УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА Советский патент 1994 года по МПК G21C17/00 

Изобретение относится к области внутриреакторного контроля состояния и анализа работоспособности тепловыделяющих элементов (твэлов).

Целью изобретения является одновременное и достоверное измерение внешнего диаметра и удлинения оболочки тепловыделяющего элемента, как общего, так и отдельных участков во время облучения, при штатной тепловой нагрузке с реальным распределением плотности потока нейтронов по высоте тепловыделяющего элемента.

На чертеже представлен общий вид устройства для измерения размеров твэла. Устройство состоит из измерительной головки 1, на которой расположены по крайней мере два датчика: 2 и 3. Датчик 2 касается оболочки 4 твэла, а датчик 3 касается координатной рейки 5. На оболочке 4 и на координатной рейке 5 выполнена одна против другой на равном расстоянии метки 6 и 7. На необлучаемых участках 8 твэла и 9 координатной рейки выполнены друг против друга тарировочные участки 10 и 11 ступенчатой формы, и на облучаемом участке координатной рейки выполнен тарированный участок 12 ступенчатой формы.

Устройство работает следующим образом. Измерительная головка 1 перемещается вниз, датчики 2 и 3 проходят тарировочные участки 10 и 11 на необлучаемых участках 8 и 9 оболочки 4 и координатной рейки 5, при этом проводится тарировка датчиков вне зоны облучения. Смещаясь вниз, измерительная головка 1 проходит твэл. Если отсутствует удлинение оболочки 4, обусловленное механическим взаимодействием топлива и оболочки, то вторичная аппаратура зафиксирует одновременное прохождение датчиками 2 и 3 меток 6 на оболочке 4 твэла и меток 7 на координатной рейке 5. Если механическое взаимодействие произошло, будет зафиксировано смещение меток, соответствующее удлинению определенной части твэла. При прохождении нижней метки на оболочке 4 твэла фиксируется общее удлинение оболочки. При прохождении измерительной головкой 1 тарировочного участка 12 в зоне облучения определяется изменение тарировочной характеристики, обусловленное ионизирующим излучением. В течение всего перемещения измерительной головки 1 вдоль твэла проводится измерение внешнего диаметра оболочки 4 датчиком 2. Измерения повторяются при возвращении измерительной головки 1 в исходное состояние.

В данном устройстве измерение удлинения оболочки 4 и отдельных ее участков проводится относительно координатной рейки 5, изготовленной из материала оболочки, что позволяет измерить удлинение, вызванное механическим взаимодействием топлива и оболочки, при этом удлинение оболочки 4, обусловленное изменением температуры теплоносителя в канале реактора, автоматически компенсируется.

В период между измерениями датчики 2 и 3 находятся вне зоны облучения.

Для корректировки возможного влияния облучения на показания датчиков 2 и 3 в устройстве применены тарировочные участки 10, 11, 12. Тарировочные участки 10 и 11 предназначены для взаимного контроля изменения характеристик датчиков 2 и 3, вызванного интегральными эффектами за весь период облучения. Тарировочный участок 12 предназначен для контроля изменения характеристик датчиков 2 и 3, вызванного мгновенными эффектами при введении датчиков в зону интенсивного излучения.

Таким образом, устройство позволяет получить информацию о величине изменения диаметра оболочки, общего удлинения оболочки и удлинения отдельных ее участков, в процессе облучения твэла без снижения мощности реактора, температуры и давления теплоносителя, при штатной тепловой нагрузке с реальным распределением плотности потока нейтронов по высоте твэла на момент измерений. Устройство позволяет получить достоверные данные, так как датчики находятся в зоне облучения только во время измерений и тарируются перед каждым измерением.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА, состоящее из движителя, измерительной головки с расположенными на ней датчиками, отличающееся тем, что, с целью одновременного и достоверного измерения внешнего диаметра и удлинения оболочки тепловыделяющего элемента, как общего, так и отдельных участков во время облучения, при штатной тепловой нагрузке с реальным распределением плотности потока нейтронов по высоте тепловыделяющего элемента, оно содержит координатную рейку, а на измерительной головке установлены по крайней мере два датчика, один из которых касается оболочки тепловыделяющего элемента, а второй касается координатной рейки, причем рейка и оболочка тепловыделяющего элемента изготовлены из одного материала и на них на равном расстоянии одна против другой нанесены метки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при длительном облучении, на необлучаемых участках тепловыделяющего элемента и координатной рейки выполнены друг против друга тарировочные участки ступенчатой формы, и на облучаемом участке координатной рейки выполнен тарировочный участок ступенчатой формы.