CH425011A - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der augenblicklichen Leistung eines Atomkernreaktors - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung     zur        Bestimmung    der     augenbfickfichen    Leistung  eines     Atomkernreaktors       Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Be  stimmung der augenblicklichen Leistung eines Atom  kernreaktors für Regelzwecke, wobei ein von der  Reaktorleistung abhängiges Signal durch Multiplika  tion des Messignals einer     Neutronenflussmessung    an  einer Stelle im Reaktor mit einem Signal, das von der  vom Reaktor abgegebenen thermischen Leistung ab  hängig ist, gewonnen wird, und eine Vorrichtung zur  Durchführung dieses Verfahrens bei einem Atom  kernreaktor, gekennzeichnet durch eine     Neutronen-          fluss-Messvorrichtung,

      eine Vorrichtung zur Messung  der thermischen Leistung des Reaktors und eine       Multipliziervorrichtung,    welcher die Signale der bei  den vorherigen Vorrichtungen zugeführt werden.  



  Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung  des Verfahrens nach dem Hauptpatent, die dadurch  gekennzeichnet ist, dass die Differenz zwischen dem  gewonnenen Signal und dem von der thermischen  Leistung abhängigen     Signal    gebildet wird und     ein    von  dieser Differenz abhängiges Signal zur Steuerung  einer Sicherheitseinrichtung des Reaktors verwendet  wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass eine un  gewollte Leistungsänderung des Reaktors bedeutend  rascher festgestellt und einer solchen Änderung  rascher entgegengewirkt werden kann als auf     thermo-          metrischem    Wege.  



  Ferner betrifft die     Erfindung    eine weitere Ausbil  dung der Vorrichtung nach dem Hauptpatent, die da  durch gekennzeichnet ist, dass ein Vergleichsorgan  vorgesehen ist, in dem die Differenz zwischen dem  Ausgangssignal aus der     Multipliziervorrichtung    und  dem Signal einer     Kühlmittelmengenmessvorrichtung     gebildet wird, dass der Ausgang des Vergleichsorgans  mit einem zweiten Vergleichsorgan verbunden ist, in  dem das aus dem ersten Vergleichsorgan kommende  Differenzsignal mit einem     Grenzwert    verglichen wird,    und dass der Ausgang des zweiten Vergleichsorgans  mit der Sicherheitseinrichtung des Reaktors in Wir  kungsverbindung steht.  



  Die Erfindung wird in der folgenden Beschrei  bung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.  Es     zeigen        in        schematischer        Darstellung:          Fig.    1 eine erfindungsgemässe     Kernreaktoranlage     mit     Einrichtung    zum     Schnellabschalten    des Reaktors,       Fig.    2 eine erfindungsgemässe     Kernreaktoranlage     mit Einrichtung zum Herabsetzen der Reaktorlei  stung und       Fig.3    eine     Einrichtung    zum     Schnellabschalten     des Reaktors,

   wobei die Einrichtung als 2 von       3-Schaltung    ausgebildet ist.  



  Gemäss     Fig.    1     wird    der Reaktor 1 von     einem     Kühlmittel durchströmt, das mit Hilfe der     Umwälz-          vorrichtung    14 im Kreislauf     geführt    ist und dessen  Menge in Abhängigkeit der Temperatur des     Kühlmit-          tels,am        Austritt    aus dem     Reaktor        mittels    des PI-Reg  lers 15     eingestellt        wird.    Das im Reaktor 1 aufge  heizte Kühlmittel gelangt in einen Wärmeübertrager  4, in dem es seine Wärme,

   wie im Hauptpatent     näher     erläutert, an das Arbeitsmittel einer Dampfkraftan  lage abgibt.  



  Am Reaktor 1 ist eine     Neutronentlussmessvor-          richtung    27 und an der Leitung 3 eine     Messvorrich-          tung    28 für die     Kühlmittelmenge    vorgesehen. Das  Messignal der     Neutronenfluss-Messvorrichtung    27  wird der     Multipliziervorrichtung    30 zugeführt, die  über ein     Integrierorgan    31 auch das Signal der     Men-          genmessvorrichtung    28 erhält.

   Das Ausgangssignal  aus der     Multipliziervorrichtung    wird über die Leitung  26 aus dem PI-Regler 22 geschaltet, der über dem  Servomotor 21 die Regelstäbe 20 des Reaktors ver  stellt. Das Ausgangssignal aus der     Multipliziervor-          richtung    30 wirkt ausserdem auf das     Vergleichsorgan         33 und das     Additionsorgan    34. In dem Organ 33  wird das Ausgangssignal in der Leitung 26 mit dem  von der     Messvorrichtung    28 kommenden Signal ver  glichen, und es wird dem     Integrierorgan    31 ein der       Differenz    der beiden     verglichenen    Signale entspre  chendes Signal zugeführt.  



