СБОРКА ДЕТЕКТОРОВ СИСТЕМЫ ВНУТРИРЕАКТОРНОГО КОНТРОЛЯ Российский патент 1999 года по МПК G21C17/00 G01T3/00 H01J49/00 

Изобретение относится к ядерной энергетике и может быть использовано в сборках детекторов системы внутриреакторного контроля, используемых для контроля за состоянием активной зоны ядерных реакторов, преимущественно в реакторах с водой под давлением и в кипящих реакторах.

Известна сборка детекторов системы внутриреакторного контроля, содержащая продолговатый корпус, в котором расположена трубка с размещенным в нем перемещаемым детектором нейтронов, и несколько термоэлектрических преобразований кабельного типа, распределенных по высоте трубки /см. патент Великобритании N 2156143, кл. C 21 C 17/10, оп. 1985 г./ В известной сборке детекторов для измерения распределения потока нейтронов по высоте активной зоны реактора используется установленный на опорном элементе крепления детектор нейтронов, при этом опорный элемент соединен с системой управления, размещенной за пределами корпуса. Термоэлектрические преобразователи выполнены в виде термопар, горячие спаи которых располагаются в зазоре между трубкой и внутренней поверхностью корпуса.

Недостатком известной сборки является низкая точность измерения параметров активной зоны реактора. Размещение горячих спаев термопар в пространстве между трубкой и корпусом приводит к значительным погрешностям определения температуры, поскольку при теплопередаче от стенки корпуса к горячему спаю сказывается большое термическое сопротивление воздушного зазора. Изменение распределения потока нейтронов в известной сборке по существу отсутствует, так как в каждый момент времени возможно измерение потока нейтронов лишь в зоне размещения детектора нейтронов. Контроль уровня жидкого теплоносителя в корпусе реактора с использованием известной сборки детекторов проводится на основании показаний термопар, распределенных по длине трубки, при этом значительные погрешности в измерении величины температуры приводят к недопустимо большим ошибкам в измерении уровня жидкого теплоносителя.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является сборка детекторов системы внутриреакторного контроля, содержащая продолговатый корпус с фланцем и герметичной проходкой, в котором расположены детекторы нейтронов прямого заряда, снабженные кабелями, и термоэлектрические преобразователи кабельного типа, при этом все кабели пропущены через проходку /см. патент РФ N 2092916, кл. C 21 C 17/02, 1997/.

Недостатками известного устройства являются низкая эксплуатационная надежность и недостаточно высокая точность измерения различных параметров активной зоны. В известной сборке теплоноситель /обычно это вода, находящаяся под значительным избыточным давлением/ проникает через отверстие в стенках корпуса, в которых размещены окончания термоэлектрических преобразований, во внутреннюю плоскость корпуса. Вследствие этого все элементы сборки, находящиеся внутри корпуса, и проходка находятся под постоянным коррозионным воздействием окислительного агента и поэтому существенно снижается надежность герметизации сборки. В известной сборке на границе перехода из области высокого давления в область низкого давления находится лишь один герметизирующий барьер, подвергаемый к тому же постоянному коррозионному воздействию, что также приводит к существенному снижению эксплуатационной надежности сборки. В известной сборке отсутствует четкая фиксация в пространстве детекторов нейтронов, в качестве которых используются детекторы прямого заряда и детекторов температуры, в качестве которых используются термоэлектрические преобразователи кабельного типа, что приводит к погрешностям определения потока нейтронов и температуры, а в процессе эксплуатации сборки возможно изменение первоначального местоположения детекторов, что также приводит к снижению точности измерения. В известной сборке не удается исключить взаимное влияние детекторов прямого заряда, используемых в качестве датчиков потоков нейтронов, поскольку отсутствует экранировка их коллекторов и проходящий вблизи коллектора какого-либо детектора кабель смежного детектора испытывает паразитное облучение электронами, что повышает погрешность измерения величины тока, проходящего через проводник кабеля, и соответственно снижается точность измерения потока нейтронов. При использовании известной сборки детекторов не удается провести измерение уровня жидкого теплоносителя и его измерение в процессе работы реактора, в то время как этот параметр является одним из определяющих при контроле параметров активной зоны реактора.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности сборки детекторов системы внутриреакторного контроля при одновременном повышении точности измерения параметров активной зоны реактора. Технический результат, за счет которого достигается решение поставленной задачи, заключается в создании дополнительного барьера между зонами высокого и низкого давления реактора, обеспечение четкой фиксации всех детекторов, входящих в состав сборки, и устранение взаимного влияния детекторов нейтронов прямого заряда.

