Xjмин  Xij  Xjмакс,

где X_ij – значение j-параметра в i-группе однородных сигналов, X_jмин и X_jмакс – минимальное и максимальное значения для j-группы однородных параметров, которые устанавливают, исходя из максимального диапазона изменения параметров этой группы при любых режимах работы реакторной установки.

Сглаживание прошедших отбраковку сигналов проводят по формуле

(t_i) = a^K[X_j(t_i) - (t_i-1)] + (t_j-1),

где X_j(t_i) и (t_i) – измеренное в момент времени t_i значение параметра и его сглаженное значение, a^K –коэффициент, постоянный для К-группы сигналов, который определяет постоянную времени сглаживания, он может оперативно изменяться.

Алгоритмы расчета физических величин по показаниям

преобразователей и определения основных расчетных параметров

Физические величины (температура по показаниям термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления, энерговыделения по показаниям ДПЗ) определяются на основании градуировочных характеристик преобразователей. Переход к соответствующим физическим величинам Y_j по прошедшим предварительную отбраковку нормированным сигналам X_j производится по формуле

Y_j = a_j X_j,

где a_j – коэффициент, который определяется из паспортных данных соответствующего преобразователя.

Тепловая мощность реактора по параметрам 1-го контура определяется по формуле

N₁ = _jG_j(i_гj – i_хj) + N,

где D_j, N– постоянные коэффициенты, учитывающие теплопотери и другие факторы; G_j – расход теплоносителя через j-ю петлю (у реактора ВВЭР всего 4 петли) первого контура; i_гj и i_хj – энтальпии (теплосодержания) в горячей и холодной нитках j-ю петли первого контура. Энтальпия i = С_Pt, где С_Р и t – теплоемкость и температура теплоносителя. Энтальпия воды определяется по таблицам свойств термодинамических свойств воды и водяного пара.

На реакторах типа ВВЭР расход теплоносителя первого контура непосредственно не измеряется. Поэтому он находится по эмпирическим формулам F₁ и F₂ с учетом частоты питания f электродвигателя главного циркуляционного насоса (ГЦН) и измеряемого перепада давления ΔP на нем.

Если ГЦН петли работает, то G_j = F₁(f, ΔP), если ГЦН отключен, то обратный расход теплоносителя G_j = F₂(ΔP). Вид функций F₁ и F₂ определяется в процессе экспериментальных исследований насосов.

Тепловая мощность реактора по параметрам 2-го контура определяется по аналогичной формуле. Ее отличие от формулы для первого контура заключается, во-первых, в том, что учитывается энтальпия не только воды, но и водяного пара, и, во-вторых, расход теплоносителя в петлях второго контура измеряется непосредственно.

N₂ = G[i(1-x) + ix - i] + N,

где P_j, N – коэффициенты, определяемые во время пусконаладочных работ, х – весовая доля пара, G– расход питательной воды в j–ом парогенераторе, i – энтальпия водяного пара на линии насыщения, i– энтальпия воды на линии насыщения, i– энтальпия питательной воды.

Тепловая мощность реактора по сигналам ДПЗ определяется по формуле

N_ДПЗ = А,

где А – коэффициент, который пересчитывается в ВК с учетом изменения градуировочных характеристик ДПЗ, n – общее число ДПЗ, m – число отбракованных ДПЗ, q_ij – показания отдельных ДПЗ, 7 – число ДПЗ на одном канале, 64 – число каналов.

Оценка тепловой мощности реактора по показаниям ионизационных камер производится по аналогичной формуле со своими численными значениями членов ряда и постоянным коэффициентом.

Аналогичным образом оценивается тепловая мощность топливных кассет, в которых установлены каналы нейтронных измерений КНИ.

Математическое обеспечение вычислительного

комплекса (ВК) СВРК

Математическое обеспечение (МО) ВК СВРК предназначено для проведения расчета и предоставления оператору информации о текущем состоянии активной зоны.

МО ВК обеспечивает следующие функции, дополнительные по отношению к МО аппаратуры СВРК:

1. повышение достоверности и улучшение метрологических характеристик основных контролируемых параметров;

2. архивация оперативной информации за время не более суток;

3. восстановление поля энерговыделения по объему активной зоны и определение основных характеристик наиболее напряженных кассет.

Архивированная оперативная информация может быть использована для анализа причин возникновения и протекания аварийных процессов, анализа поведения реакторной установки в нестационарных режимах работы, комплексной проверки СВРК, проведения экспериментальных работ по исследованию характеристик активной зоны и реакторной установки.

