СПОСОБ ИНДИКАЦИИ ИЗГИБА КАНАЛА РЕАКТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2015 года по МПК G21C17/17 

Группа изобретений относится к средствам технологического контроля канала реактора, находящегося в условиях ограниченного доступа, а именно к средствам индикации изгиба технологического канала реактора большой мощности РБМК в процессе его эксплуатации.

При эксплуатации реакторов возникают различные нагрузки на элементы их конструкции, что приводит к необходимости контроля механических процессов, протекающих в реакторе. Для безаварийной работы реактора необходимо контролировать изгиб его технологических каналов в процессе эксплуатации. Для технологического контроля изгиба канала работающего реактора известны следующие способы и устройства.

Известен способ индикации изгиба канала реактора из описания изобретения под названием «Устройство для контроля искривления технологических каналов ядерного реактора» [Патент РФ №2361173, G01В 5/20, G21С 17/017, Опуб. 10.07.2009]. Согласно способу на время эксплуатации в канал реактора вводят многосекционный щуп и по изменению взаимного расположения секций щупа и стенки канала судят о произошедшем изгибе.

В процессе эксплуатации реактора изменяется величина зазора между секциями щупа, выполненными в виде цилиндрических втулок, в результате чего многосекционный щуп изгибается, принимая форму канала, что приводит к изменению положения сердечника в датчике перемещения. Регистрация показаний датчика перемещения производится непрерывно с помощью вторичной аппаратуры, например самописца.

Данный способ является наиболее близким аналогом к заявляемому способу и выбран в качестве прототипа, так как имеет наибольшее количество общих существенных признаков.

Недостатком данного способа можно считать низкую чувствительность к искривлению технологических каналов. Также способ не позволяет получить информацию об изгибах на разных уровнях по высоте технологических каналов.

Известно устройство индикации изгиба канала реактора из описания изобретения под названием: «Устройство для контроля искривления технологических каналов ядерного реактора» [Патент РФ №2361173, G01В 5/20, G21С 17/017, Опуб. 10.07.2009]. Оно содержит многосекционный щуп, установленный в канал реактора.

Щуп выполнен в виде стержневого элемента, набранного из втулок, соединенных крепежными муфтами посредством штифтов с обеспечением зазора между торцами, и взаимодействует с датчиком перемещения, который установлен в верхней части канала реактора. В верхней части стержневого элемента предусмотрен утяжелитель, а опорная муфта выполнена в виде стакана с отверстием в донной части.

Данное устройство является наиболее близким аналогом к заявляемому устройству и выбрано в качестве прототипа, так как имеет наибольшее количество общих существенных признаков.

Недостатком данного устройства можно считать ограниченность по месту и времени контроля работающего реактора, обусловленную проведением контроля с использованием перегрузочной машины. Кроме того, затруднено применение устройства при боковых изгибах технологических каналов на величину, большую радиуса технологического канала.

Анализ известных способов и устройств для индикации позволяет сделать вывод, что известный уровень техники не обеспечивает создания средств, позволяющих производить индикацию канала реактора в течение продолжительного времени с высокой чувствительностью к боковым изгибам и в условиях ограниченного доступа к реактору.

Задачей данного изобретения является создание способа и устройства, позволяющего в условиях ограниченного доступа обеспечить надежную и более информативную индикацию изгиба канала реактора.

Техническим результатом заявляемой группы изобретений является повышение информативности индикации изгиба канала реактора при его эксплуатации.

Для получения указанного технического результата в способе индикации изгиба канала реактора в канал на время эксплуатации реактора вводят многосекционный щуп и по изменению взаимного расположения секций щупа и стенки канала судят о произошедшем изгибе, согласно изобретению в процессе эксплуатации фиксируют факт искривления канала реактора по замыканию электрода, расположенного внутри секций щупа, с внутренней поверхностью одной или нескольких секций, вызванному искривлением канала реактора в местах замыкания.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство индикации изгиба канала реактора содержит многосекционный щуп, установленный в канал реактора, согласно изобретению щуп выполнен в виде сопряженных друг с другом полых цилиндрических секций, внутри которых на электрических изоляторах установлен электрод, проходящий через все секции и механически ослабленный в выбранных для контроля изгиба местах между электрическими изоляторами.

