Спосіб ідентифікації процесу кипіння в активній зоні ядерного реактора

Спосіб ідентифікації процесу кипіння в активній зоні ядерного реактора, який відрізняється тим, що визначення параметрів об'ємного паровмісту процесу теплообміну проводять по всіх каналах активної зони реактора на основі показань оптичної вимірювально-інформаційної системи, розташованої по периметру камери змішування. (19) (21) u201007066 (22) 07.06.2010 (24) 25.11.2010 (46) 25.11.2010, Бюл.№ 22, 2010 р. (72) КАЧУР СВІТЛАНА ОЛЕКСАНДРІВНА (73) СЕВАСТОПОЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЯДЕРНОЇ ЕНЕРГІЇ ТА ПРОМИСЛОВОСТІ 3 54907 Структурна схема розташування датчиків для вимірювання об'ємного паровмісту по 81 каналу активної зони показана на фіг. 1, де: 1 - активна зона реактора; 2 - технологічний канал (комірка) активної зони реактора; 3 - вимірник (датчик) для отримання інформації по центрах під зон; 4 - вимірник (датчик) для отримання інформації по центрах зон; 5 - напрям від вимірника до джерела світла. Вимірники 3 і 4 використовуються також для отримання інформації про стан міжзонних комірок. Для дев'яти зон камери змішування, кожна з яких має чотири під зони з однією між зонною коміркою (тобто маємо 81 точку отримання інформації), необхідно 25 датчиків, що дозволяють за три етапи при 14 вимірюваннях локалізувати порушення теплообміну в активній зоні реактора для побудови профілів тепловиділення, за яким визначається найбільш «гаряча» точка (НГТ). Для дев'яти зон активної зони структурна схема отримання інформації про об'ємний паровміст i (i 1;9) показана на фіг.2, де: 1÷10 оптичні датчики. Розподіл об'ємного паровмісту а описується нормальним законом з середнім значення і ди 2 сперсією , а розподіл діаметра d пухирця пари описується нормальним законом з середнім діаме2 тром d і дисперсією . Метод найбільш «гарячих» точок полягає в наступному: 1. Встановлюється крок ітерації I=1, визначається початкова схема вимірювань і множина Т її точок. 2. Визначається об'ємний паровміст на 1-му кроці ітерацій, розв'язуючи систему лінійних алгебраїчних рівнянь такого вигляду b11 1 b12 2  b1m m z1 b 21 1 b 22 2 bl1 l1 b l2 l2  b 2m   b1m m z2 m z1 , b де m - загальна кількість даних точок; j1 - коефіцієнт, що приймає значення з множини {0;1}; i - значення параметра в і-й точці; zj - вимірю вання, відображене j-м датчиком ( j 1, l) по вибраному напряму. Розраховується вірогідність р, резонансного захвату за формулою p exp{ 1 / A o (1 )} , де А - константа, залежна від складу палива і його розподілу в решітці; o - початкова густина води, які надалі використовуються при розв'язанні таблиці покриттів. Mmax(1) 3. Знаходиться множина найбільш «гарячих» точок (НГТ), для яких об'ємний паров 4 міст не i ( потрапляє дон 3 1 в діапазон 3 , fH2O ln p( ) . Mmax 4. Визначається множина НГТ на 1-м кроці ітерацій, розв'язуючи таблицю покриттів. Для схеми вимірювання будується таблиця покриттів, j-й стовпець ( j 1, m) якої відповідає j-й точці на лінії спостереження, останній (m+1)-й стовпець — максимальному значенню параметра di ( діаметр пухирця пари) в спостережуваних секторах, і-й рядок ( j 1, l) - множині Мi спостережуваних і-м датчиком точок. Останній (l +1) -й рядок відображає вірогідності, розраховані в результаті вимірювань. Елемент bij таблиці покриттів, що знаходиться на перетині і-го рядка I j-го стовпця, приймає значення з множини {0, 1} 0, если dij Mi bij 1 если dij Mi , . Mmax( 2) 5. Знаходиться множина НГТ, для яких діаметр пухирця пари не потрапляє в діапаd 3 зон d, d d ( 3 дон i i 1 fH2O ln p( i ) Mmax(1) . Mmax( 2) 6. Для всієї множини НГТ зіставляються одиничні вірогідності ppі виходу з-під контролю процесу паротворення. Для кожної j-й точки множини Т\М за функцією густини розподілу p параметра знаходиться вірогідність j появи pp j 1 pj значення j , визначається . Вірогідностям pp зіставляється колірний аналог від червоного до фіолетового за ступенем зменшення небезпеки. Розраховані величини відображаються на картограмі активної зони реактора. 7. Якщо не всі задані схеми вимірювань проглянуті, то п.2. 8. Якщо ((I 3) & (M≠Ø)), то І:=І+1, визначається множина схем вимірювань (кількість схем не повинна перевищувати потужність множини М, кожна схема задає множину Т точок вимірювання) і повертаються до п.2. 9. Для кожної НГТ з множини М вимірюється два ортогональні профілі паротворення. За максимумами цих профілів визначаємо координати НГТ каналів. 10. Розраховані величини і координати відображаються на картограмі активної зони реактора. Результатом застосування МНГТ є вектор стану реактора, що описує розподіл об'ємного паровмісту каналів активної зони, вектор координат найбільш «гарячих» точок цього розподілу, з урахуванням вектора стадій процесу кипіння в комірках. Це дозволяє: 1) підвищити швидкодію отримання інформації про стан активної зони реактора за рахунок урахування імовірнісних характеристик процесу і схем розташування вимірників; 2) підвищити якість оцінки стану процесу теплообміну в активній зоні реактора за рахунок аналізу того, що 5 54907 не розглядається в сучасних системах усередині реакторного контролю ВВЕР параметра об'ємного паровмісту. Джерела інформації: 1. Волков С.Д. Применение волоконнооптических датчиков для определения параметров двухфазного потока/ С.Д. Волков, Б.В. Кебадзе, Б.И. Куликов, Э.А. Болтенко // Методы и средства измерения тепло физических параметров. Сб. науч. трудов ФЭИ- Обнинск, 1996. - С. 220-223. 2. Попов И.А. Оптическая измерительная система технического зрения для измерения истинных характеристик двухфазного потока/И.А.Попов, В.А.Ловягин, Д.М. Сайда, К.Б. Матузаев // Труды Второй Российской национальной конференции по теплообмену. В 8 томах. Т.5. двухфазные течения, Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 6 дисперсньие потоки и пористьие средыМ.Издательство МЭИ. -1998. - С.79-81. 3. Попов И.А. Паросодержание двухфазного адиабатического потока по результатам измерений оптической измерительной системой технического зрения / И.А.Попов, В.А. Ловягин, Д.М. Сайда, К.Б. Матузаев // Труды Второй Российской национальной конференции по теплообмену. В 8 томах. Т.5. двухфазные течения, дисперсньие потоки и пористьие среды - М.: Издательство МЭИ.1998. - С.82-84. 4. Свириденко И.П. Датчики для измерения профиля тепловыделения/И.П. Свириденко, В.В. Горячев, Ю.Н. Покровский/УМетоды и средства измерения тепло физических параметров. Сб. науч. трудов ФЭИ-Обнинск, 1996. - С.89-97. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП ―Український інститут промислової власності‖, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601