Einrichtung zur Überwachung des Neutronenflusses in einem Atomreaktor Bei einem Atomreaktor wird die momentane Leistung anhand des Neutronenflusses überwacht und mit Hilfe von Absorptionsstäben gesteuert.
Da alle Elemente der zur Überwachung verwen deten Geräte eine beschränkte Lebensdauer haben, ist die Wahrscheinlichkeit eines Defektes innerhalb einer bestimmten Zeit von Null verschieden. Aus diesem Grunde werden so weit wie möglich Geräte verwendet, bei denen ein Defekt eine frühzeitige Sicherheits funktion auslöst. Aus praktischen Gründen ist dieses Prinzip jedoch nicht konsequent durchführbar. Um trotzdem eine hinreichend grosse Betriebssicherheit zu erreichen, werden die zur Überwachung des Neutronen flusses dienenden Geräte mehrfach angeordnet. Die Wahrscheinlichkeit gleichzeitiger Defekte bei mehreren Geräten ist klein.
Mit wachsender Anzahl der Überwachungsgeräte steigt aber die Wahrscheinlichkeit, dass eine Störung an diesen Geräten fälschlich zur Meldung eines ge fährlichen Betriebszustandes des Reaktors führt und eine unnötige Abschaltung desselben auslöst, was zu meist eine längere Betriebsunterbrechung zur Folge hat. Man benützt daher für die Messung des Neutronen flusses drei oder vier voneinander unabhängige Kanäle, d. h. Messgerätegruppen, und trifft Massnahmen, dass eine Sicherheitsabschaltung des Reaktors jeweils nur dann erfolgt, wenn beispielsweise zwei der Kanäle gleichzeitig einen unzulässigen Anstieg des Neutronen flusses anzeigen. Man spricht in diesem Fall von einem 2 von 3-System bzw. einem 2 von 4-System .
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zur Überwachung des Neutronenflusses in einem Atomreaktor, mit vier dem Neutronenfluss ausgesetzten Sonden zur Erzeugung elektrischer Kontrollgrössen und daran angeschlossenen Verstär- kerkanälen, deren Ausgänge mit einer Schaltung zur Bildung des zur Steuerung des Reaktors benutzten Mittelwertes der verstärkten elektrischen Kontroll- grössen verbunden sind,
ferner mit einer Schaltung zur selbsttätigen Pegelüberwachung der elektrischen Kontrollgrössen und einer dieser zugeordneten Koinzi- denzschaltung sowie mit einer zum selbsttätigen Ver gleich der verstärkten elektrischen Kontrollgrössen dienenden Schaltung mit an die Ausgänge der Ver- stärkerkanäle angeschlossenenDifferenzüberwachungs- einheiten, die mit einer Kontrollschaltung verbunden sind, welche beim Auftreten von Differenzen bestimm ten Ausmasses denjenigen Verstärkerkanal selbsttätig von der Mittelwertbildung ausschliessen,
dessen Aus gangsgrösse von den verstärkten elektrischen Kontroll- grössen der anderen Verstärkerkanäle abweicht. Erfin dungsgemäss besitzt eine Einrichtung der hier definier ten Art das Kennzeichen, dass jedes der sechs möglichen Paare von Ausgängen der Verstärkerkanäle an eine andere von insgesamt sechs Differenzüberwachungs- einheiten angeschlossen ist.
Durch diese Ausbildung lässt sich die am Ausgang eines jeden Verstärkerkanals auftretende elektrische Kontrollgrösse mit derjenigen aller übrigen drei Ver- stärkerkanäle vergleichen. Dadurch können in die Vergleichsüberwachung selbst 2 von 3 Vergleichs systeme eingeschaltet werden, was die Sicherheit der Reaktorüberwachung beträchtlich erhöht.
Einzelheiten der hier definierten Einrichtung gehen aus den im folgenden anhand der Zeichnungen be schriebenen Ausführungsbeispielen hervor.
Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschema der gesamten Einrichtung, Fig.2 die Schaltung zur Mittelwertbildung, den daran angeschlossenen Regler und einen Teil der Kontrollschaltung, Fig. 3 ein detailliertes Blockschema der Vergleichs schaltung sowie die Kontrollschaltung der gleichen Einrichtung, Fig. 4 eine einzelne Differenzüberwachungseinheit der Vergleichsschaltung gemäss der Fig.3 mit den zugehörigen Relais der Kontrollschaltung,
Fig. 5 ein ausführlicheres Schaltbild eines einzelnen Diskriminators der Differenzüberwachungseinheitnach Fig. 4, Fig. 6 eine Arbeitscharakteristik des Diskriminators gemäss Fig. 4, Fig. 7 ein ausführliches Schaltschema der Kontroll- schaltung und Fig. 8 ein Lampentableau mit Signallampen zur Anzeige des Betriebszustandes der Einrichtung in Vorderansicht.
Die Fig. 1 und 3 stellen Blockschemata dar, in denen Stromläufe nur einpolig eingezeichnet und die daher wie ein Spannungsschema zu lesen sind. Der Verstärkerausgang und alle Eingänge eines Kanales liegen natürlich in einem geschlossenen Strompfad, wie es z. B. die Fig. 4 veranschaulicht.
In der Fig. 1 ist der nur schematisch angedeutete Atomreaktor mit 1 bezeichnet. Im Reaktor 1 befinden sich vier zur Ermittlung des Neutronenflusses dienende Sonden 2", 21,, 2e und 24, die durch Ionenkammern gebildet sind, von welchen jede eine der Intensität des Ionenflusses proportionale elektrische Kontrollgrösse liefert. An die Sonden 2"-2d sind die Eingänge von vier Verstärkern 3a, 31,, 3, und 30 angeschlossen, die zur Verstärkung der genannten elektrischen Kontroll- grössen dienen.
Am Ausgang eines jeden Verstärkers kann ein Strom<I>i", i1,,</I> i, bzw. ia abgenommen werden, der die verstärkte elektrische Kontrollgrösse ist. Jede Sonde und der zugehörige Verstärker bilden zusammen einen Kanal. Alle diese Kanäle sind gleich ausgebildet. Die Ausgänge der Verstärker 3a-34 sind mit einer Schaltung 4 zur Bildung des Mittelwertes der vier Ströme<I>i", i1,,</I> ie bzw. i0 verbunden.
Gemäss der Fig. 2 weist die Schaltung 4 zur Mittelwertbildung vier mit einander in Reihe geschaltete elektrische Widerstände <I>W",</I> Wb, W, und W0 auf, die einander alle gleich sind. Jeder dieser Widerstände ist in den Stromkreis eines anderen der Verstärker 3a, 31,, 3, bzw. 34 eingeschaltet und wird vom Strom<I>i", i1,,</I> ic bzw. id durchflossen. Ein den arithmetischen Mittelwert im der genannten Ströme führender Stromkreis mit einem Verbraucher X ist an die beiden Enden der Widerstandsreihe W"-Wd ange schlossen.
Der Eigenwiderstand des Verbrauchers X ist klein gegenüber den Widerständen Wa-Wd. Der Verbraucher X bildet einen Bestandteil eines Reglers 5, der an sich bekannt und deshalb hier nicht näher be schrieben ist. Der Regler 5 steht durch eine in der Fig. 1 lediglich schematisch angedeutete Steuerung 6 mit dem Reaktor 1 in Verbindung, um dessen Leistung über Absorptionsstäbe zu steuern.
Parallel zu jedem der Widerstände Wa, Wb, W, und Wd liegt ein Schaltkontakt s1, t1, u1 bzw. v1, welcher ein Ruhekontakt eines zugehörigen Relais<I>S, T, U</I> bzw. V in einer Kontrollschaltung 7 ist, wie sie die Fig. 7 zeigt. Im normalen Betrieb sind die Kontaktes" t1, u1 und v1 geöffnet.
Wird jedoch einer dieser Kontakte ge schlossen, so wird dadurch derjenige Strom ia, <I>i1,,</I> ie oder i4, welcher normalerweise durch den nunmehr überbrückten Widerstand W", Wb, W,# oder W4 fliesst, von der Mittelwertbildung ausgeschlossen.
