3.3.6 Аппаратура контроля нейтронного потока

Нейтронная мощность ядерного реактора, в зависимости от режима его работы, из­меняется в очень широком диапазоне значений. Для надежного контроля работы реактор­ной установки, в части касающейся плотности потока нейтронов в активной зоне и скоро­сти его изменения, в составе АСУТП энергоблока предусмотрена аппаратура контроля нейтронного потока.

Комплекс технических средств АКНП предназначен для формирования сигнала ней­тронной мощности «Р_N» и периода «Т» реактора ВВЭР-1000 по значению плотности ней­тронного потока и скорости его изменения на всех уровнях мощности реактора.

Комплекс формирует сигналы превышения заданных значений Р и Т, выдает сиг­налы в СУЗ, осуществляет обработку, регистрацию и представление информации опера­тору.

Комплекс АКНП для одного энергоблока состоит из трех независимых систем, кото­рые функционально-автономны в эксплуатации:

- система контроля нейтронного потока для СУЗ, которая состоит из двух незави­симых подсистем (комплектов);

- система контроля перегрузки топлива;

- система контроля нейтронного потока для РЩУ.

На энергоблоках ОП ЗАЭС установлены комплексы АКНП следующих типов:

- АКНП-3;

- АКНП-7;

- АКНП-И;

- АКНП-ИФ.

3.3.6.1 Акнп-3

Рассмотрим функции и структурную схему комплекса АКНП-3. Структурная схема одного канала комплекса АКНП-3 представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 – Структурная схема канала АКНП-3 (канал 2)

Комплекс обеспечивает:

- формирование дискретных сигналов превышения заданных значений Р и Т;

- формирование сигнала переключения диапазонов измерения;

- аналоговое представление на экране блока отображения информации о значении Р и Т, а также значений пороговых уставок по всем каналам;

- выборочное отображение информации на экране о значении Р и Т, на любом из диа­пазонов, в цифровой форме на БВК-14. Выборочное представление информации о значении Р и Т в энергетическом диапазоне мощности реактора на экране цифрового дисплея БВЦ-37. Выборочное представление информации о значении Р по каналам или среднее значение по трем каналам на блоках индикации БИА-01. Регистрацию на приборе РП160-АД текущих значений Р и Т по каналам или среднего значения по трем каналам;

- формирование аналоговых выходных сигналов, пропорциональных Р и Т, предна­значенных для передачи в систему управления и регулирования и в СВРК;

- усреднение по трем каналам информации о Р и Т;

- формирование звукового сигнала, пропорционального плотности потока нейтро­нов в диапазоне источника;

- контроль исправности устройств;

- калибровку измерительных каналов в ручном режиме;

- управление перемещением и контроль положения блоков детектирования.

Рассмотрим конструктивное исполнение и принцип работы системы контроля нейтронного потока для СУЗ.

Система для СУЗ состоит из двух комплектов, в каждый из которых входит три измери­тельных канала. Аппаратура АКНП-3 формирует сигналы превышения заданных значений Р и Т, выдает сигналы в систему АЗ и на регулирование и ограничение мощности РУ в АРМ, РОМ, СВРК, осуществляет обработку, регистрацию и представление инфор­мации оператору на БЩУ.

Весь диапазон измерения плотности нейтронного потока для СУЗ разбит на три под­диапазона: диапазон источника (ДИ), диапазон промежуточный (ДП) и диапазон энергети­ческий (ДЭ). Для обеспечения надежности выполнения защитных функций предусмот­рено перекрытие поддиапазонов измерения в пределах от 1,5 до 2,0 десятичных порядков. Блоки детектирования расположены в каналах, находящихся в зоне «сухой» защиты во­круг реактора. Блоки детектирования одного диапазона расположены в ИК под углами 120° относительно друг друга. Блоки детектирования в ДЭ устанавливаются стационарно по два в одном измерительном канале «сухой» защиты шахты реактора на уровне центра активной зоны. Блоки детектирования ДИ и ДП, при переходе на последующий диапазон, перемещаются из верхнего рабочего положения на уровне центра активной зоны в нижнее нерабочее положение с помощью механизмов перемещения. Сигналы от блоков детектирования трех поддиапазонов усили­ваются и формируются блоках усиления и преобразования для передачи по кабелю связи в устройства накопления и обработки информации УНО, расположенных в пом. АЭ438/1,3. Блоки усиления и преобразования расположены в непосредственной близости от блоков детектирования в пом. А336.

В устройствах накопления информации (УНО) осуществляется преобразование сигналов импульсной формы в аналого­вую, формирование дискретных сигналов аварийной и предупредительной защит, дискретных и аналоговых сигналов для автоматического регулятора мощности реактора АРМ-5С, устройства РОМ и системы внутриреакторного контроля. По сигналам защиты измерительные каналы функционально неза­висимы.

