Назначение
Установки измерения выгорания ядерного топлива отработавших тепловыделяющих сборок МКС-01 ВВЭР (далее - установки) предназначены для измерения выгорания ядерного топлива отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) реакторов типа ВВЭР.
Описание
Функционально установки состоят из нескольких каналов регистрации излучений.
Блок установки детекторов вместе с размещенными на нем блоками детектирования гамма-излучения спектрометрическими (БДС), блоками детектирования гамма-излучения дозиметрическими (БДД) и блоками детектирования нейтронного излучения (БДН) образуют блок детекторов (БД). БДН в совокупности с электронным оборудованием блока вторичной аппаратуры (БВА) и блока управления и обработки данных (БУ) образует канал регистрации нейтронного излучения. БДС в совокупности с электронным оборудованием БВА и БУ образует канал регистрации гамма-излучения спектрометрический. БДД в совокупности с электронным оборудованием БВА и БУ образует канал регистрации гамма-излучения дозиметрический.
Каналы регистрации нейтронного излучения предназначены для измерения скорости счета импульсов, пропорциональных плотности потока тепловых нейтронов от ОТВС. На основе измеренных значений скорости счета импульсов определяется программно выгорание в диапазоне 10-70 МВт-сут/кг. Время выдержки ОТВС должно составлять от 2 до 50 лет.
Каналы регистрации гамма-излучения спектрометрические предназначены для измерения энергетических спектров гамма-излучения от ОТВС, на основе которых определяется программно выгорание по соотношению активностей радиоизотопов 134Cs и 137Cs в ОТВС в диапазоне 5-70 МВт-сут/кг. Время выдержки ОТВС должно быть от 2 до 6 лет.
Каналы регистрации гамма-излучения дозиметрические предназначены для измерения мощности поглощенной дозы гамма-излучения вблизи ОТВС. На основе измеренной мощности поглощенной дозы гамма-излучения определяется программно выгорание ОТВС в диапазоне 5-70 МВт-сут/кг. Время выдержки ОТВС должно быть при этом от 10 до 50 лет.
В каналах регистрации нейтронного излучения используются импульсные камеры деления типа КНК-15-1 (или КНТ-54-1) с компенсацией фона гамма-излучения. Блок детектирования нейтронного излучения работоспособен при мощности поглощенной дозы гамма-излучения до 103 Гр/ч.
В каналах регистрации гамма-излучения спектрометрических используются CdZnTe-детекторы. Блок детектирования гамма-излучения спектрометрический размещен в свинцовом коллиматоре для уменьшения дозовой нагрузки от гамма-излучения на детектор и предусилитель. Блок детектирования гамма-излучения в свинцовом коллиматоре работает при мощности поглощенной дозы гамма-излучения до 102 Гр/ч.
В каналах регистрации гамма-излучения дозиметрических используется алмазный детектор типа ПДПС для измерения мощности поглощенной дозы. Блок детектирования размещен в свинцовой защите с щелевым коллиматором, обеспечивающим «просмотр» ОТВС.
Комплект монтажных частей предназначен для размещения блоков детектирования и свинцовых коллиматорах относительно ОТВС. Комплект монтажных частей включает в себя блок установки детекторов и противовес. С помощью перегрузочной машины ОТВС
перемещаются вдоль блоков детектирования непрерывно с заданной скоростью или с остановками в фиксированных точках для проведения измерений. Перемещение ОТВС осуществляется по сигналу с блока управления и обработки данных установки.
В состав электронного модуля, располагаемого в помещении реакторного отделения (РО) и соединенного с блоками детектирования герметичными кабелями, входит набор электронных блоков для обеспечения работы блоков детектирования и обработки данных.
Внешний вид блока детекторов приведен на рисунке 1.
Внешний вид модуля электронного приведен на рисунке 2.
Блок детекторов
Подставка под блок детекторов
Рисунок 1 - Внешний вид блока детекторов
Шкаф для размещения электронных блоков
Блок вторичной аппаратуры
Замок шкафа, защитная наклейка
Блок детекторов рабочий
Пломба на корпусе персонального компьютера
Блок управления и обработки данных
Замок на лицевой панели персонального компьютера
Рисунок 2 - Внешний вид модуля электронного
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) МКС-01 ВВЭР FLAME-WWR состоит из следующих функциональных блоков:
- Flame-wwr.exe - основного исполняемого модуля;
- AsTract.dll - модуля управления блоками детектирования нейтронного и гамма-излучения, аналого-цифровыми преобразователями АЦП-1к-В8 и счетчиками-интенсиметрами СЧМ-32;
- DirectUse.dll - модуля для обеспечения интерфейса с пользователем и связи с
модулем AsTract и другими блоками установки;
- done.mdb - базы данных.