Müssen die vier Verstärkerkanäle galvanisch ge trennt sein, ist eine andere Art der Mittelwertbildung zweckmässig. Dies kann beispielsweise dadurch ge schehen, dass der Regler für jeden Verstärkerkanal einen getrennten Eingang besitzt. Ein fehlerhafter Kanal wird dadurch abgeschaltet, dass der betreffende Eingang kurzgeschlossen wird. Hierbei wird gleich zeitig das Gewicht der übrigen Eingänge im Ver hältnis 4:3 erhöht, z. B. durch Erhöhung einer wirk samen Windungszahl, Vermindern eines Parallel widerstandes oder Änderung der Gegenkopplung des Reglers. Diese Umschaltungen können wiederum direkt durch Kontakte der Relais<I>S, T, U, V</I> geschehen.
An den Ausgängen der Verstärker ist in Fig. 1 ferner in bekannter Weise eine Pegelüberwachungs- einheit 8 angeschlossen, die zur eigentlichen Sicher heitsüberwachung des Reaktors gehört, und die über eine Koinzidenzschaltung 9 eine Sicherheitsfunktion auslöst.
Gemäss der Fig. 1 sind die Ausgänge der Verstärker 3a-34 auch an eine Vergleichsschaltung 10 angeschlos sen, die ihrerseits mit der Kontrollschaltung 7 verbun den ist. Die Fig.3 zeigt ein etwas ausführlicheres Schaltbild der Vergleichsschaltung 10. Danach sind insgesamt sechs untereinander gleichartig ausgebildete Differenzüberwachungseinheiten 11 ab, 11 b " 11 I4, 11 "1, 11b4 und l lad vorhanden, von denen jede an eines der insgesamt sechs möglichen Paare von Ausgängen der Verstärker 3a-34 angeschlossen ist.
Jede Differenzüber- wachungseinheit besteht aus zwei sogenannten Dis kriminatoren 12"b und 121,a bzw. 12b, und 12,b <B>USW-,</B> wie in der Fig. 4 für die Einheit 11 ab veranschaulicht ist.
Der eine Diskriminator 12a1, spricht dann an, wenn die Stärke des Stromes ia grösser ist als die Stärke des Stromes i1,, wogegen der andere Diskriminator 121,a anspricht, wenn die Stärke des Stromes i1, grösser ist als diejenige des Stromes ia. Jeder des Diskriminatoren 12a1, und 121,a besitzt zwei Eingänge, die an die Ver stärker 3a und 31, angeschlossen sind sowie einen Aus gang, der mit einem polarisierten Relais Rab bzw. Rba in der Kontrollschaltung 7 in Verbindung steht.
Die Abweichung der Ausgangsgrösse eines Gerätes vom richtigen Wert setzt sich im allgemeinen aus zwei Komponenten zusammen, nämlich einem absoluten Fehler, der sich durch Abweichung des Nullpunktes ergibt, und einem relativen Fehler infolge Abweichung des Verstärkungsgrades. Die zulässigen Abweichungen eines Gerätes wachsen mit grösser werdender Aus steuerung, dürfen jedoch bei minimaler Aussteuerung wegen der genannten absoluten Fehler nicht zu Null werden. Um Messgrössen im ganzen Aussteuerungs- bereich mit engen Toleranzen überwachen zu können, soll daher die Arbeitscharakteristik der Diskriminatoren dem Verlauf der Fehler angepasst sein. Die gewünschte Arbeitscharakteristik z.
B. des Diskriminators 12"b ist in Fig. 6 durch die gerade Linie F in einem Koordi natensystem eingezeichnet, das als Abszisse die Stärke des kleineren ib der miteinander zu vergleichenden Ströme ia und ib und als Ordinate die Differenz ia-ib der Stärke beider Ströme aufweist. Die Bedeutung der Geraden F ist so zu verstehen, dass sie den Schwellwert des Diskriminators angibt.
Der Diskriminator spricht nur bei Differenzen ia-ib an, die im Koordinaten system oberhalb der Geraden Fliegen; bei kleineren Differenzen, die möglicherweise von zulässigen Ab weichungen der Geräte herrühren, spricht der Diskri- minator jedochnichtan. DieGeradeFistdurchfolgende Formel definiert:
ia <I>-</I> ib = Co -f- Cv - Zb Hierin ist co eine dem Nullpunktfehler entsprechende Konstante, wogegen c, eine dem zulässigen Fehler des Verstärkungsgrades entsprechende Konstante be deutet und gleich dem Tangens des Neigungswinkels a der Geraden F ist.
