Измерительный канал системы внутриреакторного контроля

 

Изобретение относится к техническим средствам системы внутриреакторного контроля и может быть использовано в экспериментальных и . энергетических водо-водяных и кипящих реакторах. Целью изобретения является увеличение числа контролируемых параметров топливной кассеты в активной зоне при одновременном повы (Л -лг

А1

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

119) (11) (51) 4 G 21 С 17 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3902952/40-25 (22) !2.04.85 (46) 07.08.87..Бюл. Р 29 (72) Е.Д,Аликин, Д.И.Конин, А.С.Кужиль, В.А.Мильто, В.И.Митин, Л.P.Íåéøòàäò, Ю.М.Семченков и Л.И.Фирсов (53) 621 039.564(088.8) (56) Заявка ФРГ II 2634532, кл. G 21 С 17/Ioi 1983.

Патент Англии У 1276993, кл. G 21 С 17/10, 1979. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ СИСТЕМЫ

ВНУТРИРЕАКТОРНОГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к техническим средствам системы внутриреакторного контроля и может быть использовано в экспериментальных и . энергетических водо-водяных и кипящих реакторах. Целью изобретения является увеличение числа контролируемых параметров топливной кассеты в активной зоне при одновременном повы1328848 шенин точности и надежности контроля.

Измерительный канал системы внутриреакторного контроля содержит электрический соединитель 1, жестко связанный с арматурой 2, внутри которой находится пассивный термостат 3 с проводниками 4 линии связи термоэлектрических преобразователей (ТЭП), холодными спаями 5 ТЭП, размещенными вне реактора с воэможностью контроля их . температуры. Герметичная перегородка

9 отделяет зону высокого давления от зоны низкого давления. На участках канала на входе и выходе из активной эоны расположено по группе горячих спаев 24, 25 и 11 ТЭП, расстояние между которыми в группе, расположенной на входе в активную зону, составляет не менее произведения максимально возможной скорости теплоносителя для данной группы на инерционность

Изобретение относится к техническим средствам системы внутриреакторного контроля и может быть использовано в экспериментальных и энергетических водо-водяных и кипящих реакто- 5 рах.

Целью изобретения является увеличение числа контролируемых параметров топливной кассеты в активной зоне при одновременном повьппении точности и надежности контроля.

На чертеже, представлена схема измерительного канала.

Измерительный канал содержит электрический соединитель 1, жестко свя15 занный с арматурой 2, внутри которой находится пассивный термостат 3 с проводниками 4 линии связи термоэлектрических преобразователей (ТЭП), холодными спаями 5 ТЭП, проводниками 6 и 7, обеспечивающими возникновение и передачу термо-ЭДС (например, хромель — алюмель) и термосопротивлением 8 (например из Pt), предназначен25 ным для измерения температуры холодных спаев 5. Герметичная перегородка .9 отделяет зону высокого давления от зоны низкого давления и служит уплотТЭП. Один кабель данной группы навит на магниточувствительный сердечник

26, который имеет магнитную связь с вращающимся постоянным магнитом 30, закрепленным на оси ротора турбиного расходомера, установленного на входе в активную зону. Сборка детекторов прямой зарядки, расположенных на заданных уровнях активной зоны, содержит детекторы 13-16 с эмиттерами, обладающими преимущественной спектральной чувствительностью к эпитепловым . нейтронам, и детекторы 17-19 с эмиттерами, чувствительными к тепловым нейтронам. Изоляторы и коллекторы детекторов прямой зарядки, оболочки и изоляторы их кабелей имеют суммарную эффективную толщину не менее трех толщин слоя половинного ослабления Р --излучения эмиттеров. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. нением для кабелей 10 ТЭП и детекторов прямой зарядки (ДПЗ). Горячий спай 11 ТЭП служит для измерения температуры теплоносителя на выходе ТВС, т.е. над верхней границей активной зоны !2. ДПЗ 13-16 служат для преобразования плотности потока, преимущественно эпитепловых нейтронов в электрический ток (эмиттер, например, из КЬ), а ДПЗ 17-19 — для преобразования плотности потока тепловых нейтронов в электрический ток (эмиттер, например, из V). Калибровочный канал

20, проходящий вплоть до нижней границы 21 активной зоны, позволяет градуировать ДПЗ 13-!9 активационным методом. Герметичная перегородка 22 используется в варианте герметичного исполнения защитной арматуры 23.

