第三章堆芯外核检测仪表及系统.pptVIP

3.4 反应堆堆芯外核检测仪表系统 3.4.3 核仪表系统 (RPN) 一、系统功能： ⑴.提供信号：反应堆功率、功率变化及功率分布； ⑵.提供控制信号，移动控制棒； ⑶.监测功能:监测反应堆径向倾斜和轴向功率偏差。 二、系统组成： ——2个源量程测量通道（正比计数管）； ——2个中间量程测量通道（补偿电离室）； ——4个功率量程测量通道（非补偿电离室）长电离室，分6个灵敏段，分别测量堆芯上部、下部中子通量。 反应堆运行时探测器的位置 探测器轴向布置 探测器径向布置 3.4 反应堆堆芯外核检测仪表系统 3.4.4 三个测量通道原理 1. 源量程测量通道（CNS） 由两个独立的相同线路组成。在反应堆停堆期间和启动初始阶段，测量范围从10-1到2?105 n /（cm2·s ）， 探测器采用正比计数管，计数管内壁涂硼，管内充以氩气和少量的二氧化碳，外加直流高压( 900V ）。 任务：指示反应堆启动过程中的功率和功率变化速度，同时为保护系统系统功率与周期保护信号。 输出电流送到周期计线路用于显示； 模拟量输出线路用于指示 和记录；逻辑量输出线路用于启动报警及反应堆保护。 源量程检测仪表系统 3.4 反应堆堆芯外核检测仪表系统 周 期 计 在源量程和中间量程测量通道中都包括周期计，它产生功率倍增时间信号，送往显示器，以显示中子注量率变化一倍的时间T。 反应堆功率变化遵守指数规律： 其中：P0为t=0 时的堆功率；P为t时刻的堆功率；T为功率倍增周期(倍增时间)。 上式两边取对数： 倍增周期，代表堆功率变化趋势、快慢和反应堆所处的状态。 T=3s，说明堆功率每3s增加1倍，反应堆处于超临界状态； T= - 25 s，说明堆功率每25s降低1倍，反应堆处于次临界状态。 T= ?，说明堆功率为常数，反应堆处于临界状态。 如果倍增周期为一过小的正值，说明反应堆功率增加过快，容易失控。 在启动反应堆升功率时，一定要时刻监视倍增周期，禁止其小于18 s 由此可见：倍增时间T与功率对数的导数成反比。周期计正是产生功率对数的对数放大器的输出经过微分、取倒数运算以后，输出倍增时间 T 信号。 3.4 反应堆堆芯外核检测仪表系统 2.中间量程测量通道 (CNI） 探测器是涂硼补偿电离室，由两个同轴的圆柱形电离室组成；涂硼电离室对α粒子和γ射线均敏感，在外电压作用下产生电离电流In + I ?1。 不涂硼电离室仅对 ?射线敏感，在补偿电压作用下产生电离电流I ?2。 调整补偿电压使I ?1 = I ?2 ，再经电路分向处理二者抵消，探测器最终输出电流 In + I ?1 – I ?2 = In 输出电流送到周期计线路，输出模拟量线路以及逻辑量输出线路。 3.4 反应堆堆芯外核检测仪表系统 3.功率量程测量通道（CNP） 功率量程测量通道由4个独立的相同线路组成，探测器是涂硼长电离室，由6个敏感段构成；该功率值送到下列线路中： 反应堆棒控系统，移动控制棒； 指示和记录仪表，指示记录堆功率； 反应堆测量仪，计算反应性； 对比线路，监视功率径向分布不平衡； 功率分布监测线路，监视堆芯功率分布； 反应堆保护线路，用于启动反应堆保护。 堆外核仪表测量系统（RPN）概图 本章小结 中子探测的基本原理（四种方法） 气体探测器的基本工作原理（电离） 中子通量量程的分布（3个量程） 堆外中子探测器的布置（8个探测器） * 第三章 堆芯外核检测仪表及系统 华北电力大学核科学与工程学院 * 第三章 堆芯外核检测仪表及系统 章节内容 3.1 堆芯外的定义 3.2 核反应堆功率的测量 3.3 中子探测仪表 3.4 反应堆堆芯外核检测仪表系统 3.1 堆芯外的定义 堆芯外的定义 习惯上把堆芯外中子敏感元件定义为受低于10 11 n ? cm -2 ? s -1 的中子通量照射的敏感元件。通常安置在压力壳外壁处，也可置于热屏蔽区域内。 堆功率仪表系统用来测量反应堆功率及监视堆内中子通量密度(中子注量率) 变化信息的。具有： 1、运行功能 监测堆功率、功率变化及其分布。 2、安全功能 向保护系统提供停堆信号等。 3.2 核反应堆功率的测量 反应堆是依靠核燃料的链式反应来维持工作的，链式反应中产生初级碎片和一系列裂变产物，还有裂变中子、瞬发γ等辐射线，它们都是裂变能的载体，它们的核辐射强度与反应堆功率成正比，它们消耗在堆内的热量也与堆功率成正比，因此，可以