Die Ausbildung eines einzelnen Diskriminators mit der beschriebenen Charakteristik ist in Fig. 5 am Beispiel des Diskriminators 12ab veranschaulicht. Die beiden Eingänge für die miteinander zu vergleichenden Ströme ia und ib sind mit 13a und 13b bezeichnet, der zum Relais Rab führende Ausgang hingegen mit 14.
Der Diskriminator weist einen magnetischen Kipp- verstärker 15 auf, der zwei an die Eingänge 13a und 13b angeschlossene Eingangswicklungen 16 und 17 be sitzt, die unterschiedliche Windungszahlen und ein ander entgegengesetzte Polarität haben. Über einen Teil der Windungen der einen Wicklung 17 ist ein Potentiometer 18 geschaltet, dessen verstellbarer Ab griff mit einer der Eingangsklemmen 13b verbunden ist.
Durch Verändern der Stellung des Abgriffes am Poten- tiometer 18 kann die wirksame Windungszahl der Wicklung 17 verändert und damit die vorerwähnte Konstante cv eingestellt werden. Anstelle des Potentio- meters 18 könnte auch ein veränderlicher Abgriff an der Wicklung 17 selbst vorhanden sein. Die mittels der beiden Wicklungen 16 und 17 erzeugten magnetischen Flüsse wirken in einander entgegengesetztem Sinn auf den Ausgang des Magnetverstärkers, dessen innere Schaltung in der Fig. 5 vereinfacht durch eine mit den Klemmen 14 verbundene Ausgangswicklung 19 symbo lisiert ist.
Die wirksame Windungszahl der Wicklung 17 ist im allgemeinen, d. h. für cv = 0, grösser als die Windungszahl der Wicklung 16.
Der Magnetverstärker 15 weist ferner eingangs- seitig eine zusätzliche Wicklung 20 auf, die über ein Potentiometer 21 in Stromteilerschaltung von einer konstanten Stromquelle 22 gespeist wird. Die Polarität ist derart, dass der Strom durch die Wicklung 20 dem Strom ia durch die Wicklung 16 entgegenwirkt.
Durch Verändern der Stellung des Abgriffes des Potentio- meters 21 kann die Stärke des mittels der Wicklung 20 erzeugten Flusses bzw. deren wirksame Windungszahl geändert und dadurch die oben erwähnte Konstante co eingestellt werden.
In der Fig. 5 sind die auf der Eingangsseite noch vorhandene Rückkopplungswicklung und die Ver schiebewicklung mit Stromquelle zur Verschiebung bzw. Einstellung des Nullpunktes der Verstärker charakteristik nicht eingezeichnet.
Es gilt für die Parameter e, und c" der Ansprech- charakteristik
EMI0003.0058
und für auf Null gestellte Verstärker:
EMI0003.0059
wobei; Wa Windungszahl der Wicklung 16 Wb wirksame Windungszahl der Wicklung 17 Wo wirksame Windungszahl der Wicklung 20 io Strom der Quelle 22 ist.
Der Diskriminator 12b a ist genau gleich ausgebildet, nur sind dort die Anschlüsse für die Ströme ia und ib an den Eingängen 13a und 13b vertauscht.
Die Kontrollschaltung 7 enthält gemäss Fig. 7 unter anderem die zwölf polarisierten Relais mit Wicklungen Rab, Rba, Rbe, Rob <B>...</B> Red und Rde, von denen jede an den Ausgang des zugehörigen Diskriminators ange schlossen ist. Jedes der polarisierten Relais weist mehrere Arbeitskontakte auf, die in der Fig. 7 mit dem Buchstaben r und den gleichen Indizes bezeichnet sind, wie die betreffende Relaiswicklung. Ausserdem ist jedem Kontakt ein Ziffernindex 1, 2, 3, 4 bzw. 5 zugeordnet zum Unterscheiden der Kontakte des gleichen Relais.
Beispielsweise weist das Relais Rab demnach die Kontakte rabl, Yab2, Yab3, rab4 und rab5 auf. Ein Teil der genannten Relaiskontakte sind in vier analogen Grup pen teils in Serie und teils parallel zusammengeschaltet, wie Fig. 7 zeigt. Jede der genannten Kontaktgruppen liegt im Stromkreis einer Relaiswicklung<I>S, T, U</I> bzw. V, zu deren Speisung eine elektrische Energiequelle 23 vorhanden ist. Jeder Relaiswicklung S, T, U und V sind mehrere Kontakte zugeordnet, die mit den ent sprechenden kleinen Buchstaben und einem Ziffern index bezeichnet sind.