Указанный технический результат обеспечивается в новой сборке детекторов системы внутреннего контроля, содержащей продолговатый корпус с фланцем и герметичной проходкой, в котором расположены детекторы нейтронов прямого заряда, снабженные кабелями, и термоэлектрические преобразователи кабельного типа, при этом все кабели пропущены через проходку, элементы крепления детекторов, включающие плиту, продолговатую трубку и фиксаторы, содержащие припой, причем трубка, через которую проходят кабели детекторов, расположена между проходкой и плитой и присоединена к ним, детекторы нейтронов прямого заряда зафиксированы на одной поверхности плиты, их кабели через прорези в плите проходят на противоположную поверхность и закреплены на ней, окончание каждого термоэлектрического преобразователя присоединено к внутренней поверхности корпуса посредством припоя фиксатора, который прикреплен к плите и/или / к трубке, корпус выполнен герметичным и его внутренняя полость заполнена инертным газом; при этом предпочтительно в сборку дополнительно вводить измерители уровня теплообменного типа, снабженные кабелями, расположенные в корпусе и присоединенные к его внутренней поверхности посредством припоя фиксаторов, прикрепленных к трубке, и их кабели пропускать через проходку; плиту изготавливать из материала с высоким сечением поглощения электронов, например, из нержавеющей стали или из инконеля, при этом толщину плиты выбирать в пределах 0,4 - 1 мм; прорези, через которую проходят кабели детекторов нейтронов прямого заряда, выполнять в виде выемок на боковой поверхности плиты; плиту выполнять корытообразной формы с размещением детекторов нейтронов прямого заряда вдоль образующей нижней зоны внутренней поверхности плиты; смежные концевые участки плиты и трубки выполнять с выступами, которые соединяются между собой; фиксаторы выполнять корытообразными, заполняя их внутренние полости припоем, в котором фиксируются соответствующие детекторы; проходку выполнять в виде втулки, герметично присоединяя ее по периметру к продолговатому корпусу, и по крайней мере одного сплошного цилиндра, снабженного пазами на его боковой поверхности, расположенными вдоль образующих цилиндра и распределенных по его периметру, при этом кабели, проходящие через пазы, герметично присоединяют к их поверхностям, а втулку по периметру герметично присоединяют к цилиндру; втулку выполнять по крайней мере с одним цилиндрическим выступом, внутренняя поверхность которого герметично присоединяется к боковой поверхности сплошного цилиндра, при этом диаметр отверстия втулки выполнять меньшим диаметра цилиндра: втулку выполнять с двумя цилиндрическими выступами, в каждом из которых размещать сплошной цилиндр, в сборку вводить вспомогательные элементы крепления в виде скоб, изготавливаемых из упругого материала, при помощи которых детекторы нейтронов прямого заряда и кабели фиксируются на поверхностях плиты, при этом концевые участки скоб прикрепляют к плите; внутреннюю полость продолговатого корпуса заполнять гелием; окончание по крайней мере одного термоэлектрического преобразователя фиксировать на внутренней поверхности корпуса вблизи его заглушенного конца; окончание по крайней мере одного термоэлектрического преобразователя фиксировать на внутренней поверхности корпуса вблизи зоны соединения плиты с трубкой, при этом расстояние от окончания термоэлектрического преобразователя для центра крайнего детектора нейтронов прямого заряда выбирать в пределах 500 - 800 мм; в каждом кабеле детекторов нейтронов прямого заряда размещать проводник, присоединяемый к эмиттеру соответствующего детектора, и проводник, используемый в качестве датчика фонового тока; проходку располагать в зоне размещения фланца продолговатого корпуса или над фланцем, концевой участок продолговатой трубки выполнять с расширением, которое охватывает втулку и присоединяется к ней при помощи механических элементов крепления.

В заявленной сборке наряду с детекторами нейтронов прямого заряда и детекторами температуры, выполненными в виде термоэлектрических преобразователей кабельного типа, могут использоваться детекторы гамма-излучения, детекторы уровня жидкого теплоносителя в корпусе реактора и другие детекторы. Предпочтительно в качестве детекторов уровня использовать измерители уровня теплообменного типа, которые размещаются в продолговатом корпусе сборки и припаиваются к его внутренней поверхности.

