2. Системы контроля и регулирования распределения энерговыделения в реакторах типа рбмк

Контроль распределения энерговыделения в активной зоне реактора необходим для экономически эффективной и безопасной эксплуатации мощной ядерной энергетической установки. В полной мере это относится и к реактору РБМК, обладающему большими физическими размерами и высокой удельной энергонапряженностью. Поскольку топливо в реакторе РБМК охлаждается кипящей водой, в проекте нельзя было применить отработанные теплотехнические методы контроля энерговыделения, используемые в реакторах с однофазным теплоносителем. Поэтому в процессе проектирования РБМК выбор был остановлен на системе физического контроля распределений энерговыделения (СФКРЭ), основанной на измерениях плотности потока нейтронов.

Установка внутриреакторных детекторов нейтронного излучения в каждый топливный канал влечет за собой усложнение обслуживания контрольно-измерительного оборудования, а также приводит к увеличению количества поглощающих материалов, ухудшающих физические характеристики активной зоны РБМК. Поэтому был принят дискретный контроль энерговыделения, основанный на измерении величин, характеризующих его распределение в отдельных каналах реактора с последующей интерполяцией и экстраполяцией полученных данных на остальные каналы, не оснащенные датчиками.

1. Система физического контроля распределений энерговыделения

Система предназначена для измерений и регистрации сигналов от внутриреакторных ДКЭР и ДКЭВ, предварительной обработки сигналов, передачи их в СЦК СКАЛА, сравнения сигналов с несколькими заданными уровнями и выдачи световой и звуковой сигнализации о выходе значений энерговыделения в ближайших к ДКЭР кассетах из заданных пределов. Предельные значения мощности ТВС с ДКЭР определяются системой СКАЛА, исходя из условий выравнивания распределения, а также обеспечения безопасности данной и соседних кассет.

Назначение системы контроля за распределяем энерговыделения в реакторе РБМК - измерения потоков радиоактивных излучений, характеризующих энерговыделение в реакторе.

Первично обработав поступающие от датчиков контроля за распределением энерговыделения сигналы, сравнив их затем с заданными предельными (оптимальными) величинами, СКРЭ выдает оператору рекомендации для формирования поля энерговыделения. Оптимальные уставки для внутриреакторных датчиков рассчитываются на внешней ЭВМ.

Для дополнительной корректировки поля энерговыделения с учетом проводимых на реакторе работ предусмотрена связь СКРЭ с информационно-вычислительной машиной, обеспечивающей периодический расчет энерговыделения каждого топливного канала.

СКРЭ — единый комплекс приборов: устройств, позволяющих оперативно контролировать распределение энерговыделения. Она включает в себя следующие основные части:

• датчик контроля энерговыделения по радиусу реактора;

• датчик контроля энерговыделения по высоте;

• градуировочный датчик контроля энерговыделения;

• вспомогательную систему для измерения наведенной активности в стальных тросах и активности извлекаемых из реактора тепловыделяющих сборок (ТВС);

• вторичную часть системы;

• систему сигнализации.

Для оценки основных метрологических характеристик СКРЭ, получения некоторых зависимостей величины сигнала датчика от выгорания горючего в ТВС, положения стержней СУЗ и т. д. в реакторе предусмотрена возможность измерения мощности 60 реперных технологических каналов, снабженных датчиками паросодержания, расходомерами и температурными датчиками.

Для контроля за распределением энерговыделения специально предусмотрена установка 153 ТВС с подвесками под градуировочный датчик контроля, куда могут быть помещены миниатюрная камера деления во время физических экспериментов и градуировочный датчик (γ-камера) в период остановок реактора. Данные о распределении нейтронов в первом и остаточного тепловыделения во втором случаях используются для определения основных метрологических характеристик системы и коэффициентов для расчета мощности каналов.