Ответы Корначук СК71

Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Томский Политехнический Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

j и обойтись учетом меньшего количества гармоник.

потока j 1

j и обойтись учетом меньшего количества гармоник.

.pdf

Скачиваний:

141

Добавлен:

25.03.2016

Размер:

1.18 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 65 6 > Следующая >>>

3.4 Определение пространственно-зависимой передаточной функции ЯР методом гармоник.

Линеаризованные уравнения нейтронного поля:

K0 1

M 2

t N l N0

t Ci ;

N i Ci .

Найдем решение уравнений (3) и (4) нейтронного поля как отношение возмущений нейтронного потока j-й гармоники к изменению коэффициента размножения по j-й гармонике.

Для этого переменные уравнений (3)-(4) представим в виде бесконечного ряда гармоник:

K t,

Kn t

;

t, r

r ;

t, r

r ;

n 1

Далее проводят следующие преобразования.

Переменные (9) подставляют в уравнения (3)-(4);

K 1

;

Проводят замену:

M 2

Умножают все члены уравнений на j

и интегрируют по объему реактора, учитывая

dr 0

если j≠n или =1

если j=n. (8)

свойство ортогональности v

Преобразуют уравнения по Лапласу при нулевых н.у.

В результате получают систему уравнений вида:

M 2

p N

p p C

p ;

i 1

Здесь

- среднее

потока.

Из второго уравнения находим:

Cij p i N j p l p i

10	p C	p	i	N		p C	p ;
					j
	ij		l			i ij

значение начальной, невозмущенной плотности

и подставляем в первое уравнение:

M 2 j

p 6

p ;

p N j

K j

N j

p i

Отсюда находим передаточную функцию реактора для j-й гармоники:

K j

M 2

;

l p i

N / N

;

lp 1

Для нулевой гармоники (μj=0, j=0) получаем:

то есть передаточную функцию реактора в точечном приближении. Можно записать ее для реактора с одной усредненной группой нейтронов:

запаздывающих

j 2 M 2

W j p

;

2 M 2

p 1

2 M 2

Или, расписав знаменатель через сомножители:

W j p

T p 1

;

2 M 2

' p 1 T

'' p 1

где

;

2 M 2

;

2 M 2

;

Для всех гармоник, кроме нулевой, передаточная функция является статической.

Величина соответствует относительной утечке нейтронов из реактора для j-й гармоники и зависит от соотношения между размерами реактора и длиной миграции – М. Для малых реакторов ((D/M)2<100) для любых j-гармоник можно пренебречь величиной β по сравнению с утечкой μj2M2. Для больших реакторов это пренебрежение справедливо, начиная с третьей гармоники(j=3).Тогда для высших гармоник (j>3) передаточная функция (13) упрощается:


W j p			1			;
W j p	2 M 2		l			;
	j		2 M	2	p 1
	j
		j					14	Эта передаточная функция отражает
		j					14

высокочастотные процессы в перераспределении потока в предположении, что отсутствует эффект запаздывающих нейтронов.

Реакция нейтронного потока на локальные возмущения реактивности вычисляется суммированием всех гармоник. Так как с ростом индекса гармоники коэффициент ее усиления быстро уменьшается, то обычно достаточно учитывать первые две-три гармоники.

При локальном введении реактивности вначале происходит быстрое перераспределение потока за счет высших гармоник (доли секунды). Дальнейшее изменение потока в каждой точке активной зоны происходит по законам точечной кинетики с установившейся формой распределения.

K K0 p 0 r

N j p j r ;

N N0 p 0 r

j 1

K j p j r ;

3.5 Передаточная матрица ЯР, полученная методом гармоник.

При управлении нейтронным полем реактор необходимо рассматривать как многосвязный объект, состоящий из большого числа зон управления, каждая из которых описывается своей передаточной функцией. Кроме этого необходимо учитывать передаточные функции взаимной связи между зонами управления. Весь этот комплекс передаточных функций образует передаточную матрицу реактора H(p) :

	H11		H12		..	H1n
	H		H		..	H
H	p	21		22	..		2n
	..		..		..	..
								1
	H	n1	H	n2	..	H		1
		n1		n2			nn

Она связывает вектор выходных отклонений нейтронного потока от базового значения с вектором входных изменений коэффициента размножения в зонах управления.

Получим элементы передаточной матрицы реактора, используя решение уравнений нейтронного поля методом гармоник.