В заявленной сборке обеспечивается надежная фиксация каждого детектора, входящего в состав сборки, за счет введения в ее состав элементов крепления детекторов, включающих плиту, продолговатую трубку и фиксаторы, содержащие припой. Соединенные между собой плита, служащая опорным элементом для детекторов нейтронов прямого заряда, и продолговатой трубки, через которую проходят кабели детекторов, образуют монтажную плату, на которой фиксируются все детекторы, входящие в состав сборки. Фиксаторы, предназначенные для крепления измерителей уровня и термоэлектрических преобразователей, для увеличения плотности монтажа предпочтительно выполнять в виде элементов корытообразной формы и заполнять их припоем, при этом оболочка детектора, устанавливаемого в каком-либо фиксаторе, размещена в слое припоя фиксатора и присоединена к нему. Фиксаторы размещаются на плите или на продолговатой трубке на участках, соответствующих требуемым местам расположения указанных детекторов, в корпусе, и крепятся на них посредством сварки с использованием механических элементов крепления и т.п. Плиту и продолговатую трубу предпочтительно выполнять с выступами, которые соединяют между собой, например, посредством сварки, поскольку при этом повышается надежность их соединения и упрощается монтаж сборки. Плиту предпочтительно выполнять корытообразной формы, например, в форме полого полуцилиндра, при этом детекторы нейтронов прямого заряда размещают внутри полуцилиндра вдоль образующей его внутренней поверхности. Тем самым обеспечивается размещение детекторов вдоль одной линии, что позволяет повысить точность определения зон, в которых измеряются потоки нейтронов. Детекторы нейтронов прямого заряда фиксируются на внутренней поверхности корытообразной плиты, а их кабели проходят через прорези в плите и фиксируются на ее противоположной поверхности. Такое расположение детекторов и их кабелей позволяет практически полностью устранить взаимное влияние детекторов, поскольку плита, служащая опорным элементом, выполняет одновременно функции экранирующего элемента. Обеспечивается полная экранировка кабелей детекторов, проходящих вдоль коллектора какого-либо детектора за счет поглощения электронов, выходящих за пределы этого коллектора, материалом плиты. Предпочтительно плиту изготовляют из материалов, имеющих высокое сечение поглощения электронов, например из нержавеющей стали или инконеля. Толщину плиты предпочтительно выбирать в пределах 0,4 - 1 мм, так как при толщине плиты менее 0,4 мм экранировка недостаточна и начинает сказываться взаимное влияние детекторов, а при толщинах плиты, превышающих 1 мм, существенно увеличиваются габаритные размеры внутренних элементов сборки без дальнейшего увеличения точности измерения потоков нейтронов. Прорези, через которые кабели выходят за внешнюю поверхность корытообразной плиты, предпочтительно выполнять в виде выемок на боковых поверхностях плиты, поскольку при этом упрощаются процессы изготовления плиты и монтажа детекторов на плите при одновременном повышении надежности сборки. Детекторы нейтронов прямого заряда и их кабели предпочтительно фиксировать на противоположных поверхностях плиты, используя вспомогательные элементы крепления в виде скоб, изготавливаемых из упругого материала, при этом для увеличения надежности фиксации после установки в требуемые положения детекторов и кабелей концевые участки скоб крепятся к плите, например, посредством сварки. Скобы обеспечивают надежную фиксацию детекторов и кабелей за счет постоянного усилия прижима. В скобах наряду с кабелями детекторов нейтронов прямого заряда размещаются и кабели термоэлектрических преобразователей, используемых в качестве детекторов температуры.