ПО FLAME-WWR обеспечивает:
- градуировку и проверку каналов регистрации нейтронного и гамма-излучения;
- измерения скорости счета импульсов блоков детектирования нейтронного излучения; мощности дозы и энергетических спектров гамма-излучения;
- вычисление выгорания ОТВС.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| FLAME-WWR | flame-wwr.exe | 3.1.0.0 | 5A0DE404C3C6D ED2889FBFB3480 EA9FAFEE0090F | SHA-1 |
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «А» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики установок приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Наименование параметра | Значение параметра |
| Канал регистрации нейтронного излучения |
| Диапазон измерений выгорания, МВт-сут/кг | от 10 до 70 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений выгорания при доверительной вероятности 0,95, % | ±10 |
| Время измерений выгорания одной ОТВС, мин, не более | 10 |
| Диапазон измерений скорости счета импульсов F, имп./с | от 1 до 104 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений скорости счета импульсов, % | ±[0,1+5/F], где F - числовое значение измеренной величины |
| Диапазон чувствительности каналов к нейтронам источника типа ИБН в водородосодержащем замедлителе вспомогательного устройства ВУ-1, имп./нейтр. | (0,2-1,0)-10"4 |
| Наименование параметра | Значение параметра |
| Пределы допускаемой относительной погрешности чувствительности каналов регистрации нейтронного излучения к тепловым нейтронам, % | ±5 |
| Мощность поглощенной дозы сопутствующего гамма- излучения, Гр/ч, не более | 103 |
| Г абаритные размеры блока детектирования (длина х диаметр), мм, не более | 450 х 65 |
| Канал регистрации гамма-излучения спектрометрический |
| Диапазон измерений выгорания, МВт-сут/кг | от 5 до 70 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений выгорания при доверительной вероятности 0,95, % | ±10 |
| Время измерений выгорания одной ОТВС, ч, не более | 2 |
| Энергетический диапазон регистрируемого гамма-излучения, МэВ | от 0,05 до 1,0 |
| Абсолютное энергетическое разрешение: - при энергии гамма-излучения E=60 кэВ и температуре 25 оС, кэВ, не более - при энергии гамма-излучения E=662 кэВ и температуре 25 оС, кэВ, не более - при энергии гамма-излучения E=898 кэВ и температуре 25 оС, кэВ, не более | 10 15 18 |
| Максимальная входная статистическая загрузка, имп./с | 104 |
| Диапазон мощности поглощенной дозы гамма-излучения с энергией 0,662 МэВ при максимальной входной статистической загрузке, Гр/ч | от 0,01 до 0,1 |
| Пределы нестабильности чувствительности и энергетического разрешения в течение времени непрерывной работы, % | ±5 |
| Диапазон чувствительности каналов к гамма-квантам источника 137Cs типа ОСГИ в жесткой геометрии вспомогательного устройства ВУ-2, имп./Бк | (0,2-1,0>10-6 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности чувствительности к гамма-излучению, % | ±10 |
| Габаритные размеры блока детектирования (длина х диаметр), мм, не более | 145 х 12,5 |
| Канал регистрации гамма-излучения дозиметрический |
| Диапазон измерений выгорания, МВт-сут/кг | от 5 до 70 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений выгорания, % | ±10 |
| Время измерений выгорания одной ОТВС, мин, не более | 15 |
| Диапазон энергий регистрируемого гамма-излучения, МэВ | от 0,08 до 25 |
| Диапазон измерений мощности поглощенной дозы гамма-излучения, Гр/с | от 240-4 до 0,2 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений мощности поглощенной дозы гамма-излучения (с доверительной вероятностью 0,95), % | ±5 |
| Наименование параметра | Значение параметра |
| Г абаритные размеры блока детектирования (длина х диаметр), мм, не более | 60 х 7,5 |
| Общие характеристики |
| Время установления рабочего режима установок, мин, не более | 30 |
| Характеристики сети переменного тока, обеспечивающей питание установок | (50±3) Гц, (220±22) В |
| Потребляемая мощность, В-А, не более | 1000 |
| Габаритные размеры блока установки детекторов и противовеса, мм, не более: - длина - ширина - высота | 1300 440 908 |
| Габаритные размеры электронного модуля, мм, не более: - длина - ширина - высота | 560 600 2030 |
| Масса механической части, кг, не более | 160 |
| Масса электронного модуля, кг, не более | 100 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 5000 |
| Рабочие условия эксплуатации: - рабочая среда - температура окружающего воздуха, °С - температура воды, °С - относительная влажность воздуха, % - режим работы | воздух, вода с концентрацией борной кислоты от 12 до 26 г/л от 18 до 40 до 50 до 80 периодический |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации НПОК.011.00.00.000РЭ типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки приведен в таблице 3.