Beispielsweise das Relais mit der Wicklung<I>S</I> besitzt zwei Ruhekontakte s, und s4 sowie zwei Arbeitskontakte s2 und s3. Die Ruhekontakte s,, t,, u, und v, sind die bereits erwähnten Kontakte, welche an die Widerstände W., Wb, W, und Wd der Schaltung 4 zur Mittelwertbildung angeschlossen sind.
Die Relaiskontakte s2, s3, <I>t2,</I> t3, <I>u2,</I> u3, v2 und v3 sind teils in Serie und teils parallel zusammengeschaltet in einem Stromkreis 24 angeordnet,. der nicht weiter dar gestellt ist und zum Steuern von Sicherheitsstäben zum sofortigen Unterbrechen der Kernreaktion (Schnell schluss) dient. Mit dem Stromkreis 24 kann zusätzlich auch eine Alarmeinrichtung verbunden sein.
Die Ruhekontakte s4, t4, u4 und v4 liegen je in Reihe mit einer Signallampe La, Lb, Le bzw. Ld, zu deren Speisung eine elektrische Energiequelle 25 vorhanden ist. Diese Signallampen sind den Verstärkerkanälen mit den entsprechenden Indizes zugeordnet.
Je ein Ruhekontakt rab5, rba5 <B>...</B> rea5 und rde5 der polari sierten Relais liegt in Reihe mit zwei einander parallel geschalteten Signallampen Lab, und Lab, bzw. Lba, und Lba, usw-, zu deren Speisung eine elektrische Energie- quelle 26 dient. Je zwei dieser Signallampen sind einem anderen der Diskriminatoren 12 zugeordnet, wobei die Zusammengehörigkeit durch gleiche Indizes kenntlich gemacht ist, und die beiden zum gleichen Diskriminator gehörenden Signallampen noch durch eine zusätzliche Indexziffer 1 bzw. 2 voneinander unterschieden sind.
Die beschriebenen Signallampen sind in der in Fig. 8 veranschaulichten Weise auf einer Tafel in einem sogenannten Blindschema angeordnet, das den jeweili gen Betriebszustand der Einrichtung zum >,Überwachen des Neutronenflusses sichtbar anzeigt. Das Blind schema hat im wesentlichen die Form eines Quadrates mit seinen beiden Diagonalen. Die Signallampen La, Lb, Le und La sind je in einer anderen Ecke des Qua drates angeordnet.
Die Signallampen mit den Indizes a und b befinden sich auf der Seitengeraden zwischen den Lampen La und Lb. Die Signallampen mit den Indizes b und c liegen auf der Seitengeraden zwischen den Lampen Lb und L,. Die Signallampen mit den Indizes c und d sind auf der Seitengeraden zwischen den Lampen L, und Ld angeordnet. Die Signallampen mit den In dizes<I>d</I> und<I>a</I> liegen auf der Seitengeraden zwischen den Lampen La und La. Die Signallampen mit den Indizes a und c befinden sich auf der Diagonalen zwischen den Lampen La und Le. Die Signallampen mit den Indizes b und d endlich sind auf der andern Diagonale zwischen den Lampen Lb und Ld angeordnet.
Die mit dem Index 1 bezeichnete Signallampe des einen und die mit dem Index 2 bezeichnete Signallampe des andern Diskriminators 12 der gleichen Differenz überwachungseinheit 11 sind zu einem ersten Lampen paar vereinigt, z. B. die Signallampen Labi und Lba2. In analoger Weise sind die mit dem Index 2 bezeichnete Signallampe und die mit dem Index 1 bezeichnete Si gnallampe der oben erwähnten Diskriminatoren zu einem zweiten Lampenpaar vereinigt, z. B. die Signal lampen Labe und Lba, Die beiden genannten Lampen paare befinden sich in einigem Abstand voneinander auf der gleichen Seitengeraden oder Diagonalen des Quadrates im Blindschema.
