Устройство контроля длины сжатой части пружинного фиксатора тепловыделяющего элемента ядерного реактора Советский патент 1986 года по МПК G21C17/06 

1 Изобретение относится к устройст вам радиационного приборостроения, в частности, к радиоизотопным прибо рам, предназначенным для бесконтактного контроля линейных размеров для контроля длины сжатой части пру жинного фиксатора тепловьщеляющего элемента ядерного реактора. Целью изобретения является повышение производительности контроля. На фиг.1 представлена блок-схема устройства контролА длины сясатой части пружинного фиксатора тетгловыделякнцего элемента ядерного реактора; на фиг.2 - продольный разрез ко цевой части тепловыделяющего элемента. Устройство контроля длины сжатой части пружинного фиксатора тепловьщ ляющего элемента ядерного реактора (см.фиг.1) содержит тепловыделяющий элемент 1 с оболочкой 2, внутри которой расположен пружинный фиксатор 3 с витками большего и малого диаме ра, блок 4 перемещения тепловьщеляю щего элемента, источник 5 ионизирую щего излучения, коллиматоры 6.1, 6.2, детекторы 7.1, 7.2, измерители 8.1 и 8.2 средней частоты следовани импульсов, двухканальный измеритель средней частоты следования импуль сов, пороговые блоки 10.1, 10.2, 10.3, блок 11 обработки информации. На фиг.2 представлен продольный разрез концевой части тепловьщеляющего элемента 1, содержащего таблет ки топливного столба 12, размещенные в оболочке 2, внутри которой расположен пружинный фиксатор с вит ками 3.1 большого диаметра, с переходным витком 3.2 н витками малого диаметра 3.3 пружинного фиксатора. Показаны точки 13 касания оболочки витками малого диаметра и длина 14 сжатой части пружинного фиксатора, Работа устройства осуществляется следующим образом. Блок 4 перемещения передвигает твэл вдоль его продольной оси в направлении, показанном стрелкой на фиг.2. Это перемещение происходит до закрытия ; таблеткой топливного столба 12 коллимационных каналов. Такое положение твэла относительно каналов коллиматоров соответствует минимальной средней частоте следова ния импульсов с выходов детекторов 7.1, 7.2. Указанная частота обеспе0чивает на выходе измерителя 9 средней частоты напряжение ниже порога отпускания порогового блока 10.3, что соответствует определенному выходному сигналу, поступающему на блок 11 обработки информации. Аналогичные выходные сигналы поступают на блок 11 обработки информации с других пороговых блоков 8.1, 8.2, пороги отпускания которых превышают порог отпускания порогового блока 10.3. Блок перемещения передвигает твэл в обратную сторону. При выходе таблетки из плоскости каналов коллиматоров 6.1, 6.2 изменяется выходное состояние порогового блока 10.3 и блок 11 обработки информации начинает отсчитывать длину сжатой части фиксатора. По мере дальнейшего пересечения витками фиксатора соответствующих продолжений каналов коллиматоров изменяются выходные состояния пороговых блоков 10.1, 10.2. Эти изменения состояний происходят, когда вит ки пружины в поле зрения коллиматоров касаются внутренней поверхности обо- , лочки твэла. В блоке 11 обработки информации, фиксируется близко расположенные противоположные касания пружины, что соответствует прохождению переходного витка через плоскость каналов коллиматоров и прекращается отсчет длины сжатой части фиксатора. Предлагаемое устройство позволяет существенно сократить время контроля длины сжатой части ступенчатого пружинного фиксатора твэла. Время измерения этой длины рентгенографическим методом составляет не менее 20 мин,а предлагаемым устройством - не более 1 мин. Были проведены лабораторные испытания экспериментальной установки, которая содержит два сцинтилляционньгх блока детектирования с кристаллами Nal(Tl) размером 10к10 мм, источник гамма-излучения с нуклидом кобальт-57 активностью 25 м Кюри (ТУ 95-7066-74). В экспериментальной установке используются колл шаторы ионизирующего излучения, оси каналов которых ориентированы в указанном выше направлении. В качестве измерителей средней частоты следования импульсов

применены аналоговые интеграторы, обеспечивающие пропорциональную зависимость выходного напряжения от частоты следования входных импульсов Пороговые блоки, выполненные на базе триггеров Шмидта, обеспечивают скачкообразное изменение выходных сигналов при превьшении на их входах напряжения (а следовательно, и частоты следования импульсов) установленных пороговых значений.

Блок обработки информации представляет собой логическое .электронное устройство с входами, подключенными к вькодам триггеров Шмидта и блока перемещения. Это устройство обеспечивает отсчет длины сжатой части фиксатора от момента срабатывания одного из триггеров Шмидта (соответствует выходу последней таблетки топливного столба из плоскости каналов коллиматоров) до момента последовательного (за время не более

установленного значения) отпускания двух другие триггеров Шмидта (соответствует близко расположенным противоположным касаниям пружины, определяющим положение переходного витка).

В качестве блока перемещения применен злектродвигатель типа РД-09 с электронной схемой, обеспечивающей

на ее выходе количество импульсов, пропсфциональное линейному перемещению ТВзла.

Экономический эффект от внедрения устройства получается от снижения

эксплуатационных затрат, повьшения производительности контроля за счет снижения потерь от брака при изготовлении твэлов, снижения затрат на регенерацию твэлов, связанных с повьшением достоверности контроля качества изготовления твэлов, одним из параметров которого является длина сжатой части прзгжинного фиксатора.

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ДЛИНЫ СЖАТОЙ ЧАСТИ ПРУЖИННОГО ФИКСАТОРА ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содержащее источник ионизирующего излучения и детекторы, о тличающееся тем, что, с целью повышения производительности контроля, введены блок перемещения тепловьщеляющего элемента, коллиматоры ионизирующего излучения, первый и второй измерители средней частоты следования импульсов, двухканальный измеритель средней частоты следования импульсов, три пороговых блока и блок обработки информации, причем оси каналов коллиматоров ионизирующего излучения направлены по касательной к окружности, соответствующей средней линии витка пружинного фиксатора большого диаметра, выход первого детектора соединен с первым измерителем средней частоты следования импульсов и первым входом двухканального измерителя средней частоты следования импульсов, второй вход которого соединен с вторым детектором и вторым измерителем средней частоты следования импульсов, выходы измерителей средней частоты следования импульсов соединены соот(Л ветственно с входами пороговых блос ков, выходы которых соединены с первой группой входов блока обработки информации, второй вход которого соединен с.выходом блока перемещения тепловыделяющего элемента, вход коISD торого соединен с выходом блока обо работки информации. 1чЭ 4 00

If

fO,3

иг.г