201849. lajstromszámú szabadalom • Eljárás reaktivitásegyütthatók meghatározására atomreaktorokban
HU 201849 B 1 A találmány tárgya eljárás reaktivitásegyütthatók meghatározására atomreaktorokban, a reaktor bármely stacioner állapotában, az üzemelés zavarása nélkül. A reaktivitásegyütthatók (hőmérséklet -dr/dT, nyomás -dr/dp stb.) kaz atomreaktorok legfontosabb paraméterei közé tartoznak biztonságvédelmi, üzemeltetési és tervezési szempontból. A különböző, ma használatos eljárások lényege, hogy a reaktor hőmérsékletének változását hozzák létre, és eközben néhány pontban abszolút értékek mérésével meghatározzák a reaktivitás változását. Ez utóbbira is több módszer ismeretes (pl. kalibrált rudakkal való kompenzálás vagy neutrondetektorok áramjeleiből — inverz kinetikus úton—számított reaktivitásbecslés). Mindezen módszerek nagy hátránya, hogy munkaigényesek, nem hajthatók végre anélkül, hogy a reaktor üzemébe jelentősen (hőmérsékletváltozás, rúdmozgatás stb.) be ne avatkoznának. Ennek megfelelően általában csak a reaktor indításakor végeznek ilyen méréseket alacsony teljesítményeken (100%-os teljesítménynél nem is szabad ilyen kísérleteket végezni). Ezért aztán az üzemeltetőknek be kell érniük a számításokon alapuló becslésekkel és extrapolációkkal. Az általunk javasolt módszer elsősorban ezt a hiányosságot küszöböli ki. Lehetővé válik a reaktivitásegyütthatók mérése a reaktor bármely stacioner állapotában (bármilyen, az üzemi neutrondetektorokkal jól érzékelhető teljesítményszinten), ráadásul anélkül, hogy bármilyen aktív beavatkozásra szükség lenne — azaz az üzemeltetés legcsekélyebb zavarása nélkül. A találmány szerinti neutronfluktációt és egyidejűleg legalább egy második paraméter (nyomás, hőmérséket stb.) fluktuációját mérjük, eztán önmagában ismert módon meghatározunk egy frekvenciatartományt, amelyben ok-okozati összefüggés áll fenn a mért paraméter fluktuációja és a neutronfluktuáció között, valamint szintén önmagában ismert módon keresztteljesítménysűrűség függvényt (CPSDns) és a mér paraméter teljesítménysűrűség függvényét (APSDs) állítjuk elő, majd a reaktor átviteli függvényének /G(if)/ ismeretében az alábbi képlettel határozzuk meg a reaktivitásegyütthatót: dr 1 /CPSDns ds /G(if)/ JAPSDs ahol r - a reaktivitás, s - a kérdéses paraméter (hőmérséklet, nyomás stb.) G(if) - a reaktor átviteli függvénye, CPSDns - a keresztteljesítménysűrűség függvény, APSDs - a praméter teljesítménysűrűség függvénye, és az integrálok az ok-okozati módszerekkel meghatározott frekvenciatartományokra vonatkoznak. A találmány szerinti eljárás tehát a zónán átáramló és ennek megfelelően a zóna hőmérsékletével bíró hűtőközeg hőmérsékletfluktuációinak (vagy más fluktuációparamétereknek) és a reaktor-2 tartályon kívül (vagy esetleg másutt) elhelyezett neutrondetektorokkal mérhető fluktuációknak egyidejű mérésén és e mérések feldolgozásán alapul. A feldolgozás során a stochasztikus mérések feldolgozási eszközeit használjuk fel, célszerű sorrendbe rendezve. A fluktuációk felvétele után olyan frekvenciatartományt kell találni, amelyben ezekkel a módszerekkel bizonyítható módon, ok-okozati összefüggés létezik a mérendő paraméter (pl. dr/dT esetében a hőmérsékletfluktuáció, a dr/dp esetében a nyomás fluktuáció stb.) és a mérhető neutronfluktuációk között. A bizonyított összefüggés után aztán, a keresztkorrelációs függvények spektrumának a megfelelő frekvenciatartományra vett integráljának és a mért paraméterfluktuációból számított teljesítménysűrűség-függvény (vagy ezzel analóg stochasztikus függvények) hasonló inegráljának a hányadosa megadja a reaktivitásegyütthatók (dr/dT, dr/dp stb.) nyers értékeit. Ahhoz, hogy ezeket az értékeket a szokásos mértékegységekben kaphassuk meg, szükség van az adott reaktor átviteli függvényének ismeretére, amely szinte minden reaktorban jól számítható mennyiség és rendszerint rendelkezésre áll. Ennek hiányában is alkalmas a módszer a reaktivitásegyütthatók relatív változásainak mérésére, de ebben az esetben az abszolút érték meghatározásához egy kalibrációs mérést is be kell iktatni. A módszer legfőbb előnye nevezetesen az, hogy az üzem zavarása nélkül lehet a reaktivitásegyütthatókat folyamatosan mérni, ekkor is megmarad, mivel a kalibrációs mérést előre el lehet végezni. A fluktuációk mérésére megfelelnek a reaktor üzemi detektoijai is. Általában az ehhez kapcsolódó erősítőkben olyxan változtatásokra, vagy cserékre van szükség, amelyek lehetővé teszik a fluktuációk átvitelét (ez sok esetben az eredeti erősítőkkel biztosított). A fluktuációk leválasztására ismert elektronikákat alkalmazunk. Az így kapott stochasztikus jelek feldolgozására bármely A/D átalakító és számítógép alkalmas. A megfelelő szoftver a stochasztikus függvények (CPSD, APSD) számítására ma már az alapszoftverhez tartozik. SZABADALMI IGÉNYPONT Eljárás reaktivitásegyütthatók meghatározására atomreaktorokban, a reaktor bármely stacioner állapotában, az üzemelés zavarása nélkül, célszerűen a reaktor üzemi neutron-, hőmérséklet-, nyomásvagy egyéb detektorainak felhasználásával, azzal jellemezve, hogy neutronfluktuációt és egyidejűleg legalább egy második paraméter (nyomás, hőmérséket stb.) fluktuációját mérjük, eztán önmagában ismert módon meghatározunk egy frekvenciatartományt, amelyben ok-okozati összefüggés áll fenn a mért paraméter fluktuációja és a neutronfluktuáció között, valamint szintén önmagában ismert módon keresztteljesítménysűrűség függvényt (CPSDns) és a mér paraméter teljesítménysűrűség függvényét (APSDs) állítjuk elő, majd a reaktor átviteli függvényének /G(if)/ ismeretében az alábbi képlettel határozzuk meg a reaktivitásegyütthatót: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