Горячие спаи 24 и 25 ТЭП, расположенные ниже активной зоны, служат для измерения температуры теплоноси-, теля на входе в ТВС и для измерения локальной скорости теплоносителя корреляционным термошумовым методом.

Магнитопровод 26 служит сердечником электромагнитной катушки 27, в которой используются проводники 28

1328848 и 29 кабеля ТЭП с горячим спаем 25.

Магнитопровод 26 имеет возможность магнитного взаимодействия с постоянным магнитом 30, закрепленным на оси

5 ,ротора турбинки с крыльчаткой 31.

Стрелка 32 указывает направление потока теплоносителя, взаимодействующего с крыльчаткой 31 и горячими спая-ми 11, 24, 25 ТЭП. 10

Измерительный канал работает следующим образом.

Холодные спаи 5 ТЭП размещены в пассивном термостате 3, снабженном термосопротивлением 8, что позволяет 15 автоматически непрерывно измерять температуру холодных спаев и определять абсолютную температуру теплоносителя в зоне расположения горячих спаев 11, 24 и 25. Скорость теплоно- 20 сителя на входе в активную зону определяют по частоте вращения рОтора турбинного расходомера, вместе с которым вращается постоянный магнит 30.

Синхронно с вращением ротора в электромагнитной катушке 27, снабженной магнитопроводом — сердечником 26, наводится ЭДС, которая по проводникам 28 и 29 передается в информационно-измерительную систему. Проводни- 30 ки 28 и 29 одновременно служат для преобразования температуры горячего спая 25 в термо-ЭДС и передачи ее в информационно-измерительную систему.

Сигнал частоты вращения ротора турбинки выделяется на фоне сигналов

ТЭП путем сравнения сигналов ТЭП 24 (без навивки кабеля) и 25 (с навивкой кабеля). Горячие спаи ТЭП 24 и

25, размещенные в потоке теплоносите- 40 ля, позволяют определять локальную скорость движения теплоносителя корреляционным термошумовым методом.

Определив переходный коэффициент от локальной скорости к расходу тепло- 45 носителя через кассету по турбинному расходомеру, можно непрерывно измерять расход теплоносителя через кассету в период после выхода из строя турбинного расходомера (имеющего срок службы значительно меньше, чем срок ,службы ТЭП).

ДПЗ 13 — 16 с эмиттером из Rh преобразуют потоки преимущественно эпитепловых нейтронов в электрический ток, который по индивидуальным кабелям 10 передается во внереакторную информационно-измерительную систему. ДПЗ 14, 16 и 18 с эмиттером из V преобразуют поток преимущественно тепловых нейтронов в электрический ток, который по соответствующим кабелям также передается в информационно-измерительную систему. Последняя производит обработку сигналов

ДПЗ и с заданной периодичностью выдает распределения по высоте активной зоны энерговыделения и паросодержания. В процессе эксплуатации измерительного канала происходит неравномерное выгорание материала эмиттеров

ДПЗ, поэтому калибровочные коэффициенты ДПЗ периодически корректируют с помощью активационных детекторов, вводимых внутрь калибровочного канала 20.

