Системы контроля нейтронного потока реакторов ВВЭР

При построения комплекса АКНП исходили из следующих принципов:

· выработка сигналов защиты при любых неисправностях вплоть до выхода из строя измерительной аппаратуры;

· обеспечение независимости сигналов защиты от всех других информационных и управляющих сигналов;

· обеспечение приоритета защитных функций по отношению ко всем остальным;

· применение схемотехнических и конструктивных решений, препятствующих распространению повреждений в аппаратуре;

· использование максимального числа возможных мер для получения достоверной информации о нейтронном потоке реактора при наличии помех, радиационных, температурных и механических воздействий;

· обеспечение высоких показателей надежности и ресурса работы аппаратуры;

· наличие разветвленной системы контроля исправности основных устройств комплекса, включая источники питания, с автоматическим режимом работы и отдельными блоками с ручным управлением;

· удобство эксплуатации и ремонта с возможностью быстрого обнаружения неисправности и устранения ее путем замены вышедших из строя узлов и блоков.

Усовершенствование аппаратуры проводилось по следующим основным направлениям:

· повышение чувствительности и точности информационно-измерительных каналов;

· повышение радиационной стойкости и ресурса блоков детектирования;

· сокращение числа каналов ионизационных камер в биологической защите реактора, исключение сложных механизмов перемещения блоков детектирования;

· снижение трудоемкости изготовления и настройки, улучшение метрологических параметров аппаратуры.

При усовершенствовании блоков детектирования были учтены недостатки гелиевых ионизационных камер промежуточного диапазона, проявлявшиеся в увеличении темнового тока в процессе длительной эксплуатации, ограниченном ресурсе электронных элементов в блоках детектирования и т.д. При усовершенствовании блоков усиления и преобразования основное внимание уделялось повышению чувствительности, точности и линейности преобразования, стабильности параметров в широком диапазоне температуры, получению достоверной информации при большом уровне помех и существенном снижении сопротивления изоляции кабеля. Для блоков обработки информации проводился поиск решений, направленных на повышение точности измерений, надежности и ресурса работы, снижение энергопотребления, упрощение изготовления, настройки и эксплуатации, на устойчивость работы при климатических и механических воздействиях в широких пределах. В устройствах отображения информации отрабатывались решения по увеличению наглядности, точности представления информации с применением освоенных промышленностью видеоконтрольных устройств.

Дальнейшее повышение радиационной стойкости и ресурса, сокращение числа каналов ионизационных камер и исключение сложных механизмов перемещения ионизационных камер основного комплекса АКНП во многом определялись выбором ионизационных камер и кабелей связи.

Были исследованы возможности сокращения ионизационных камер (до двух) при контроле динамического диапазона нейтронного потока в пределах (0,01—10¹¹) нейтрон/(см²-с). Для диапазона источника с помощью типовой камеры деления, включенной в импульсный режим, верхняя граница диапазона измерения была расширена до 10⁶ нейтрон/(см²-с). Устойчивая регистрация нейтронного потока в диапазоне от 10⁴ до 10¹¹ нейтрон/(см²-с) для промежуточного и энергетического диапазонов была достигнута с помощью одной компенсированной борной камеры в токовом режиме за счет снижения влияния утечек кабелей связи, фоновых токов, повышения линейности, чувствительности и стабильности преобразования в блоках нормирующих преобразователей.

АКНП обеспечивает:

· контроль плотности потока нейтронов (с формированием сигналов управления и защиты);

· два комплекта аварийной и предупредительной защиты (АЗ/ПЗ);

· контроль плотности потока нейтронов при пусках реактора;

· контроль плотности потока нейтронов при перегрузке (загрузке) топлива - два комплекта системы контроля перегрузки (СКП);

· контроль плотности потока нейтронов на резервном щите управления - комплект резервного щита управления (РЩУ);

· контроль периода реактора;

· контроль реактивности;

· формирование непрерывных аналоговых сигналов, пропорциональных мощности и обратно пропорциональных периоду (для регулирования и ограничения мощности реактора);

· цифровое представление информации о мощности и периоде (с возможностью поканального вывода информации);

· регистрацию на самопишущих потенциометрах информации о мощности и периоде реактора (с возможностью поканального вывода информации);

· аналоговое представление на экране оперативного дисплея информации о мощности и периоде и значений пороговых уставок одновременно по всем каналам контроля;

· выборочное цифровое представление на экране оперативного дисплея информации о мощности и периоде реактора;

· цифровое представление значения реактивности;

· автономное (поканальное) задание уставок по значению мощности;

· звуковую индикацию об изменении нейтронного потока с автоматическим изменением акустической окраски импульсов;

· автоматический контроль исправности с формированием сигнала неисправности;

· ручную проверку каналов контроля от блока управления по мощности и периоду в обоих диапазонах.

Комплекс аппаратуры контроля нейтронного потока АКНП-3 предназначен для контроля нейтронной мощности и периода разгона ядерного реактора и применяется в системах управления и защиты реактора типа ВВЭР-1000.

Технические характеристики
Диапазон контроля плотности потока тепловых нейтронов:

· диапазон источника: от 2,5*10^-1 до 2,5*10⁵ нейтрон/см²*с;

· промежуточный диапазон: от 2,5*10³ до 2,5*10⁸ нейтрон/см²*с;

· энергетический диапазон: от 2,5*10⁵ до 2,5*10⁹ нейтрон/см²*с;

· диапазон перегрузки топлива: от 2,5*10^-1 до 2,5*10⁵ нейтрон/см²*с.

· Диапазон контроля по периоду: от 10 до 200 с.

Рисунок Комплекс аппаратуры контроля нейтронного потока АКНП-3