DE2929507C2

DE2929507C2 - System zur Verarbeitung von die Leistung eines Kernreaktors repräsentierenden Eingangsgrößen

Info

Publication number: DE2929507C2
Application number: DE2929507A
Authority: DE
Inventors: Russell Martin Euclid Ohio Ball; Robert C. Lynchburg Va. Roberts
Original assignee: Babcock and Wilcox Co
Current assignee: Babcock and Wilcox Co
Priority date: 1979-01-29
Filing date: 1979-07-20
Publication date: 1984-07-19
Also published as: MX6030E; CH643674A5; JPS55101900A; CA1146285A; IT7909566A0; FR2447588A1; GB2041605B; DE2929507A1; US4290851A; ES485237A1; GB2041605A; FR2447588B1; IT1124385B

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Verarbeitung von die Leistung eines Kernreaktors repräsentierenden Eingangsgrößen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. wie es aus der DE-OS 21 56 022 bekannt isl.

Bei dem aus der DE-OS 21 56 022 bekannten Sys'em werden die in digitaler Form vorliegenden iiingangsgrößen in der digitalen Bcrcchnungseinrichtung durch einen mathematischen Ausdruck zur Ermittlung des Einflusses der Eingangsgrößen auf die Leistung des Kernreaktors verknüpft.

Dabei ist es üblich nach der Umwandlung der Eingangssignale in Digitalform diese in einem Speicher abzuspeichern und unter Benutzung eines gespeicherten Programms die gespeicherten Daten zur Vcrfügungsstellung eines Ausgangssignals zu handhaben. Diese Funktionen werden im wesentlichen nacheinander durchgeführt.

Der Nachteil des bekannten Systems besteht in der Zeitdauer, welche erforderlich ist, um die Berechnungen aufeinanderfolgend durchzuführen, und in der Komplexität des Programms, welches die einzelnen gemessenen Größen in Serienform handhaben muß.

Ein anderes Problem des bekannten Systems besieht darin, daß die Eingangsgrößen ihre Identität außer der Adreßstelle verlieren. Das Abtasten der Programme oder das Austesten von Fehlern in dem System ist daher recht zeilaufwendig und schwierig. Das Serienrechncrsystem erfordert, um kontinuierlich und erschöpfend geprüft und wiedergeprüft zu werden, um eine angemessene Sicherheitsüberwachung zu gewährleisten, daß jeder der gemessenen Größen, welche clic I .eistung beeinflussen, jeden möglichen Wert oder Zustand relativ zu allen anderen Größen aufweist Wenn z. B. die Reaktortemperatur 4000 verschiedene mögliche Werte und der Druck 4000 verschiedene mögliche Werte und die Flüssigkeilsströmung 4000 mögliche Werte aufweisen können, wäre die Anzahl möglicher Eingangszustände für den Serienrechner 4000^J. Eine erschöpfende Prüfung würde selbst bei einer Geschwindigkeit von einer Prüfung pro Vi_n Sekunde in der Größenordnung ion Hunderten von Jahren liegen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, das bekannte System zu vereinfachen, insbesondere in bezug auf die Verarbeitungsart und Verarbeitungszeit.

Dieser Aufgabe wird bei einem System der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen System besteht darin, daß Funktionswerte der Eingangsgrößen, die beispielsweise zuvor in Universalrechnern tr.it hoher Genauigkeit berechnet wurden, in den Eingangsgrößen zugeordneten Speichern gespeichert werden. Diese Funktionswerte sind dem Zugriff eines Adreßsystems ausgesetzt, wobei jede Adresse von einer diskreten Eingangsgröße abgeleitet wird. Bei dem erfindungsgemäßen System werden daher forllaufende, sich wiederholende Berechnungen vermieden. Die Verarbeitung der Eingangsgrößen in eigenen Speichern und die Verarbeitung der Ausgangsjo größen oder von diesen abgeleitete Größen in einer Summicreinheit vereinfachen das erfindungsgemäße System, insbesondere in bezug auf den Verarbeitungsaufwand und die Verarbeitungszeit.

Es ist an sich aus »IEEE Transactions on Nuclear y> Science« NS-24 (1977) Seiten 771—777. insbesondere Fig.4. bekannt. Meßwerte mit zugeordneten Mikroprozessoren parallel zu verarbeiten.

