Измерительная система контроля энерговыделения в активной зоне ВВЭР 1000

Информацию о распределении энерговыделения получают с помощью детекторов прямой зарядки (ДПЗ), на основе сигналов которых проводят восстановление поля энерговыделения во всем объеме активной зоны.

В активной зоне ДПЗ, расположенные на одной вертикали, конструктивно объединяются в нейтронно-измерительный канал (КНИ). КНИ серийных реакторов ВВЭР-1000 (рис.) состоит из защитной арматуры 4, детекторной части 5 и миниатюрного разъема 1 типа PC-19.

Арматура 4 предназначена для защиты ДПЗ от механических воздействий и контакта с теплоносителем первого контура и обеспечивает герметизацию первого контура.

В состав детекторной части входят семь детекторов ДПЗ-1М 7, равномерно размещенных по высоте активной зоны с шагом 437,5 мм, защитный экран 6, узел уплотнения 3 и семь линий связи 2, для которых использован кабель КТМС. Каждая линия связи кроме сигнального проводника содержит фоновый проводник.

Конструкция КНИ

Защитный экран предназначен для уменьшения фонового тока, возникающего в линии связи 2 под воздействием b-излучения эмиттеров ДПЗ. С этой целью все семь детекторов располагают по одну сторону экрана, а их линии связи – по другую сторону.

Узел уплотнения расположен в верхней части КНИ и предназначен для обеспечения герметичности первого контура при появлении течи в защитной арматуре.

Разъем типа PC-19 обеспечивает подсоединение КНИ к линиям связи с целью передачи сигналов ДПЗ к аппаратуре СВРК.

Ниже приведены основные конструктивные отличия детекторной части КНИ для модификаций реакторов ВВЭР по сравнению с КНИ серийных реакторов ВВЭР-1000.

Серийный ВВЭР-440:

· семь ДПЗ размещены равномерно с шагом 305 ± 1 мм;

· используется ДПЗ-1М с эмиттером из родия длиной 200 мм и диаметром 0,5 мм;

· фоновый детектор аналогичен линии связи нижнего ДПЗ;

· в комплекте КНИ предусмотрено 16 разных длин погружаемой в корпус реактора части КНИ (предусматривается уменьшение до шести вариантов).

V блок НВАЭС с ВВЭР-1000:

· семь ДПЗ размещены равномерно с шагом 437,5 ± 1 мм;

· используется ДПЗ-1М с эмиттером из родия длиной 250 и диаметром 0,5 мм;

· фоновый детектор аналогичен линии связи нижнего ДПЗ;

· в комплекте КНИ предусмотрено 18 разных длин погружаемой части КНИ.

Измерение энерговыделения в активной зоне ВВЭР. Детекторы прямого заряда.

Для контроля энерговыделения в а.з. используют детекторы прямого заряда (ДПЗ) и эмиссионные детекторы нейтронов.

Достоинства ДПЗ:

· Высокая надежность и значительный ресурс работы (не менее 1 компании).

· Малые габариты, позволяющие разместить большое количество детекторов в а.з. для детального рассмотрения.

· ДПЗ не требуют внешнего источника питания

· Имеют хорошую воспроизводимость параметров (отлажена технология производства из-за этого малые погрешности).

· Отсутствие газового зазора, нет необходимости поддерживать определенное давление.

Конструкция ДПЗ:

1.

Коллектор – трубочка из нерж. стали диам. 13мм

2. Эмиттер – проволочка диам. 0.5мм

3. Изолятор – кварцевая трубочка

Сигнальная жила

В эмиттере формируются высокоэнергетические электроны в результате взаимодействия n с ядрами эмиттера, которые тормозятся в изоляторе, формируя электрический сигнал в коллекторе.

Комптоновский эмиссионный детектор нейтронов (КЭДН ), мгновенный: ядра эмиттера захватывают нейтрон и переходят в возбужденное состояние и испускают гамма-квант, рассеивающийся на свободных электронах материала эмиттера, если энергии достаточно, чтобы достичь коллектора – возникает сигнал. (используется на РБМК)

Бэта эмиссионный детектор нейтронов (БЭДН), медленный: Основной вклад в образование сигнала (около 90%):

До 5% составляет комптоновская часть.