Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Схемные решения реактиметров

05.12.2019 2019 - №04 Безопасность, надежность и диагностика ЯЭУ

А.Г. Юферов

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2019.4.08

УДК: 621.039.515:621.039.516.2:621.039.514.4

С позиций общей теории измерительных приборов и теории цифровых фильтров рассмотрен ряд вопросов сравнительного анализа возможных вариантов алгоритмической и схемной реализаций реактиметров. В терминах переходных характеристик и передаточных функций описаны структурные схемы линейной части реактиметра, а также алгоритмы их функционирования и численной реализации. Рассмотрены параллельная, прямая, каноническая, симметризованная, решетчатая и лестничная структурные схемы. Приведены соответствующие разностные уравнения. Эти результаты позволяют сравнить возможные схемные решения с точки зрения ряда критериев: сложность элементного состава (количество интеграторов, сумматоров, умножителей, элементов задержки), количество необходимых вычислительных операций, идентифицируемость аппаратурной функции реактиметра, согласованность расчетных и измеренных значений, чувствительность к погрешностям параметров и т.д. Показана возможность рассмотрения уравнений реактиметра как авторегрессионных, что обеспечивает адаптацию реактиметра в условиях эксплуатации. Указаны некоторые алгоритмы идентификации переходной характеристики и передаточных функций реактиметра. Для обеспечения согласованности расчетных и измеренных значений реактивности показана возможность использования идентичных алгоритмов в основном вычислительном блоке прямой и обратной задач кинетики ядерного реактора. Предложены верхние и нижние оценки реактивности для момента включения реактиметра. Реализация подобных оценок в конструкции реактиметра позволяет минимизировать время вывода реактиметра на рабочий режим. Для построения лестничных и решетчатых схемных решений использованы некоторые методические упрощения. База данных с параметрами аппаратурных функций схемных решений реактиметров размещена на общедоступном сайте. Указан ряд задач и направлений дальнейших исследований.

