Блок детектирования излучений

Полезная модель относится к измерительной технике, к устройствам для регистрации высоких плотностей потока ионизирующего излучения ядерных реакторов и может быть применена в аппаратуре защиты и управления атомных реакторов. Блок детектирования содержит детектор, размещенный в герметичном кожухе и, по меньшей мере, одну герметизированную кабельную линию связи с электрическим соединителем, выполненную из металлического терморадиационностойкого кабеля с герметичной оболочкой, внутренним электромагнитным экраном и минеральной изоляцией. Внутренний объем кабельной линии связи отделен от внутреннего объема соединителя посредством вакуумноплотной изолирующей арматуры. Также он отделен от герметичного объема кожуха блока детектирования посредством такой же арматуры, которая содержит полые металлокерамические изоляторы, установленные - один между внешней оболочкой кабеля и электромагнитным экраном, а другой - между экраном и токоведущей жилой кабеля, и соединенные с ними соответственно промежуточными металлическими втулками. В упомянутых втулках выполнены каналы для вакуумирования кабеля и заполнения его инертным газом. Изолятор состоит из керамической втулки, соединенной герметичным металлокерамическим спаем с коническими гильзами из ковара. Внешняя поверхность изоляторов для герметизации кабелей выполнена волнистой для снижения токов утечки. Все изоляторы кабельных линий связи выполнены одинаковыми. Арматура со стороны соединителя снабжена защитным кожухом с радиальными пазами, взаимодействующими с выступами на втулке сменного соединителя. Техническим результатом от применения полезной модели является унификация блока детектирования, повышение чувствительности детекторов, надежности и удобства эксплуатации, повышение ремонтопригодности, упрощение процесса производства, снижение стоимости, обеспечение применения в условиях повышенной влажности, давления, температуры и механических нагрузок под воздействием высокой плотности потока ионизирующего излучения ядерного реактора. 9 з.п. ф-лы.

Полезная модель относится к области измерительной техники, а точнее к устройствам для регистрации высоких плотностей потока ионизирующего излучения ядерных реакторов или ядерных установок исследовательских научных центров, и может быть использована для измерения плотности потока нейтронного излучения, создаваемого источником. Полезная модель может быть применена в аппаратуре защиты и управления атомных реакторов на стационарных атомных станциях.

Известен блок детектирования, содержащий детектор излучения, гальванически отделенный от кожуха блока детектирования с помощью изоляторов (см. авторское свидетельство СССР «Блок детектирования излучений» 555718 от 7 января 1976 г.). Недостатком известного блока детектирования является негерметичность и низкая радиационная стойкость кабельной линии связи.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является блок детектирования, содержащий детектор излучения, гальванически отделенный от кожуха блока детектирования, в котором кабельные линии связи выполнены из герметизированного металлического терморадиационностойкого кабеля с минеральной изоляцией (см. патент JP 54-139781 от 30 октября 1979 г.) Недостатком известного блока детектирования является низкая помехозащищенность от источников электромагнитных помех, поскольку корпус электрического соединителя установлен непосредственно на внешней металлической оболочке кабеля. Недостатком известного блока детектирования также является высокая стоимость вакуумноплотных электрических соединителей, при этом соединители образуют вместе с кабелем герметичную неразборную конструкцию, закрепленную на кабеле посредством сварки или пайки. Номенклатура изготавливаемых соединителей имеет очень ограниченный диапазон типоразмеров и, как правило, имеет только прямой тип корпуса разъема, соосный с кабелем, что ограничивает возможность применения известного блока детектирования и создает неудобство при подключении к измерительной аппаратуре с боковым расположением входных разъемов, поскольку металлический кабель с минеральной изоляцией допускает очень незначительное количество перегибов при монтаже. В случае выхода из строя электрического соединителя, например из-за повреждения резьбовой части разъема, весь блок детектирования становится непригодным к использованию, поскольку герметичный электрический соединитель образует вместе с кабелем неремонтопригодную конструкцию.

Задачей решаемой полезной моделью является повышение помехозащищенности в условиях тяжелой электромагнитной обстановки при работе в окружении промышленных источников электромагнитных помех, расширение номенклатуры используемых электрических соединителей, упрощение технологического процесса сборки, повышение надежности и срока службы блока детектирования в случае выхода из строя электрического соединителя.

Техническим результатом от применения полезной модели является унификация конструкции блока детектирования для подключения к различной измерительной аппаратуре, повышение чувствительности детекторов излучений, повышение надежности и удобства эксплуатации, расширение возможности применения, повышение ремонтопригодности, снижение требований к соблюдению при изготовлении правил вакуумной гигиены и качеству выполнения промежуточных операций, снижение брака, снижение стоимости. Такой блок детектирования может быть применен в условиях повышенной влажности, давления, температуры и механических нагрузок под воздействием высокой плотности потока ионизирующего излучения ядерного реактора.