Полые цилиндрические секции в местах сопряжения друг с другом могут быть выполнены механически ослабленными и смещенными в осевом направлении относительно механически ослабленного места электрода, при этом электрод не будет иметь электрических изоляторов на участке между местом сопряжения секций и местом механического ослабления электрода.

В местах контроля изгиба канала реактора механическое ослабление электрода может быть выполнено в виде натянутой металлической струны, с одной стороны к которой электрически соединены металлические струны, натянутые параллельно струне между двумя дополнительными электрическими изоляторами и электрически замыкаемые с внутренней поверхностью полой цилиндрической секции при изгибе канала реактора.

Электрод установлен на изоляторах с возможностью замыкания с внутренней поверхностью полой цилиндрической секции, которое может быть осуществлено через индивидуальные сопротивления.

Индивидуальные сопротивления могут быть выбраны из ряда Rⁿ, где n - число сопротивлений, a R - сопротивление, значительно большее величины разброса электрического контакта электрода с внутренней поверхностью секции.

Наличие в заявляемой группе изобретений признаков, отличающих их от наиболее близких аналогов, позволяет считать их соответствующими условию «новизна».

Новые признаки, которые содержат отличительные части независимых пунктов формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

На фиг.1 схематично показано устройство индикации, установленное в рабочее положение для индикации канала реактора.

На фиг.2 показан вариант конструкции щупа с гибким участком цилиндрической секции.

На фиг.3 показан вариант конструкции щупа с металлическими струнами, установленными на изолятор и соединенными через сопротивление с электродом.

На фиг.4 показана конструкция щупа устройства для индикации при изгибе канала реактора

Устройство для индикации изгиба канала реактора (фиг.1) содержит многосекционный щуп 1, размещенный в канале 2 реактора 3. Щуп 1 выполнен в виде сопряженных друг с другом полых цилиндрических секций 4, внутри которых на электрических изоляторах 5 установлен электрод 6. Электрод 6 проходит через все секции 4 и механически ослаблен в выбранных для контроля местах 7. Щуп 1 подключен с помощью электрических кабелей 8, выведенных через блок 9 герметизации радиационной защиты, к источнику электрического тока 10 и омметру 11, которые расположены на необходимом расстоянии от реактора 3.

Полые цилиндрические секции 4 в местах сопряжения 12 друг с другом могут быть выполнены (фиг.2) механически ослабленными и смещенными в осевом направлении относительно механически ослабленного места 7 электрода 6, при этом электрод 6 не будет иметь электрических изоляторов 5 на участке между местом 12 сопряжения секций 4 и местом 7 механического ослабления электрода 6.

В местах 7 контроля изгиба канала 2 реактора 3 механическое ослабление электрода 6 может быть выполнено (фиг.3) в виде натянутой металлической струны 13, с одной стороны к которой электрически соединены через индивидуальные сопротивления 16 металлические струны 14, натянутые параллельно струне 13 между двумя дополнительными электрическими изоляторами 15 и электрически замыкаемые с внутренней поверхностью 17 секции 4 при изгибе канала 2 реактора 3. В данном варианте помимо определения секции 4, в которой произошло замыкание электрода 6 с внутренней поверхностью 17 полой цилиндрической секции 4 через струну 13 и электрически связанную с ней через индивидуальное сопротивление 16 струну 14, можно определить направление изгиба по разнице сопротивлений, зарегистрированных омметром 11.

Электрод 6 установлен на электрических изоляторах 5 с возможностью замыкания с внутренней поверхностью 17 полой цилиндрической секции 4, которое может быть осуществлено через индивидуальные сопротивления 16. При таком варианте замыкания через индивидуальные сопротивления 16 появляется возможность индикации участка и/или направления изгиба канала 2 реактора 3.

