Способ контроля герметичности оболочек твэлов


 


Владельцы патента RU 2560109:

Открытое акционерное общество "Моринформсистема-Агат-КИП" (RU)

Изобретение относится к способам контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерного реактора по активности продуктов деления в теплоносителе первого контура корпусных ядерных реакторов и направлено на повышение безопасности эксплуатации ядерных реакторов. Способ контроля герметичности оболочек твэлов включает регистрацию запаздывающих нейтронов в теплоносителе первого контура ядерного реактора с помощью первого детектора (1) через равные интервалы времени T, соответствующие времени полного цикла обращения теплоносителя в первом контуре реактора, измерение интенсивностей Ni и Ni+T сигналов детектора, пропорциональных нейтронной активности теплоносителя в моменты времени ti и ti+T, определение разности (Ni+T-Ni)K=ΔNK, где k - номер процедуры вычитания, сравнение разности ΔNK со значением ΔNK-1. Сигнал детектора (1) через дифференциальный трансформатор (2) и усилитель (3) поступает на дискриминатор (4), который обеспечивает дискриминацию шумов усилителя (3), обрабатывает и преобразовывает аналоговые сигналы в стандартные импульсы для передачи на вход преобразователя счет-код (5). Далее сигналы поступают в ПЭВМ (6), где они обрабатываются по заданному алгоритму. Выполнение условия ΔN≥2ΔNK-1 свидетельствует о разгерметизации оболочек твелов. Техническим результатом является повышение точности и достоверности контроля герметичности оболочек твэлов. 1 ил.

 

Изобретение относится к способам контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерного реактора по активности продуктов деления в теплоносителе первого контура корпусных ядерных реакторов и направлено на повышение безопасности эксплуатации ядерных реакторов.

Известен способ контроля герметичности оболочек твэлов, в котором пробы теплоносителя, отбираемые из топливных сборок, контролируются на присутствие запаздывающих нейтронов, носителями которых являются Br87 и J137 с периодами полураспада 56 и 22 с соответственно [М.П. Шальман, В.И. Плютинский. Контроль и управление на атомных электростанциях. М.: Энергия, 1979 г., с.114-115].

Недостатком известного способа является невысокая надежность определения герметичности оболочек твэлов в условиях электромагнитных помех в линии связи между детектором и аппаратурой обработки на уровне малой интенсивности информационного сигнала.

В качестве ближайшего аналога заявляемого технического решения принят способ контроля герметичности оболочек твэлов [патент РФ №2349976, МПК G21C 17/04, 2009 г.]. В указанном способе осуществляют регистрацию запаздывающих нейтронов в теплоносителе первого контура при помощи двух детекторов, размещенных друг от друга на расстоянии, учитывающем затухание источников нейтронов в теплоносителе, сравнивают количество поступающих импульсов и определяют моменты возрастания количества импульсов в каждом детекторе. Появление микротрещин на оболочке твэла приводит к выбросу запаздывающих нейтронов в теплоноситель, и, соответственно, к увеличению в момент времени t1 сигнала с первого детектора нейтронов, а затем через время, равное отношению расстояния между детекторами нейтронов к скорости теплоносителя, в момент времени t2 формируется увеличенный сигнал со второго детектора. По информации об увеличении сигналов в моменты времени t1 и t2 судят о герметичности оболочек твэлов.

Недостатком способа, принятого в качестве ближайшего аналога, является то, что он не обеспечивает достаточно высокой точности измерений, так как при использовании двух детекторов, регистрирующих нейтронную активность, требуется участок трубопровода с максимально одинаковыми гидродинамическими параметрами протекания теплоносителя. В то же время в реальных условиях ядерного реактора трубопроводная система, по которой циркулирует теплоноситель, характеризуется наличием запорно-регулирующей арматуры, изгибами и коленами и т.п., что приводит к изменению гидродинамического профиля потока теплоносителя, и как следствие вносит погрешность в соответствие показаний первого и второго детекторов, вследствие чего снижается точность и, следовательно, достоверность контроля герметичности оболочек твэлов ядерного реактора.

Технический результат, достигаемый изобретением, - повышение точности и достоверности контроля герметичности оболочек твэлов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе контроля герметичности оболочек твэлов, включающем регистрацию запаздывающих нейтронов в теплоносителе первого контура ядерного реактора, упомянутую регистрацию запаздывающих нейтронов производят одним детектором через равные интервалы времени T, которые соответствуют времени полного цикла обращения теплоносителя в первом контуре ядерного реактора, измеряют интенсивности Ni и Ni+T сигналов детектора, пропорциональные нейтронной активности теплоносителя в моменты времени t1 и ti+T, определяют разность (Ni+T-Ni)K=ΔNK, где k - номер процедуры вычитания, сравнивают разность ΔNK со значением ΔNK-1 и судят о разгерметизации оболочек твелов при выполнении условия ΔNK≥2ΔNK-1.

Изобретение иллюстрируется на фиг.1, где приведена структурная схема устройства, с помощью которого осуществляется заявляемый способ.

Устройство, реализующее способ, содержит детектор 1, выполненный в виде в виде ионизационной камеры деления для регистрации нейтронной активности изотопов Br87 и J137 на фоне нейтронной активности изотопа азота N17 и размещенный непосредственно на выходном трубопроводе первого контура ядерного реактора. К выходу детектора 1 подключены последовательно соединенные дифференциальный трансформатор 2, усилитель импульсов тока 3, дискриминатор 4 и преобразователь счет-код 5. Выход блока 5 соединен с входом ПЭВМ 6. ПЭВМ 6 обеспечивает обработку поступающих сигналов и отображает на мониторе информацию о состоянии твэлов.

