In- és ex-core detektorok Aktívzóna-felügyelet és monitorozás
14.1. táblázat. A VVER–440 reaktor ex-core neutrondetektorainak korábbi mérési intervalluma [410] φterm, ncm–2s–1
P, %P0
0,1–105
10–10–10–4
Közbensı tartomány
104–1010
10–5–10
Energetikai tartomány
108–1,2⋅1011
Tartomány
Forrástartomány
3–110
1 - közös elektróda; 2 - 3He-saját elektróda; 3 - a detektor fala; 4 4He-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, 411] Detektortípus
VVER–440
PHOTONIS
Neutron mérési tart., ncm-2s–1
Neutronérzékenysé g, A/ncm–2s–1
Gamma érzékenység , A/Gyh–1
Neutro nfluens, ncm–2
Gamma besu g. limit Gy
KNK–15
0,1–105
-
-
-
-
KNK–4
104–1010
10–13
3,94⋅10–4
-
-
KNK–3
-
3,3⋅10–15
2,3⋅10–3
-
-
8⋅10–13
3,4⋅10–8
2⋅1019
109
10–14
3,4⋅10–8
2⋅1019
109
CFUG08
0,2– 7⋅10 10
CFUH08
0,2– 2⋅10 12
CFUK08
0,3–1010
6⋅10–13
2,1⋅10–8
2⋅1019
109
CFUL01
1–1010
2⋅10–13
7⋅10–9
2⋅1019
109
CFUL08
1–1010
2⋅10–13
7⋅10–9
2⋅1019
109
CFUM11
10–1011
10–14
10–9
2⋅1019
109
CFUM18
10–1011
10–14
10–9
2⋅1019
109
1 - kétszekciós detektor; 2 - aktív zóna; 3 - reaktortartály; 4 - négyszekciós detektor; 5 - radiális védelem
14.3. ábra. elhelyezése
Két-,
ill.
négyszekciós
detektorok 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
bóros száraz keverék szerpentines nehézbeton
hajtások védıcsövei
védıcsıblokk felsı rácslemez
akna
melegági csonkok
hidegági csonkok
hajtások védıcsövei
bóros száraz keverék
szerpentines könnyőbeton
reaktortartály akna
hidegági csonkok
védıcsıblokk alsó rácslemez
akna
szerpentines nehézbeton
hıvédelem
zónakosár kosár alsó rácslemez
szerpentines könnyőbeton reaktortartály akna zónakosár hengerpalástja
fékezıcsıblokk felsı rácslemez
fékezıcsıblokk alsó rácslemez
perforált elliptikus fenék
fékezıcsıblokk felsı rácslemez fékezıcsövek/ védıcsövek
fékezıcsövek és védıcsövek vasbeton
védıcsıblokk alsó rácslemez
fékezıcsıblokk hengerpalástja kavicsbeton
fékezıcsıblokk alsó rácslemez
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
SPND
Bonyolult felépítés, nehéz, kényes gyártástechnológia; gondos kezelést igényel.
Masszív felépítés, hasonló az ásványgyapotszigeteléső kábelekhez; ezért mechanikai érzékenysége kicsi, könnyen kezelhetı, megbízható üzemő.
Külsı tápfeszültséget igényel. Átütésveszély.
Nem igényel külsı tápfeszültséget.
Nagy kiégési sebesség; ezért gyakori jelkorrekciót igényel, ill. csak a mérés rövid ideje alatt tartózkodhat az aktív zónában, gyakori mozgatást igényel.
Kis kiégési sebesség; hosszú élettartam; csak ritkán kell eltávolítani az aktív zónából.
A gáztérfogatot gondosan megbízha-tóan le kell zárni. A gázösszetétel nem változhat.
Nincs ilyen probléma.
és
Nagy detektorjel (mA)
Kis detektorjel (µA).
A detektorjel a 235U miatt (hasadási kamrában) arányos a teljesítménysőrő-séggel; ezért BWR-ben különösen elınyös.
A detektorjel közelítıen a termikusneutron-fluxussal arányos (kivéve az F-SPND-t, amiben megfelelı kivitel esetében a teljesítmény-sőrőséggel arányos a detektorjel).
Magas hımérsékleten nehézségek lépnek fel a kábeltömítések, a gáztérfogat, a gázszennyezés, az átütésveszély és a kóboráram miatt.
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.
Hıelem-huzalpár (pozitív és negatív szál)
2.
Érzékelési pont
3.
Csatlakozási hely
4.
Kompenzációs vezeték (pozitív és negatív szál)
5.
Hidegpont
6.
Mérıvezeték
7.
Vezetékkiegészítı ellenállás
8.
Jelfeldolgozó egység (mérı-, regisztráló-, szabályozó-mőszer, távadó stb.)
Jel. ill. összetétel Megnevezés Alumínium Alumel Iridium Kadmium Kobalt Konstantán Kopel Kromel Manganin Nikkel Nikróm Platina Platinairidium Platinaródium Réz (tiszta) Réz Ródium Szén (grafit) Szilicium Tellur Vas (tiszta) Vas Wolfram
Al 95% Ni+5%(Al, Si, Mg) Ir Cd Co 60%Cu+40%Ni 56%Cu+44%Ni 90%Ni+10%Cr 84%Cu+13%Mn+2%Ni+1% Fe Ni 80%Ni+20%Cr Pt 90%Pt+10%Ir 90%Pt+10%Rh Cu Cu Rh C Si Te Fe Fe W
Termoelektro-mos feszültség [mV] +0,40 -1,02…-1,38 +0,65 +0,90 -1,68…-1,76 -3,5 -4,0 -2,71…-3,13 +0,8 -1,50…-1,54 +1,5…+2,5 0,000 +1,3 +0,64 +0,76 +0,75 +0,64 +0,25 +44,8 +50,0 +1,80 +1,87 +0,79
Alkalmazási hımérsékletek [°C] tartós rövid
1000 1200
1250 1800
600 600 1000
800 800 1250
800 1000 1300 1000 1300 350 350
1100 1100 1600 1200 1600 500 500
2000
2500
600 600 2000
800 800 2500
Olvadás-pont [°C] 658 1450 2350 321 1490 1250 1250 1450 910 1452 1500 1770
1083 1967 3570 1420 350 1530 1400 3400
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!!!
VERONA rendszer 2 másodpercenként: • 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.