Указанный технический результат достигается тем, что блок детектирования содержит детектор, размещенный в герметичном кожухе и, по меньшей мере, одну герметизированную кабельную линию связи с электрическим соединителем. Кабельная линия связи выполнена из металлического терморадиационностойкого кабеля с герметичной оболочкой, внутренним электромагнитным экраном и минеральной изоляцией. Внутренний объем кабельной линии связи отделен от внутреннего объема электрического соединителя посредством вакуумноплотной изолирующей арматуры.

Внутренний объем герметизированой кабельной линий связи отделен от герметичного объема кожуха блока детектирования посредством вакуумноплотной изолирующей арматуры.

Вакуумноплотная изолирующая арматура содержит полые металлокерамические изоляторы, один из которых установлен между оболочкой и внутренним электромагнитным экраном, а другой между внутренним электромагнитным экраном и токоведущей жилой кабеля.

Металлокерамические изоляторы соединены с оболочкой, внутренним электромагнитным экраном и токоведущей жилой кабеля посредством промежуточных металлических втулок, при этом во втулках, соединяющих изолятор с электромагнитным экраном и с токоведущей жилой кабеля, выполнены боковые каналы для вакуумирования кабеля и заполнения его инертным газом или их смесью.

Каждый металлокерамический изолятор для герметизации кабелей содержит керамическую втулку, соединенную с коническими гильзами из ковара посредством герметичного металлокерамического спая.

Внешняя поверхность изоляторов для герметизации кабелей выполнена волнистой для снижения токов утечки.

Все изоляторы кабельных линий связи выполнены одинаковыми.

Ввод кабельных линий связи внутрь герметичного кожуха блока детектирования выполнен через переходные металлические втулки.

Вакуумноплотная изолирующая арматура кабельной линии связи со стороны электрического соединителя снабжена защитным кожухом, изолированным от оболочки кабеля.

В кожухе вакуумноплотной изолирующей арматуры выполнены радиальные пазы, при этом электрический соединитель снабжен втулкой с выступами, соответствующими упомянутым пазам.

Полезная модель поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен блок детектирования.

На фиг.2 изображена кабельная линия связи со стороны соединителя.

На фиг.3 изображена кабельная линия связи с угловым соединителем.

На фиг.4 изображено сечение А-А на фиг.2 и фиг.3.

Полезная модель может быть осуществлена следующим образом. Детектор 1 излучения, в качестве которого может быть использована ионизационная камера, размещен в герметичном кожухе 2 из алюминия или нержавеющей стали. Кожух 2 снабжен фланцем 3, через который осуществлен ввод в герметичный кожух 2 кабельных линий связи и заполнен через откачную трубку 4 инертным газом или их смесью, в частности азотом. Детектор излучения 1 гальванически отделен от кожуха блока детектирования 2 посредством керамического изолятора 5.

Кабельные линии связи (одна или несколько) выполнены из терморадиационностойкого кабеля с герметичной металлической оболочкой 6, внутренним электромагнитным экраном 7 и минеральной изоляцией, например марки КНМС2С или КНММС. Для обеспечения постоянного сопротивления изоляции, внутренний объем кабельной линии связи отделен от внутреннего объема электрического соединителя 8 посредством вакуумноплотной изолирующей арматуры. Также в описываемом примере выполнения внутренний объем герметизированой кабельной линий связи отделен от герметичного объема кожуха 2 посредством идентичной вакуумноплотной изолирующей арматуры. Кабельная линия связи заполнена через откачные трубки 9 инертным газом или их смесью, в частности азотом.

Вакуумноплотная изолирующая арматура содержит полые металлокерамические изоляторы, один из которых установлен между оболочкой 6 и экраном 7, а другой между экраном 7 и токоведущей жилой 10 кабеля и соединены с оболочкой 6, экраном 7 и жилой 10 посредством промежуточных металлических втулок 11. Во втулках, соединяющих изолятор с экраном 7 и токоведущей жилой 10, выполнены боковые каналы для вакуумирования кабеля и заполнения его инертным газом или их смесью.

Металлокерамический изолятор для герметизации кабельной линии связи содержит керамическую втулку 12 из вакуумноплотного материала, стойкого к воздействию большого интегрального потока нейтронов и гамма-излучения, например из керамики с высоким содержанием оксида алюминия, соединенную с коническими гильзами 13 из ковара посредством герметичного металлокерамического спая. Для снижения токов утечки по загрязненной или увлажненной поверхности изоляторы имеют с внешней стороны волнистую форму.

С целью повышения технологичности конструкции все металлокерамические изоляторы имеют одинаковую форму, что позволяет выполнять вакуумную пайку всего узла вакуумноплотной изолирующей арматуры как одну типовую технологическую операцию. Для минимизации зазора между керамикой и металлом керамические втулки 12 имеют конусную самоцентрирующуюся поверхность для спая с гильзами 13.