При изготовлении сборки детектора нейтронов прямого заряда и их кабели при помощи скоб фиксируются на плите, окончания термоэлектрических преобразователей и измерители уровня размещаются в приводе фиксаторов, которые присоединяются на требуемых участках к поверхностям соединенных между собой плиты и продолговатой трубки, при этом все кабели пропускают через трубку и герметично крепят к проходке. Расширенный концевой участок продолговатой трубки крепят к втулке проходки, и полученная заготовка свободно перемещается в продолговатом корпусе до заданного положения. Затем втулку проходки герметично по периметру присоединяют к корпусу посредством сварки. Корпус затем нагревают в зонах размещения фиксаторов, содержащих припой, до температуры, превышающей температуру плавления припоя, и, таким образом, каждый детектор, разменянный в фиксаторе, припаивается к внутренней поверхности корпуса в требуемом положении, при этом обеспечивается получение значительной площади теплоконтактного соединения детектора с корпусом. Таким образом в сборке обеспечивается надежная фиксация всех детекторов в заданных положениях относительно корпуса, которая сохраняется в течение всего процесса эксплуатации сборки, и малое термическое сопротивление между стенкой корпуса и детекторами, что определяет высокую эксплуатационную надежность сборки и повышенную точность измерения ее детекторов. В сборке за счет выполнения проходки в виде втулки и герметично устанавливаемого в ней по крайней мере одного цилиндра с пазами на боковой поверхности цилиндра, в которых размещают кабели детекторов, и герметичного соединения всех элементов проходки повышается надежность вследствие увеличения протяженности герметизирующих соединений. Предпочтительно втулку проходки выполнять по крайней мере с одним цилиндрическим выступом, в котором размещается цилиндр проходки, так как при этом упрощается процесс монтажа проходки и повышается надежность соединения втулки и цилиндра. Диаметр отверстия втулки, через которое пропускают кабели, предпочтительно выполнять меньше диаметра цилиндра проходки, т.е. меньше внутреннего диаметра цилиндрического выступа, что позволяет обеспечить четкую фиксацию положения цилиндра во втулке за счет образующегося по периметру выступа внутри втулки, на котором размещен торец цилиндра. В сборке продолговатый корпус, в котором фиксируются все детекторы, выполнен герметичным, и его внутренняя полость заполнена инертным газом, предпочтительно гелием. Тем самым в заявленной сборке удается сформировать два барьера на границе перехода из области высокого давления корпуса реактора в область низкого давления. Одним из барьеров служит стенка продолговатого корпуса, при этом все элементы, размещенные в корпусе, в том числе герметизирующие соединения проходки, работают в "мягких" условиях, поскольку эксплуатируются в защитной атмосфере гелия и отсутствует постоянный контакт их с окислительным агентом. Кроме того, вследствие высокой теплопроводности гелия улучшается теплообмен элементов со стенками корпуса. В качестве второго барьера в сборке используется проходка, конструкция которой обладает повышенной эксплуатационной надежностью, которая может быть увеличена за счет введения в состав проходки второго цилиндра. Наличие в сборке двух барьеров на границе перехода из области высокого давления в область низкого давления обеспечивает высокую надежность сборки.

Заявленная сборка детекторов позволяет измерить уровень заполняющего корпус реактора жидкого теплоносителя, омывающего внешнюю поверхность продолговатого корпуса сборки, за счет введения в ее состав измерителей уровня теплообменного типа, распределенных по длине продолговатого корпуса. При изменении агрегатного состояния теплоносителя /жидкость-пар/, находящегося в контакте с внешней поверхностью корпуса сборки, изменяются условия теплоотвода в месте расположения измерителя уровня. При этом изменяются параметры нагреваемого чувствительного элемента измерителя уровня, например, его электрическое сопротивление или температура, измерительный блок, к которому подключены кабели измерителей уровня, регистрирует изменение параметров их чувствительных элементов. Таким образом, сборка позволяет постоянно отслеживать изменение уровня жидкого теплоносителя в корпусе реактора. Требуемое место расположения измерителя уровня в корпусе обеспечивается за счет четкой фиксации оболочки измерителя уровня на внутренней поверхности корпуса посредством припоя, при этом сведено к минимуму термическое сопротивление на пути теплового п-тока от теплоносителя к чувствительному элементу измерителя уровня, что способствует повышению точности измерения. В сборке обычно используется несколько детекторов температуры, в качестве которых используются термоэлектрические преобразователи кабельного типа, окончания которых с размещаемыми в них горячими спаями при помощи припоя соответствующих фиксаторов присоединяются к внутренней поверхности корпуса на требуемых участках, при этом их оболочка при помощи скоб может фиксироваться на поверхности плиты. Предпочтительно по край ней мере одно окончание фиксировать вблизи заглушенного конца корпуса, поскольку это позволит обеспечить измерение температуры по всей высоте активной зоны реактора. Другое окончание предпочтительно зафиксировать на внутренней поверхности корпуса вблизи зоны соединения плиты с трубкой, что обеспечивает определение температуры на противоположной границе активной зоны реактора, при этом для большинства сборок указанное окончание фиксируется на расстоянии 500 - 800 мм от центра крайнего /в направлении продолговатой трубки/ детектора нейтронов прямого заряда. Предпочтительно в кабеле каждого детектора нейтронов прямого заряда помимо основного проводника, присоединенного к эмиттеру и используемого для пропускания измерительного тока, размещать дополнительный проводник, который служит датчиком фонового тока, что снижает погрешность измерений. Проходку сборки, через которую герметично пропускают кабели всех детекторов, предпочтительно размещать в зоне расположения фланца корпуса или над ним, так как при этом повышается механическая прочность соединения проходки с корпусом. Предпочтительно концевой участок продолговатой трубки выполнять с расширением, которое охватывает втулку проходки и присоединяется к ней преимущественно с использованием механических элементов крепления, например винтов, что способствует упрощению монтажа элементов сборки и повышению точности фиксации продолговатой трубки относительно проходки.

