Назначение
Установки измерения выгорания ядерного топлива отработавших тепловыделяющих сборок МКС-03 РБМК в ХОЯТ АЭС с РБМК (далее - установки) предназначены для измерений выгорания, изотопного состава и остаточного тепловыделения ядерного топлива отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) реакторов типа РБМК, размещенных в ХОЯТ АЭС с РБМК.
Описание
Функционально установка состоит из нескольких каналов регистрации излучений.
Каркас вместе с размещенными на нем блоками детектирования нейтронного излучения (БДН) образуют рабочий блок установки детекторов (БДР). БДР содержит 12 БДН - 6 пар по высоте топливной части ОТВС. БДН расположены под углом 180о относительно друг друга. Основание вместе с размещенными на нем блоками детектирования гамма-излучения спектрометрическими (БДС) и дозиметрическими (БДД) образуют градуировочный блок установки детекторов (БДГ). БДГ содержит 3 БДД и 3 БДС. Блоки детектирования каждого типа находятся под углом 120о относительно друг друга.
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 измерений скорости счета импульсов, пропорциональных плотности потока тепловых нейтронов от ОТВС. На основе измеренных значений скорости счета импульсов вычисляется выгорание в диапазоне 10-40 МВт-сут/кг.
Каналы регистрации гамма-излучения спектрометрические предназначены для измерений энергетических спектров гамма-излучения от ОТВС, на основе которых вычисляется выгорание по соотношению активностей радиоизотопов 134Cs и 137Cs в ОТВС в диапазоне 25-40 МВт-сут/кг. Время от момента извлечения ОТВС из реактора до момента измерения выгорания (время выдержки ОТВС) должно быть от 2 до 4 лет.
Каналы регистрации гамма-излучения дозиметрические предназначены для измерений мощности поглощенной дозы гамма-излучения вблизи ОТВС. На основе измеренной мощности поглощенной дозы гамма-излучения вычисляется выгорание ОТВС в диапазоне 5-10 МВт-сут/кг.
В каналах регистрации нейтронного излучения используются импульсные камеры деления типа КНК-15-1 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 свинцовой защите для уменьшения дозовой нагрузки от гамма-излучения на датчик 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 измерений мощности поглощенной дозы. Блок детектирования размещен в свинцовой защите со щелевым коллиматором, обеспечивающим «просмотр» ОТВС.
Каркас БДР представляет собой разрезной пенал, по высоте которого размещаются площадки для размещения БДН. Каркас закреплен на балках щелевого перекрытия вдоль каньона. В верхней части каркаса располагается устройство для исключения перемещения пенала с ОТВС в горизонтальной плоскости при проведении измерений. На каркасе выше уровня воды размещены разъемы для соединения БДН через кабельные линии связи с БВА.
Основание БДГ представляет собой разрезную конструкцию для установки пенала с ОТВС при проведении измерений. На основании размещены БДС и БДД в свинцовых защитах с коллиматорами. В верхней части каркаса располагается устройство для исключения перемещения пенала с ОТВС в горизонтальной плоскости при проведении измерений.
Основание устанавливается на балках щелевого перекрытия в месте перегрузки пенала с ОТВС по оси защитной камеры тележки перегрузочной тросовой на рельсовом пути устройства для пеналов. Конструктив основания снабжен траверсой для перемещения БДГ на место измерения и после измерения в место хранения.
На основании размещены разъемы для соединения блоков детектирования через кабельные линии связи с БВА.
БВА представляет собой металлический шкаф, внутри которого располагаются три крейта «Евромеханика» со вторичной электронной аппаратурой. БВА располагается на плитном настиле БВ ХОЯТ. Соединение блоков детектирования нейтронного и гамма-излучения, расположенных на блоке установки детекторов, с вторичной электронной аппаратурой осуществляется с помощью кабелей, объединенных в кабельном распределителе. БВА соединен комплектом кабелей с блоком управления и обработки данных, который располагается в этом же шкафу.
Внешний вид блока установки детекторов градуировочного и блока установки детекторов рабочего показан на рисунках 1 и 2, соответственно.
Внешний вид модуля электронного приведен на рисунке 3.
Блок детектирования гамма-излучения дозиметрический
Блок детектирования гамма-излучения спектрометрический
Основание
Рисунок 1- Внешний вид блока установки детекторов градуировочного
Каркас
Блок детектирования нейтронного излучения
Рисунок 2- Внешний вид блока установки детекторов рабочего
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 3- Внешний вид модуля электронного
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) «FLAME-RBMK-03» установки состоит из следующих функциональных блоков:
- Flame-rbmk.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-RBMK» обеспечивает:
- градуировку и проверку каналов регистрации нейтронного и гамма-излучения установок;
- измерения скорости счета импульсов блоков детектирования нейтронного излучения, мощности дозы и энергетических спектров гамма-излучения;
- вычисление выгорания ОТВС.