Преобразование сигналов нейтронной мощности и периода реактора, пропорциональных плотности потока нейтронов и скорости его изменения, осуществляется в устройстве преобразования информации, а отображение - на БВК-14 и БВЦ-37. БВК-14 обеспечивает отображение информации на эк­ране в виде гистограмм, одновременно по всем измерительным каналам с указанием значений пороговых уставок, а также выборочное представление информации в цифро­вом виде одного из каналов или усредненного значения по трем каналам работающего диапазона выбранного комплекта АКНП-3. Отрицательный период в каждом комплекте АКНП-3 отображается в виде гистограммы.

Формирование дискретных сигналов АЗ, ПЗ, РМ и переключения диапазонов, а также размножение и усиление сигналов для АРМ, РОМ и СВРК осуществляется в устрой­стве коммутации УКЦ-01.

Ключи управления перемещением и указатели положения блоков детектирования рас­положены на панелях блочного щита управления. На этих же панелях расположены регистрирующие при­боры РП160-АД, фиксирующие значения нейтронной мощности и периода реактора. Значения нейтронной мощности реактора по обоим комплектам также отображаются на блоках БИА-01, расположенных на панели резервного щита управления.

Выбор цифровой информации, отображаемой на БВК-14 и БВЦ-37 по одному из кана­лов или усредненного значения по трем каналам любого диапазона, осуществляется блоком переключателей каналов. Установка значения уровня защиты по нейтронной мощности осуществляется с бло­ков задания уставок ВБ-66 на панели одновременно на три канала одного комплекта для диапазона источника и промежуточного диапазона и на каждый канал раздельно для энергетического диапазона. Уставки защиты по периоду реактора устанавливаются раздельно по каждому каналу в стойках УНО.

Для контроля низких уровней плотности нейтронного потока (до 60 нейтр./см²·с) в системе предусмотрен звуковой индикатор разгона БКнК-07, выдающий звуковой сигнал от каждого импульса с блока детектирования. При превышении частоты следования импульсов более 12 Гц происходит автоматическая блокировка звукового сигнала.

Для контроля нейтронного потока при перегрузке топлива используется система АКНП-СКП, состоящая из двух независимых комплектов.

Каждый комплект состоит из:

- стойки УНО;

- трех нормирующих преобразователей;

- трех блоков детектирования;

- регистрирующей аппаратуры;

В регистрирующую аппаратуру входят:

- табло сигнализации превышения уставок (УВИЗ) и блок звуковой индикации раз­гона (ЗИР) на панели HY-16(18) БЩУ;

- два табло УВИЗ, два ЗИР и два стрелочных прибора БИА-01 на пульте перегрузоч­ной машины, расположенном на отм. 41 м.

Структурная схема АКНП-СКП представлена на рисунке 10.

Блоки детектирования системы контроля перегрузки (СКП) устанавливаются в каналы выгородки активной зоны реак­тора после его останова на перегрузку топлива. Сигналы с блоков детектирования по­ступают в блоки усиления, расположенные в помещениях ГА 606/1,2. Затем сигналы по­ступают на устройства накопления и обработки информации УНО, расположенные в по­мещениях АЭ438/1,3.

Измерительные каналы в УНО формируют сигналы превышения заданных уставок по нейтронной мощности и периоду реактора. Индикация об исправности каналов и о превышении заданных уставок отображается на двух сигнальных табло УВИЗ для каждой группы устройств.

Рисунок 10 – Структурная схема АКНП-СКП

Информация по нейтронной мощности выведена на приборы БИА-01, установленные на пульте перегрузочной ма­шины и на регистрирующие приборы РП160-АД, установленные на БЩУ и подключаемые к системе контроля перегрузки только на пе­риод перегрузки топлива.

В системах АЗ, ПЗ, РОМ, АРМ сигналы системы контроля перегрузки не используются.

Система АКНП-РЩУ предназначена для контроля за плотностью нейтронного потока при переводе активной зоны реактора в подкритическое состояние в случае аварийного расхолаживания блока, если по каким-либо причинам этого нельзя сделать с БЩУ.

Система контроля нейтронного потока для резервного щита управления включает одно устройство накопле­ния и обработки информации УНО-03А1 с тремя измерительными каналами диапазона источника. Блоки детектирования расположены в каналах, находящихся в зоне «сухой» защиты вокруг ре­актора. Сигналы с блоков детектирования поступают в блоки усиления, а затем на уст­ройство накопления и обработки, расположенное в помещении АЭ438/2.

Измерительные каналы в УНО формируют сигналы превышения заданных уставок по нейтронной мощности и периоду реактора. Индикация об исправности каналов и о превышении заданных уставок отобража­ется на двух УВИЗ, установленных на панелях БЩУ и РЩУ.

Информация по нейтронной мощности реактора выведена на прибор БИА-01, установленный на БЩУ и на РП160-АД, уста­новленный на РЩУ. На этой же панели установлен регистрирующий прибор РП160-АД по периоду реактора.

В системах АЗ, ПЗ, РОМ, АРМ сигналы АКНП РЩУ не используются.