Типовые схемы регулирования нейтронного потока (с дифференциатором)

Сиг­нал от датчика 11 сравнивается с заданным значением в элементе сравнения 4 и поступает на регуля­тор 12, далее в усилитель 6, где усиливается до мощности, до­статочной для управления двигате­лем исполнительного механизма 8. В зависимости от конструкции реак­тора регулятор может управлять одним или несколькими исполни­тельными органами 9.

Здесь в регулятор 12 вводится дополни­тельный сигнал от дифференциато­ра 13. В последний сигнал поступа­ет от ионизационных камер 1 через аппаратуру контроля нейтронного потока 2 и сумматор 3.

Поскольку на высоких частотах реальный дифференциатор по своим динамическим характеристикам бли­зок к усилительному звену, динами­ка отработки быстрых возмущений этой системой аналогична схемам регулирования мощности реактора,а медленные колебания тока камеры не влияют на работу системы. Отработка возмущений по тепловым параметрам производится за счет сигналов от датчика 11, при­чем в этой схеме не вводится огра­ничения на значение максимальной скорости изменения сигнала зада­ния. Наличие в регуляторе исчезающего сигнала по нейтронному по­току (сигнал из промежуточной точки) облегчает динамическую на­стройку системы, позволяя без пере­настройки получить на различных уровнях мощности реактора переходные процессы, близкие к опти­мальным.

В реакторах с переменным рас­ходом однофазного теплоносителя схема часто дополня­ется импульсом по расходу 14, ко­торый вводится в регулятор 12 че­рез дифференциатор 13. Этот импульс служит для компенса­ции возмущений, так как нейтрон­ный поток будет приближенно сле­довать за изменениями расхода еще до того, как появится отклонение, фиксируемое датчиком 11.

Кроме описанных предложены более сложные варианты объеди­ненных и каскадных комбинирован­ных систем, например с сигналом производной по мощности, который подается в регулятор только при возрастании мощности, препятствуя ее быстрому подъему.

1-ИК; 2-усилитель тока аппаратуры контроля;

3-сумматор;4-элемент сравнения;

6-усилитель мощности на привод или группу приводов;

7-индивидуальный усилитель мощности;

8-двигатель ИО;9-исполнительные органы (регулирующие стержни);

11-датчик теплового параметра;12-регулятор; 13-дифференциатор;

14-импульс по расходу (в реакторах с переменным рас­ходом однофазного теплоносителя, например БН-600).

Структура схемы автопуска.

Автоматический пуск – это автоматический ввод реактора с постоянным периодом из глубокого подкритического состояния на заданный уровень мощности (0,1 – 10% N_ном).

Разгон реактора с постоянным периодом происходит при постоянной положительной реактивности.

Обычно автоматический пуск осуществляется специальным регулятором, на который также возлагается задача поддержания НП.

Сигналы по НП поступают от ИК, суммируются, усиливаются и поступают в Зд. В Зд вырабатывается сигнал Uε, пропорциональный относительному отклонению мощности ()

Uε поступает в ограничитель с зоной насыщения U_им. U₀ – напряжение на выходе.

Обычно U_им=0,1-0,2.

Сигнал U₀ поступает на регулирующий блок (Σ), который управляет силовыми устройствами ИМ. U₀ выбирается таким образом, чтобы при отрицательном сигнале ИМ (РО) вносилась положительная реактивность (увеличивался НП).

От другой группы ИК сигнал поступает в устройство измерения и контроля, где вырабатывается сигнал U_т, пропорциональный 1/Т. Далее сигнал через делитель поступает в регулирующий блок. Полярность U_т выбирается таким образом, чтобы при увеличении этого сигнала стержни опускались вниз. U_T увелич, период умень, реактивность увелич.

Оператор устанавливает заданный уровень мощности. В первоначальный момент времени n<<n_зад и с ограничителя поступает отрицательный импульс U_им. Поскольку реактор находится в стационарном режиме, и сигнал U_т = 0. После включения системы в работу вносится положительная реактивность , которая увеличивает мощность реактора, и появляется + U_т, и когда U_т вырастет настолько, чтобы скомпенсировать U_им, регулирующие стержни (РС) остановятся и разгон будет продолжаться при постоянном значении реактивности и периода. Значение этого периода можно наитии следующим образом: . Т – функция от настроек блока ограничителя и делителя и не является функцией заданной мощности n_зад. Когда действительная мощность приблизится к заданной настолько, что Uε< U_им, сигнал на выходе ограничителя начнет уменьшаться, что вызовет разбаланс на входе регулятора, и РС начнут опускаться, постепенно увеличивая Т, чтобы сохранить нулевой разбаланс на входе в регулятор. При n= n_зад сигнал U₀=0. Регулятор будет работать на постоянной мощности n_зад.

Если увеличить n_зад больше, чем на 10-20%, произойдет насыщение блока ограничителя, и реактор начнет увеличивать мощность с тем же периодом, с которым производился вывод из подкритического состояния, до тех пор, пока не станет n= n_зад.