Instrumentierung von Kernreaktoren

ابزار دقیق راکتورهای هسته ای وظیفه ایجاد اسناد دائمی از اندازه های متغیر نیروگاه را دارد. علاوه بر این، باید اطلاعات فوری را برای عملکرد ایمن و اقتصادی راکتور، به صورت دستی یا خودکار ارائه دهد. کنترل خودکار همچنین شامل خاموش شدن خودکار راکتور به محض بروز نقص های جدی است. برای برآوردن این الزامات، یک برنامه اندازه گیری و نظارت باید برای پارامترهای عملیاتی زیر ارائه شود: توان راکتور توسط حسگرهای خارج از هسته راکتور، شار نوترون در داخل هسته راکتور، دمای سوخت و تعدیل کننده، جریان، دما، فشار و فعالیت. مایع خنک کننده، سفتی عناصر سوخت، سفتی مبدل حرارتی بین مدارهای خنک کننده و بخار، موارد مختلف، به عنوان مثال دمای مخزن تحت فشار، محافظ. در راکتورهای قدرت، اندازه گیری های معمولی بویلر و توربین نیز وجود دارد. سیستم های تلویزیون صنعتی برای وظایف نظارتی خاصی استفاده می شود. به استثنای ساده‌ترین سیستم‌های آزمایش، نمایشگر و دستگاه‌های نوشتن برای پارامترهای عملیاتی اعلام‌شده یک راکتور در اتاق کنترل کنار هم قرار می‌گیرند. کنترل عملیاتی متمرکز یکی از ویژگی های تمام نیروگاه های هسته ای است که به دلیل تعداد زیاد گیج ها و پیچیدگی ابزار دقیق و کنترل ضروری است. با این حال، گاهی اوقات ارائه تمام اطلاعات به اتاق کنترل غیراقتصادی و اضافی است. سپس برخی از دستگاه ها در اتاق های کنترل محلی قرار می گیرند. به عنوان مثال، در نیروگاه هسته ای برکلی، فن های گردشی و مبدل های حرارتی از اتاق های کنترل واقع در نزدیکی فن های گردشی کنترل می شوند. فقط متغیرهای عملیاتی مهمتر به اتاق کنترل مرکزی منتقل می شوند. همچنین یک جهت مدرن توسعه به سمت نظارت کاملا متمرکز بر تمام پارامترهای مهم عملیاتی نیروگاه های هسته ای وجود دارد.

Die Instrumentierung von Kernreaktoren hat die Aufgabe, bleibende Unterlagen von den veränderlichen Größen der Anlage zu schaffen. Daneben soll sie unmittelbare Informationen für den sicheren und wirtschaftlichen Betrieb des Reaktors, von Hand oder automatisch, liefern. Zur automatischen Regelung gehört auch das selbsttätige Ab­ schalten des Reaktors, sobald ernsthafte Störungen auftreten. Um diesen Forderungen gerecht zu werden, muß man ein Meß-und über­ wachungsprogramm für folgende Betriebsgrößen vorsehen: Reaktorleistung durch Meßfühler außerhalb des Reaktorkerns, Neutronenfluß innerhalb des Reaktorkerns, Temperatur von Brennstoff und Moderator, Durchfluß, Temperatur, Druck und Aktivität des Kühlmittels, Dichtheit der Brennelemente, Dichtheit der Wärmetauscher zwischen Kühl-und Dampfkreislauf, Verschiedenes, z.B. Temperatur des Druckgefäßes, der Abschir­ mung. In Leistungsreaktoren kommen noch konventionelle Kessel- und Tur­ binenmessungen dazu. Für bestimmte überwachungsaufgaben werden industrielle Fernsehanlagen eingesetzt. Mit Ausnahme einfachster Versuchsanlagen werden die Anzeige- und Schreibgeräte für die genannten Betriebsgrößen eines Reaktors in der Schaltwarte zusammengezogen. Die zentralisierte Betriebsüberwachung ist ein Kennzeichen aller Kernkraftwerke, sie wird erforderlich durch die große Anzahl von Meßgeräten und die Kompliziertheit von In­ strumentierung und Steuerung. Manchmal ist es jedoch unwirtschaftlich und überflüssig, alle Informationen in die Schaltwarte zu geben. Dann werden einige Geräte in lokalen Leitständen untergebracht. Zum Beispiel werden im Kernkraftwerk Berkeley Umwälzgebläse und Wärmetauscher von Leitständen in der Nähe der Umwälzgebläse geregelt; nur die wichtigeren Betriebsgrößen werden in die zentrale Schaltwarte weiter­ gegeben. Es gibt auch eine moderne Entwicklungsrichtung auf völlig zentralisierte überwachung aller wichtigen Betriebsgrößen von Kern­ kraftwerken.