Використання методу компенсації під час градуювання рухомих поглиначів (або їхніх груп) передбачає наявність у складі рухомих поглиначів реактора хоча б одного поглинача (групи) з достовірно виміряними й побудованими характеристиками. Називатимемо цей поглинач еталонним поглиначем. Цей метод не такий універсальний, як метод розгону, але він є швидшим.
Суть методу. Метод ґрунтується на тому, що будь-яке переміщення вгору поглинача, що градуюється, завжди можна скомпенсувати певним переміщенням еталонного стрижня вниз, тобто так, що додатна реактивність, яку вносить у реактор поглинач, що градуюється, буде точно рівна за величиною від'ємній реактивності, яку вносить у реактор переміщення еталонного поглинача. Єдиним обмеженням у використанні цього методу є умова: фізичну вагу еталонного поглинача бажано мати дещо більшою, ніж передбачувана фізична вага поглинача, що градуюється.
Вихідний стан. Ядерний реактор критичний на МКРП (з тієї самої причини, що й під час градуювання методом розгону), причому поглинач, що градуюється, перебуває на НКВ, а критичність реактора підтримується за допомогою еталонного поглинача, тобто малими переміщеннями еталонного поглинача домагаються стабілізації потужності реактора на певному рівні протягом 3 – 5 хвилин.
За положенням і переміщеннями поглиначів оператор стежить за штатними вимірювачами їхнього точного положення. Потужність контролюється за допомогою штатного вимірювача нейтронної потужності реактора.
Послідовність дій. Поглинач, що градуюється, піднімають з НКВ на деяку величину ΔH1 у положення H1, і додатну реактивність Δρ1 , яка при цьому вноситься в реактор, відразу ж компенсують адекватним переміщенням еталонного поглинача з вихідного положення Hео на деяку величину ΔHе1 у положення Hе1. Після точної стабілізації реактора на вихідному рівні потужності (МКРП) записують положення поглинача, що градуюється, й еталонного поглинача H1, Hе0 та Hе1.
Суть методу. Метод ґрунтується на тому, що будь-яке переміщення вгору поглинача, що градуюється, завжди можна скомпенсувати певним переміщенням еталонного стрижня вниз, тобто так, що додатна реактивність, яку вносить у реактор поглинач, що градуюється, буде точно рівна за величиною від'ємній реактивності, яку вносить у реактор переміщення еталонного поглинача. Єдиним обмеженням у використанні цього методу є умова: фізичну вагу еталонного поглинача бажано мати дещо більшою, ніж передбачувана фізична вага поглинача, що градуюється.
Вихідний стан. Ядерний реактор критичний на МКРП (з тієї самої причини, що й під час градуювання методом розгону), причому поглинач, що градуюється, перебуває на НКВ, а критичність реактора підтримується за допомогою еталонного поглинача, тобто малими переміщеннями еталонного поглинача домагаються стабілізації потужності реактора на певному рівні протягом 3 – 5 хвилин.
За положенням і переміщеннями поглиначів оператор стежить за штатними вимірювачами їхнього точного положення. Потужність контролюється за допомогою штатного вимірювача нейтронної потужності реактора.
Послідовність дій. Поглинач, що градуюється, піднімають з НКВ на деяку величину ΔH1 у положення H1, і додатну реактивність Δρ1 , яка при цьому вноситься в реактор, відразу ж компенсують адекватним переміщенням еталонного поглинача з вихідного положення Hео на деяку величину ΔHе1 у положення Hе1. Після точної стабілізації реактора на вихідному рівні потужності (МКРП) записують положення поглинача, що градуюється, й еталонного поглинача H1, Hе0 та Hе1.
Зображення
Рис.21.11. До пояснення ідеології градуювання поглинача методом компенсації.
Наступний крок: стрижень, що градуюється, із положення H1 піднімають на деяку величину ΔH2 у положення H2, а додатну реактивність, що виникає внаслідок цього переміщення, відразу ж компенсують переміщенням еталонного стрижня вниз із положення Hе1 у положення Hе2 (тобто на деяку величину ΔHе2) і відразу після стабілізації потужності реактора на вихідному рівні потужності (МКРП) записують положення обох поглиначів в активній зоні.
Далі такі покрокові дії повторюють доти, доки стрижень, що градуюється, не досягне верхнього кінцевого вимикача.
Обробка результатів вимірювань. Усі зафіксовані в кожному переміщенні значення положень обох поглиначів і результати подальших розрахунків зручно звести в наступну таблицю.