И дентификационные 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 |
| ПО «FLAME-RBMK-03» | flame-rbmk.exe | 1.0.0.0 | C7985D4C6D39AF2D99C965 5B6B69A7E2E677B766 | SHA-1 |
| AsTract.dll | 1.0.0.0 | 563ED996A0FD22B33A5D10 CAB36142A897C00E96 | SHA-1 |
| DirectUse.dll | 1.0.0.0 | 63FC3CFF6475518A3AEDD DADD8F745F0840F2C03 | SHA-1 |
| done.mdb | 1.0.0.0 | E65EC9D3F0B42631C2792E4 F106316BD48E16685 | SHA-1 |
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «Высокий» по Р 50.2.077-2014 «ГСИ. Испытания средств измерений в целях утверждения типа. Проверка защиты программного обеспечения».
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 40 |
| Границы допускаемой относительной погрешности измерений выгорания при доверительной вероятности 0,95, % | ±10 |
| Границы допускаемой относительной погрешности измерений суммарной массы изотопов урана и плутония при доверительной вероятности 0,95, % | ±15 |
| Границы допускаемой относительной погрешности измерений остаточного тепловыделения при доверительной вероятности 0,95, % | ± 10 |
| Время измерения выгорания одной ОТВС, мин, не более | 5 |
| Диапазон чувствительности каналов к нейтронам источника типа ИБН в водородосодержащем замедлителе вспомогательного устройства ВУ-2, имп./нейтр. | (0,2-1,0)-10’4 |
| Наименование параметра | Значение параметра |
| Пределы допускаемой относительной погрешности чувствительности к нейтронам источника типа ИБН в водородосодержащем замедлителе вспомогательного устройства ВУ-2, % | ±10 |
| Напряжение питания на линейном участке счетной характеристики, В | от 300 до 500 |
| Габаритные размеры блока детектирования (длина х диаметр), мм, не более | 450 х 65 |
| Рабочий диапазон температуры блоков детектирования нейтронного излучения, °C | от 5 до 50 |
| Канал регистрации гамма-излучения спектрометрический |
| Диапазон измерений выгорания, МВт-сут/кг | от 25 до 40 |
| Границы допускаемой относительной погрешности измерений выгорания при доверительной вероятности 0,95, % | ±10 |
| Границы допускаемой относительной погрешности измерений суммарной массы изотопов урана и плутония при доверительной вероятности 0,95, % | ±15 |
| Границы допускаемой относительной погрешности измерений остаточного тепловыделения при доверительной вероятности 0,95, % | ± 10 |
| Время измерений выгорания, изотопного состава и остаточного тепловыделения ядерного топлива одной ОТВС, ч, не более | 5 |
| Диапазон энергий регистрируемого гамма-излучения, МэВ | от 0,05 до 1,0 |
| Абсолютное энергетическое разрешение, кэВ, не более: - при энергии гамма-излучения E=60 кэВ и температуре воздуха 25 оС - при энергии гамма-излучения E=122 кэВ и температуре воздуха 25 оС - при энергии гамма-излучения E=662 кэВ и температуре воздуха 25 оС | 10 12 15 |
| Максимальная входная статистическая загрузка, имп./с | 2-104 |
| Пределы нестабильности чувствительности и энергетического разрешения в течение времени непрерывной работы, % | ±5 |
| Чувствительность к гамма-квантам источника 137Cs типа ОСГИ во вспомогательном устройстве ВУ-3, имп./Бк - интегральная, не более - по пику полного поглощения, не менее | 240-4 240-7 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности чувствительности по пику полного поглощения к гамма-излучению, % | ±20 |
| Габаритные размеры блока детектирования (длина х диаметр), мм, не более | 245 х 15 |
| Рабочий диапазон температуры блоков детектирования гамма-излучения спектрометрических, °C | от 5 до 50 |
| Канал регистрации гамма-излучения дозиметрический |
| Диапазон измерений выгорания, МВт-сут/кг | от 5 до 10 |
| Границы допускаемой относительной погрешности измерений выгорания при доверительной вероятности 0,95, % | ± 10 |
| Границы допускаемой относительной погрешности измерений суммарной массы изотопов урана и плутония при доверительной вероятности 0,95, % | ±15 |
| Границы допускаемой относительной погрешности измерений остаточного тепловыделения при доверительной вероятности 0,95, % | ± 10 |
| Наименование параметра | Значение параметра |
| Время измерений выгорания, изотопного состава и остаточного тепловыделения ядерного топлива одной ОТВС, мин, не более | 5 |
| Диапазон энергий регистрируемого гамма-излучения, МэВ | от 0,08 до 25 |
