Разработка методов и устройств диагностики оборудования ЯЭУ на основе анализа шумов технологических параметров

• Автор: Ковтун, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 204 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ПРИМЕНЕНИЕ НЕЙТРОННОШУМОВЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ

Введение.

1.1 Регистрация нейтронных шумов. Требования к детекторам

1.2 Исследование частотных характеристик нейтронных детекторов, оценка коэффициентов шумности.

1.3 Разработка устройства для измерения нейтронных шумов Поток8.

1.4 Исследование вибрационного состояния шахты

реактора ВВЭР ХАЭС

1.4.1 Теоретические основы определения параметров движения шахты реактора по спектральным характеристикам нейтронных шумов

1.4.2 Результаты оценок параметров колебаний шахты реактора

1.5 Выводы по главе 1
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ
СПЕКТРАЛЬНОЧАСТОТНЫХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ
РАСХОДА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
Введение.
2.1 Обоснование спектрального метода измерения скорости теплоносителя
2.1.1 Теоретические основы спектрального метода
2.1.2 Экспериментальная проверки метода
2.2 Применение частотного метода для диагностики кондукционных магнитных расходомеров.
2.2.1 Результаты экспериментальных исследований на стенде
2.2.2 Исследование статистических характеристик сигналов КМР
на установке БР.
2.3 Выводы но главе 2
ГЛАВА 3 ПРИМЕНЕНИЕ ИМПУЛЬСНОШУМОВОГО МЕТОДА И РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕЖКОНТУРНЫХ
ПРОТЕЧЕК В ПАРОГЕНЕРАТОРАХ НАТРИЙВОДА.
Введение.
3.1 Экспериментальное обоснование импульсношумового метода индикации протечек воды в натрий в парогенераторах натрийвода
3.2 Теоретическое описание импульсношумового сигнала магнитног о расходомера.
3.3 Выделение пузырькового сигнала из фоновых шумов.
Метод автофильтрации и его реализация.
3.4 Разработка магнитного датчика для измерения расхода натрия
и индикации газовых пузырей.
3.5 Разработка многоканальных импульсношумовых индикаторов
течи парогенераторов ИШИТ и ИШИТ0
3.6 Испытания ИШИТ на моделях и полномасштабных парогенераторах
3.7 Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4 ПРИМЕНЕНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО МЕТОДА
ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ТЕЧИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
Введение
4.1 Применение акустического контактного метода
для индикации протечек импульсных предохранительных устройств компенсатора давления РУ с ВВЭР
4.2 Разработка акустического датчика волноводного типа
4.3 Исследование спектральных и мощностных характеристик акустических шумов течи на полномасштабном импульсном клапане
4.4 Создание шестиканальной акустической системы индикации
течи ИПУ КД для 5 блока НВАЭС.
4.5 Разработка многоканальной акустической системы СКАТВБ
4.5.1 Стенд испытания датчиков
4.5.2 Алгоритм работы системы.
4.6 Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Поскольку упомянутые процессы сложны и, как правило, взаимосвязаны и в тоже время находятся в прямой и обратной связи с нейтронно-физическими процессами, создание обобщенного теоретического описания этой совокупности процессов является делом весьма сложным, По-видимому, этим объясняется отсутствие завершенных теоретических моделей нейтронных шумов энергетических реакторов. Коном в г. В ней реактор рассматривался как линейная система, описываемая линеаризованными уравнениями точечной кинетики. Яр= (1. По . N нейтронов в акте деления. Спектральная плотность мощности нейтронных шумов определяется произведением спектральной плотности шума реактивности на квадрат модуля передаточной функции реактора. Нейтронные шумы реактора регистрируются с помощью нейтронных детекторов, в которых каждый зарегистрированный нейтрон создает в среднем заряд яп. Г(/)|г, (1. Строго говоря, в выражении (1. Но учитывая, что эти величины пропорциональны друг другу, г. Кона. Гц), в который "укладываются" шумы только тепловых и промежуточных реакторов. При рассмотрении более высокочастотного диапазона - диапазона шумов реакторов на быстрых нейтронах необходим учет динамических свойств детекторов. Действительно, ионизационный ток детектора порождается за счет собирания двух видов зарядов - ионного (положительного) со временем собирания примерно миллисекунда и электронного с временем собирания, по крайней мере на три порядка меньшим. Из-за конечного и значительного времени собирания ионного заряда ионизационный детектор будет обладать инерционными свойствами. В частотной области, как будет показано ниже, это проявляется в форме спадающей с ростом частоты амплитудно-частотной характеристики детектора. В энергетических реакторах, как было отмечено, возникают дополнительные источники шума. В первых теоретических моделях этот факт учитывался введением третьего члена в квадратные скобки выражения (1. Так, согласно Дж. Ти [], выражение в квадратных скобках (1. Го+2? И/)2 ¦? Выражение (1. Условие (1. Для реакторов больших размеров типа ВВЭР или кипящих приведенные выше простые модели оказались неприемлемыми из-за сильной пространственной зависимости характеристик нейтронных шумов. Первая попытка построить пространственно-зависимую модель была сделана Кошали [7], который на феноменологическом уровне описал спектральные характеристики нейтронных шумов кипящего реактора двумя составляющими, названными им локальной и глобальной. Первая возникала за счет флуктуаций макроскопических нейтронно-физических характеристик теплоносителя, вторая, общереакторная, генерировалась за счет реактивности ого эффекта, как в "точечных" моделях. Феноменологическая модель успешно описывала поведение и осцилляции фазовой характеристики взаимных спектров сигналов внутризонных нейтронных детекторов и позволяла получать важные для практики результаты, например, скорость паровых пузырьков, объемное паросодержание и т. Эта работа инициировала множество расчетно-теоретических исследований, направленных на описание локальной и глобальной составляющих шума. Это прежде всего работы самого Кошали и его коллег [7], работы Анали-тиса [], Ван Дама [], Клейса []. Ф(г) - стационарная величина плотности нейтронного потока. Дальнейшие усилия по совершенствованию теоретических моделей шумов кипящих реакторов были направлены на увеличение размерности, числа учитываемых энергетических групп нейтронов. Однако, полученные в них результаты принципиально не отличались от результатов Кошали. Ряд работ был направлен на изучение только низкочасготных («глобальных» в модели Кошали) шумов, их пространственно-частотных характеристик. Выявленное экспериментально затухание когерентности нейтронных шумов в области частот ниже 0,1 герца [] показало, что точечное описание кинетики большого кипящего реактора и на очень низких частотах является неудовлетворительным. Клейс и Ван Дам показали, что этот пространственный эффект возникает за счет обратного влияния изменений нейтронного потока на групповые константы. Очень много теоретических и экспериментальных исследований посвящено задаче генерации нейтронного шума в результате вибрационных процессов.