Разложим в ряд переменные N и K по системе ортонормированных собственных функций, основную гармонику выделим отдельно из ряда:

и 2 и

Допустим, что в какой-то зоне управления m произошло изменение коэффициента размножения на величину Km. Тогда, заменяя в выражении (2) пространственную координату r на соответствующие индексы зон управления, найдем ответное изменение потока в зоне управления i, учитывая определение передаточной функции:

Ni p

W0 p K0m 0i

p K jm ji ;

N Wj

j 1

амплитуда

j-й гармоники реактивности в зоне m; ji и 0i - собственные функции j-й и нулевой

i ;

Vm - объем

гармоники в зоне

m й зоны управления;

среднее значение

амплитуды основной гармоники;

Учитывая значения K jm и K0m перепишем (3) в виде:

p K

2 V

p K

;

j 1 0m

Him p

Тогда

элемент

передаточной

матрицы

может

быть

представлен в

p N

V ;

виде:

0i 0

0m m

j 1

0m j

jm m

Можно записать (4) в безразмерном виде, поделив его на

m 0m

m и заменяя

/ N

H p

p W

p ;

0m :

j 1

Выражение (5) определяет все элементы матрицы H(p)

3.6 Виды адиабатических передаточных матриц ЯР. Способы их экспериментального определения на реакторе.

Передаточная матрица реактора может быть представлена в общем виде как матричный ряд:


H	p	A0	W0	p A jW j			p ;	6 - адиабатическая матрица.
					j	1		6 - адиабатическая матрица.

Если все датчики и регулирующие стержни расположены в области с выровненным потоком и

все зоны управления идентичны, то есть N0i N0m; и 0m 0i , то матрица реактора является

симметричной и Him p Hmi p .

Используются несколько видов адиабатических моделей.

0 p

p ;

1.Нулевая адиабатическая модель:

Все элементы матрицы

интегральной мощности

A0 равны единице, а матрица распределения мощности вообще не

учитывается.

2.Первая адиабатическая модель:

H p H

p ;

A j

p A

где

j 1

- матрица формы распределения,

- статическая числовая матрица.

Эта модель хорошо описывает установившееся значение распределения мощности, динамика же изменения профиля поля описывается поведением нулевой гармоники.


		p		2	p		0	W	p A1;
3.Вторая адиабатическая модель:	H	p	H	2	p	A	0	W	p A1;
3.Вторая адиабатическая модель:								0

Эта модель учитывает тот факт, что перераспределение мощности происходит практически мгновенно по сравнению со временем регулирования.

0 W

p A1 W p ;

4.Третья адиабатическая модель:

W1 p

используется для реакторов с неустойчивым распределением по первой гармонике. Здесь

- передаточная функция реактора по первой гармонике.

4 p

0 W

1 W

;

5.Наиболее точная четвертая адиабатическая модель:

Во всех этих моделях есть стремление упростить вычисление матрицы формы распределения

Практически важно то, что матрицы A0 и j 1 j можно определить на работающем реакторе достаточно оперативно. Для этого проводится эксперимент. В определенной зоне управления производится единичное перемещение стержня и отклик на него регистрируется датчиками, установленными в технологических каналах реактора на различном удалении от точки возмущения. Если при этом опыте регулятор интегральной мощности реактора отключен, то мы

находим элементы матрицы A0 , а если регулятор не отключать, то получим элементы матрицы


	A j
j 1		.
		.

3.7 Определение передаточной матрицы ЯР методом локальной кинетики.

Для определения второй части передаточной матрицы реактора, определяющую динамику распределения потока начиная с 0.3 с. Для этого представим передаточную функцию точечного реактора (для усредненной группы запаздывающих нейтронов) в виде суммы двух слагаемых:

N / N

T p 1

;

p 1

p l

leff

p l

eff

Первое

слагаемое

характеризует динамику точечного реактора в начальный момент после возмущения, а второе слагаемое описывает изменение потока в активной зоне после установления новой формы. Динамика этого процесса определяется нулевой гармоникой, то есть поток во всех точках активной зоны меняется с одинаковым периодом. Поэтому динамику реактора после достижения установившегося периода можно описать матричным уравнением:

U p

N p U p M K; p ;

где

p l

скалярная

передаточная

eff

функция;

- матрица взаимосвязи зон управления после установления

новой формы распределения.

Матричное уравнение многомерного реактора:

p V p

U p

p ;

9 или

N p H p K p ;

Определим передаточные функции коэффициентов матрицы H .

Hii p

p l

для диагональных элементов, которые определяют передаточные

eff

функции самих зон управления;

Hij p

Lij p

p l

eff

для

недиагональных

коэффициентов,

которые

определяют

передаточные функции взаимных связей зон управления в реакторе.

3.8 Алгоритм циклического выравнивания нейтронного поля.

Алгоритм циклического выравнивания нейтронного поля реализует МСАР ЦИКЛИЧЕСКОГО ТИПА. Структурная схема системы имеет следующий вид:

Выравнивание к заданной форме распределения здесь осуществляется последовательной отработкой рассогласований не всеми каналами ЛАР одновременно, а лишь некоторыми, в которых отклонения формы от заданной максимальны по модулю.

