Курс «Основы физики и техники ядерных реакторов». Лекция 8. Формирование импульса мощности ИБР-2

1. Формирование импульса мощности ИБР-2. Одноточечное приближение. Каналы контроля мощности

М.А. Киселёв
Курс «Основы физики и техники
ядерных реакторов»
Лекция 8
Формирование импульса
мощности ИБР-2. Одноточечное
приближение.
Каналы контроля мощности
НИИЯФ МГУ, 29 октября, 5 ноября 2015

2. Пульсация реактивности

2

3. Парабола реактивности

3

4.

Во время импульса мощности реактивность
kp 1
kp
хорошо описывается параболой
( t ) m v 2 t 2
Одноточечное уравнение кинетики
dN ( t ) N S
dt
N(t) – мощность реактора н/сек
- среднее время жизни одного
поколения мгновенных нейтронов
Приближенное аналитическое решение
N ( x ) N max exp( Bx 2 ) exp( Bx 3 )
x
t t1
t1
безразмерное время
4

5.

3m/ 2
B
v
N max S
B
4B
L( B) exp
m
3
L(B) =1.05-1.1
1 / 2
1 / 2
1.665 1 / 2 1 / 4 1 / 4
v m
В равновесных условиях
1/ 3
1/ 2
1.4 2
v
200 мкс
5

6.

Энергия импульса мощности
L2 (B)
4
Q N( t ) dt S
exp B S M ( m )
v m
3
M( m) – фактор умножения нейтронов в импульсе
эфф
эфф
Nf
1
N
m k МР
k мр
Для ИБР-2 мощность фона составляет 5%
от средней мощности
6

7. Критический режим

Условие равенства генерации ИЗН их распаду дает
M S эфф S Tр
Критическое условие для импульсного реактора
M эфф
Tр
kи 1
7

8. Кинетика реактора ИБР-2

Tр
kи 1
P
1
kи
М эфф
Импульсная реактивность
Увеличение энергии импульса
Q
1
1 P
Qo 1 P
P 1 exp
и и
Период разгона
W (t ) W (0) exp
t
з и
T
з и
и
М ( mo )
M
mo
Здесь
импульсная доля
запаздывающих нейтронов
8

9.

9

10. IBR-2 main construction

10

11. The central part of the IBR-2 reactor (lay-out)

1, 7 – flat water moderators
2, 4 – additional movable
reflector
3 – main movable reflector
5 – automatic regulator
6 – fast safety blocks
8 – fuel assembly
9 – compensating blocks
10 – pneumatic rabbit tube
11 – grooved water moderator
12 – methane layer
13 – slow safety blocks
14 – active core
15 – intermediate regulator
16 – movable reflector jacket
11

12. Movable reflector (MR-1, 2, 2R)

N = 5 1/c (NMMR = 1500 rev/min, NAMR = 300 rev/min)
MR determines :
1.
Эф
Depth of reactivity modulation Wф W
k m
2.
Amount and amplitude of the secondary pulses
3.
Speed of a reactivity change by pulse generation
~
3
2
12

13. Каналы контроля мощности и ПО

13

14. Пусковой канал

1 вт=3.1·1010 дел/сек 6· 1010 н/cек
4 положения камер деления +верх
Диапазон от уровня источника (10-2 вт) до 102 вт
Режимы: критсборка, счет в воротах, счет между ворот
(разрешающее время усилительной системы 0.2 мксек)
Защита (МАЗ) срабатывает по периоду разгона и
скорости счета.
10
N ( дек / мин )
e
60
T ( сек )
26
T (сек )
N (дек / мин)
14

15. Логарифмический канал

3 положения ионизационных камер
Диапазон от 1 вт до 104 вт
Измеряет скорость нарастания мощности
от 0 до 2.5 дек/мин
Измеряет скорость спада мощности от 0
до – 0.5 дек/мин
Работает с задатчиком мощности
15

16. Линейные каналы и канал АР

4 линейных канала + канал АР
RWKJ-8, чувствительность 1.5·10-4 а/н/см2·сек
Диапазон 40 квт-4Мвт
Средняя амплитуда сигнала на входе 3в при сигнале
разбаланса АР=0 и номинальной мощности
Защита (БАЗ) при превышении амплитуды импульса на
100%, уменьшения на 50%
Защита (МАЗ) при превышении средней мощности на
20%
16

17.

Мнемосхема технологической части ПО
на щите оператора
17

18.

Пульт
управления реактором
18

19. Здание реактора ИБР-2

19