Фиг. 1 показывает общий вид сборки детекторов /продольное сечение/; фиг. 2 - поперечное сечение части сборки в зоне размещения измерителя уровня; фиг. 3 - поперечное сечение части сборки в зоне крепления кабелей детекторов к плите; фиг. 4 - участок перехода кабеля детектора нейтронов прямого заряда через прорезь в боковой поверхности плиты; фиг. 5 - поперечное сечение части сборки в зоне фиксации детектора нейтронов прямого заряда на плите; фиг. 6 - часть поперечного сечения сборки в зоне присоединения окончания термоэлектрического преобразователя к корпусу вблизи его заглушенного конца; фиг. 7 - продольное сечение части сборки в зоне размещения проходки; фиг. 8 - часть поперечного сечения проходки.

Сборка детекторов системы внутриреакторного контроля содержит: продолговатый корпус 1, внутренняя полость 2 которого заполнена инертным газом, выполненный с фланцем 3 и проходкой 4, включающей втулку 5 с цилиндрическими выступами 6, 7, к внутренним поверхностям которых посредством паяных соединений 8, 9 присоединяются сплошные цилиндры 10, 11, выполненные с пазами 12, расположенными вдоль образующих боковых поверхностей цилиндров и распределенные по их периметрам, при этом кабели 13 различных детекторов, размещенные в пазах, присоединяются к ним посредством паяных соединений 14, и втулки при помощи сварного соединения 15 герметично по периметру присоединяются к корпусу; размещенные в корпусе детекторы нейтронов прямого заряда 16, 17 и т. п, каждый из которых состоит из эмиттера 18, изготавливаемого из материала, испускающего электроны при взаимодействии с нейтронами, например, из родия, коллектора 19, выполненного в виде корпуса, окружающего эмиттер, разделяющего их электроизолятора 20 и присоединенного к нему кабеля 21, включающего проводник 22 измерительного тока и проводник 23, используемый в качестве датчика фонового тока; размещенные в корпусе термоэлектрические преобразователи 24, 25 и т.п., каждый из которых содержит термопару, электроды 26, 27 которой изготавливают из разнородных проводников, например из хромеля и алюмеля, размещенных в оболочке 28 в виде кабеля, заполненной минеральной изоляцией; размещенные в корпусе измерители уровня 29,30 теплообменного типа, снабженные кабелями 31, 32; расположенные в корпусе элементы крепления детекторов, включающие плиту 33 предпочтительно корытообразной формы, имеющей прорези 34, выполненные в виде выемок на боковой поверхности, и выступ 35, продолговатую трубку 36, через которую проходят кабели детекторов, выполненную с выступом 37, присоединенным к выступу плиты, например, при помощи сварного соединения 38, и фиксаторы 39,40 положения детекторов, выполняемые преимущественно в виде элементов корытообразной формы, присоединяемых посредством сварных соединений 41, 42 к плите /и/или/ к трубке, при этом внутренние полости корытообразных элементов заполняются припоем 43, 44 с закрепленными в них соответствующими детекторами, и вспомогательные элементы крепления 45, 46, выполняемые в виде скоб, изготавливаемых из упругих материалов, окончания которых крепятся к поверхностям плиты, например, посредством сварных соединений 47, 48; холодные спаи термопар 49, термоэлектрических преобразователей размещаются в пассивном термостате 50, выполненным, например, в виде массивного блока, изготовленного из алюминия или меди, с установленным в нем термометром сопротивления 51, концевой участок продолговатой трубки выполнен с расширением 52, которое охватывает втулку проходки и присоединено к ней при помощи механических элементов крепления 53, например, винтами.