Ссылки

  1. Woschni E.-G. Measuring-Dynamics, an Introduction to the Theory of Dynamic Measurements. – Leipzig: S. Hirzel Verlag, 1964. – 168 p. (in German).
  2. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. – СПб.: Питер, 2003. – 608 с.
  3. Юферов А.Г. Библиография по разработкам реактиметров и методам измерения реактивности в ФЭИ. Обзор ФЭИ-295. – М.: ЦНИИАтоминформ, 2003. – 39 с.
  4. Литицкий В.А., Бондаренко В.В., Куприянова И.А. Методы и средства измерения реактивности размножающих сред. Часть 3. Инверсионно-кинетические методы. / Обзор ФЭИ ОБ-153. – Обнинск: ФЭИ, 1982. – 42 с.
  5. Остапенко В.В., Шостак А.З. Автоматическое измерение реактивности на реакторе ИРТ-М. / Отчет ИАЭ-3956. – М.: ИАЭ, 1966. – 42 с.
  6. Воронин А.А., Остапенко В.В. Автоматизация измерений реактивности. / Препринт ИАЭ-1689. – М., 1968. – 16 с.
  7. Вьюшин А.Н., Волегов В.В. Некоторые вопросы использования аналогового реактиметра применительно к измерениям на критических сборках. / Отчет ИАЭ-3956. – М., 1969. – 30 с.
  8. Punch B., Schwiegger E.A. Digital Reactimeter. // Kerntechnik. – 1975. – Vol. 12. – PP. 537-539.
  9. Kim A.J. The design, construction, and testing of a reactimeter. – Virginia Polytechnic Institute, 1977. Электронный ресурс: https://vtechworks.lib.vt.edu/bitstream/handle/10919/64041/ LD5655.V855_1977.J656.pdf (дата доступа 05.07.2019).
  10. Peterson B.R. Larson H.A. A practical power-reactor reactivity meter. Proc. of the Symposium «Nuclear Power Plant Control and Instrumentation 1978», Cannes, 24-28 April 1978. – Vienna: IAEA, 1978. Vol. II. – PP. 483-500.
  11. Сарылов В.H., Воскресенский Ф.Ф., Горбунов А.H. Цифровые реактиметры. // Атомная техника за рубежом. – 1979. – № 11. – С. 19-24.
  12. Алексаков Г.Н., Федоров В.А., Алферов В.П., Лыжин С.А. Реактиметр. / Авторское свидетельство на изобретение № 1144534, 1985.
  13. Вычислитель реактивности и периода ВРП-8. Техническое описание. – Обнинск: ФЭИ,
  14. – 59 с.
  15. Реактиметр ЦВР-10. Описание типа средства измерений. ФЭИ, 2005. 3с. Электронный ресурс: kip-guide.ruUdocs/18710-99.pdf (дата доступа 05.07.2019).
  16. Полозов С.А., Сикорин С.Н. Цифровой реактиметр на базе микроЭВМ и аппаратуры КА-МАК. // Вестник АН БССР. Сер. Физико-энергетические науки. – 1987. – № 4. – С. 87-92.
  17. Грачев А.В., Канунников В.С., Кулабухов Ю.С., Матвеенко И.П., Милованов Ю.Л., Шипилов Е.Н., Шокодько А.Г. Цифровой реактиметр для ядерных реакторов. // Атомная энергия. – 1986. – Т. 61. – Вып. 2. – С. 110-113.
  18. Аксенов В.А., Анашин А.М., Грибакин С.Н., Дикарев В.С., Крылатых Е.И., Карасев И.Б., Мешков В.К., Никифоров Б.Н., Сычинский Ю.Л., Шермаков В.Е. Широкодиапазонный реактиметр для исследовательских реакторов и критических стендов. // Атомная энергия. – 1990. – Т. 69. – Вып. 3. – С.150-153.
  19. Volkov Yu.V., Petrosov T.G., Klinov D.A., Ukraintsev V.F., Slekenitchs Y.V., Moniri M. Tests of digital reactimeter with 15 groups of delayed neutrons in experiments on ZPR. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 1999. – № 4. – С. 38-47.
  20. Rolls-Royce reactivity-meter-tcm92-50341. Technical characteristics. Rolls-Royce, 2010. 2 p.
  21. Литицкий В.А., Жуков А.М. Устройство для измерения реактивности ядерного реактора. Патент РФ № 2474891, 2013.
  22. Воронин А.А., Сивоконь В.П., Шикалов В.Ф. Разработка модели ядерного реактора для измерения реактивности. // ВАНТ. Серия: Физика и техника ядерных реакторов.– 1985. – Вып. 5. – С. 78-80.
  23. Сивоконь В.П., Позняков В.В. Особенности нейтронной кинетики реактора с неравномерным распределением делящихся изотопов. // Атомная энергия. – 1990. – Т. 69. – Вып.
  24. – С.330-332.
  25. Реактиметр ЦВР-11. Описание типа средства измерений. Электронный ресурс: http://nd-gsi.ru/grsi/560xx/56541-14.pdf (дата доступа 05.07.2019).
  26. Фадеев А.Н., Моисеев И.Ф. Способ настройки цифровых реактиметров на текущее состояние реактора по составу делящихся элементов топлива. Патент РФ № 2244352, 2005.
  27. Юферов А.Г., Ибрагимов Р.Л. Реактиметр как адаптивный цифровой фильтр. // Атомная энергия. – 2005. – Т. 98. – Вып. 4. – С. 253-260.
  28. Юферов А.Г. К задаче идентификации интегральных уравнений кинетики. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2005. – № 4. – С. 25-34.
  29. Keepin G.R. Physics of Nuclear Kinetics. – Addison-Wesley Publ. Co, 1965. – 435 p.
  30. Ланцош К. Практические методы прикладного анализа. – М.: Мир, 1961. – 524 с.
  31. Рекомендации по сопоставлению рассчитанной и измеренной реактивности при обосновании ядерной безопасности реакторных установок типа ВВЭР. Методический документ. – М.: ФГУ НТЦ ЯРБ, 2011. – 21 с.
  32. Юферов А.Г. Квадратурные формулы для интегральных уравнений кинетики и цифровых реактиметров // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2017. – № 2. – C. 93-105.
  33. Юферов А.Г. Унификация прямой и обратной задач кинетики ядерного реактора. / Препринт ФЭИ-3165. – Обнинск: ФЭИ, 2009. – 36 с.
  34. Кошелев А.С., Колесов В.Ф. Единицам измерения реактивности – удобные для практического использования наименования. // Атомная энергия. – 1992. – Т. 72. – Вып. 3. – С. 266-267.
  35. Юферов А.Г. Шумовая идентификация переходной характеристики запаздывающих нейтронов. // Атомная энергия. – 2012. – Т. 113. – Вып. 4. – С. 235-237.
  36. Марпл С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. – М.: Мир, 1990. – 584 с.
  37. Юферов А.Г. Расчет дробно-рациональной передаточной функции реактиметра. / Препринт ФЭИ-3091. – Обнинск: ФЭИ, 2007. – 35 с.
  38. Виноградов В.Н., Гай Е.В., Работнов Н.С. Аналитическая аппроксимация данных в ядерной и нейтронной физике. М.: Энергоатомиздат, 1987. – 128 с.
  39. Hetrick D.L. Dynamics of Nuclear Reactors. The University of Chicago Press, 1971. – 542 p.
  40. Kuo B.C. Digital Control Systems. – N.Y.: Holt, Rinehart and Winston Inc., 1980. – 730 p.
  41. Юферов А.Г. Дисперсионное уравнение реактиметра // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2016. – № 3. – C. 30-41.

реактиметр аппаратурная функция схемное решение вариантный анализ