Информационно-вычислительная система ИВС, опрашивая датчики зон управления, выбирает из них те, в которых имеются максимальные по модулю отклонения от заданного профиля распределения.

Затем через систему синхронизированных коммутаторов ИВС подключает к регуляторам выбранных зон управления регулирующие стержни и одновременно подключает между регуляторами выбранных зон перекрестные компенсирующие четырехполюсники, рассчитанные из условия компенсации взаимного влияния ЛАР-ов.

Выбранные ЛАР производят отработку сигналов рассогласований до определенного минимума и на этом такт выравнивания заканчивается. Затем ИВС выбирает следующую пару ЛАР, в зонах управления которых обнаружены наибольшие отклонения формы от заданной, и произведя все перечисленные подключения, включает её в работу.

Через несколько тактов, цикл выравнивания заканчивается, и распределение потока в зонах управления с заданной точностью соответствует желаемому.

В каждом такте выравнивания сумма внесенных реактивностей должна быть равна нулю. Если это условие выполняется, то изменение формы распределения не вносит возмущения в работу подсистемы САР мощности, и работа этих подсистем может считаться независимой.

При изменении уровня средней мощности с помощью САР мощности условие баланса реактивностей также должно выполняться, сумма положительной реактивности, внесенной, например, САР мощности, при её подъёме, и отрицательной реактивности, внесенной ЛАР-ми формы распределения, должна быть равна нулю.Однако практически условие это выполняется неточно ввиду разной эффективности стержней, разных потоков в зонах управления и т.д. Поэтому для устранения взаимосвязей между подсистемами вводятся перекрестные компенсирующие связи между регуляторами.

Недостатками МСАР данного типа являются:

1.наличие достаточно сложной коммутации при включении ЛАР для работы в такте; 2.сложность установления соответствия между уставками САР мощности и уставками

формы распределения для ЛАР-ов.

Эти недостатки определили поиски других структур МСАР, более удобных в технической реализации.

3.9 Алгоритм выравнивания нейтронного поля по относительным отклонениям потока.

Представим распределение потока нейтронов в следующем виде: N r,t K r,t * Nбаз t ;

2 где

K r,t - функция, характеризующая форму распределения потока;

Nбаз t -

базовая координата,

качестве

которой

примем абсолютную

величину

r,t dr;

баз

усредненного по активной зоне нейтронного потока, то есть:

или при

использовании

дискретного

контроля с

помощью

n датчиков

внутриреакторного

Nбаз

t Ni .

контроля:

Тогда заданное значение распределения потока можно записать аналогично:

N зад r,t K0 r,t * Nбаз t ;

3 где

K0 r, t - функция, характеризующая заданную

форму распределения потока;

K r, t K0 r, t * N

Ni N зад

баз t

K r, t K0 r, t

;

Тогда сигнал ошибки в системе управления:

N зад

K0 r,t * Nбаз t

K0 r, t

Уставка в каналах регулирования подсистемы ЛАР не зависит от базовой координаты, то есть от уровня средней мощности реактора.

Если сформировать уставки в подсистеме ЛАР по выражению (4), то все каналы регулирования этой подсистемы не будут зависеть от изменения средней мощности реактора. Это обстоятельство и использовано для односторонней автономности подсистемы ЛАР. Контур регулирования средней мощности остается без изменений, а контура регулирования подсистемы ЛАР формы формируются по выражению (4). В управлении формой распределения потока здесь одновременно участвуют все каналы подсистемы ЛАР.

Структурная схема МСАР для простейшего случая двух зон управления имеет вид:

Здесь подсистема ЛАР не стабилизирует средний уровень мощности и выступает лишь как источник возмущения для подсистемы САР. Изменение среднего уровня мощности Фо с помощью САР не вызывает изменения относительных значений нейтронного потока в зонах управления.

Недостатками этой системы:

1.так как подсистема ЛАР является источником возмущения для подсистемы МСАР, то при увеличении числа каналов ЛАР возрастает динамическая нагрузка на САР средней мощности, что снижает надежность его работы;

2.сам алгоритм формирования относительных координат для подсистемы ЛАР говорит, что в каналах, где нет локальных возмущений потока, тем не менее появляется ложное рассогласование по знаку противоположное возмущению; это вызывает одновременную работу всех ЛАР на внесение локального возмущения.

Этот недостаток может быть уменьшен либо за счет увеличения точек контроля потока, по которым вычисляется базовая координата, либо за счет снижения коэффициентов передачи регуляторов ЛАР, т.е. за счет снижения точности выравнивания, либо за счет введения перекрестных связей между каналами ЛАР для полной компенсации взаимного влияния.

