16. Градуировка стержней суз.
Калибровка (определение эффективности, взвешивание) органов регулирования — это определение изменения реактивности при перемещении поглотителя на единицу длины и по всей высоте активной зоны.
В зависимости от условий и требований к точности измерений используются различные способы калибровки:
1) по периоду разгона ЯР;
2) методом сравнения (компенсации);
3) в подкритическом состоянии ЯР;
4) по скачку плотности нейтронов и др.
Методы калибровки
Метод разгона реактора
Калибровка по периоду разгона основана на использовании связи периода Т и реактивности ρ в формуле «обратных часов» при увеличении мощности в надкритическом состоянии по экспоненциальному закону. Критический ЯР с помощью калибруемого стержня переводят в надкритическое состояние путем подъема стержня на допустимую (по предварительной расчетной оценке) величину ΔZ. Используя секундомер, записывают время достижения таких значений мощности (в делениях шкалы измерителя плотности потока нейтронов), которые отличаются от одного из предыдущих в 2 раза, например: 10, 15, 20, 25, 35, 40, ..., где 20/10 = 30/15 = 40/20 = 50/25 = ... = 2. Время между этими измерениями равно Т(2), по которому из таблиц определяют Δρ, соответствующее подъему поглотителя на величину ΔZ в данном положении активной зоны, и эффективность 1 мм перемещения поглотителя Δρ/ΔZ.
Калибровка по периоду разгона — основной способ, который позволяет определить дифференциальную и интегральную характеристики поглотителя в абсолютных единицах реактивности. Недостатки этого метода калибровки:
1) невозможность в результате одного измерения определять большую реактивность (р < ~0,002; Т > ~15с);
2) значительная затрата времени на одно измерение и тем более на определение полного физического веса тяжелого поглотителя;
3) потенциальная опасность измерений, поскольку они проводятся в надкритическом состоянии.
Калибровка в подкритическом реакторе
Калибровку в подкритическом реакторе можно производить следующим образом.
Калибруемый регулятор устанавливают, например, в крайнее верхнее положение. При этом ЯР должен быть подкритичен при надежно контролируемой подкритической мощности:
После погружения поглотителя на величину ΔZ1 мощность уменьшится до уровня
Перемещая калибруемый регулятор шагами ΔZi до необходимого нижнего положения и определяя каждый раз δρi получают набор δρi и ΔZi с точностью до неизвестной постоянной величины Nист. Это позволяет построить зависимость эффективности поглотителя (в относительных единицах) от положения его в активной зоне. Зная дифференциальную эффективность данного поглотителя на небольшом участке, переводят относительные единицы в абсолютные во всем интервале перемещения.
Достоинство рассмотренного метода — безопасность (измерения проводятся в подкритическом состоянии ЯР) и возможность калибровки тяжелых поглотителей. Недостаток — невозможность калибровки непосредственно в абсолютных единицах ρ и большая затрата времени перед каждым измерением Nпод,i, особенно при глубокой подкритичности.
Метод сравнения (компенсации)
Этот метод дает возможность откалибровать любой регулятор путем сравнения его эффективности с эффективностью эталонного (откалиброванного в абсолютных единицах реактивности) стержня. Одним стержнем реактивность высвобождается или уменьшается (безопаснее второй вариант), а другим это изменение компенсируется.
Метод сравнения дает возможность в результате одного перемещения найти физический вес любого стержня, не превышающего физический вес эталонного. Недостатком метода является интерференция стержней. Поэтому необходимо, чтобы калибруемый и эталонный стержни находились на расстоянии, практически исключающем взаимное влияние. Обычно методом сравнения определяют физический вес стержней АР и АЗ, используя в качестве эталонного поглотителя стержни КС.
Метод скачка плотности нейтронов
Метод скачка плотности нейтронов основан на том, что при скачкообразном уменьшении Кэф (реактивности) мощность, обусловленная делением горючего мгновенными нейтронами, скачком уменьшается с уровня N1 до N2 на величину ΔN. Измеряя мощность ЯР до и после введения отрицательной реактивности, можно определить последнюю.
Обычно этот метод используется при взвешивании стержней АЗ, для которых нужно знать не характер дифференциальной и интегральной характеристик, а только полный физический вес.
Рассмотренный метод калибровки дает возможность оперативно, безопасно, в абсолютных единицах реактивности оценить физический вес быстро перемещающихся поглотителей. Однако он не применим для калибровки медленно перемещающихся поглотителей и построения дифференциальной и интегральной характеристик.