Продолговатый корпус 1, длина которого обычно составляет несколько метров и внешний диаметр около 10 мм, изготавливается из коррозионностойкого и обладающего радиационной стойкостью материала, например, из нержавеющей стали марки 08Х18Н10Т при толщине стенки 0,8-1 мм, что позволяет выдерживать высокое наружное давление. Внутренняя полость 2 корпуса заполняется инертным газом, предпочтительно гелием. Фланец 3 корпуса герметично сопрягается с корпусом реактора /не показан/. Корпус 1 выполняется герметичным: один конец его заглушен /обычно с использованием сварных соединений/, другой герметично присоединен при помощи сварного соединения 15 к герметичной проходке 4 кабелей. Проходка 4 выполняется из втулки 5 и расположенных в ней сплошных цилиндров 10, 11 /см. фиг. 7/, выполненных с пазами 12, расположенными вдоль образующих цилиндров, в которых размещаются кабели 13 детекторов, присоединяемые к стенкам пазов с использованием высокотемпературного припоя, например, марки ПСР - 45 /см. фиг. 8/. Диаметр внутреннего отверстия втулки 5, расположенного между цилиндрами 10, 11 меньше наружного диаметра цилиндра, и поэтому цилиндр, расположенный внутри цилиндрического выступа втулки, опирается на внутреннюю кольцевую поверхность втулки 5 /см. фиг. 7/. Боковые поверхности цилиндров 10, 11 после пайки к поверхностям пазов 12 кабелей 13 присоединяются посредством паяных соединений 8, 9 к внутренним поверхностям цилиндрических выступов 6, 7. Детекторы нейтронов прямого заряда 16, 17 и т.п. размещаются в корпусе 1 на длине, соответствующей высоте активной зоны реактора /обычно несколько метров/, и их количество определяется протяженностью участков, на которых необходимо измерять потоки нейтронов. Плита 33, на которой размещаются детекторы нейтронов прямого заряда, имеет длину, превышающую суммарную длину детекторов, и толщину 0,4 - 1 мм и изготавливается из нержавеющей стали. Плиту 33 предпочтительно выполнять в виде элемента корытообразной формы, например, в виде полуцилиндра, и на его боковых поверхностях изготавливаются выемки 34, протяженностью несколько мм /см. фиг. 4/. Детекторы нейтронов прямого заряда 16, 17 и т.п. размещаются во внутренней полости полуцилиндра 33 и после центровки фиксируются в требуемых положениях при помощи скоб 45, изготавливаемых из упругого материала при толщине скобы 0,1 - 0,2 мм с последующей фиксацией окончаний скоб посредством точечной сварки 47 /см. фиг. 5/. Кабели 21 детекторов через выемки 34 выводятся на внешнюю поверхность полуцилиндра 33 и фиксируются на ней при помощи скоб 46, окончания которых также фиксируются на плите посредством точечной сварки 48, при этом параллельно кабелю детектора нейтронов может располагаться под скобой кабель детектора температуры /см. фиг. 3/. Продолговатая трубка 36 с толщиной стенок 0,2 - 0,3 мм имеет обычно длину несколько метров и изготавливается из материалов, обладающих высокой прочностью при температурах эксплуатации сборки, например, из нержавеющей стали. В трубке 36 располагаются кабели всех детекторов, находящихся в корпусе 1, а на ее внешней поверхности устанавливаются измерители уровня 29, 30 и т.п. и части термоэлектрических преобразователей /не показаны/. Фиксаторы 39, 40, используемые для крепления в заданных положениях термоэлектрических преобразователей 24, 25 и т.п. и измерителей уровня 29, 30 и т.п. предпочтительно изготавливать в виде элементов корытообразной формы, например, в форме полуцилиндров с толщиной стенок 0,1 - 0,2 мм, изготавливаемых из нержавеющей стали. Фиксаторы 39, 40 и т.п. при помощи сварных соединений 41,42 крепятся на внешних поверхностях плиты 33 и/или/ трубки 36 /см. фиг. 2 и фиг. 6/. После размещения во внутренних полостях фиксаторов 39, 40 окончаний термоэлектрических преобразователей 24, 25 и измерителей уровня 29, 30 они заполняются припоем 43, 44, имеющим высокую температуру плавления, например, ПСР-40. При монтаже сборки окончания термоэлектрических преобразователей 24, 25 и т.п. и измерителей уровня 29, 30 и т.п. посредством припоя 43, 44 присоединяются к внутренней поверхности корпуса 1. Концевой участок продолговатой трубки 36 предпочтительно выполнять с цилиндрическим расширением 52, внутренний диаметр которого соответствует наружному диаметру цилиндрического выступа 6 втулки. Расширение присоединяется к втулке при помощи механических элементов крепления, например, винтами 53.

