Повышение точности преобразования теплофизических параметров в системах управления ядерными энергетическими установками

• Автор: Пахоменков, Юрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 162 с. : ил.

1.1 Анализ путей повышения точности преобразования теплофизических параметров .

1.1.1 Особенности преобразования теплофизических параметров ядсрных энсргегических установок

1.1.2 Выбор методов повышения точности каналов преобразова

ния теплофизических параметров в системах управления ядерными энергетическими установками
1.2 Методы повышения точности каналов преобразования температуры и плотности нейтронного потока.

1.2.1 Линеаризация характеристик датчиков температуры

1.2.2 Компенсация влияния температуры свободных концов термоэлектрических преобразователей.
1.2.3 Уменьшение влияния параметров интерфейсных цепей термочувствительных элементов
1.2.4 Методы повышения точности каналов преобразования выходных токов датчиков нейтронного потока.

1.3 Заключение по главе 1.

Глава 2 Разработка каналов преобразования температуры в системах

управления ядерными энергетическими установками.
2.1 Повышение точности линеаризации номинальных статических
характеристик датчиков температуры
2.1.1 Линеаризация характеристик термопреобразователей сопротивления.

2.1.2 Аппаратная линеаризация характеристик термоэлектрических преобразователей
2.1.3 Прораммная линеаризация характеристик термоэлектрических преобразователей
2.2 Компенсация влияния параметров интерфейсных цепей термочувствительных элементов.
2.2.1 Компенсация влияния температуры свободных концов термоэлектрических преобразователей.
2.2.2 Коррекция влияния линий связи и коммутационных элементов в каналах преобразования температуры.
2.3 Разработка формализованных методик синтеза высокоточных каналов преобразования температуры.
2.3.1 Разработка алгоритма функционирования температурных каналов с термоэлектрическими преобразователями
2.3.2 Разработка аппаратных средств преобразования сигналов
термоэлектрических преобразователей
2.3.3. Разработка вторичных преобразователей сигналов термопреобразователей сопротивления.
2.4 Заключение по главе 2.
Глава 3 Разработка высокоточных преобразователей выходных токов
датчиков нейтронного потока в системах управления ядерними
энергетическими установками
3.1 Разработка структурноалгоритмических решений многодиапазонных преобразователей малых токов
3.1.1 Коррекция нелинейности и мультипликативной погрешности преобразования тока
3.1.2 Компенсация аддитивной температурной составляющей погрешности преобразования тока
3.2 Повышение точности преобразователей тока с логарифмической
функцией преобразования.
3.3 Разработка формализованных методик синтеза преобразователей
выходных токов датчиков нейтронного потока
3.3.1 Разработка алгоритма функционирования канала преобразования тока
3.3.2 Разработка широкодиапазонного вторичного преобразователя тока.
3.4 Заключение по главе 3
Глава 4 Экспериментальная проверка полученных результатов
4.1 Исследование каналов преобразования температуры
4.1.1 Вторичные преобразователи сигналов термопреобразователей сопротивления.
4.1.2 Вторичные преобразователи сигналов термоэлектрических преобразователей
4.2 Преобразователи выходных токов датчиков нейтронного
потока
4.3 Заключение по главе 4
Заключение
Список литературы
Приложения
Приложеше 1 Акт об использовании результатов
диссертационной работы.
Приложение 2 Коэффициенты формул для вычисления параметров аппроксимирующих функций при аппаратурной линеаризации характеристик хромельалюмелевых термоэлектрических
преобразователей.
ВВЕДЕНИЕ


Системы управления ЯЭУ характеризуются рядом особенностей, обусловленных повышенной опасностью объекта управления. Так, в соответствии со схемой, показанной на рис. В соответствии с принципом апробированности допускается применение в подсистемах, относящихся к классу безопасности 2 и категориям К1 и К2 рис. В результате этого ограничения реализация функции защиты осуществляется лишь средствами аналоговой техники и жсткой логики. При этом, исходя из принципов безопасного и единичного отказов , необходимо сокращать длительность ремонтнопрофилактических работ и обеспечивать взаимозаменяемость составных частей систем управления ЯЭУ 2. Поскольку аппаратная реализация расширенных функций контроля характеризуется высокой сложностью, с учтом принципов приоритетности и разнообразия , допускается применение программных средств для выполнения диагностических функций , . По степени влияния на безопасность ЯЭУ
н
о
и
а
о
О
и
Рис. Схема укрупннной классификации систем управления ЯЭУ. Рис. Схема классификации элементов и функциональных групп систем управления ЯЭУ. Типичные значения наиболее существенных теплофизических параметров ЯЭУ 2. Таблица 1. Параметр Значение
1. Максимальное значение температуры, С теплоносителя первого контура на входе реактора теплоносителя первого контура на выходе реактора питательной воды паропроизводящей установки перегретого пара на входе паротурбшшой установки элементов конструкции ЯЭУ масла на выходе маслоохладителя. Температуры рабочих сред и элементов конструкции ЯЭУ составляют свыше от общего количества е теплофизических параметров 6, . Как следует из таблицы 1. ЯЭУ . Так, например, уменьшение погрешности преобразовать температуры теплоносителя первого контура ЯЭУ с 4 до 1 С позволяет увеличить мощность на 9 . С учтом высокой интенсивности внешних воздействий на оборудование ЯЭУ для преобразовать температур в диапазоне до 0С применяют термопреобразователи сопротивления, изготовлешгые из платины и никеля, и хромелькопелевые термопары, а при более высоких температурах или при воздействии сильных излучений хромсльалюмелевые термопары 6, . ЯЭУ 7, 8, . В связи с узким диапазоном преобразования и значительной инерционностью температурных каналов систем управления для определения мощности ЯЭУ в широком диапазоне применяется комбинированный метод, основанный на преобразовании сигналов нейтронного потока, прямо пропорциональных количеству теплоты, выделяющемуся в единицу времени. В каналах преобразования нейтронного потока в качестве датчиков нейтронного потока применяют ионизационные камеры и детекторы прямого заряда , преобразующие плотность нейтронного потока в постоянный ток в широком диапазоне см. Поэтому каналы преобразования нейтронного потока, называемые также токовыми каналами, включают преобразователи тока, обладающие логарифмической и линейной функциями преобразования и охватывающие диапазон декад 7, И, . Высокая точность комбшшрованного метода определения мощности ЯЭУ достигается за счт коррекции коэффициента преобразования токовых каналов по значениям тепловой мощности ЯЭУ , . Применение этого метода в сочетании с математической моделью тепловых процессов установки, управляемой сигналом датчика нейтронного потока, позволяет оперативно предотвращать перегрев тепловыделяющих элементов 8, , И. Таким образом, повышение точности преобразования температуры и сигналов нейтронного потока способствует повышению безопасности и эффективности ЯЭУ, а также снижению топливной составляющей расходов 2. Точность систем управления ЯЭУ во многом определяется параметрами каналов преобразования тсплофизических параметров, включающих первичные и вторичные преобразователи, линии связи, а также программноаппаратные средства логикоматематической обработки информации. С целью минимизации объма аппаратуры внутри корпуса ядерного реактора выходные сигналы одних и тех же вторичных преобразователей направляют в системы различного назначения рис. В соответствии с принципами приоритетности функций и независимости реализация таких преобразователей должна обеспечивать выполнение функций защиты при любых неисправностях смежных устройств.