Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1962, H. 26 - R2-reaktorns instrumentutrustning, av Kjell Johansson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
en instrumentutrustning med
säkerhetsbefräm-jande uppgift kan därför i viss utsträckning
betraktas som en försäkringspremie som man
betalar för att skydda det i anläggningen
investerade kapitalet och värdet av den
nyttighet, som anläggningen producerar.
Risker
Den potentiella risken vid drift av
reaktoranläggningar är knuten till dessas produktion av
stora mängder radioaktiva ämnen,
fissionsprodukterna, och består i den skada på person och
egendom som kan uppkomma, om denna
aktivitet sprids på ett okontrollerbart sätt i
byggnaden eller dess omgivningar. Man kan
betrakta reaktoranläggningen som en serie i varandra
placerade, slutna behållare, nämligen
byggnaden, primära kylkretsen samt innerst
bränsle-kapslingen, i vilken de aktiva ämnena är
inneslutna.
En förutsättning för anläggningens normala
drift är att verksamheten sköts på ett sådant
sätt, att aktiviteten förblir innesluten i
bränsle-kapslingen under hela driftcykeln.
Konsekvenserna av ett kapslingsbrott blir nämligen, att
en kvantitet radioaktiva ämnen läcker ut i
första hand i det primära kylsystemet och
eventuellt i andra delar av byggnaden.
Om den utläckta mängden då ej är mycket
obetydlig, måste reaktordriften avbrytas för
bortskaffning av den radioaktiva
nedsmutsningen och rengöring av den radiosmutsade
delen av anläggningen. Kapslingsbrott medför
alltså förutom en tids avbrott i driften även
direkta utgifter för rengöringsarbete och
åter-anskaffning av utrustning som eventuellt
blivit obrukbar på grund av radiosmutsen.
Bränslekapslingen kan skadas genom
mekanisk åverkan, genom korrosion eller genom
överhettning och smältning. Genom
omsorgsfull konstruktiv utformning försöker man
undvika mekaniska skador. Korrosionen förlöper
normalt mycket långsamt, och man kan därför
i allmänhet följa tillväxten av en
korrosionsskada och i tid vidta motåtgärder.
Överhettning och smältning av bränslet eller av en
provbit innehållande klyvbart material, som
införts i kärnan för bestrålning, kan däremot
inträffa mycket hastigt vid de höga
värmebelastningar, som här är aktuella.
Man överlåter i stor utsträckning åt
instrumenten den viktiga uppgiften att övervaka
balansen mellan värmeutveckling och
värmebort-föring samt att automatiskt vidta motåtgärder,
om balansen tenderar att kantra mot smältning
av kapslingen på grund av ökad
effektutveckling eller otillräcklig kylning.
Effektreglering
Styrstavar
R2-reaktorns effekt styrs med de sex
styrstavarna. Dessa består av en undre
bränsleelementdel och en övre neutronabsorberande del,
innehållande kadmium. Styrstavarna är rörli-
ga i vertikalled inuti reaktorkärnan och deras
läge påverkar starkt kärnans neutronekonomi
eller, med en reaktorfysikalisk term,
reaktivi-tet, dvs. bildligt talat balansen mellan
produktionen och konsumtionen av neutroner i
kärnan.
När stavarna är i sitt nedersta läge, överväger
konsumtionen på grund av att den starkt
neu-tronkonsumerande absorbatorn då befinner sig
inne i kärnan. Allt eftersom stavarna höjs
minskar emellertid konsumtionen på grund av
att absorbatorn avlägsnas från kärnan och
samtidigt ökas produktionen på grund av att
bränsle tillföres.
Vid ett visst läge hos stavarna, kritiska
positionen, uppstår balans, och reaktorn sägs då
vara kritisk. Höjs stavarna något, överväger
produktionen varvid neutronflödet och
därmed reaktoreffekten långsamt stiger i
huvudsak som en exponentiell funktion av tiden
P = P0eUT, där P0 är effekten i utgångsläget
t — 0 och T tidkonstanten, anger den tid det
tar för effekten att stiga med en faktor e =
= 2,718. Höjs stavarna ytterligare, stiger
effekten snabbare, dvs. tidskonstanten T blir allt
mindre, och när önskad effekt uppnåtts,
återförs stavarna till balansläget, kritiska
positionen, varvid effektutvecklingen förblir konstant
på den uppnådda nivån.
Effekten sänks långsamt genom att stavarna
sänks något under kritiska positionen och
snabbt genom att stavarna snabbast möjligt
återförs till bottenläget. Snabbast möjligt
betyder i hittills byggda svenska reaktorer, att
operatören frikopplar styrstaven från dess
driv-don genom att bryta strömmen till en
magnet-koppling, varefter styrstaven faller fritt av
tyngden till bottenläget. Manövern kallas i
amerikansk litteratur "scram", i engelsk "reactor
trip", i tysk "Schnellschluss" och på svenska
har hittills använts snabbavstängning eller
snabbstopp.
Start
Skulle stavarna av misstag höjas alltför långt,
startolycka, kan effektstegringen bli så snabb,
att operatören inte hinner begränsa
effektutvecklingen, förrän bränslet smält. Man har
därför i magnetströmkretsen satt in en
strömbrytare. Denna har formen av en reläkontakt,
som av en effektmätande instrumentutrustning,
säkerhetskanalen, bringas att bryta
magnet-strömmen. Härvid faller stavarna och stänger
av reaktorn, om effekten överstiger 120 % av
full effekt.
För att gardera reaktorn mot risken att
något fel uppstår, som gör säkerhetskanalen
oförmögen att bryta magnetströmmen, t.ex. att
reläkontakten klibbar, anordnar man ytterligare
två oberoende säkerhetskanaler med
reläkontakter i serie med den första. Risken är då
försvinnande liten att ett fel skall uppstå
samtidigt i alla tre säkerhetskanalerna, om
pålitligheten hos var och en är mycket god och
man genom regelbunden kontroll prövar deras
funktion.
TEKNISK TIDSKRIFT 1962 H. 22 (JQ3
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