Сборка детекторов системы внутриреакторного контроля работает следующим образом. После размещения продолговатого корпуса 1 сборки в корпусе реактора /не показан/ проводится герметизация зоны соединения фланца 3 продолговатого корпуса с корпусом реактора и подключение всех кабелей, выходящих за пределы проходки 4, к соответствующим измерительным блокам системы внутриреакторного контроля /не показаны/. В процессе выхода реактора на заданный режим и в процессе его эксплуатации проводится измерение уровня жидкого теплоносителя в корпусе реактора при помощи измерителей уровня 29, 30 и т.п, измерение температуры в различных точках /практически по всей высоте корпуса/ при помощи термоэлектрических преобразователей 24, 25, и т.п. и измерение потоков нейтронов в различных участках активной зоны реактора при помощи детекторов нейтронов прямого заряда 16, 17 и т.п. в зонах расположения соответствующих детекторов. При измерении потоков нейтронов практически полностью исключается взаимное влияние на точность измерения детекторов нейтронов прямого заряда вследствие экранирующего действия материала плиты 33, поглощающего электроны, выходящие за пределы коллектора 19 каждого детектора на пути к кабелю смежного детектора.

В сравнении с известной заявленная сборка детекторов системы внутриреакторного контроля обладает значительно более высокой эксплуатационной надежностью вследствие наличия двух барьеров на границе перехода из области высокого давления корпуса реактора в область низкого давления, более надежной конструкции герметичной проходки кабелей и обеспечения работы всех соединений, расположенных в корпусе сборки, в условиях отсутствия воздействия на них окислительной среды. Заявленная сборка обеспечивает более высокий уровень безопасности при эксплуатации ядерного реактора. Кроме того, заявленная сборка детекторов в сравнении с известной позволяет повысить точность измерения вследствие возможности точного определения положения каждого детектора, расположенного в корпусе сборки, и благодаря строгой фиксации детекторов в заданных положениях на протяжении всего процесса эксплуатации сборки. Точность измерения потока нейтронов при этом увеличилась более чем на 3%, вследствие экранировки кабелей детекторов нейтронов прямого заряда материалом плиты.

Акционерным обществом "ПОЗИТ" (Московская обл., Пушкинский р-н, пос. Правдинский) были изготовлены опытные образцы сборки детекторов, которые успешно прошли натурные испытания в системах внутриреакторного контроля. Проведенные испытания подтвердили высокую эксплуатационную надежность сборки детекторов /отказов или ухудшения характеристик детекторов не наблюдалось/, при этом обеспечивалась повышенная точность измерения всех регистрируемых с использованием детекторов сборки параметров реактора.