Wenn beispielsweise die Eingangsgrößen unmittelbar den Bciriebsmcßgrößen /ugeordk:;' und die Ausgangsgrößen unmittelbar der Summiereinheit zugeführt werden, dann hat man eine Summe von unabhängigen Funktionen, welche jeweils erschöpfend auf ihre Genauigkeit geprüft werden können. Für das obige Beispiel, bei welchem jede Größe 4000 mögliche Zustände Vy annimmt, ist die Anzahl möglicher Kombinationszuständc, die geprüft werden müssen, nicht gleich 4000', sondern 4000 + 4000 + 4000 oder gleich 12 000. Bei einer Testgeschwindigkeit von einer Prüfung pro Vm Sekunde dauert einer Überprüfung ungefähr 20 Minuten. Das System kann daher erschöpfend überprüft werden.

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Systems in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

F i g. I eine schematischc Darstellung eines ersten v> Ausführungsbeispiels des Systems.

F i g. 2 einen Teil des Systems gemäß F i g. 1 mit einer abgeleiteten Größe als Eingangsgröße, und

F i g. 3 einen Teil des Systems gemäß F i g. 1 mit einer von zwei Ausgangsgrößen abgeleiteten Größe.
ho In Fig. 1 ist ein Kernreaktorsicherheitssystem dargestellt, bei welchem ein Steuersignal 5 entwickelt wird, welches die erlaubte maximale Rcaktorlcistung anzeigt. Das Signal .V wird in einem Vcrglciehsversiarker 12 mit einem Signal R verglichen, welches die tatsächliche Rcb¹; aktorleisiung anzeigt. Der Vcrgleichsverstärker 12 erzeugt ein Absehaltungssignal A. wenn das Signal K der tatsächlichen Rcaktorleistung das vorbestimmte Signal .V der erlaubten maximalen Reaktorlcistung übersteigt.

Das System stellt daher sicher, daß die tatsächliche Reaktorleistung bei oder unter einer vorbestimmten Sicherheitsgrenze liegt.

Das Signal S ist die Summe von Funktionen verschiedener Reaktoreingangsgrößen gemäß der folgenden Beziehung:

S = f_x(P) + h(T)
wobei

lü

der Beitrag des Drucks Pzu 5.
der Beitrag der Temperatur 7'zu S,
der Beitrag der Leistungsmessungen (Φή. welche der oberen Hälfte des Reaktors ;:ugcordnet werden, zu S,

der Beitrag der Leistungsmessungen [Φιι) in der unteren Hälfte des Kerns zu S.
der Beitrag der Strömungsmessungen (W) des Primärkühlmittels zu S ist.

Im nachfolgenden wird der Betrieb des Speichers der Funktionen U(P), F₂(T), ίψτ), Λ(0β), HW) und des Koordinierens dieser Funktionen zu den richtigen Größen P. T. Φτ, Φβ und W beschrieben. Um die Speicherung und Koordinierung zu erzielen, werden Analog-Digital-Konverter 22a, 226, 22c, 22c/ und 22e verwendet. Diese Konverter 22a. 226,22c, 22c/und 22e erhalten Eingangsspannungen von den Ausgängen der jeweiligen Verstärker 20a, 206, 20c, 20c/ und 2Oe. Diese Größen P. T, Φ_τ. Φα ια und Wwerden von bekannten Wandlern gemessen und ihre Werte werden zu einer Digitalzahl einer Anzahl von möglichen Digitaizahlen durch die Analog-Digital-Konverter 22a, 226,22c, 22c/ und 22c umgewandelt. Die oben erwähnten Digitalzahlen stehen in einer Eins-zu- J5 Eins-Übereinstimmung mit den gemessenen Werten. Ein Druck von 200 kg/cm² kann z. B. einem Digitalwert von 000001000000 und ein Druck von 200,25 kg/cm² einem Digitalwert von 000001000001 entsprechen. Die Digitalwertzabl dient dann als Adresse für die Festwertspeicher 14a, 146, 14c, 14c/ und 14e, wobei jeder Speicher die Funktionswerte für eine einzige Reaktorgrößc speichert Jeder Adresse ist ein Datenwort zugeordnet, welches der digitale vorberechnete Wert der jeweiligen Funktionswerte U(P), HV- ί{Φ_τ, ί*(Φιΐ) und (JW) ist. welche den speziellen jeweiligen Werten der Parameter P. T, Φτ, 0/jund ^zugeordnet sind. Die Funktionswerte für die veschiedenen Datenwörter werden in vorherigen Berechnungen mit sehr genauen Universalrechnern bestimmt und in die jeweiligen Festwertspeicher 14a, 146, 14c, 14c/ und 14e eingegeben. Die Eingangssignale zu und Ausganpssignale von den Speichern 14a, 146, 14c, 14c/ und 14e werden jeweils längs Leitungen 24a, 246, 24c, 24c/und 24e bzw. 26a, 266,26c, 26c/und 26e übertragen. Die vorgenannten Umwandlungen erfolgen gleichzeitig und parallel. Die gleichzeitig vorliegenden Funktionswerte U(P), HT). ί^Φή, ί<(Φ_Η) und HW) werden nach entsprechender Umwandlung in Digital-Analog-Konvertern 27a, 276,27c, 27c/und 27e über Ausgangsleitungen 28a, 286, 28c, 28c/ und 28e einer analogen Sum- t>o miereinheit 30 zugeführt und in dieser aufsummiert, um das Signal 5zu erzeugen.

