НАКЛАДНОЙ ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК G01N27/90 G21C17/17 

Изобретение относится к контрольным приборам, использующимся в ядерной технике.

Известен накладной вихретоковый преобразователь, содержащий соосно расположенные обмотку возбуждения и измерительную обмотку (см. Герасимов В. Г. , Клюев В.В., Шатерников В.Е. Методы и приборы электромагнитного контроля промышленных изделий. М.: Энергоатомиздат, 1983, 272 с.).

Главным недостатком указанного вихретокового преобразователя (ВТП) является значительная погрешность, возникающая в случае изменения зазора между ВТП и объектом контроля. Отстройка от этого мешающего фактора затруднена тем, что углы на комплексной плоскости между линиями влияния измеряемого параметра и мешающего фактора в области рабочих частот незначительны.

Наиболее близким по своей технической сущности к предложенному является накладной ВТП, содержащий соосно расположенные обмотку возбуждения и две встречновключенные измерительные обмотки разного диаметра, причем диаметр обмотки возбуждения не превышает диаметра каждой из измерительных обмоток (см. Соболев В.С., Шкарлет Ю.М. Накладные и экранные датчики. "Наука" СО, г. Новосибирск, 1967, с.89-98).

Основные недостатки вышеуказанного ВТП заключаются в
- недостаточно высокой абсолютной чувствительности,
- низкой локальности контроля и, как следствие, во влиянии на сигнал соседних конструктивных элементов,
- неоптимальном взаимном расположении на комплексной плоскости линий влияния измеряемого параметра и мешающих факторов.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении безопасности и экономичности ядерных реакторов типа РБМК.

При решении указанной задачи обеспечивается измерение с достоверной степенью точности величины зазора между канальными трубами и графитовыми кольцами и сокращение затрат на замену технологических каналов.

Указанная задача решается благодаря тому, что накладной ВТП, содержащий соосно расположенные обмотку возбуждения и две встречновключенные измерительные обмотки разного диаметра, причем диаметр обмотки возбуждения не превышает диаметра каждой из измерительных обмоток, дополнительно снабжен установленным соосно с обмотками ферритовым стержнем, а измерительные обмотки расположены в одной плоскости, и эквивалентный диаметр наружной измерительной обмотки выбран равным от 0,3 до 0,5 ширины графитового кольца технологического канала ядерного реактора типа РБМК, а эквивалентный диаметр внутренней измерительной обмотки выбран равным не более 0,5 значения эквивалентного диаметра наружной измерительной обмотки, и число витков внутренней измерительной обмотки составляет от 0,9 до 1,1 числа витков наружной измерительной обмотки.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображены обмотка возбуждения 1, внутренняя обмотка измерения 2, наружная обмотка измерения 3, ферритовый стержень 4, часть канальной трубы 5 ядерного реактора типа РБМК и графитовое кольцо 6.

Поскольку "исчерпание" зазора между канальной трубой и графитовыми кольцами в канальных уран-графитовых ядерных реакторах типа РБМК может стать причиной повреждения технологических каналов, поэтому для определения величины зазора на остановленном реакторе в технологический канал с выгруженными тепловыделяющими сборками помещают ВТП. В обмотке возбуждения 1 ВТП создают переменный электрический ток. Возникающее при этом переменное магнитное поле возбуждает в стенке канальной трубы 5 и в графитовом кольце 6 вихревые токи. Под воздействием магнитного поля, образованного этими вихревыми токами, на выводах встречновключенных обмоток 2 и 3 возникает электродвижущая сила (ЭДС), зависящая от величины зазора между участком канальной трубы 5 и графитовым кольцом 6. Чтобы обеспечить приемлемый уровень абсолютной чувствительности ВТП к зазору между канальной трубой 5 и графитовым кольцом 6, ВТП снабжен соосным с обмотками ферритовым стержнем 4, измерительные обмотки 2 и 3 расположены в одной плоскости, эквивалентный диаметр наружной измерительной обмотки 2 выбирают равным от 0,3 до 0,5 ширины графитового кольца 6, т.к. при размерах обмотки более 0,5 ширины графитового кольца 6 сигнал искажается под влиянием соседних графитовых колец, а при размерах обмотки менее 0,3 ширины графитового кольца 6 происходит потеря абсолютной чувствительности ВТП. Кроме того, выполняют внутреннюю измерительную обмотку 2 с эквивалентным диаметром, равным не более 0,5 эквивалентного диаметра наружной измерительной обмотки 3, и с числом витков, равным от 0,9 до 1,1 числа витков наружной измерительной обмотки. Это позволяет эффективно отстроиться от негативного влияния изменений зазора между ВТП и канальной трубой 5, т.е. главного отрицательного фактора, ухудшающего точность измерения величины зазора между стенкой канальной трубы 5 и графитовым кольцом 6, и обеспечивает получение значений углов между годографами контролируемого и мешающего параметров на комплексной плоскости, близких к 90 градусам.

Измеряют эту ЭДС и по ее значению определяют величину зазора между канальной трубой 5 и графитовым кольцом 6.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить экономичность и безопасность ядерных реакторов типа РБМК, т.к. с его помощью можно проводить измерения зазора между канальной трубой и графитовыми кольцами и определять оптимальный момент замены технологических каналов.

Изобретение относится к контрольным приборам, использующимся в ядерной технике. Технический результат - измерение с достоверной степенью точности величины зазора между канальными трубами и графитовыми кольцами и сокращение затрат на замену технологических каналов. В накладном вихретоковом преобразователе с соосно расположенными обмоткой возбуждения и двумя встречновключенными измерительными обмотками разного диаметра установлен соосно с обмотками ферритовый стержень. Измерительные обмотки располагают в одной плоскости и эквивалентный диаметр наружной измерительной обмотки выбирают равным от 0,3 до 0,5 ширины графитового кольца технологического канала ядерного реактора типа РБМК. Эквивалентный диаметр внутренней измерительной обмотки выбирают равным не более 0,5 значения эквивалентного диаметра наружной измерительной обмотки и внутреннюю измерительную обмотку изготавливают с числом витков от 0,9 до 1,1 числа витков наружной измерительной обмотки. 1 ил.

Накладной вихретоковый преобразователь, содержащий соосно расположенные обмотку возбуждения и две встречно-включенные измерительные обмотки разного диаметра, причем диаметр обмотки возбуждения не превышает диаметра каждой из измерительных обмоток, отличающийся тем, что вихретоковый преобразователь дополнительно снабжен установленным соосно с обмотками ферритовым стержнем, а измерительные обмотки расположены в одной плоскости и эквивалентный диаметр наружной измерительной обмотки выбран равным от 0,3 до 0,5 ширины графитового кольца технологического канала ядерного реактора типа РБМК, а эквивалентный диаметр внутренней измерительной обмотки выбран равным не более 0,5 значения эквивалентного диаметра наружной измерительной обмотки и число витков внутренней измерительной обмотки составляет от 0,9 до 1,1 числа витков наружной измерительной обмотки.