Торцы гильз 13 сваркой или пайкой высокотемпературным припоем соединены с промежуточными втулками 11 из нержавеющей стали.

Ввод кабельных линий связи внутрь герметичного кожуха блока детектирования выполнен через переходные металлические втулки 14 фланца 3 посредством сварки или пайки, что позволяет упростить сборку и разделить ее на типовые технологические операции герметизации каждого кабеля и блока детектирования в целом.

С целью механической защиты изоляционной арматуры, а также для повышения помехозащищенности и чувствительности детектора 1 вакуумноплотная изолирующая арматура кабельной линии связи со стороны электрического соединителя 8 снабжена защитным кожухом 15, изолированным от оболочки 6 кабеля посредством диэлектрической шайбы 16. В кожухе 15 выполнены радиальные пазы, при этом соединитель 8 снабжен втулкой 17 с выступами, соответствующими упомянутым пазам. Совмещение пазов с выступами обеспечивает выбор углового положения соединителя относительно неподвижного кабеля, что существенно повышает удобство эксплуатации. Выполненные на кожухе 15 пазы позволяют произвольно изменять тип электрического соединителя 8 (вилка или розетка), форму его корпуса (прямая или угловая) и его присоединительные размеры, что позволяет оперативно и надежно соединять блок детектирования с различной измерительной аппаратурой в зависимости от условий эксплуатации. При этом в случае выхода из строя электрического соединителя 8, он может быть легко заменен исправным, что продлевает срок службы блока детектирования в целом, повышает надежность работы аппаратуры управления и снижает эксплуатационные расходы.

Предложенный блок детектирования на основе ионизационной камеры был испытан в составе подвески детекторов излучений реактора ВВЭР-1000 для контроля относительной физической мощности и периода реактора по значению плотности потока тепловых нейтронов и показал высокую надежность в сочетании с технологичностью конструкции. Установлено повышение надежности и удобства эксплуатации, расширение возможности применения, подтверждена возможность применения такого блока детектирования в условиях повышенной влажности, давления, температуры и механических нагрузок под воздействием высокой плотности потока ионизирующего излучения ядерного реактора.

1. Блок детектирования излучений, содержащий детектор, размещенный в герметичном кожухе и, по меньшей мере, одну герметизированную кабельную линию связи с электрическим соединителем, отличающийся тем, что кабельная линия связи выполнена из металлического терморадиационностойкого кабеля с герметичной оболочкой, внутренним электромагнитным экраном и минеральной изоляцией, при этом внутренний объем кабельной линии связи отделен от внутреннего объема электрического соединителя посредством вакуумно-плотной изолирующей арматуры.

2. Блок детектирования излучений по п.1, отличающийся тем, что внутренний объем герметизированой кабельной линии связи отделен от герметичного объема кожуха блока детектирования посредством вакуумноплотной изолирующей арматуры.

3. Блок детектирования излучений по п.1 или 2, отличающийся тем, что вакуумно-плотная изолирующая арматура содержит полые металлокерамические изоляторы, один из которых установлен между оболочкой и внутренним электромагнитным экраном, а другой - между внутренним электромагнитным экраном и токоведущей жилой кабеля.

4. Блок детектирования излучений по п.3, отличающийся тем, что металлокерамические изоляторы соединены с оболочкой, внутренним электромагнитным экраном и токоведущей жилой кабеля посредством промежуточных металлических втулок, при этом во втулках, соединяющих изолятор с электромагнитным экраном и с токоведущей жилой кабеля, выполнены боковые каналы для вакуумирования кабеля и заполнения его инертным газом или их смесью.

5. Блок детектирования излучений по п.3, отличающийся тем, что каждый металлокерамический изолятор для герметизации кабелей содержит керамическую втулку, соединенную с коническими гильзами из ковара посредством герметичного металлокерамического спая.

6. Блок детектирования излучений по п.3, отличающийся тем, что внешняя поверхность изоляторов для герметизации кабелей выполнена волнистой для снижения токов утечки.

7. Блок детектирования излучений по п.3, отличающийся тем, что все изоляторы кабельных линий связи выполнены одинаковыми.

8. Блок детектирования излучений по п.3, отличающийся тем, что ввод кабельных линий связи внутрь герметичного кожуха блока детектирования выполнен через переходные металлические втулки.

9. Блок детектирования излучений по п.3, отличающийся тем, что вакуумно-плотная изолирующая арматура кабельной линии связи со стороны электрического соединителя снабжена защитным кожухом, изолированным от оболочки кабеля.

10. Блок детектирования излучений по п.9, отличающийся тем, что в кожухе вакуумно-плотной изолирующей арматуры выполнены радиальные пазы, при этом электрический соединитель снабжен втулкой с выступами, соответствующими упомянутым пазам.