Предлагаемый способ основан па регистрации на уровня фоновой активности теплоносителя, вызванной наличием запаздывающих нейтронов от изотопа азота N17, носителей предшественников запаздывающих нейтронов, которыми являются продукты деления ядерного топлива - Br87 и J137 c периодами полураспада 56 и 22 с соответственно. Детектор 1 непрерывно через равные интервалы времени T, соответствующие времени полного цикла обращения теплоносителя в первом контуре реактора (которое, например, для реактора типа ВВЭР составляет 3-5 сек), регистрирует запаздывающие нейтроны. Интенсивности Ni и Ni+T сигналов детектора пропорциональны нейтронной активности теплоносителя в моменты времени ti и ti+T.

При наличии герметичности оболочек твэлов уровень фонового облучения детектора, формируемый в основном нейтронной активностью изотопа азота N17, через равные интервалы времени T будет одинаков и количества импульсов Ni и Ni+T с выхода детектора в моменты времени ti и ti+T будут равны друг другу с точностью до погрешности измерения. При возникновении микротрещин на оболочке твела в теплоноситель попадают продукты деления ядерного топлива, являющиеся предшественниками запаздывающих нейтронов, и показания измеренной активности Ni и Ni+T в моменты времени ti и ti+T будут отличаться на величину, большую, чем величина дисперсии активности теплоносителя при нормальной эксплуатации ядерного реактора.

Сигнал детектора 1 через дифференциальный трансформатор 2 и усилитель 3 поступает на дискриминатор 4, который обеспечивает дискриминацию шумов усилителя 3, обрабатывает и преобразовывает аналоговые сигналы детектора 1 в стандартные импульсы для передачи на вход преобразователя счет-код 5. С выхода преобразователя 5 сигналы поступают в ПЭВМ 6, где они обрабатываются по заданному алгоритму.

В ПЭВМ 6 производится определение разности (Ni+T-Ni)K=ΔNK, где k - номер процедуры вычитания и сравнение разности ΔNK с предыдущим значением ΔNK-1. Выполнение условия ΔNK≥2ΔNK-1 свидетельствует о разгерметизации оболочек твелов. В зависимости от величины разности (ΔNK-2ΔNK-1) и длительности превышения ΔNK над ΔNK-1 определяется характер разгерметизации.

Предлагаемый способ по сравнению со способом, принятым в качестве ближайшего аналога, не чувствителен к гидродинамическим параметрам протекания теплоносителя в первом контуре ядерного реактора и, как следствие обеспечивает повышение точности и достоверности контроля герметичности оболочек твэлов ядерного реактора.

Способ контроля герметичности оболочек твэлов, включающий регистрацию запаздывающих нейтронов в теплоносителе первого контура ядерного реактора, отличающийся тем, что регистрацию запаздывающих нейтронов производят одним детектором через равные интервалы времени T, которые соответствуют времени полного цикла обращения теплоносителя в первом контуре реактора, измеряют интенсивности Ni и Ni+T сигналов детектора, пропорциональные нейтронной активности теплоносителя в моменты времени ti и ti+T, определяют разность (Ni+T-Ni)K=ΔNК, где k - номер процедуры вычитания, сравнивают разность ΔNK со значением ΔNK-1 и при выполнении условия ΔNK≥2ΔNK-1 судят о разгерметизации оболочек твэлов.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к работе и безопасности ядерных реакторов с водным теплоносителем, а именно к способу организации водно-химического режима водного теплоносителя энергетических установок.

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для определения теплогидравлических характеристик (ТГХ) по сечению сборки и может быть использовано при определении параметров одно-двухфазных потоков в тепловыделяющих сборках различного назначения.

Изобретение относится к области атомной техники и предназначено для контроля герметичности парогенераторов судовой ядерной энергетической установки на остановленном реакторе как при стационарном давлении, так и при проведении гидравлических испытаний.

Изобретение относится к области атомной техники и предназначено для контроля состояния активной зоны судовой ядерной энергетической установки с водным теплоносителем.

Изобретение относится к области радиохимического анализа. .

Изобретение относится к канальным ядерным реакторам, в частности к устройствам для контроля расхода воды-теплоносителя в первом контуре канального ядерного реактора серии РБМК.

Изобретение относится к способу и устройству для получения жидкой пробы из защитной противоаварийной оболочки реактора атомной электростанции с помощью пробоотборного сосуда.

Изобретение относится к измерительному устройству для определения концентрации бора в теплоносителе контура охлаждения ядерной энергетической установки. .

Изобретение относится к устройству для газации водородом жидкого теплоносителя первого контура реактора, охлаждаемого водой под давлением, причем реактор, охлаждаемый водой под давлением, снабжен емкостью компенсатора объема и по меньшей мере одним подключенным за ней насосом высокого давления.

Изобретение относится к области измерительной и испытательной техники и направлено на мониторинг наличия протечек в бассейнах выдержки атомных электростанций. Система мониторинга протечек бассейна выдержки содержит датчик расхода воды, поступающей по трубопроводу устройства очистки, датчик уровня жидкости, установленного на штатных гнездах водозамещающих изделий, два датчика температуры и влажности, размещенных на входе и выходе вентиляции реакторного зала. При этом все выходы перечисленных датчиков электрически соединены через устройство ввода с контроллером, связанным выходом с входом сигнализатора превышения допустимого уровня утечек радиационной воды и соединенным с компьютером, причем контроллер имеет блок ввода информации о количестве обслуживающего персонала и водозамещающих изделий, а для обеспечения функционирования системы она снабжена блоком бесперебойного питания. Технический результат заключается в снижении громоздкости системы, в проведении расчета утечек бассейна, т.е. в обеспечении постоянного мониторинга с помощью современных средств автоматизации. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх