In- és ex-core detektorok Aktívzóna-felügyelet és - monitorozás

Átírás

1 In- és ex-core detektorok Aktívzóna-felügyelet és - monitorozás

2

3 14.1. táblázat. A VVER 440 reaktor ex-core neutrondetektorainak korábbi mérési intervalluma [410] Tartomány φ term, ncm 2 s 1 P, %P 0 Forrástartomány 0, Közbensı tartomány Energetikai tartomány ,

4 1 - közös elektróda; 2-3 He-saját elektróda; 3 - a detektor fala; 4-4 He-saját elektróda; 5 - szigetelı ábra. A KNK-4 típusú neutrondetektor mőszaki felépítése

5 14.2. táblázat. Néhány ex-core mérésben használt neutrondetektor fıbb adatai [410, 4 Detektortípus Neutron mérési tart., ncm -2 s 1 Neutronérzékenysé g, A/ncm 2 s 1 Gamma érzékenység, A/Gyh 1 Neutro n- fluens, ncm 2 Gamma besu g. limit Gy VVER 440 KNK 15 0, KNK , KNK 3-3, , PHOTONIS CFUG08 0, , CFUH08 0, , CFUK08 0, , CFUL CFUL CFUM CFUM

6 1 - kétszekciós detektor; 2 - aktív zóna; 3 - reaktortartály; 4 - négyszekciós detektor; 5 - radiális védelem ábra. Két-, ill. négyszekciós detektorok elhelyezése 1, 2, 3 - detektorok; 4 - reaktortartály; 5 - betonvédelem; 6 - aktív zóna; 7 - kétszekciós detektor ábra. Reaktortartályon kívüli detektorok elhelyezési sémája

7

8 védıcsıblokk felsı rácslemez melegági csonkok hajtások védıcsövei védıcsıblokk felsı rácslemez akna melegági csonkok hidegági csonkok hajtások védıcsövei bóros száraz keverék szerpentines nehézbeton szerpentines könnyőbeton védıcsıblokk alsó rácslemez bóros száraz keverék szerpentines nehézbeton hidegági csonkok akna reaktortartály akna hıvédelem szerpentines könnyőbeton védıcsıblokk alsó rácslemez zónakosár reaktortartály vasbeton kosár alsó rácslemez fékezıcsıblokk felsı rácslemez fékezıcsövek és védıcsövek fékezıcsıblokk alsó rácslemez akna zónakosár hengerpalástja kavicsbeton fékezıcsıblokk felsı rácslemez fékezıcsövek/ védıcsövek fékezıcsıblokk hengerpalástja fékezıcsıblokk alsó rácslemez perforált elliptikus fenék perforált elliptikus fenék

9

10

11

12 a) A súlytényezı eloszlása a - jelentése: 3,74 * 10-9 a - jelentése: 7,02 * 10-9 b) A detektorválasz eloszlása ábra. A reaktortartályon kívüli detektorok főtıelemkötegenkénti súlyté-nyezıinek és detektorválaszainak eloszlása az IP2 aktív zónájában

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24 ábra. Az in-core mérések tipikus mérési tartományai forralóvizes reaktorokban (BWR-ekben)

25

26

27 ábra. Miniatőr hasadási kamra tipikus felépítése

28

29

30

31 Miniatőr ionizációs kamra Bonyolult felépítés, nehéz, kényes gyártástechnológia; gondos kezelést igényel. Külsı tápfeszültséget igényel. Átütésveszély. Nagy kiégési sebesség; ezért gyakori jelkorrekciót igényel, ill. csak a mérés rövid ideje alatt tartózkodhat az aktív zónában, gyakori mozgatást igényel. A gáztérfogatot gondosan és megbízha-tóan le kell zárni. A gázösszetétel nem változhat. Nagy detektorjel (ma) A detektorjel a 235 U miatt (hasadási kamrában) arányos a teljesítménysőrő-séggel; ezért BWR-ben különösen elınyös. Magas hımérsékleten nehézségek lépnek fel a kábeltömítések, a gáztérfogat, a gázszennyezés, az átütésveszély és a kóboráram miatt. SPND Masszív felépítés, hasonló az ásványgyapotszigeteléső kábelekhez; ezért mechanikai érzékenysége kicsi, könnyen kezelhetı, megbízható üzemő. Nem igényel külsı tápfeszültséget. Kis kiégési sebesség; hosszú élettartam; csak ritkán kell eltávolítani az aktív zónából. Nincs ilyen probléma. Kis detektorjel (µa). A detektorjel közelítıen a termikusneutron-fluxussal arányos (kivéve az F-SPND-t, amiben megfelelı kivitel esetében a teljesítmény-sőrőséggel arányos a detektorjel). Magas hımérsékleten problémák lépnek fel a hımérséklet által indukált parazitaáramok miatt (hıelem-hatás, diffúziós áram).