Использование: в системах внутриреакторного контроля для повышения эксплуатационной надежности и увеличения точности измерений потока нейтронов, температуры и уровня жидкого теплоносителя в корпусе реактора. Сущность изобретения: продолговатый корпус 1 сборки выполнен герметичным и заполнен гелием. Размещенные в корпусе 1 детекторы нейтронов прямого заряда 16, 17 при помощи скоб 45 зафиксированы во внутренней полости плиты 33, имеющей корытообразную форму, кабели 21 детекторов через выемки 34 в боковой поверхности плиты выведены на ее внешнюю поверхность и зафиксированы скобами 46. Продолговатая трубка 36, через которую проходят кабели всех детекторов сборки, присоединена к плите 33. Окончания детекторов температуры, выполненных в виде термоэлектрических преобразователей 24,25, и измерители уровня 29, 30, теплообменного типа располагаются во внутренних полостях соответствующих фиксаторов 39, 40, имеющих корытообразную форму и заполненных припоем 43, 44. Присоединенная к корпусу 1 посредством сварных соединений 15 герметичная проходка 4 выполнена в виде герметично соединенных втулки и размещенных в ней цилиндров 10, 11, в пазы которых впаяны кабели 13 детекторов. 19 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Сборка детекторов системы внутриреакторного контроля, содержащая продолговатый корпус с фланцем и герметичной проходкой, в котором расположены детекторы нейтронов прямого заряда, снабженные кабелями, и термоэлектрические преобразователи кабельного типа, при этом все кабели пропущены через проходку, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены элементы крепления детекторов, включающие плиту, продолговатую трубку и фиксаторы, содержащие припой, причем трубка, через которую проходят кабели детекторов, расположена между проходкой и плитой и присоединена к ним, детекторы нейтронов прямого заряда зафиксированы на одной поверхности плиты, их кабели через прорези в плите проходят на противоположную поверхность и закреплены на ней, при этом окончание каждого термоэлектрического преобразователя присоединено к внутренней поверхности корпуса посредством припоя фиксатора, который прикреплен к плите и (или) к трубке, корпус выполнен герметичным и его внутренняя полость заполнена инертным газом. 2. Сборка по п. 1, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены измерители уровня теплообменного типа, снабженные кабелями, расположенными в корпусе, который присоединен к его внутренней поверхности посредством припоя фиксаторов, прикрепленных к трубке, и их кабели пропущены через проходку. 3. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что плита выполнена из материала с высоким сечением поглощения электронов, при этом толщина плиты составляет 0,4-1 мм. 4. Сборка по п.3, отличающаяся тем, что плита выполнена из нержавеющей стали или из инконеля. 5. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что каждая прорез плиты, через которую проходит кабель детектора нейтронов прямого заряда, выполнена в виде выемки на боковой поверхности плиты. 6. Сборка по п. 1, отличающаяся тем, что плита имеет корытообразную форму, при этом детекторы нейтронов прямого заряда размещены вдоль образующей нижней зоны внутренней поверхности плиты. 7. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что смежные концевые участки плиты и трубки выполнены с выступами, которые соединены между собой. 8. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что фиксатор имеет корытообразную форму и его внутренняя полость заполнена припоем, в котором зафиксирован соответствующий детектор. 9. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что проходка выполнена в виде втулки, герметично присоединенной по периметру к продолговатому корпусу, и по крайней мере одного сплошного цилиндра, снабженного пазами на его боковой поверхности, расположенными вдоль образующих цилиндра и распределенных по его периметру, и кабели, проходящие через пазы, герметично присоединены к их поверхностям, при этом втулка по периметру герметично присоединена к цилиндру. 10. Сборка по п.9, отличающаяся тем, что втулка имеет по крайней мере один цилиндрический выступ, внутренняя поверхность которого герметично присоединена к боковой поверхности сплошного цилиндра, при этом диаметр отверстия втулки меньше диаметра цилиндра. 11. Сборка по п. 10, отличающаяся тем, что втулка имеет два цилиндрических выступа, в каждом из которых размещен сплошной цилиндр. 12. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что в нее введены вспомогательные элементы крепления, выполненные в виде скоб, изготовленных из упругого материала, при помощи которых детекторы нейтронов прямого заряда и кабели зафиксированы на поверхностях плиты. 13. Сборка по п.12, отличающаяся тем, что концевые участки скоб прикреплены к плите. 14. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя полость продолговатого корпуса заполнена гелием. 15. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере одно окончание термоэлектрических термопреобразователей зафиксировано на внутренней поверхности корпуса вблизи заглушенного конца. 16. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере одно окончание термоэлектрических термопреобразователей зафиксировано на внутренней поверхности корпуса вблизи зоны соединения плиты с трубкой. 17. Сборка по п.16, отличающаяся тем, что окончание зафиксировано на расстоянии 500 - 800 мм от центра крайнего детектора нейтронов прямого заряда. 18. Сборка по п. 1, отличающаяся тем, что каждый кабель детекторов нейтронов прямого заряда содержит проводник, присоединенный к эмиттеру детектора, и дополнительный проводник - датчик фонового тока. 19. Сборка по п. 1, отличающаяся тем, что проходка находится в зоне размещения фланца продолговатого корпуса или над фланцем. 20. Сборка по п.1, отличающаяся тем, что концевой участок продолговатой трубки выполнен с расширением, которое охватывает втулку и присоединено к ней при помощи механических элементов крепления.