In- és ex-core detektorok Aktívzóna-felügyelet és - monitorozás
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 0,1 10 5 10 10 10 4 Közbensı tartomány Energetikai tartomány 10 4 10 10 10 8 1,2 10 11 10 5 10 3 110
1 - közös elektróda; 2-3 He-saját elektróda; 3 - a detektor fala; 4-4 He-saját elektróda; 5 - szigetelı 14.2. ábra. A KNK-4 típusú neutrondetektor mőszaki felépítése
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 0,1 10 5 - - - - KNK 4 10 4 10 10 10 13 3,94 10 4 - - KNK 3-3,3 10 15 2,3 10 3 - - PHOTONIS CFUG08 0,2 7 10 10 8 10 13 3,4 10 8 2 10 19 10 9 CFUH08 0,2 2 10 12 10 14 3,4 10 8 2 10 19 10 9 CFUK08 0,3 10 10 6 10 13 2,1 10 8 2 10 19 10 9 CFUL01 1 10 10 2 10 13 7 10 9 2 10 19 10 9 CFUL08 1 10 10 2 10 13 7 10 9 2 10 19 10 9 CFUM11 10 10 11 10 14 10 9 2 10 19 10 9 CFUM18 10 10 11 10 14 10 9 2 10 19 10 9
1 - kétszekciós detektor; 2 - aktív zóna; 3 - reaktortartály; 4 - négyszekciós detektor; 5 - radiális védelem 14.3. ábra. Két-, ill. négyszekciós detektorok elhelyezése 1, 2, 3 - detektorok; 4 - reaktortartály; 5 - betonvédelem; 6 - aktív zóna; 7 - kétszekciós detektor 14.4. ábra. Reaktortartályon kívüli detektorok elhelyezési sémája
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
a) A súlytényezı eloszlása a - jelentése: 3,74 * 10-9 a - jelentése: 7,02 * 10-9 b) A detektorválasz eloszlása 14.9. ábra. A reaktortartályon kívüli detektorok főtıelemkötegenkénti súlyté-nyezıinek és detektorválaszainak eloszlása az IP2 aktív zónájában
14.29. ábra. Az in-core mérések tipikus mérési tartományai forralóvizes reaktorokban (BWR-ekben)
14.32. ábra. Miniatőr hasadási kamra tipikus felépítése
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).
1 - csavaranya; 2 - támasztógyőrő; 3 - homlokgyőrő; 4 - főtı betét; 5 - termoelem; 6 - csı; 7 - felsı dugó; 8 - referencia termoelem 14.54. ábra. A Halden projekt B2 típusú gamma-termométer felépítése
14.56. ábra. Hagyományos dupla-erő hıelem
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 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.)
3400 2500 2000 +0,79 W Wolfram 1400 800 600 +1,87 Fe Vas 1530 800 600 +1,80 Fe Vas (tiszta) 350 +50,0 Te Tellur 1420 +44,8 Si Szilicium 3570 2500 2000 +0,25 C Szén (grafit) 1967 +0,64 Rh Ródium 500 350 +0,75 Cu Réz 1083 500 350 +0,76 Cu Réz (tiszta) 1600 1300 +0,64 90%Pt+10%Rh Platinaródium 1200 1000 +1,3 90%Pt+10%Ir Platinairidium 1770 1600 1300 0,000 Pt Platina 1500 1100 1000 +1,5 +2,5 80%Ni+20%Cr Nikróm 1452 1100 800-1,50-1,54 Ni Nikkel 910 +0,8 84%Cu+13%Mn+2%Ni+1% Fe Manganin 1450 1250 1000-2,71-3,13 90%Ni+10%Cr Kromel 1250 800 600-4,0 56%Cu+44%Ni Kopel 1250 800 600-3,5 60%Cu+40%Ni Konstantán 1490-1,68-1,76 Co Kobalt 321 +0,90 Cd Kadmium 2350 1800 1200 +0,65 Ir Iridium 1450 1250 1000-1,02-1,38 95% Ni+5%(Al, Si, Mg) Alumel 658 +0,40 Al Alumínium Olvadás-pont [ C] Alkalmazási hımérsékletek [ C] tartós rövid Termoelektro-mos feszültség [mv] Jel. ill. összetétel Megnevezés
14.63. ábra. Kombinált aktív zónán belüli aeroball és teljesítménymérı detektorok rendszere
T-hıelem; X-SPND; S-szabályozó kazetta 14.65. ábra. A reaktortartályon belüli detektorok és szabályozó kazetták a VVER 440 reaktorban
Mérések a VVER-440-ben 36 x 7 SPND 210 termoelem 6 x 2 + 6 termoelem + ellenállás-hımérı Ex-core detektorok jelei Szabályozókazetták pozíciói Szelepek, tolózárak, szivattyúk állapota Bórsav-koncentráció Összesen: kb. 700 analóg + 360 diszkrét jel
SCORPIO rendszer Man-machine interface!!!
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
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.