本发明涉及核反应堆的保护，即以如此方式控制反应堆，使其总是能够提供满足各种需要的功率，同时尽可能地既避免燃料的不必要燃烧，又防止任何意外事故的危险。为了限制这类危险，特别是对于由此类反应堆构成的锅炉，规定了非常严格的安全指标。 本发明尤其涉及到水压核锅炉。
在包括这种锅炉的电站中，需要对核反应堆堆芯内功率的三维分布进行精确的监控。这种监控使正常运行和事故暂态过程中都能保证锅炉的安全指标得到满足。
因而，堆芯的允许运行范围由图1中平面所给的直线限定的网格所确定;其中坐标表示核功率和轴向功率差。在下文中用字母DI表示的轴向功率差参数，定义为在堆芯顶部测得的功率PH和堆芯底部测得的功率PB之间的差值。
DI＝PH-PB
这一参数代表堆芯内功率的轴向分布。
通过将堆芯工作点保持在以此方式限定的范围之内，特别能够在一次冷却液意外泄露的情况下保证各安全指标仍旧可以得以满足。
此外，为了防止冷却堆芯的一次热交换液温度的变化过大，定义一个参考温度作为功率电平函数地步骤。当被测温度和参考温度之间存在差值时，一个调节系统能够以校正此差值的方式自动地作用于堆芯控制组件（cluster）上。当该温度调节系统起作用时，称这些组件处于自动模式。冷却暂态过程使组件抽出，加热暂态过程则使组件插入。
随着这种调节，也产生了一个问题：
在某些引起一次液体突然冷却的事故暂态过程，如果处于自动模式的话，温度调节系统将使控制组件迅速上升。但是，吸收组件的这种突然抽出会产生两个后果，在图1中用两条曲线段C1（实线）和C2（虚线）示出一种特定情况：
第一，堆芯反应性加剧，因而图1中沿Y轴的核功率DT提高;并且
第二，功率分布向堆芯顶部上升，从而增加了沿X轴的轴向功率差DI。在图1中，允许的工作范围由一直线段构成的外极限FA表示。
在位于工作范围右边的一个点所表示的堆芯意外事故之前的状态下，核功率和轴向功率差偏移量，可能导致工作点跑出该范围之外相当远的距离。冷却暂态过程特性的形成由线段C1和C2表示。这种暂态过程的详细分析表明，如果不引入一个必需有保证的反应堆保护系统，就有可能达到、甚至超出堆芯的安全极限。
本发明的一个具体目的在于，在组件的温度调节组迅速抽出导致所述偏移量的情况下，限制由于反应堆工作点超出所述工作范围的失控偏移可能产生的危险。
本发明基于产生一个禁止信号，不论何时只要反应堆工作点危险地离开运行范围，便禁止抽出温度调节组的指令。对于传统的反应堆，危险地离开运行范围等效于在图1中超出界限至其右方的范围。
所以，本发明方法的特征在于，不论何时核功率和轴向功率差的组合超出预定阈值之外，反应堆温度调节系统就被禁止。
下面结合附图对本发明的实施加以描述，应该懂得，示出和描述的部件和配置纯粹是以非限定性实便的方式给出的。
图1是表示出沿Y轴的核功率作为沿X轴的轴向功率差的函数而变化的示意图;
图2是包括本发明装置在内的一个反应堆流程图。
如图2所示，总的来说本发明是用于包括下列部件的反应堆：
核反应在其内发生的、包含有燃料棒的堆芯2，它输出分布于堆芯顶部和底部之间、转换成热能的核功率。
热交换通路（4、6、8），使热交换液体在一次泵8的作用下经引入导管4进入堆芯，流过堆芯，并经引出导管6从堆芯中流出，带走所述热能。通路将热能提供给具有不同需要的外部热接收器10，通常它由一蒸汽发生器10构成，蒸气发生器10再将功率传输到二次通路。
由机构13驱动的控制组件12，根据要求从顶部插入堆芯之中，以便控制堆芯中的核反应。
至少一个功率测量系统14，用来提供代表核功率的总功率信号DT。这一系统取得由两个分别置于引入导管4和引出导管6上的温度控测器20和22所测得温度之间的差值。
一个功率差测量系统16，用来提供代表堆芯顶部和底部之间轴向核功率差的功率差信号DI。这一系统具有两个接有中子探测器15和17的输入口;中子探测器15和17被分别设在面对堆芯2顶部和底部。
一个温度测量系统18，用来提供代表运行温度、即所述冷却液体温度的运行温度信号ST，这一系统采集探测器20和22测得温度的平均值。
以通常的方式，控制反应堆的系统包括：
一个作用于部分控制组件12上的功率控制系统24，随着特别是热接收器10需要的变化而变化，从而保证所述接收器接收至少大约相应于其所需要的功率。
一个参考温度确定电路26，接收表示核功率并由检测器28发出的功率信号SP，所述电路产生一个温度参考信号TR，代表由核功率决定的一个参考温度，则对于核功率的每一值而言，当运行温度与参考温度相等时，反应堆运行在最佳条件下。
一个温度调节系统30，接收运行温度信号ST和温度参考信号TR，以一种与功率控制系统24不同的方式，旨在至少限制运行温度和参考温度之间差值，而作用于一个由一些控制组件12组成的温度调节组上。
根据本发明，该设备进一步包括一个温度调节禁止系统36，接收总功率信号DT和功率差信号DI，并将它们组合起来以获得一种基于这些信号所确定的复合功率，只要所述复合功率超过一预定禁止阈值时，该温度调节禁止系统就禁止温度调节系统30。这一阈值B1在图2中象征性地由发生器38提供。
该禁止电路最好包括一个乘法器40，将至少总功率信号DT和功率差信号DI中之一乘以一个正系数B2，从而获得该系数的正线性组合DT+B2·DI。
滤波最好在至少上述信号的一个上进行，滤波之后，将确定复合功率。
滤波由电路32和34执行，此电路对于所述功率差信号DI具有传递函数（1+T2P）/（1+T1P），并对于所述总功率信号DT具有传递函数1/（1+T3P），其中T1、T2和T3是受控核反应堆专有的时间常数，有如系数B2和禁止阈值B1。
在图1中，相应于禁止阈值的核功率由具有下列等式的直线表示。
DT＝B1-B2·DI
通过实施本发明，前面提到的冷却暂态过程的出现，变得如图中线段C1和C3的组合所示。
在本发明的实际实施中，如前面提到的，核功率由热引出导管6和冷引入导管4之间的测量温差DT代表。当经过滤波之后，该功率超出电路32滤波后的信号DI确定的极限值时，产生禁止信号SB（见图2）。定义如下：
DT/（1+T3P）≥DI·（B1-B2）·（1+T1P）/（1+T2P）
其中，包括TXP的部分分别指明代表滤波电路34和32结果的传输函数。
超前/滞后滤波器32可能出现在信号DI之前。滤波器34消除信号DT中的测量噪声。参考值B1和B2以及时间常数T1至T3需要按照讨论中的锅炉以及其允许运行范围的函数优选。
通常，最好将禁止指令设计为即使甚至在设备的任一部分信号故障时，禁止指令仍能借助于一个冗余系统来执行。进一步地，为了防止禁止指令在不需要时出现，有效的禁止指令最好是一个由n中取2逻辑电路输出端发出第二指令，其中n为产生主禁止信号的并行系统的数目。
上述设备在冷却暂态过程的情况下运行的最初模拟分析已经表明，本发明能够令人满意地保证对核反应堆的保护。它使堆芯的安全指标获得了可观的安全系数。
这种安全系数可以用于燃料的管理，从而有助于负载水平的确定。