Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КАЛИБРОВКИ СЧЕТНОГО КАНАЛА РЕАКТИМЕТРА

Изобретение относится к области реакторных измерений и может быть использовано в системах контроля и управления ядерных реакторов.

Одной из важных характеристик, определяющих динамику ядерного реактора, является реактивность реактора, значение которой несет информацию о происходящих в реакторе процессах - разгоне реактора, работе на постоянном уровне мощности или остановке реактора. Современными приборами, предназначенными для измерения реактивности, являются цифровые реактиметры, и качество их калибровки определяет точность измерения нейтронно-физических характеристик ядерных реакторов.

Известен способ калибровки счетного канала реактиметра, реализованный в устройстве [патент RU 2193245, 20.11.2002], включающий выбор уровней дискриминации счетного канала. Недостатком способа является отсутствие алгоритма регулирования уровней дискриминации, ввиду чего низка точность калибровки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ калибровки счетного канала реактиметра [патент RU №2379710, 20.01.2010], включающий размещение гамма- детекторов, подключенных к счетному каналу реактиметра, в зоне излучения гамма- источников и определение и регулировку показаний проверяемого счетного канала в соответствии с мощностью гамма-источников.

В прототипе увеличена точность калибровки по сравнению с аналогом, за счет подстройки уровней дискриминации при различной мощности гамма-излучения. Однако, ввиду того, что амплитудный спектр импульсов тока спектрометрического усилителя реактиметра, формируемый в прототипе под воздействием гамма-излучения, отличается от аналогичного амплитудного спектра, формируемого под воздействием нейтронов в ядерном реакторе, точность калибровки остается недостаточной для измерения реактиметром реактивности ядерного реактора.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения точности калибровки за счет использования при калибровке реального потока нейтронов в ядерном реакторе вместо имитирующего этот поток излучения гамма-источников, а также упрощения процесса калибровки и сокращения времени на ее проведение за счет исключения промежуточной калибровки с использованием гамма-источников.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе калибровки, включающем размещение детектора, подключенного к счетному каналу реактиметра, в зоне радиоактивного излучения и определение и регулировку показаний проверяемого счетного канала, в качестве показаний счетного канала используют вычисляемую реактиметром реактивность, в качестве детектора используют урановую камеру деления, контролирующую нейтронный поток в ядерном реакторе, при этом калибровку проводят следующим образом: выводят реактор на уровень мощности, соответствующий скорости счета 10⁶÷10⁷ имп./с, стабилизируют мощность и перемещают регулирующий мощность реактора орган управления из одного положения в другое в направлении, соответствующем снижению мощности, при этом контролируют значение вычисляемой реактиметром реактивности и в случае отклонения во времени этого значения в сторону уменьшения от значения, установившегося после перемещения органа управления, уменьшают второй и третий уровни дискриминации, а в случае отклонения реактивности в сторону увеличения от значения, установившегося после перемещения органа управления, увеличивают второй и третий уровни дискриминации, затем повторяют операции перемещения органа управления при вышеуказанных условиях и соответствующую корректировку уровней дискриминации до тех пор, пока будет исключено отклонение реактивности во времени от значения, установившегося после перемещения органа управления.

Признаки, отличающие предлагаемый способ от наиболее близкого к нему известного способа по патенту RU №2379710:

- в качестве показаний счетного канала используют вычисляемую реактиметром реактивность;

- в качестве детектора используют урановую камеру деления, контролирующую нейтронный поток в ядерном реакторе;

- выводят реактор на уровень мощности, соответствующий скорости счета 10⁶÷10⁷ имп./с, стабилизируют мощность и перемещают регулирующий мощность реактора орган управления из одного положения в другое в направлении, соответствующем снижению мощности;

- контролируют значение вычисляемой реактиметром реактивности и в случае отклонения во времени этого значения в сторону уменьшения от значения, установившегося после перемещения органа управления, уменьшают второй и третий уровни дискриминации;

- в случае отклонения реактивности в сторону увеличения от значения, установившегося после перемещения органа управления, увеличивают второй и третий уровни дискриминации;

- повторяют операции перемещения органа управления при вышеуказанных условиях и соответствующую корректировку уровней дискриминации до тех пор, пока будет устранено отклонение реактивности во времени от значения, установившегося после перемещения органа управления.

Вышеуказанные признаки позволяют повысить точность калибровки за счет использования при калибровке реального потока нейтронов в ядерном реакторе вместо имитирующего этот поток излучения гамма-источников, упростить процесс калибровки и сократить время на ее проведение за счет исключения промежуточной калибровки с использованием гамма-источников.

Калибровка счетных каналов реактиметра производится следующим образом.

Подключают к счетному каналу реактиметра детектор на основе импульсной урановой камеры деления, контролирующей нейтронный поток в ядерном реакторе. Выставляют величину уровней дискриминации реактиметра, например, в соответствии со значениями, указанными в [патент RU №2240609, 20.11.2004], d₁=(0,3÷0,5)U_н, d₂=1,6U_н, d₃=2,56U_н, где U_н - номинальная амплитуда импульса, поступающего со спектрометрического усилителя на вход дискриминатора. Перемещают регулирующие мощность реактора органы управления из одного положения в другое в направлении, соответствующем снижению мощности, при этом контролируют значение вычисляемой реактиметром реактивности. Отклонение во времени этого значения в сторону уменьшения от значения, установившегося после перемещения органа управления, свидетельствует о том, что счетный канал нелинеен относительно изменения плотности нейтронного потока в реакторе. А именно, счетный канал недосчитывает некоторое количество импульсов за счет совпадения некоторых импульсов во времени при высокой скорости счета. Для того чтобы скомпенсировать просчеты импульсов, в реактиметре ПВР-7 применяется трехуровневая дискриминация, по аналогии с описанной в [патент RU №2165674, 20.04.2001], при которой конечная скорость счета вычисляется по правилу n₁+2n₂+3n₃, где n₁, n₂, n₃ - соответствующие скорости счета с первого (d₁), второго (d₂), и третьего (d₃) дискриминаторов. Таким образом, при уменьшении реактивности от ее установившегося значения после перемещения органа управления, уменьшают второй и третий уровни дискриминации для компенсации недосчитанных импульсов. Отклонение реактивности в сторону увеличения от значения, установившегося после перемещения органа управления, говорит о том, что второй и третий уровни дискриминации занижены, из-за чего происходит пересчет импульсов, для компенсации которого увеличивают второй и третий уровни дискриминации. Повторяют операции снижения мощности при вышеуказанных условиях и соответствующую корректировку уровней дискриминации до тех пор, пока будет исключено отклонение реактивности во времени от значения, установившегося после перемещения органа управления.

Для практической реализации предлагаемого способа в качестве детектора может быть использована урановая камера деления КНМ с подвеской ПИК-24-1 и реактиметр ПВР-7, выпускаемый ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова».

Практическая реализация предлагаемого способа предполагает, что калибровка проводится в условиях, когда влияние на показания реактиметра пространственных эффектов реактивности, обратных связей по реактивности и постоянных источников нейтронов пренебрежимо мало.