Eine Variation der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist in Fi g. 2 gezeigt. Hierbei wird als Eingangsgröße der Quotient Φ-^Φβ der Leistungen Φι und Φι, ver- b"> wendet, welcher als keaktorabstufung θ bekannt ist. Um die Abstufung θ zu berechnen, werden die Eingangssignal von den Verstärkern 20c und 20c/. welche die verstärkten Signale für Φι und Φα liefern, den cingangsklemmen eines Quotientenbildners 31 zugeführt, dem ein Analog-Digital-Konverter32 folgt.

Einige Reaktorschutzgleichungen erfordern, daß die sichere Betriebsleistung unterhalb eines Wertes V bleibt, welcher durch das Produkt von zwei Funktionen bestimmt ist. wie

V = U(A) ■ HB).

Bei einem Beispiel für diese Form ist U(A) die Funktion für die Verdampfungsregelung im Reaktor und HB) ein Term zur Korrektur dieses Wertes entsprechend dem Leistungsmeßfehler, der z. B. durch Absorption von Neutronen verursacht wird, wenn der Neutronenfluß als Leistungsmessung verwendet wird.

Eine solche Abänderung des in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels ist in F i g. 3 gezeigt. Hierbei wird als von den Ausgangsgrößen U(P) und HO abgeleitete Größe des Produkt U(P) ■ ΠΌ verwendet. Die Ausgangsgrößen U(P) und HT) werden eiw.ai Produktbildner 33 zugeführt, dem ein Digital-Analog-Konverter 34 folgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. System zur Verarbeitung von die Leistung eines Kernreaktors repräsentierenden Eingangsgrößen, weiche entweder Betriebsmeßgrößen oder von diesen abgeleitete Größen sind, mit Meßeinrichtungen für die Betriebsmeßgrößen und einer Berechnungseinrichtung zur Ermittlung des Einflusses der Eingangsgrößen auf die Leistung des Kernreaktors, dadurch gekennzeichnet, daß jede Eingangsgröße (P. T. Φγ, Φα. W)in digitaler Form einem eigenen Speicher als Adresse zugeführt und der gespeicherte Adresseninhalt (U (P). h (T), Λ (Φγ). U (Φα), Λ (WJ) als Ausgangsgröße des Speichers abgegeben i-r wird und daß die Ausgangsgrößen oder von diesen abgeleitete Größen (U (P) ■ /2(¹TT) einer Summiereinheit (30) zugeführt werden, deren Ausgang den Gesamteinfluß der Eingangsgrößen auf die Leistung des Kernreaktors darstellt.

2. Syst«:?«! nach Anspruch, !,dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgrößen bzw. die von diesen abgeleiteten Größen in analoger Form der Summiereinheit zugeführt werden.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Eingangsgrößen (Φι/(Φμ) durch Quotientenbildung von zwei Betriebsmeßgrößen (Φγ, Φβ) gebildet wird.

4. System räch einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der von den Ausgangsgrößen abgeleiteten Größen (U (P) ■ h (TJ) durch Produktbildung von zwei Ausgangsgrößen (U (P). f;(TJ)gebildet wird.