32 1 - csavaranya; 2 - támasztógyőrő; 3 - homlokgyőrő; 4 - főtı betét; 5 - termoelem; 6 - csı; 7 - felsı dugó; 8 - referencia termoelem ábra. A Halden projekt B2 típusú gamma-termométer felépítése

33 ábra. Hagyományos dupla-erő hıelem

34 Hıelem-huzalpár (pozitív és negatív szál) Érzékelési pont Csatlakozási hely Kompenzációs vezeték (pozitív és negatív szál) Hidegpont Mérıvezeték Vezetékkiegészítı ellenállás Jelfeldolgozó egység (mérı-, regisztráló-, szabályozó-mőszer, távadó stb.)

35 ,79 W Wolfram ,87 Fe Vas ,80 Fe Vas (tiszta) ,0 Te Tellur ,8 Si Szilicium ,25 C Szén (grafit) ,64 Rh Ródium ,75 Cu Réz ,76 Cu Réz (tiszta) ,64 90%Pt+10%Rh Platinaródium ,3 90%Pt+10%Ir Platinairidium ,000 Pt Platina ,5 +2,5 80%Ni+20%Cr Nikróm ,50-1,54 Ni Nikkel ,8 84%Cu+13%Mn+2%Ni+1% Fe Manganin ,71-3,13 90%Ni+10%Cr Kromel ,0 56%Cu+44%Ni Kopel ,5 60%Cu+40%Ni Konstantán ,68-1,76 Co Kobalt ,90 Cd Kadmium ,65 Ir Iridium ,02-1,38 95% Ni+5%(Al, Si, Mg) Alumel ,40 Al Alumínium Olvadás-pont [ C] Alkalmazási hımérsékletek [ C] tartós rövid Termoelektro-mos feszültség [mv] Jel. ill. összetétel Megnevezés

36

37 ábra. Kombinált aktív zónán belüli aeroball és teljesítménymérı detektorok rendszere

38 T-hıelem; X-SPND; S-szabályozó kazetta ábra. A reaktortartályon belüli detektorok és szabályozó kazetták a VVER 440 reaktorban

39

40 Mérések a VVER-440-ben 36 x 7 SPND 210 termoelem 6 x termoelem + ellenállás-hımérı Ex-core detektorok jelei Szabályozókazetták pozíciói Szelepek, tolózárak, szivattyúk állapota Bórsav-koncentráció Összesen: kb. 700 analóg diszkrét jel

41 SCORPIO rendszer Man-machine interface!!!

42 2 másodpercenként: VERONA rendszer a hıelemek jeleinek feldolgozása (mv C konverzió, hidegpont-kompenzáció); a többszörösen mért jelek kezelése (a legmegbízhatóbb mérés kiválasztása); a primerköri hurkok és a reaktor jellemzıinek meghatározása (hőtıközeg-forgalom, teljesítmény); a hıelemek és az SPND detektorok másodlagos hihetıségvizsgálata; a főtıelem-kazetta T-eloszlás meghatározása a teljes zónára (2D kiterjesztés); limitsértések ellenırzése és események képzése; a periodikus és változásérzékeny archívok írása; az operátori megjelenítıkön látható képek tartalmának frissítése

43 1 percenként a 3D kiterjesztés végrehajtása, vagyis az aktív zóna lineáris teljesítményeloszlásának megadása a 349x10 nóduszban egyszerő forrópont figyelési algoritmus, amelyben ún. zártcsatorna modell keretében határozzák meg a legterheltebb főtıelem minimális DNBR értékét és egyéb paramétereit lassú folyamatokat számító program, amelynek feladata pl. a kazettakiégések, az SPND leadott töltések és a mőszaknaplóhoz szükséges integrálok képzése.

44