Индивидуальные сопротивления 16 могут быть выбраны из ряда Rⁿ, где n - число сопротивлений, a R - сопротивление, значительно большее величины разброса электрического контакта электрода 6 с внутренней поверхностью 17 секции 4.

Для осуществления способа индикации изгиба канала 2 реактора 3 в него на время эксплуатации вводят многосекционный щуп 1 и по изменению взаимного расположения секций 4 щупа 1 судят о произошедшем изгибе. В процессе эксплуатации фиксируют факт искривления (фиг.4) канала 2 реактора 1 по замыканию электрода 6, расположенного внутри секций 4 щупа 1, с внутренней поверхностью 17 одной или нескольких секций 4, вызванному искривлением канала 2 реактора 3 в местах замыкания 18.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемой группы изобретений следующей совокупности условий:

- способ и устройство индикации, воплощающие заявленные изобретения при их осуществлении, предназначены для индикации изгиба технологического канала реактора большой мощности РБМК в процессе его эксплуатации;

- для заявляемой группы изобретений в том виде, как они охарактеризованы в независимых пунктах формулы, подтверждена возможность их осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- способ и устройство индикации, воплощающие заявленные изобретения при их осуществлении, способны обеспечить повышение информативности индикации изгиба канала реактора при его эксплуатации.

Следовательно, заявленная группа изобретений соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость».

Изобретение относится к контролю каналов реактора, а именно к средствам индикации изгиба технологического канала реактора большой мощности РБМК в процессе его эксплуатации. Устройство для индикации содержит многосекционный щуп, размещаемый в канале реактора. Щуп выполнен в виде сопряженных друг с другом полых цилиндрических секций, внутри которых на электрических изоляторах установлен электрод, проходящий через все секции. Электрод механически ослаблен в выбранных для контроля изгиба местах между электрическими изоляторами. Многосекционный щуп вводят в канал реактора на время эксплуатации. В процессе эксплуатации фиксируют факт искривления канала реактора по замыканию электрода, расположенного внутри секций щупа, с внутренней поверхностью одной или нескольких секций. Технический результат - повышение информативности индикации изгиба канала. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ индикации изгиба канала реактора, заключающийся в том, что в канал на время эксплуатации реактора вводят многосекционный щуп и по изменению взаимного расположения секций щупа и стенки канала судят о произошедшем изгибе, отличающийся тем, что в процессе эксплуатации фиксируют факт искривления канала реактора по замыканию электрода, расположенного внутри секций щупа, с внутренней поверхностью одной или нескольких секций, вызванному искривлением канала реактора в местах замыкания.

2. Устройство для индикации изгиба канала реактора, содержащее многосекционный щуп, размещенный в канале реактора, отличающееся тем, что щуп выполнен в виде сопряженных друг с другом полых цилиндрических секций, внутри которых на электрических изоляторах установлен электрод, проходящий через все секции и механически ослабленный в выбранных для контроля изгиба местах между электрическими изоляторами.

3. Устройство для индикации по п.2, отличающееся тем, что места сопряжения друг с другом полых цилиндрических секций механически ослаблены и смещены в осевом направлении относительно механически ослабленного места электрода, при этом электрод не имеет электрических изоляторов на участке между местом сопряжения секций и местом механического ослабления электрода.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в местах контроля изгиба трубы механическое ослабление электрода выполнено в виде натянутой металлической струны, с одной стороны к которой электрически соединены металлические струны, натянутые параллельно струне между двумя дополнительными электрическими изоляторами и электрически замыкаемые с внутренней поверхностью полой цилиндрической секции при изгибе канала реактора.

5. Устройство для индикации по пп.2-4, отличающееся тем, что электрод установлен на электрических изоляторах с возможностью замыкания с внутренней поверхностью полой цилиндрической секции через индивидуальные сопротивления при изгибе канала реактора.

6. Устройство для индикации по п.5, отличающееся тем, что индивидуальное сопротивление выбирают из ряда Rⁿ, где n - число сопротивлений, a R - сопротивление, значительно большее величины разброса электрического контакта электрода с внутренней поверхностью секции.