Модельные исследования шума сигнала датчика нейтронного

УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики
Ю.М. СЕМЧЕНКОВ1, В.А. МИЛЬТО1,
А.А. ПИНЕГИН, Б.Е. ШУМСКИЙ
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
1 Российский научный центр «Курчатовский институт»
МОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ШУМА СИГНАЛА
ДАТЧИКА НЕЙТРОННОГО ПОТОКА
В АКТИВНОЙ ЗОНЕ ВВЭР
В докладе приведены результаты моделирования шумов сигнала датчиков
нейтронного потока, вызванных флуктуациями параметров теплоносителя в активной зоне ВВЭР-1000. Расчеты проводились с использованием аттестованной
программы NOSTRA /1/, позволяющей производить взаимносогласованный
нейтронно-физический и теплогидравлический расчет процессов, происходящих в
активной зоне ВВЭР.
Исследование проводилось с целью оценки влияния флуктуаций параметров теплоносителя на величину и распределение по высоте активной
зоны шумов нейтронного потока, регистрируемых датчиками прямой зарядки (ДПЗ). Флуктуации моделировались в виде гармонических колебаний параметров теплоносителя на входе в активную зону реактора. Параметры теплоносителя (температура, давление, расход) возмущались поотдельности, с частотой от 0.2 до 5 Гц. Исследования проводились для
состояния реактора, соответствующего номинальной мощности и номинальным параметрам теплоносителя. Рассматривались два характерных по
коэффициентам реактивности момента кампании: непосредственно после
перегрузки и на конец борного регулирования.
Анализ результатов позволил произвести оценку величины относительного (нормированного) шума нейтронного потока в местах расположения ДПЗ. Удалось выявить характер расположения по высоте активной
зоны амплитуд шума при возмущениях температуры, давления и расхода
теплоносителя.
Получены расчетные амплитудно-частотные характеристики (АЧХ)
шума нейтронного потока, регистрируемого ДПЗ для возмущений различных параметров теплоносителя. Как и следовало ожидать, все АЧХ
имеют максимум в районе 0.3 – 0.4 Гц, т.е. резонансной частоты твэла. В
вариантах с флуктуацией расхода и температуры теплоносителя, в области высоких частот (порядка 5 Гц) амплитуда шума на порядок ниже, чем
при резонансной частоте. В вариантах флуктуации давления, при увелиISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 8
94
УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики
чении частоты с 1 до 5 Гц существенного снижения амплитуды шума не
происходит.
Результаты моделирования также показывают, что амплитуда шума в
конце кампании значительно выше, чем в начале, что связано с увеличением по абсолютной величине коэффициента реактивности по температуре и плотности теплоносителя.
Получены данные о примерно прямой пропорциональности величины
шума величине возмущения параметров теплоносителя.
Определено также, что характер высотного распределения шума зависит от вида параметра, флуктуация которого моделируется и практически
не зависит от момента кампании. При флуктуации температуры теплоносителя на входе в активную зону распределение нормированного шума
является, в основном, ниспадающим к выходу из активной зоны. При
флуктуации расхода теплоносителя для частот порядка и ниже 1 Гц нормированный шум растет с высотой, а для частот порядка 5 Гц – падает.
При флуктуации давления теплоносителя нормированный шум растет с
увеличением высотной координаты для всех частот, за исключением частоты 1 Гц, для которой рост наблюдается только для датчиков с 4-го по
7-й. С 1-го по 4-й датчик амплитуда нормированного шума с частотой
1 Гц при флуктуации давления постоянна.
Таким образом, по характеру высотного распределения шума можно
делать вывод о том, флуктуация какого именно параметра теплоносителя
наблюдается в активной зоне ВВЭР.
Полученные результаты позволяют также оценить фазо-частотные характеристики колебаний нейтронного потока в зависимости от колебаний
параметров теплоносителя.
Список литературы
1. Программа NOSTRA (версия 5.0). Аттестационный паспорт программного средства.
Регистрационный номер паспорта аттестации ПС № 167 от 23.12.2003. Федеральный надзор
России по ядерной и радиационной безопасности, Москва, 2003 г
ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 8
95