В данном измерительном канале турбинный расходомер выполняет две функции: средства прямого измерения расхода теплоносителя через ТВС в начальный период работы реактора и средства для калибровки корреляционного термошумового измерителя расхода в реальных условиях эксплуатации. При отсутствии турбинного расходомера калибровка корреляционного термошумового измерителя расхода не представляется возможной. Совмещение трех функций, выполняемых проводниками 28 и 29 (передача сигналов температуры, термических шумов и частоты вращения турбинки}, позволяет осуществить бесконтактную передачу частоты вращения турбинки, т.е. конструктивно отделить измерительный канал от турбинки и одновременно уменьшить число кабелей внутри измерительного канала, что существенно в условиях малого внутреннего диаметра измерительного канала.

Использование в сборке ДПЗ чередования эмиттеров с преимущественной чувствительностью к эпи- или тепловым нейтронам позволяет измерять два взаимосвязанных распределения плотности потока нейтронов, а по их отношению определять распределение паросодержания теплоносителя по высоте.

Увеличение суммарной эффектной толщины изоляторов и коллекторов ДПЗ, а также оболочек и изоляторов их кабелей до величины не менее трех толщин слоя половинного ослабления „ 3 излучения эмиттеров позволяет исклю28848

Формула изобретения !

Составитель К.Купалов

Техред А.Кравчук Корректор В.Бутяга

Редактор Н.Егорова

Тираж 394 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35. Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3491/52

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 13 чить экранирующую пластину между ДПЗ и их кабелями, что обеспечивает улучшение проходимости измерительных каналов через сложно изогнутые направляющие трубы; повысить механическую прочность и долговечность ДПЗ; снизить фоновую составляющую сигналов

ДПЗ, наводимую j5-излучением эмиттера в кабелях от нижележащих ДПЗ

Размещение пассивного термостата внутри арматуры измерительного канала позволяет повысить точность измерения температуры путем исключения обычно применяемых промежуточных проводников и дополнительных контактов между горячими и холодными спаями

ТЭП ..

1 . Измерительный канал системы внутриреакторного контроля, содержащий сборку термоэлектрических преобразователей кабельного типа с заземленными горячими спаями, размещенными в потоке теплоносителя внутри корпуса реактора, и холодными спаями, размещенными вне реакторе с возможностью контроля их температуры и сборку детекторов прямой зарядки, расположенных на заданных уровнях активной зоны и снабженных кнелями, причем обе сборки объединены с помощью арматуры, имеющей герметичную проходку кабелей из зоны высокого давления в зону низкого давления и электрический соединитель кабелей с линиями связи информационно-измерительной системы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения числа контролируемых параметров топливной кассеты в активной зоне при одновременном повышении точности и ! надежности контроля,, на участках канала на входе и выходе из активной зоны расположено по группе горячих спаев термоэлектрических преобразователей, расстояние между которыми в группе, расположенной на входе в активную зону, составляет не менее произведения максимально возможной скорости теплоносителя для данной груп10 пы на инерционность термоэлектрических преобразователей, причем, по крайней мере один кабель данной группы кавит на магниточувствительный сердечник, который имеет магнитную

15 связь с вращающимся постоянным магнитом, закрепленным на оси ротора турбинного расходомера, установленного на входе в активную зону.

2. Измерительный канал по п.1, 20 отличающийся тем, что сборка детекторов прямой зарядки содержит чередующиеся детекторы с эмиттерами, обладающими преимущественной спектральной чувствительностью соответственно к эпитепловым и тепловым нейтронам.

3. Измерительный канал по пп.1 и

2, отличающийся тем, что изоляторы и коллекторы детекторов

30 прямой зарядки, оболочки и изоляторы их кабелей имеют суммарную эффективную толщину не менее трех толщин слоя половинного ослабления -излучения эмиттеров.

35 4. Измерительный канал по пп.1-3, отличающийся тем, что все холодные спаи термоэлектрических преобразователей и часть термосопро- тивлений, входящие в состав пассивно40 го термостата, расположены внутри .внекорпусной части арматуры между герметичной проходкой кабелей и электрическим соединителем.