В целом МО каждого ВК обеспечивает выполнение следующих задач:

1. прием от аппаратуры СВРК массивов входных сигналов;

2. предварительная обработка информации:

• отбраковка сигналов по признаку выхода за допустимые пределы;

• расчет линейных энерговыделений в местах размещения ДПЗ;

• расчет температур и перепадов температур теплоносителя на кассетах и петлях по сигналам преобразователей температуры;

• преобразование сигналов преобразователей общих замеров в соответствующие физические величины (термоэдс в ^оС и т.д.);

3. определение основных параметров:

• тепловой мощности реактора по значениям параметров 1 и 2 контуров и по показаниям ДПЗ, ионизационных камер;

• определение тепловой мощности всех кассет;

• определение энерговыделения по высоте всех кассет;

• определение параметров 12 наиболее напряженных кассет, в том числе, запас до кризиса теплообмена при кипении, максимальный коэффициент неравномерности энерговыделения в кассете и его местоположение по высоте и др.;

4. сравнение контролируемых параметров с допустимыми уставками;

5. архивация оперативной информации;

6. расчет и передача в аппаратуру СВРК коэффициентов, необходимых для ее функционирования;

7. вывод информации на дисплеи и печатающие устройства, обмен информацией со вторым ВК и управляющей вычислительной системой блока.

Программное обеспечение аппаратуры СВРК

Аппаратура СВРК имеет три основных режима работы: рабочий, испытательный, под управлением ЭВМ.

В рабочем режиме аппаратура работает под управлением собственного процессора. В общем случае она обеспечивает:

• сбор, сглаживание и отбраковку сигналов низкого уровня;

• расчет основных параметров реакторной установки;

• сравнение с уставками;

• предоставление оператору измеренных значений в различном виде;

• передачу в ЭВМ измеренных значений сигналов;

• прием из ЭВМ меняющихся в процессе эксплуатации установки констант, коэффициентов и уставок;

• контроль блоков и устройств аппаратуры и т.п.

В испытательном режиме аппаратура работает под управлением пакета испытательных программ. Этот режим используется для автоматизированной комплексной настройки и проведения приемосдаточных испытаний на заводе-изготовителе, а также для проверки работоспособности аппаратуры при пусконаладочных и профилактических работах на площадке АЭС.

Режим работы под управлением ЭВМ включается при отказе блоков группы управления (процессор, ПЗУ, ОЗУ, таймер и т.д.).

Особенности монтажа, пуска, эксплуатации СВРК

СВРК может быть полностью собрана, налажена и испытана только на площадке АЭС, т.к. соединение составляющих частей СВРК, изготовленных на заводах, возможно только на площадке. Не все элементы СВРК собираются одновременно. Установка КНИ производится перед физическим пуском после того, как закончены наладка, испытания и калибровка подсистемы термоконтроля на этапе горячей обкатки, загружены топливные кассеты и уплотнены крышки реактора.

Особенности монтажа термоэлектрических преобразователей температуры. Преобразователи предназначены для контроля температуры теплоносителя на выходе из топливных сборок (кассет) активной зоны, а также в верхнем объеме реактора. Преобразователь вводится в канал термоконтроля до упора. Затем производится проверка положения преобразователя в гнезде канала. Для этого разогревается вся цепь, в том числе рабочий спай и весь преобразователь импульсом тока. Записывается кривая охлаждения спая и сравнение этой кривой со стандартной кривой охлаждения, полученной заранее при качественном положении конца преобразователя в гнезде. Различие кривых (более медленное охлаждение установленного преобразователя) свидетельствует о недосыле конца преобразователя в гнездо канала и о недостаточном термическом контакте. Недосыл конца преобразователя приводит к ухудшению теплового контакта между преобразователем и гнездом, к дополнительному разогреву рабочего спая нейтронами и гамма-облучением, к увеличению погрешности измерения температуры.

Особенности проведения пусконаладочных

и испытательных работ на СВРК

Эти работы проводятся на энергоблоке по графику соответствующих работ на установке в целом.

Пусконаладочные работы СВРК проходят в три этапа.

1. Приемка оборудования и подготовка к монтажу.

2. Монтаж оборудования СВРК и послемонтажные проверки.

3. Испытания СВРК одновременно с испытаниями установки в целом.

Третий этап, в свою очередь, разбивается на подэтапы: горячая обкатка, физический пуск, энергопуск.

Важной операцией этапа приемки оборудования является входной контроль. В качестве примера приведем особенности этого контроля для термоэлектрических преобразователей, КНИ, электронной аппаратуры.

Термоэлектрические преобразователи. При входном контроле проводится внешний осмотр, проверка фактических геометрических размеров (особенно диаметра в зоне посадки в гнездо канала), отсутствия заусенцев, трещин на поверхности преобразователей. Целесообразна проверка герметичности оболочки преобразователя. Проверяются электрическое сопротивление термоэлектродов, тепловая инерция преобразователя и качество рабочего спая с помощью рентгенографии.