Таблица 3
| Наименование | Количество |
| Установка в составе: | |
| - блока детектирования нейтронного излучения | 2 шт. |
| - блока детектирования гамма-излучения: | |
| спектрометрического | 2 шт. |
| дозиметрического | 2 шт. |
| - модуля электронного в составе: | 1 компл. |
| блока вторичной аппаратуры | 1 компл. |
| блока управления и обработки данных | 1 компл. |
| - комплекта монтажных частей (механическая часть) в составе: | 1 компл. |
| Наименование | Количество |
| блока установки детекторов | 1 шт. |
| противовеса | 1 шт. |
| - вспомогательных устройств ВУ-1 и ВУ-2 для проверки каналов регистрации нейтронного и гамма-излучения | 1 компл. |
| Паспорт НПОКО11.ОО.ОО.ООО ПС | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации НПОК.О11.ОО.ОО.ООО РЭ | 1 шт. |
| Свидетельство о поверке | 1 шт. |
Поверка
осуществляется по документу НПОК.011.00.00.000 РЭ (раздел «Методика поверки») «Установка измерения выгорания ядерного топлива отработавших тепловыделяющих сборок МКС-01 ВВЭР. Руководство по эксплуатации», утверждённому руководителем ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИФТРИ» 14.12.2007 г.
Основные средства поверки:
- источник быстрых нейтронов типа ИБН (ТУ 95 1075-83 или ТУ 95 504-83) с потоком нейтронов не менее 5-105 нейтр./с, пределы допускаемой относительной погрешности потока нейтронов ± 5 % при доверительной вероятности 0,95 (аттестованный в установленном порядке);
- источник гамма-излучения 137Cs типа ОСГИ (ТУ 7018-001-08627537-06) с активностью не менее 105 Бк, пределы допускаемой относительной погрешности активности ± 3 % при доверительной вероятности 0,99 (аттестованный в установленном порядке);
- дозиметр клинический на основе алмазного детектора для радиотерапевтических установок ДКДа-01-«ИФТП», Рег. № 25006-03, пределы допускаемой относительной погрешности измерений мощности поглощенной дозы гамма излучения ± 3 % при доверительной вероятности 0,95.
Сведения о методах измерений
«Установка измерения выгорания ядерного топлива отработавших тепловыделяющих сборок МКС-01 ВВЭР. Руководство по эксплуатации. НПОК.О11.ОО.ОО.ООО РЭ».
«Методика выполнения измерений выгорания ядерного топлива отработавших тепловыделяющих сборок реакторов ВВЭР с помощью установки МКС-01 ВВЭР. МВ-06.2007».
Нормативные документы
ГОСТ 12.2.007.0-75. ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности.
ГОСТ 27451-87. Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия.
НП 061-05. Правила безопасности при хранении и транспортировании ядерного топлива на объектах использования атомной энергии.
НП 001-97. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций (ОПБ-88/97).
РД 50-691-89. Поглощенные дозы фотонного (1-50 МэВ) и электронного (5-50 МэВ) излучений в лучевой терапии. Методы определения.
НРБ-99/2009. Нормы радиационной безопасности.
ОСПОРБ-99/2010. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности.
ПТЭ. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.
ПТБ. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.
Установка измерения выгорания ядерного топлива отработавших тепловыделяющих сборок МКС-01 РБМК. Технические условия. НПОК.О11.ОО.ОО.ОООТУ.
Рекомендации к применению
Осуществление деятельности в области использования атомной энергии.
