятствует подводу за» мещающей жидкости в обласгь избыточного тепловыделения.

Оба эти фактора оказывают влияние на временные характеристики процесса вытеснения пара из зоны кипения, приводя к выше отмеченному несоот» ветствию, Оба процесса оказывают влияние в основном на формирование заднего фронта импульсов нейтронного потока, который соответствует вытеснению паровой фракции.

На основании изложенного следует, что фиксируя передний фронт импульсов нейтронного потока, соответствующих кипению, и изменяя скорость нарастания его амплитуды, можно гудить о величине избыточного тепловыделения, т.е, о стадии кипения, а измеряя скорость изменения скорости нарастания амплитуды переднего фронта импульсов, можно определять скорость и тенденцию развития кипения, На основании такой информации можно принимать более обоснованное решение об управлении реактором.

Таким образом, скорость нараст» ния переднего фронта импульсов нейтронногo потока, возникающих при кипении натрия, может служить основным параметром, позволяющим более точно судить о процессе кипения натрия в активной зоне реактора.

Способ контроля кипения натрия в активной зоне быстрых реакторов за ключается в следующем.

Измеряемый ток нейтронных камер отфильтровывают от фсновых шумов, сопровождающих работу реактора. Затем при появлении периодических колебаний определяют знак и скорость нарастания переднего фронта импульса ° По знаку изменения амплитуды в дальнейшем судят о принадлежности измеряемой части сигнала к переднему или заднему фронту импульса, По величине скорости нарастания переднего фронта импульса судят о стадии закипания, а по изменению скорости нарастания переднего фронта судят о тенденции и о скорости развития кипения °

Пример реализации способа

На реакторе БН-350 проведены эксперименты па кипению натрия в пакете активной зоны ° Эксперимент проводился с использованием специального!

094485

+2

Техред М.Дидык

Редактор О.Филиппова

Корректор :М Демчик

Заказ 768 Тираж 261 Подписное

BHHHIIH.Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г.Ужгород, ул. Гагарина,101

"кипящего" пакета, который вводился в активную зону ° Кипение в этом пакете достигалось дросселированием расхода и (™нагревом вольфрамовых стержней, Блок-схема системы, используемой для регистрации кипения в данном эк перименте, изображена на фиг 1 °

Сигналы со штатной нейтронной камеры

1 поступали на фильтры 2, после фильтрации на усилитель 3, а затем на самогисец 4, Вид зарегистрированного Hà самописце сигнала приведен на фиг.2 . Как г видно из этого графика, при наличии

1 постоянного 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, тен денцию и скорость развития кипения, Это позволяет принимать более пра нильные решения по управлению реакто ром в рассматриваемых ситуациях,, Данный способ позволяет обнаружинать не только факт закипания, но и оценивать стадию, тенденцию и скорость развития кипения, что позволя ет принимать более обоснованные ре щения по управлению реактором,