3.10 Алгоритм зонного регулирования нейтронного поля.

Структурная схема системы зонного регулирования имеет вид:

Передаточные функции регуляторов Wr(p) идентичны, все каналы регулирования используют одинаковые датчики ВРК. Параллельно с датчиками ВРК своей зоны управления каждый канал регулирования может быть подключен к "своей" ионизационной камере, что увеличивает быстродействие канала измерения потока и улучшает точность регулирования распределения.

Система зонного регулирования позволяет поддерживать заданное распределение потока при случайных изменениях профиля поля, наряду с поддержанием средней мощности по реактору. В случае больших незапланированных возмущений реактивности, требующих снижения общей мощности реактора, система позволяет избежать глобального снижения мощности, уменьшая мощность локально лишь в зоне имеющегося возмущения.

Однако, высокая точность регулирования профиля поля в данных системах принципиально недостижима. Это можно объяснить тем что такая система будет регулировать только среднее значение мощности.

Попытка регулировать профиль поля в такой системе приведет лишь к выходу регулирующих стержней на концевые выключатели.

Для устранения этого обстоятельства необходимо либо уменьшать расстояние hii, что потребует большого количества датчиков в каждой зоне управления, либо снижать точность регулирования в каждом канале, что практически и наблюдается.

3.11 Система управления нейтронным полем с обратной моделью ЯР.

Алгоритм работы системы базируется на методе обратных операторов, который заключается в том, что на основании известной математической модели объекта получают математическую модель, обратную исходной. Затем по этой обратной модели строят специализированное вычислительное устройство, которое включается в контур регулирования последовательно по отношению к регулируемому объекту.

В результате взаимного уничтожения прямой и обратной передаточных матриц реактора ошибка регулирования такой системы практически всегда должна быть равна нулю. Однако обратная передаточная матрица реактора состоит из дифференцирующих операторов и поэтому всегда будет реализована неточно, что затрудняет реализацию подобной системы.

3.12 Система АКНП реактора РБМК-1000 Системы СФКРП и СФКРВ.

Служит для преобразования сигналов с датчиков. Для регулирования мощности в режимах АРБС и АРБ используются ионизационные камеры с компенсацией гамма-фона типа КНК-53М. Камеры располагаются в каналах водяной защиты реактора. В каждом канале БИК располагается подвеска из 3-х камер: одна находится по середине высоты активной зоны, а вторая и третья сдвинуты выше и ниже относительно нее.

Врежиме АРВ регулирование мощности ведется по сигналам датчиков внутриреакторного контроля, имеется четыре сборки датчика на один локальный регулятор, то есть всего используется 36 сборок датчиков ВРК. Обработка сигналов с датчиков ВРК ведется с помощью систем контроля распределения энерговыделения:

СФКРЭРсистема физического контроля распределения энерговыделения по радиусу реактора, СФКРЭВ - система физического контроля распределения энерговыделения по высоте реактора.

Всистему СФКРЭР входит 130 датчиков внутриреакторного контроля, равномерно распределенных в сухих центральных трубках ТВС. Датчики заключены в корпус из коррозионностойкой стали, заполненный аргоном. Чувствительный элемент датчика равен высоте активной зоны и представляет собой высокотемпературный коаксиальный кабель из коррозионностойкой стали, затем изоляции и центральной серебряной жилы(эмиттера).

СФКРЭВ содержит 84 датчика в 12 каналах, по 7 датчиков в сборке. Каждый канал представляет полую гильзу, которая снаружи охлаждается водой, а внутри - смесью аргона и гелия. Внутри гильзы имеется герметическая трубка для размещения градуировочного датчика. На эту трубку спиралью навиваются все семь датчиков ДПЗ. Сигналы с датчиков поступают на усилители,

затем нормируются на средний сигнал всех датчиков. Полученные относительные значения потоков сравниваются с заданными уставками.

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 65 6 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
26.09.201922.3 Кб1Ответы история передел..docx
#
16.04.20192.28 Mб4Ответы к билетам.doc
#
29.05.2015520.04 Кб13Ответы к задаче 2.docx
#
30.11.20182.08 Mб23Ответы к рубежным КР (химия).doc
#
08.11.2019211.01 Кб1Ответы к экзамену.История.docx
#
25.03.20161.18 Mб141Ответы Корначук СК71.pdf
#
16.12.2018636.38 Кб3Ответы на билеты по геологии.docx
#
17.12.2018635.82 Кб3Ответы на билеты по геологии.docx
#
26.09.2019251.35 Кб4Ответы на билеты №11 и 12 по СЭА .docx
#
14.11.201925.79 Кб3Ответы на вопросы к аттестации.docx
#
29.05.201520.94 Кб21Ответы на вопросы по англ (экзамен).docx