ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Российский патент 2001 года по МПК G21C7/10 G21C17/10 

Изобретение относится к устройствам ядерной техники и может быть использовано в приводах регулирующих органов систем управления и защиты ядерных реакторов для контроля за положением и перемещением регулирующих органов.

Известен датчик положения регулирующего органа, содержащий магнитный шунт, прикрепленный к регулирующему органу внутри прочного корпуса, первичную и вторичную обмотки, расположенные снаружи корпуса (патент Франции 2182400, 1974 г.).

Известен механизм управления ядерного реактора (а. с. 1012708, СССР, 1990 г.), который содержит шток, жестко соединенный с регулирующим органом, шунт и приводное устройство, расположенные внутри герметичного корпуса заполненного водой первого контура, индикаторы положения шунта и обмотки злектромагнитоприводного устройства, расположенные снаружи герметичного корпуса.

Задачей изобретения является повышение точности определения положения и перемещения шунта, упрощение конструкции и повышение надежности работы датчика.

Задача достигается тем, что в датчике положения регулирующего органа, содержащем шток, жестко соединенный с регулирующим органом, шунт, индикатор положения шунта, дополнительно введены понижающий трансформатор, трансформаторы тока, электрический штепсель, компенсирующий виток провода, подключенный ко вторичной обмотке понижающего трансформатора параллельно индикатору положения шунта, выполненного в виде рабочего витка провода, при этом компенсирующий виток провода окружен магнитным экраном в зоне перемещения шунта.

Сущность изобретения поясняется чертежами:
на фиг. 1 изображен предлагаемый датчик;
на фиг. 2 изображена электрическая схема датчика.

Датчик содержит понижающий трансформатор 1, трансформаторы тока 2, 3, 4, индикатор положения шунта 5, выполненный в виде рабочего витка, шток 6, шунт 7, корпус 8, компенсирующий виток 9, магнитные экраны 10, 11, электрический штепсельный разъем 12.

Работает датчик следующим образом.

Включается питание на первичную обмотку 13 понижающего трансформатора 1 (см. фиг. 2). На вторичных обмотках 14 и 15 понижающего трансформатора 1 наводится ЭДС. Под воздействием ЭДС по рабочему 5 и компенсирующему 9 виткам потекут электрические токи. При изменении положения шунта 7 реактивное сопротивление рабочего витка 5 будет изменяться в значительной степени в результате электромагнитного взаимодействия с шунтом 7, а в компенсирующем витке 9 - незначительно, т. к. компенсирующий виток 9 окружен магнитными экранами 10 и 11. Соответственно и ток в рабочем витке 5 будет изменяться в значительной степени, а в компенсирующем витке 9 незначительно. Токи в рабочем витке 5 и компенсирующем витке 9 во много раз больше, чем ток первичной обмотки 13, и измеряются с помощью трансформаторов тока 2,3,4 соответственно. Напряжения с измерительных обмоток 16, 17, 18 трансформаторов 2,3,4 подаются на электрический разъем 12, а далее в измерительную схему.

Измерительная схема может быть выполнена по различным вариантам, известным из технической литературы. Один из вариантов может быть следующим.

Обмотки трансформаторов 16, 18 соединяются последовательно, и напряжение с них подается на однополупериодный выпрямитель. Напряжение с обмотки трансформатора 17 также подается на однополупериодный выпрямитель. После выпрямления эти напряжения включаются встречно и измеряется разность напряжений. С помощью дополнительных регулировочных сопротивлений разность напряжений доводится до нуля в нижнем положении шунта, а в верхнем положении шунта 7 разность напряжений будет достигать максимального значения. Зависимость разности напряжений (сигнала) от перемещения шунта 7 будет линейной. Шкала измерительного прибора может быть проградуирована в единицах длины. Конкретная измерительная схема в материалах заявки не изображена. Учитывая линейный и непрерывный характер зависимости сигнала от перемещения шунта, точность определения величины перемещения и положения шунта, а следовательно, и регулирующего органа, жестко связанного с шунтом, будет высокой.

Предлагаемый датчик проще по конструкции и значительно надежнее в работе, чем ранее известный датчик. Температура окружающей среды около индикаторов положения шунта - 320^oC, размеры индикаторов в направлении, перпендикулярном перемещению шунта, очень малы. Изготавливать индикатор в виде длинного витка из толстого провода значительно проще, чем несколько индикаторов в виде индуктивных катушек с обмоткой из тонкого провода. Можно применить жаростойкую изоляцию из керамики, толстый провод будет дольше работать до разрушения из-за окисления.

Электрическое напряжение на проводе рабочего витка предлагаемого датчика - 1-2 В, следовательно, повышается надежность по электрической изоляции.

Использование: в приводах регулирующих органов систем управления. Техническим результатом является повышение точности определения и перемещения шунта, упрощение конструкции и повышение надежности работы датчика. Сущность изобретения: в датчик, содержащий шток, жестко соединенный с регулирующим органом, шунт, индикатор положения шунта, дополнительно введены понижающий трансформатор, трансформаторы тока, электрический штепсель, компенсирующий виток провода, подключенный ко вторичной обмотке понижающего трансформатора параллельно индикатору положения шунта, выполненного в виде рабочего витка провода, при этом компенсирующий виток провода окружен магнитным экраном в зоне перемещения шунта. 2 ил.

Датчик положения регулирующего органа ядерного реактора, содержащий шток, жестко соединенный с регулирующим органом, шунт, индикатор положения шунта, отличающийся тем, что в датчик дополнительно введены понижающий трансформатор, трансформаторы тока, электрический штепсель, компенсирующий виток провода, подключенный ко вторичной обмотке понижающего трансформатора параллельно индикатору положения шунта, выполненного в виде рабочего витка провода, при этом компенсирующий виток провода окружен магнитным экраном в зоне перемещения шунта.