Neutronová instrumentace a systém ochrany reaktoru
Neutronová instrumentace
Systém ochrany reaktoru
Neutronová instrumentace
Systém ochrany reaktoru
Neutronová instrumentace
Neutronová instrumentace ex-core pracuje jako autonomní nezávislý systém pro bezpečné řízení štěpné reakce v jaderném reaktoru. Pro pokrytí celého rozsahu hodnot od startu po nominální výkon reaktoru využívá dva kanály, na jejichž vstupy jsou přivedeny signály ze snímačů neutronového toku:
Spouštěcí kanál zpracovává signály ze štěpné komory v impulsním režimu: od 1.0E-01 imp/s, od hodnoty 9.0E+04 imp/s v Campbelovském režimu a od hodnoty 5.0E+8 imp/s je schopen pracovat v proudovém režimu.
Provozní kanál zpracovává signál z ionizační komory v proudovém rozsahu s plnou přesností od 250nV @ 1E-10A až do 3.75E+9nv @ 1.5E-3A.
Délka připojení snímačů neutronového toku k měřicí jednotce může být až 300 m, takže elektronika je umístěna mimo dosah ionizujícího záření. Výstup z měřicí jednotky vstupuje do vyhodnocovací jednotky, na kterou je napojena Jednotka řetězce havarijní ochrany SCRAM a jednotka Nezávislý display pro přímou informaci obsluhy o hodnotách neutronového toku a periody reaktoru.
Celý měřící kanál pro systém měření neutronového toku tvoří:
- Detektor neutronového toku
- Měřicí jednotka
- Vyhodnocovací jednotka
- Nezávislý displej
Měřicí jednotka
Vyhodnocovací jednotka
Nezávislý displej
Měřicí jednotka
Vyhodnocovací jednotka
Nezávislý displej
Měřicí jednotka
je součástí každého kanálu.
Spouštěcí kanál obsahuje měřicí jednotku, která zpracovává signál z impulsní komory dvěma metodami:
- Impulzním čítačem, ze kterého signál vede na 2 diskriminátory s nastavitelnou úrovní diskriminace, čímž se převede na číslicové impulsy. Jejich četnost za 10 ms je čítaná integrovaným mikroprocesorem a optickou cestou odesílána k dalšímu zpracování.
- Campbellovským měřením neutronového toku jako efektivní hodnoty signálu získaného vyfiltrováním části spektra vstupního signálu pásmovou propustí. Získaný signál je převeden na stejnosměrný a jeho efektivní hodnota se převede do číslicové podoby. Optickou cestou se spolu s dalšími daty odesílá k vyhodnocení do nadřazeného systému.
Provozní kanál obsahuje měřicí jednotku, která provádí přímé měření signálu z kompenzovaných proudových ionizačních komor. Měřený proud z komory se v jednotce přivádí na logaritmický člen a za ním je převeden AD převodníkem do číslicové podoby. Převodník využívá sigma-delta technologii, perioda převodu činí přesně 10 ms. Uvnitř jednotky je vestavěn zdroj testovacího proudu, kterým lze kdykoliv otestovat správnou funkci celého měřicího řetězce. Jednotka komunikuje s nadřazenou vyhodnocovací a řídící jednotkou optickou cestou.
Vyhodnocovací jednotka
Vyhodnocovací jednotka realizuje vyhodnocením údajů z měřicí jednotky ochranné funkce reaktoru. Z toho důvodu je zařazena v nejvyšší bezpečnostní třídě A, takže vykonává pouze funkce, které souvisejí s jadernou bezpečností. Jednotka má tyto klíčové vlastnosti:
- Cyklus vyhodnocení měření 10 ms (synchronně s měřicí jednotkou).
- SCRAM výstupy: Power, Period, NMIN.
- BLOCK výstupy pro bezpečné blokování dalších zařízení, které hlásí chybu NMIN při nízkém toku neutronů
- 16 samostatných reléových výstupů pro signalizaci základních výsledků a podmínek, 3 z nich jsou programovatelné.
- 2×3 analogové výstupy 4÷20 mA pro export naměřených hodnot (PWRLOG, PWRLIN, PERIOD).
- Bezpečnostní logické vstupy pro monitorování pracovních poloh neutronové komory.
- Plně redundantní a galvanicky oddělené napájení ze dvou 24VDC větví.
- Úplné, bezpečné, přehledné, snadno dostupné, autorizované a velmi jednoduché nastavení všech potřebných parametrů pro měření a vyhodnocení toku neutronů.
Vyhodnocovací jednotka poskytuje výsledné informace nezávislému displeji pro řídicí systém reaktoru a dále do nezávislého monitorovacího systému a do externího HMI. Komunikační protokoly jsou modifikovatelné a pracují nezávisle na bezpečnostních funkcích jednotky.
Vyhodnocovací jednotka je na předním panelu vybavena displejem HMI pro kompletní přehled o výsledcích měření a vnitřních stavech vyhodnocovací a měřicí jednotky. Hlavní část panelu zabírají stavitelné číselníky, které slouží k bezpečnému, přehlednému, autorizovanému a jednoduchému nastavení všech parametrů aparatury. Ovládací tlačítka a oprávnění SET lock slouží pro inicializaci, testování a provedení autorizovaného nastavení a zároveň slouží jako indikátory. Konektor CALIB umožňuje připojení externího kalibrátoru k internímu kalibrátoru. Ten je používán pro testování a kalibraci výstupních proudových smyček 4÷20mA.
Nezávislý displej
Nezávislý displej je autonomní přístroj s kombinovaným znakovým displejem pro zobrazování aktuálních hodnot toku neutronů a rychlosti změny toku neutronů neboli periody reaktoru. Displej se skládá z 12 segmentů rozdělených do dvou skupin: Prvních 8 segmentů zobrazuje hodnotu toku neutronů, druhá skupina 4 segmentů zobrazuje periodu reaktoru, rychlost změny.
Systém ochrany reaktoru
Jednotka havarijního řetězce SCRAM tvoří havarijní řetězec, který zajišťuje bezpečnostní funkci systému ochrany jaderného reaktoru. Je klasifikován v nejvyšší bezpečnostní třídě, plní funkce kategorie A podle ČSN EN IEC 61226 a proto je realizován jako reléový systém s redundantním uspořádáním. Přijímá signály z jednotek měření a vyhodnocování neutronového toku a ze systému měření a regulace reaktoru. V případě, že jakákoliv hodnota je mimo povolený limit nebo nastane porucha, provede okamžité odpojení napájení elektromagnetů havarijních tyčí, čímž vyvolá jejich pád gravitační silou do aktivní zóny a rychlé odstavení rektoru. SCRAM řetězec je nastaven tak, že jakákoli případná porucha na zařízení je bezpečná, protože vede k bezpečnému odstavení reaktoru.
Pro konfiguraci jednotek systémů RPS jsou používány 3 typy modulů:
- HRPWR – napájecí moduly
- HRLOG – moduly releové logiky
- HROUT – výstupní moduly
Zaujaly vás naše služby?
Pojďte se s námi potkat