Таблиця 20.2. Результати вимірювань і розрахунків характеристик поглинача методом компенсації.
Далі такі покрокові дії повторюють доти, доки стрижень, що градуюється, не досягне верхнього кінцевого вимикача.
Обробка результатів вимірювань. Усі зафіксовані в кожному переміщенні значення положень обох поглиначів і результати подальших розрахунків зручно звести в наступну таблицю.
Таблиця 20.2. Результати вимірювань і розрахунків характеристик поглинача методом компенсації.
Зображення
Криві інтегральної та диференціальної ефективності поглинача, що градуюється, будують за даними табл.21.2 точно так само, як і під час градуювання методом розгону потужності реактора.
Особливості градуювання методом компенсації за дуже важкого еталонного поглинача. Якщо еталонний поглинач дуже важкий (тобто його фізична вага в кілька десятків разів більша за фізичну вагу поглинача, що градуюється), то описана методика для градуювання непридатна, оскільки звичайний для градуювання крок підняття поглинача, що градуюється (ΔHi ≈ 15 – 20 cм), компенсується дуже малим переміщенням еталонного поглинача вниз (частки сантиметра), через що скористатися кривою інтегральної ефективності еталонного поглинача для знаходження ρ(Hе i-1) і ρ(Hеi) для визначення Δρi з належним ступенем точності виявляється неможливим: точки на кривій інтегральної ефективності розташовані дуже близько одна до одної.
У цьому разі для обчислення значень Δρi користуються кривою не інтегральної, а диференціальної ефективності еталонного поглинача:
- з кривої диференціальної ефективності еталонного поглинача знімають значення диференціальної ефективності в початковому (або кінцевому) положенні – (∂ρе/∂Hе)i;
- множачи цю величину на величину переміщення еталонного поглинача ΔHеi, знаходять величину скомпенсованої переміщенням еталонного поглинача зміни реактивності Δri ≈ (∂ρе/∂Hе)i . ΔHеi.
В усьому іншому методика обчислень і побудови характеристик не відрізняється від описаної вище.
Перевага методу компенсації перед методом розгону полягає не лише в швидкості градуювання поглиначів, а й у тому, що градуювання методом компенсації можна проводити не тільки на МКРП, а й у «гарячому» стані (тобто під час роботи реактора на будь-якому стаціонарному рівні потужності й за будь-якої середньої температури теплоносія). Для цього потрібно лише подбати про те, щоб у процесі вимірювань незмінними залишалися потужність, температура й тиск теплоносія, аби виключити вплив на результати експерименту потужнісного, температурного та барометричного ефектів зміни реактивності.
Особливості градуювання методом компенсації за дуже важкого еталонного поглинача. Якщо еталонний поглинач дуже важкий (тобто його фізична вага в кілька десятків разів більша за фізичну вагу поглинача, що градуюється), то описана методика для градуювання непридатна, оскільки звичайний для градуювання крок підняття поглинача, що градуюється (ΔHi ≈ 15 – 20 cм), компенсується дуже малим переміщенням еталонного поглинача вниз (частки сантиметра), через що скористатися кривою інтегральної ефективності еталонного поглинача для знаходження ρ(Hе i-1) і ρ(Hеi) для визначення Δρi з належним ступенем точності виявляється неможливим: точки на кривій інтегральної ефективності розташовані дуже близько одна до одної.
У цьому разі для обчислення значень Δρi користуються кривою не інтегральної, а диференціальної ефективності еталонного поглинача:
- з кривої диференціальної ефективності еталонного поглинача знімають значення диференціальної ефективності в початковому (або кінцевому) положенні – (∂ρе/∂Hе)i;
- множачи цю величину на величину переміщення еталонного поглинача ΔHеi, знаходять величину скомпенсованої переміщенням еталонного поглинача зміни реактивності Δri ≈ (∂ρе/∂Hе)i . ΔHеi.
В усьому іншому методика обчислень і побудови характеристик не відрізняється від описаної вище.
Перевага методу компенсації перед методом розгону полягає не лише в швидкості градуювання поглиначів, а й у тому, що градуювання методом компенсації можна проводити не тільки на МКРП, а й у «гарячому» стані (тобто під час роботи реактора на будь-якому стаціонарному рівні потужності й за будь-якої середньої температури теплоносія). Для цього потрібно лише подбати про те, щоб у процесі вимірювань незмінними залишалися потужність, температура й тиск теплоносія, аби виключити вплив на результати експерименту потужнісного, температурного та барометричного ефектів зміни реактивності.