Die beiden zum selben Paar gehörenden Signallampen sind durch unterschied liche Farbe oder durch die Bezeichnungen -1-- und - ge kennzeichnet, wobei die beiden einander parallel ge schalteten Signallampen, wie z. B. Lbai und Lba2, ebenfalls diese unterschiedliche Kennzeichnung auf weisen. Zur Vereinfachung könnten auch alle Lampen der einen Polarität, z. B. alle mit dem Index 2 bezeich neten, weggelassen werden, ohne grosse Nachteile in Kauf zu nehmen.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist beispielsweise wie folgt: Ist der Neutronenfluss zu den vier Sonden 2a-24 gleich und sind alle vier Verstärkerkanäle in Ordnung, so erreichen alle Ströme ia-id die gleiche Stärke. Die Differenzüberwachungseinheiten stellen keine Unter schiede der Stromstärke fest. Demzufolge sind sämt liche Relaiswicklungen Rab <B>...</B> Rde wie auch die Relaiswicklungen<I>S, T, U</I> und<I>V</I> erregt. Alle Signal lampen sind gelöscht.
Die Relaiskontakte sl, t1, <I>ui</I> und v1_ sind geöffnet, weshalb alle durch die Widerstände Wa, Wb, W, und Wd zur Bildung des Mittelwertes im der Ströme ia, ib, i, und id und somit zur Steuerung des Reaktors beitragen. Der Stromkreis 24 ist geschlossen.
Wenn aus irgendeinem Grunde, z. B. infolge eines Defektes im Verstärker 3b, die Stärke des Stromes ib im Vergleich zur Stärke der übrigen Ströme 1a, i, und id zunimmt, leuchten im Blindschema gemäss Fig. 8 die Signallampen Lb, Lbal, Lba2, Lbel, Lbe2, Lbdl und Lbd2 auf, welche den geschilderten Betriebszustand erkennen lassen.
Diese Meldung kommt auf folgende Weise zustande: Die drei Differenzüberwachungseinheiten llab, 11b, und llbd reagieren, indem ihre Diskrimi- natoren 12ba, 12b, und 12bd ansprechen, was zur Folge hat, dass die entsprechenden Relaiswicklungen Rba, Rb, und Rbd entregt werden.
Die Stromkreise der Relaiswicklungen<I>S,</I> U und<I>V</I> bleiben dabei geschlossen, wogegen der Stromkreis der Relaiswicklung T durch Öffnen der in diesem Stromkreis liegenden Kontakte j'bci, rba3, rbdi, rba4 und rbc2 unterbrochen wird. Da durch schliesst der Ruhekontakt t4 den Stromkreis der Signallampe Lb, welche anzeigt, dass am Verstärker kanal mit dem Verstärker 13b etwas nicht in Ordnung ist.
Die Ruhekontakte rba5, rbe5 und rbds schliessen die Stromkreise der Signallampen Lbal, Lba2, Lbel, Lbe2, Lbd, Lind Lbd" welche erkennen lassen, dass die Störung sich in einem Anstieg der Stärke des Stromes ib äussert.
Beim Entregen der Relaiswicklung Tschliesst sich ferner der Kontakt tl, welcher den Widerstand Wb überbrückt und dadurch den Strom ib von der Mittelwertbildung ausschliesst. Die Steuerung des Reaktors erfolgt hierauf nur noch nach Massgabe des Mittelwertes aus den Strömen ia, ic und id. Trotzdem die Kontakte t2 und t3 geöffnet werden, bleibt der Stromkreis 24 geschlossen, so dass kein Sicherheitseingriff in den Reaktor erfolgt und dieser weiterhin im Betrieb bleibt.
Man kann nun den durch die Signallampen angezeigten Fehler suchen und beheben.
Falls die Stärke des Stromes ib nicht grösser, sondern kleiner wird als die Stärke der übrigen Ströme i", <I>i,</I> und id, so reagieren in den Differenzüberwachungseinheiten 1lab, 11b, und llbd die Diskriminatoren 12ab, 12eb und 12db, was zur Folge hat, dass die entsprechenden Relaiswicklungen Rab, RA und Rdb entregt werden.
Durch Öffnen der Kontakte rebl, rab3, rdbl, reb2 und rab4 wird der Stromkreis der Relaiswicklung T unter brochen. Der sich nun schliessende Kontakt t1 schaltet wiederum den Strom ib von der Mittelwertbildung aus, während der Kontakt t4 die Signallampe Lb einschaltet.
