Метод за наблюдение на състоянието на активната зона на ядрения реактор
Употреба: в ядрената енергетика, а именно при наблюдение на състоянието на ядрения реактор с вода под налягане в аварийни ситуации. Същност: методът се състои в измерване на интегралната плътност на спектралната мощност на температурния шум от термодвойки, разположени на различни височини над ядрото, и определяне на функцията на кохерентност между съседни термодвойки в честотата вода 0,05 - 1 Hz. Когато интегралната спектрална плътност на мощността на температурния шум се промени най-малко с порядък и намалее до нула, функциите на кохерентност се оценяват върху появата на обем на пара-газ и неговия размер.
Изобретението се отнася до ядрената енергетика, а именно да контролира състоянието на сърцевината на ядрения реактор с вода под налягане.
Известен е метод за наблюдение на състоянието на ядрото на ядрен реактор, който се състои в измерване на спектралната плътност на мощността на шума под налягане в нискочестотната област, за да се определи обемът на пара-газ над ядрото на ядрен реактор [1] Недостатъкът на този метод е, че той не позволява да се наблюдава появата и развитието на обема пара-газ под капака на реакторния съд в резултат на кипене на охлаждащата течност.
Най-близкият до описания метод е методът за наблюдение на състоянието на ядрото на ядрен реактор, който се състои в измерване на спектралната плътност на мощността на температурния шум [2]. Известният метод включва също измерване на спектралната мощност на шума под налягане и изчисляване функцията на кохерентност между спектралните плътности на мощността на шума от температура и налягане, които се използват за преценка за кипене на охлаждащата течност и появата на пара над сърцевината.
Известният метод обаче не позволява да се наблюдава появата и развитието на обема на пара-газ в реакторния съд при спадане на налягането на охлаждащата течност, което намалява безопасността на реактора при аварийни ситуации.
Целта на изобретението е да създаде метод за наблюдение на състоянието на активната зона, имащ повишена надеждност и бързина, което повишава безопасността при експлоатация на ядрен реактор, особено при аварийни ситуации.
В резултат на решаването на този проблем се прилага нов технически резултат, който се състои в осигуряване на възможност за наблюдение на появата на обем на пара-газ над сърцевината и неговото развитие, когато налягането на охлаждащата течност падне до сърцевината.
Този технически резултат се постига от факта, че в метода за наблюдение на състоянието на сърцевината на ядрен реактор, който се състои в измерване на спектралната плътност на мощността на температурния шум, интегралната плътност на спектралната мощност на температурния шум на охлаждащата течност е измерена в честотната лента 0,05-1 Hz по височината над сърцевината, функцията кохерентност между шума на температурите на охлаждащата течност по височината над сърцевината и от промяната в интегралната спектрална плътност на мощността на шума от температурите на охлаждащата течност поне с 10 пъти и изчезването на кохерентността между шума на температурите на охлаждащата течност по височината над сърцевината, може да се прецени появата и големината на обема на пара-газ.
Същността на изобретението е следната. Както показват теоретични и експериментални изследвания, в реактор с вода под налягане по време на нормална експлоатация практически няма обем на пара-газ в охлаждащата течност, запълваща реакторния съд. Поради температурни колебания в честотната лента 0,05 1 Hz, стойността на интегралната спектрална плътност на мощността на шума от температурата на охлаждащата течност във всяка точка по височината над сърцевината има определена стойност. В същото време има съгласуваност между шума от температурите на охлаждащата течност по височината над сърцевината. Изборът на честотния диапазон 0,05-1 Hz се дължи на следното съдържание. Константата на време за пренос на топлина от сърцевината към охлаждащата течност е най-малко 1 s, т.е. В честотния диапазон, по-малък от 1 Hz, спектралната плътност на мощността на шума от температурата на охлаждащата течност е максимална, поради което промяната в нейната интегралност в този честотен диапазон увеличава чувствителността на мониторинга на състоянието на ядрото на ядрения реактор. Константата на времето на температурния сензор не надвишава 20 s, така че долната граница на честотната област на измерване трябва да бъде най-малко 0,05 Hz.
В допълнение, измерването на интегралната стойност на плътността на спектралната мощност на температурния шум вместо измерването на самата спектрална плътност увеличава точността, надеждността и бързината на управление, тъй като грешката при измерване е обратно пропорционална на широчината на честотната област и времето на измерване.