| Диапазон измерений мощности поглощенной дозы в воде гамма-излучения, Гр/с | от 2-10-4 до 0,2 |
| Границы допускаемой относительной погрешности измерений мощности поглощенной дозы в воде гамма-излучения (с доверительной вероятностью 0,95), % | ±10 |
| Величина темнового тока, А, не более | 5-10-12 |
| Анизотропия чувствительности, %, не более | 2 |
| Пределы нестабильности показаний за время непрерывной работы, % | ±1 |
| Энергетическая зависимость чувствительности в диапазоне энергий фотонов 0,08 МэВ - 25 МэВ относительно чувствительности дозиметра при энергии 1,25 МэВ, %, не более | 5 |
| Доза предварительного облучения детектора, Гр, не более | 10 |
| Габаритные размеры блока детектирования (длина х диаметр), мм, не более | 245 х155 |
| Рабочий диапазон температуры блоков детектирования гамма-излучения дозиметрических, °C | от 5 до 50 |
| Общие характеристики |
| Время установления рабочего режима установок, мин, не более | 30 |
| Время непрерывной работы, ч, не менее | 24 |
| Напряжение питания от сети переменного тока, В | от 198 до 242 |
| Частота, Гц | от 47 до 53 |
| Потребляемая мощность, В-А, не более | 1000 |
| Г абаритные размеры: БДР (высотах длинах ширина), мм, не более БДГ (высотахдиаметр), мм, не более | 10000 х 300 х 300 670 х 400 |
| Габаритные размеры электронного модуля, мм, не более: - длина - ширина - высота | 560 600 2030 |
| Масса блока детекторов рабочих, кг, не более | 250 |
| Масса блока детекторов градуировочных, кг, не более | 120 |
| Масса электронного модуля, кг, не более | 150 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 5000 |
| Рабочие условия эксплуатации: - рабочая среда - температура окружающего воздуха, °С для модуля электронного для блока детектирования - температура воды, °С - относительная влажность воздуха, % - режим работы | воздух, вода от 18 до 40 от 18 до 50 до 50 до 80 периодический |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации НПОК.051.00.00.000РЭ типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки приведен в таблице 3.
Таблица 3 - Комплект поставки
| Наименование | Количество |
| Установка в составе: | |
| - блока детектирования нейтронного излучения | 12 шт. |
| - блока детектирования гамма-излучения: | |
| спектрометрического | 3 шт. |
| дозиметрического | 3 шт. |
| - электронного модуля в составе: | 1 компл. |
| блока вторичной аппаратуры | 1 компл. |
| блока управления и обработки данных | 1 компл. |
| блока дистанционного управления | 1 компл. |
| - комплекта монтажных частей (механическая часть) в составе: | 1 компл. |
| каркаса | 1 компл. |
| основания | 1 компл. |
| - вспомогательных устройств ВУ-1, ВУ-2 и ВУ-3 для проверки каналов регистрации нейтронного и гамма-излучения | 1 компл. |
| - комплекта ЗИП | 1 компл. |
| Паспорт. НПОК.О51.ОО.ОО.ООО ПС | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации. НПОК.О51.ОО.ОО.ООО РЭ | 1 шт. |
| Свидетельство о поверке | 1 шт. |
Поверка
осуществляется в соответствии с документом 651-14-15 МП «Инструкция. Установки измерения выгорания ядерного топлива отработавших тепловыделяющих сборок МКС-03 РБМК в ХОЯТ АЭС с РБМК. Методика поверки», утверждённым ФГУП «ВНИИФТРИ» в сентябре 2014 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 241Am типа ОСГИ (ТУ 7018-001-08627537-06) с активностью не менее 5-104 Бк, пределы допускаемой относительной погрешности активности ± 3 % при доверительной вероятности 0,95 (аттестованный в установленном порядке);
- рабочий эталон поглощенной дозы гамма-излучения в воде (цезий-137 или кобальт 60), пределы допускаемой относительной погрешности ± 1,5 % при доверительной вероятности 0,99;
- эталонный дозиметр гамма-излучения, пределы основной относительной погрешности измерений поглощенной дозы и мощности поглощенной дозы в воде ± 2,5 % при доверительной вероятности 0,95.
Сведения о методах измерений
У становка измерения выгорания ядерного топлива отработавших тепловыделяющих сборок МКС-03 РБМК в ХОЯТ АЭС с РБМК. Руководство по эксплуатации.
НПОК.051.00.00.000 РЭ.
Лист № 8
Всего листов 8
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-03 РБМК в ХОЯТ АЭС с РБМК. Технические условия. НПОК.051.00.00.000ТУ.
Рекомендации к применению
Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