Im Gegensatz zum oben beschriebenen Fall werden jetzt ausserdem noch die Signallampen Lab,,<B>Labe,</B> Lebi, Lebe, Lab, und Ldb2 eingeschaltet, welche anzeigen, dass der Strom ib eine Abweichung nach unten zeigt. Der Stromkreis 24 bleibt auch in diesem Falle ge schlossen.
Sollte einer der drei Diskriminatoren IZba, 12b" 12m bzw. 12ab, 12,b, 12db oder sein zugehöriger Signal pfad infolge Defektes ausfallen, so funktioniert die Anlage immer noch, da zur Abschaltung eines Ver- stärkerkanales das Signal von zwei Diskriminatoren genügt ( 2 von 3 -System). Anderseits wird der Verstärkerkanal, d. h.
in unserem Beispiel der Strom ib, von der Mittelwert bildung nicht abgeschaltet, wenn nur zwei Diskrimi- natoren, z. B. 12ba und 12eb, ansprechen, die gegen über ib nicht dieselbe Polarität besitzen, d. h. wenn der eine melden würde, ib sei grösser, der andere, ib sei kleiner als der betreffende Vergleichsstrom (ia bzw. ie).
Abweichungen des Stromes 1a, ie oder id allein, sei es nach oben oder nach unten, werden auf völlig analoge Weise im Blindschema nach Fig. 8 angezeigt und haben automatisch das Abschalten des betreffen den Stromes von der Mittelwertbildung zur Folge. Ein Fehler in irgendeinem einzelnen der Verstärker kanäle führt nicht zur Stillsetzung des Reaktors.
Wenn aber in zwei Verstärkerkanälen zur gleichen Zeit Fehler auftreten, sei es im gleichen oder im ent gegengesetzten Sinn, so wird der Reaktor automatisch sofort stillgesetzt. Es sei angenommen, die Stärke des Stromes 1b sei gestiegen und diejenige des Stromes id sei gesunken im Vergleich zur Stärke der beiden andern Ströme ia und ic. Jetzt reagieren die Differenzüber- wachungseinheiten <B>Hab,</B> 11b" lled, llda und llbd,
wogegen die Einheiten llae keine Differenz feststellen können. Es sprechen die Diskriminatoren 12ba, 12bc, 12ed, 12ad und 12bd an, so dass die zugehörenden Relaiswicklungen Rba, Rbe, Red, Rad und Rbd entregt werden. Dies hat zur Folge, dass die Stromkreise zu den Relaiswicklungen<I>T</I> und<I>V</I> unterbrochen und letz tere entregt werden, wogegen die Relaiswicklungen S und U erregt bleiben.
Die sich öffnenden Kontakte t3 und v3 unterbrechen den Stromkreis 24, wodurch so fort und automatisch ein Sicherheitseingriff in den Reaktor erfolgt und dieser stillgesetzt wird. Gleich zeitig leuchten die Signallampen Lb und Ld auf, welche anzeigen, dass die Störungen in den Verstärkerkanälen mit den Verstärkern 3b und 3d aufgetreten sind.
Ausser dem leuchten die Signallampen Lbal, Lba2, Lbe,, Lbc2, Ledl, Led2> Ladh Lad2a Lbd, und Lbd2 auf, wodurch an gezeigt wird, dass die Stärke des Stromes ib zugenom men und diejenige des Stromes id abgenommen hat im Vergleich mit der Stärke der beiden Ströme ia und ic.
Völlig analog reagiert die Einrichtung, wenn sich z. B. die Stärke der Ströme ia und ib oder ie und id usw. in entgegengesetzter Weise ändert im Vergleich zu den beiden anderen Stromstärken.
Wenn sich die Stärke von zwei Strömen jedoch gleichzeitig im gleichen Sinne ändert, so kann die Ein richtung nicht feststellen, ob die Stärke dieser Ströme beispielsweise gestiegen oder diejenige der beiden übrigen Ströme gesunken ist. Es ergibt sich daher eine besonders unsichere Situation, die eine sofortige Still- legung des Reaktors verlangt. Dies wird z. B. wie folgt erreicht: Es sei angenommen, dass die Stärke der Ströme ib und ie gleichzeitig ansteigt.