Калибровка термоэлектрических преобразователей температуры в активной зоне производится при «квазиизотермическом» режиме циркуляции теплоносителя, когда его температура остается стабильной в течение некоторого времени и одинаковой во всем контуре. Подробнее эта процедура описана в разделе 2.4. Калибровка осуществляется путем сличения показаний термоэлектрических преобразователей с показаниями штатных платиновых термопреобразователей сопротивления, расположенных вне активной зоны на первом контуре. Она может также проводиться путем сопоставления показаний термоэлектрических преобразователей с температурой насыщения циркулирующей воды, которая с большой точностью определяется по измеряемому давлению насыщенного пара и по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара.

КНИ. Проверяется электрическое сопротивление изоляции, качество контактов, габаритные размеры.

Электронная аппаратура. Производится проверка комплектности, электрических параметров на штатном месте после монтажа, проверяется сопротивление изоляции. После этого блоки устанавливаются в стойки, производится проверка аппаратуры в соответствии с требованиями технической документации.

Испытания СВРК. Для проверки СВРК и расчета калибровочных коэффициентов предусматриваются следующие режимы на этапе горячей обкатки с постоянной или медленно меняющейся температурой теплоносителя.

Номер режима	Температура, ^оС	Время проверки, ч	Цель проверки
1	100 - 110	1	Проверка правильности показаний ТС и ТП
2	150 - 160	2	Продолжение проверки правильности показаний ТС и ТП. Проверка помехозащищенности подсистемы термоконтроля.
3	200 - 210	2	Калибровка СВРК, оценка погрешности измерения температуры.
4	230 - 240	2
5	280 - 300	2 раза по 2 ч
ТС и ТП – термопреобразователь сопротивления и термоэлектрический преобразователь температуры

На этапе физического пуска при мощности около 0,01 – 0,05 % от номинальной завершается проверка подсистемы термоконтроля и оценка ее погрешности при температуре, близкой к рабочей. При этой мощности проверка работоспособности КНИ не имеет смысла из-за практического отсутствия сигнала. Возможна лишь проверка сопротивления изоляции ДПЗ.

Начиная с мощности в 10 % и далее, вплоть до 100 %, проверка систем СВРК производится в полном объеме.

Диагностика работоспособности подсистем

СВРК в процессе эксплуатации

Один из способов обеспечения надежной работы СВРК – периодическая диагностика состояния электронного оборудования и качества предоставляемой оператору информации, т.е. диагностика функционирования СВРК в части обеспечения ее основных функций – термоконтроля и контроля энерговыделения в активной зоне.

Диагностика подсистемы термоконтроля осуществляется при выполнении ряда условий: влияние помех сведено к минимуму путем усреднения по нескольким измерениям, электронное оборудование проверено и функционирует правильно, осуществлена шестикратная симметрия активной зоны.

В начале процедуры проверяется стабильность показаний термопреобразователей в течение 3-6 мин, сравниваются показания термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления. Разница между их показаниями не должна превышать 1,5 ^оС (обычно 0,4 – 0,8 ^оС). Проверяется разброс температур в холодных нитках первого контура, отклонение от среднего значения не должно превышать  0,5 ^оС.

В силу симметрии активной зоны показания термопреобразователей в группе симметричных точек должны быть близки друг к другу. Для каждой группы точек находят среднее значение и отклонения температуры в каждой точке от среднего значения Δt_km. Здесь m – канал, k – группа. Среднее квадратичное значение отклонений должно быть не более 1,5 ^оС:

_М = 1,5 ^оС,

где М – общее число точек термоконтроля, g – число точек, исключенных из анализа по тем или иным причинам.

Опыт показывает, что при нормальных условиях эксплуатации, при правильной наладке систем измерения _М  1 ^оС. Значение 1^оС  _М  1,5 ^оС свидетельствует об ухудшении метрологических показателей. Наиболее вероятными причинами этого являются изменение токов питания термосопротивлений, ухудшение метрологических характеристик АЦП и коммутаторов, повышение уровня помех. При _М  1.5 ^оС подсистема термоконтроля требует ремонта.

Наглядным критерием качества подсистемы термоконтроля является гистограмма распределения Δt_km. В правильно функционирующей системе гистограмма должна быть близка к нормальному распределению, которое вообще характерно для температурных измерений и в других случаях.

Диагностика подсистемы контроля энерговыделения заключается в следующем.

1. Не реже одного раза в месяц измеряется электросопротивление изоляции ДПЗ. Оно должно быть не меньше 10⁵ Ом. Это связано с тем, что ток, генерируемый в ДПЗ, весьма мал, поэтому важно иметь электросопротивление изоляции не менее приемлемых значений.

2. Не должно быть резкого роста числа отбракованных ДПЗ в процессе эксплуатации.

3. Не реже одного раза в месяц проверяется отсутствие недопустимых флуктуаций сигналов ДПЗ. Наличие и рост амплитуды флуктуаций свидетельствует о проблемах в измерительной цепи.

Диагностика исправности электронного оборудования. Контроль исправности большей части блоков осуществляется с помощью аппаратных и программных средств.