  Das dieser Differenz entsprechende Signal wird  ausser zum     Integrierorgan    31 über     eine    Signalleitung  50 auch einem Vergleichsorgan 51 zugeführt. Das  Vergleichsorgan 51     erhält    über eine     Signalleitung    52  ein     Grenzwertsignal,    das in dem Organ 51     mit    dem  Differenzsignal     verglichen    wird.

   Das Vergleichsorgan  51 ist über     eine    Signalleitung 53 mit     einem    Schaltor  gan 54 verbunden, das im     Stromkreis    eines Elektro  magneten 55 liegt, der     mit    einem Neutronen absor  bierenden Stab 56 zusammenwirkt, mit dessen Hilfe  der     Reaktor    schnell abgeschaltet werden kann.

   Das  aus     dem        Ver        ,gleichsdrgan    51 austreten-,die Signal  wechselt seinen Sinn je nachdem, ob das     Differenz-          signal        in    der Leitung 50 grösser oder kleiner ist als  das     Grenzwertsignal    in der Leitung 52. Wird das Dif  ferenzsignal in der     Leitung   <B>50</B>     grösser    als das     Grenz-          wertsignal    in der     Leitung    52, so     schaltet    das.

   Aus  gangssignal in der Leitung 53 das Schaltorgan 54 aus,  wodurch der Magnet 55 stromlos wird     und    der Stab  56 in den Kern des Reaktors 1     fällt.    Damit     wird    der  Reaktor sofort abgeschaltet.  



  Bei dem Ausführungsbeispiel nach     Fig.    2 sind die       Neutronenfluss-Messvorrichtung    27 und die     Kühl          mittelmengen-Messvorrichtung    28 in der gleichen  Weise auf die     Multipliziervorrichtung    30 geschaltet  wie     in    dem Beispiel nach     Fig.    1.

   Auch gemäss     Fig.    2  wird     das        Differenzsignal        zwischen    dem     Ausgangssi-          gnal,aus    der     Mulhipliziervorrichtung    30 und dem     Ss-          nal    der     Mengenmessvorrichtung    28 über die     Signal-          gnal    der     Mengenmessvorrichtung    5,

  1'     zugeführt.    Die  ses Organ 51' erhält von einem     Grenzwertsignalgeber     60 über eine Leitung 52' ein     Grenzwertsignal    und  bildet ein     mit    x bezeichnetes     Differenzsignal,    das  einem     Umformorgan    61 zugeführt     wird.    Aus dem       Umformorgan    61 tritt ein Signal y aus, dessen Grösse  gemäss der gezeichneten Funktion von x     abhängig    ist  und das über eine Signalleitung 62 zu einem Addi  tionspunkt 63 gelangt, wo es dem vom Dampfdruck  abhängigen Signal aus dem     Druckmessorgan    25       überlagert    wird.  



  Wird der Neutronenfluss     9p    plötzlich viel     grös-          ser,    so wird das Signal in der Leitung 50 stark posi  tiv. Von diesem Signal in der Leitung 50     wird    im  Vergleichsorgan 51' das     Grenzwertsignal    aus der  Leitung 52' subtrahiert, woraus ein positives Signal x  entsteht. Damit wird das Signal y grösser als Null und  über den Additionspunkt 63 wird ein zu hoher       Dampfdruck    simuliert.

   Auf dem Wege über die Pro  portionalanteile der Regler 23 und 22 wird daraufhin       sofort    die     Reaktorleistung        herabgesetzt,        indem    der  Servomotor 21 die Regelstäbe 20 so verstellt, dass  diese tiefer     in    den     Reaktorkern    hineinragen. Auch  auf diese Weise wird die Sicherheit der Reaktoran  lage     gewährleistet.       Nach einer weiteren     Ausführungsform    der Erfin  dung kann in der Signalleitung 62 ein Organ vorgese  hen sein, das das Signal y auf seinem höchsten Wert       festhält,    den es jemals erreicht.

   Diese     Fixierung    des       Signales    y ist     dann    nur durch     Handeingriff    auf einen  kleineren Wert einstellbar oder     aufhebbar.     



  Nach     Fig.3    sind die     Neutronenfluss-Messvor-          richtung    und die     Kühlmittelmengen-Messvorrichtung     dreifach     ausgeführt.    Jede der drei Neutronenfluss  Messvorrichtungen 27, 27' und 27" ist mit einer       Multipliziervorrichtung    30, 30' bzw. 30" verbunden,  die über ein     Integrierorgan    31, 31' bzw. 31" mit den       Mengenmessvorrichtungen    28, 28' und 28" in Ver  bindung stehen.