Die beiden Differenzüberwachungseinheiten l1be und l lad reagie ren nicht, wohl aber alle übrigen Differenzüberwa- chungseinheiten. Es sprechen die Diskriminatoren 12baa 12bd, 12,a und 12ed an, wodurch die zugehörigen Relaiswicklungen Rba, Rbd, Rea und Red entregt wer den. Die Kontakte rbal und real unterbrechen den Stromkreis der Relaiswicklung S.
Die Kontakte rbal und rbe, unterbrechen den Stromkreis der Relais wicklung T. Die Kontakte rede und real unterbrechen den Stromkreis der Relaiswicklung U. Die Kontakte rbd2 und red3 unterbrechen den Stromkreis der Relais wicklung V. Somit werden sämtliche Relaiswicklungen <I>S, T, U</I> und<I>V</I> entregt. Die sich öffnenden Kontakte s2, <I>s3, t2,</I> t3, <I>u2,</I> u3, v2 und v3 unterbrechen den Stromkreis 24, was einen Sicherheitseingriff in den Reaktor und dessen sofortige Stillsetzung zur Folge hat.
Alle vier Signallampen La, Lb, Le und Ld leuchten auf und zeigen an, dass der Ort der Störungen nicht mit Sicherheit ohne weiteres festgestellt werden kann.
Ferner zeigen die ebenfalls aufleuchtenden Signallampen Lbal, Lba2, Lbdh Lbd23 Leal, Lea2, Led, und Led" an, dass die Stärke der Ströme ib und ie gleichzeitig gegenüber der Stärke der Ströme ia und id grösser geworden ist,
oder dass die Stärke der Ströme ia und id gegenüber der Stärke der Ströme ib und ie kleiner geworden ist. Da jetzt alle Signallampen leuchten mit Ausnahme derjenigen zwi schen den Signallampen La und Ld bzw. Lb und Le, kann man ersehen, dass zwischen den Strömen ia und id bzw. ib und ie keine Differenzen aufgetreten sind.
Eine völlig analoge Wirkungsweise ergibt sich, wenn zwei beliebige der Ströme ia, ib, ie und id gleichzeitig ansteigen oder absinken, insbesondere auch wenn dies bei den Strömen ia und 1e oder ib und id der Fall ist. Wenn aus irgendeinem Grunde einer der Diskri- minatoren nicht mehr richtig arbeitet, z.
B. der Diskri- minator 12ad, so wird das zugehörige Relais Rad entregt und beginnen die Signallampen Lad, und Lade zu leuchten, welche nun die aufgetretene Störung er kennen lassen, da nicht auch eine der Signallampen La, Lb, Le und Ld eingeschaltet worden ist. Irgendein Eingriff in den Reaktor erfolgt dabei nicht.
Dies ist nicht nötig, weil immer noch fünf Differenzüber- wachungseinheiten richtig im Betrieb sind und im Falle einer Störung in der gewünschten Weise reagieren, wie oben ausführlich erläutert.
Neben der erwähnten Möglichkeit eines Ausfalles auf die sichere Seite , bei dem das Gerät einen ano malen Zustand anzeigt, gibt es einen bei der vorliegen den Schaltung weniger wahrscheinlichen Ausfall auf die unsichere Seite , bei der die Einrichtung unfähig ist, anzusprechen oder ein Ansprechen weiterzumelden. Eine solche Störung ist daran zu erkennen, dass eine übermässige Stromänderung eines Verstärkerkanales nur von zwei statt von drei Differenzüberwachungs- einheiten bzw. Diskriminatoren signalisiert wird. Ein periodisches Testen der Überwachung erfolgt z. B.
dadurch, dass man die elektrischen Kontrollgrössen der Verstärkerkanäle einzeln künstlich verändert und die Anzeigen am Blindschema vergleicht.
Sollten einmal zwei der insgesamt zwölf Diskri- minatoren gleichzeitig ausfallen, so funktioniert die Einrichtung immer noch, sofern die beiden defekten Diskriminatoren nicht zufällig demselben Verstärker kanal mit derselben Polarität zugeordnet sind. Unter der letzteren Bedingung könnten bis vier Diskrimi- natoren ausfallen. Die Überwachung wäre dann noch einer bekannten Einrichtung gleichwertig.
Das Prinzip der beschriebenen Einrichtung zur Vergleichsüberwachung lässt sich mit Vorteil auch bei anderen Kanälen anwenden, z. B. bei parallelen vier fachen Regelkanälen.