   Die Signalleitungen der drei     Men-          genmessvorrichtungen    28, 28' und 28" sind in     einem     Punkt 57 zusammengeführt, von wo aus ein entspre  chendes Mengensignal weitergeleitet wird, z. B. als  Regelsignal zum Beeinflussen der     Umwälzvorrich-          tung    14. Das Differenzsignal zwischen dem Aus  gangssignal der     Multipliziervorrichtung    30 und dem  Ausgangssignal der     Mengenmessvorrichtung    28 wird       wiederum    im     Vergleichsorgan    33 gebildet.

   Dement  sprechend sind Vergleichsorgane 33' und 33" für die  Signale aus     .der        Multipliziervorridhtung   <B>307</B> und der       Mengenmeiss,vorrichtung    28'     bzw.        aus        der        Multipli-          ziervorrichtung    30" und der     Mengenmesssvorrichtung     28" vorgesehen.

   Von den     Vergleichsorganen    33, 33'  und 33"     führt    je     eine        Signalleitung    65, 65' und 65"  zu einer     Vorrichtung    70, 70' und     71}".    Jede     dieser          Vorrichtungen        entspricht    .dem     Vergleichsorgan    51 in       Fig.        il.    Ausserdem     sind        die        Ausgangssigaalleitungen     der     Multipliziervorrichturugen    30,

  <B>30'</B> und 30"     im          P'unkb    58     ,zur        Signalleitung    26     zusammengefasst,    die       zum:        P'I        Regler    2     führt.     



  Jeder Vorrichtung 70, 70' und 70" wird ein       Grenzwertsignal    zugeführt über eine Leitung 52, 52'  bzw. 52". Zwischen dem den     Schnellabschaltstab    56  beeinflussenden     Elektromragneben    55 und den     Vor-          richtungen    70, 70' und     70"        sind    .drei Relais 71, 71'       und    71"     vorgesehen,    deren     Konibaktsätze        mit    der Spule  des Magneten 55 in der bekannten 3 von     3-Schaltung     verbunden sind.

   Damit ein Abfallen des Stabes 56  vom Elektromagneten 55 und damit ein Schnellab  schalten des Reaktors erfolgen kann, müssen bei die  ser Anordnung zwei der drei Relais 71, 71' und 71"  abfallen, die in der Zeichnung im erregten Zustand  dargestellt     sind.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren nach Patentanspruch I des Hauptpa tentes, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem gewonnenen Signal und dem von der thermischen Leistung abhängigen Signal gebildet wird und ein von dieser Differenz abhängiges Signal zur Steuerung einer Sicherheitseinrichtung des Reak tors verwendet wird.

   II. Vorrichtung nach Patentanspruch II des Hauptpatentes zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I hiervor, dadurch gekennzeich net, dass ein Vergleichsorgan vorgesehen ist, in dem die Differenz zwischen dem Ausgangssignal aus der Multipliziervorrichtung und dem Signal einer Kühl mittelmengen-Messvorrichtung gebildet wird, dass der Ausgang des Vergleichsorgans mit einem zweiten Vergleichsorgan verbunden ist,

   in dem das aus dem ersten Vergleichsorgan kommende Differenzsignal mit einem Grenzwert verglichen wird, und dass der Ausgang des zweiten Vergleichsorgants mit der Sicher- heitseinrichtung des Reaktors in Wirkungsverbindung steht. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das Differenzsignal mit einem Grenzwertsignal verglichen wird und bei Überschrei ten des Grenzwertsignals ein Schnellabschalten des Reaktors eingeleitet wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das Differenzsignal mit einem Grenzwertsignal verglichen wird und ein aus diesem Vergleich hervorgehendes Signal im Sinne einer Herabsetzung der Leistung des Reaktors in dessen Regelung eingreift. 3.

   Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das aus dem Vergleich hervorge hende Signal umgeformt und danach einem vom Dampfdruck im Dampferzeuger abhängigen Signal überlagert wird. 4. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des zweiten Ver gleichsorgans mit einem Schaltorgan verbunden ist, das im Stromkreis eines mit einem Neutronen absor bierenden Schnellabschaltstab zusammenwirkenden Elektromagneten liegt. 6. Einrichtung nach Patentanspruch II und Un teranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein richtung als 2 von 3-Schaltung ausgebildet ist. 6.

   Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des zweiten Ver gleichsorgans mit einem Umformorgan verbunden ist, dessen Ausgang .der Signalleitung, eines, Druckmesis- organs an ,der Dampfleitung ,additiv aufgeschaltet ist.