Измерительный канал системы внутриреакторного контроля Советский патент 1987 года по МПК G21C17/00 

шении точности и надежности контроля. Измерительный канал системы внутрире- акторного контроля содержит электрический соединитель I, жестко связанный с арматурой 2, внутри которой находится пассивный термостат 3 с проводниками 4 линии связи термоэлектрических преобразователей (ТЭП), холодными спаями 5 ХЭП, размещенными вне реактора с возможностью контроля их температуры. Герметичная перегородка 9 отделяет зону высокого давления от зоны низкого давления. На участках канала на входе и выходе из активной зоны расположено по группе горячих спаев 24, 25 и 11 ТЭП, расстояние между которыми в группе, расположенной на входе в активную зону, составляет не менее произведения максимально возможной скорости теплоносителя для данной группы на инерционность

Изобретение относится к техническим средствам системы внутриреактор- ного контроля и может быть использовано в экспериментальных и энергетических водо-водяных и кипящих реакторах.

Целью изобретения является увеличение числа контролируемых параметров топливной кассеты в активной зоне при одновременном повышении точности и надежности контроля.

На чертеже, представлена схема измерительного канала.

Измерительный канал содержит электрический соединитель 1, жестко связанный с арматурой 2, внутри которой находится пассивный термостат 3 с проводниками 4 линии связи термоэлектрических преобразователей (ТЭП), холодными спаями 5 ТЭП, проводниками 6 и 7, обеспечивающими возникновение и передачу термо-ЭДС (например, хромель - алюмель) и термосопротивлением 8 (например из Pt), предназначенным для измерения температуры холодных спаев 5. Герметичная перегородка .9 отделяет зону высокого давления от зоны низкого давления и служит уплотТЭП. Один кабель данной группы навит на магниточувствительный сердечник 26, который имеет магнитную связь с вращающимся постоянным магнитом 30, закрепленным на оси ротора турбиного расходомера, установленного на входе в активную зону. Сборка детекторов прямой зарядки, расположенных на заданных уровнях активной зоны, содержит детекторы 13-16 с эмиттерами, обладающими преимущественной Спектральной чувствительностью к эпитепловым . нейтронам, и детекторы 17-19 с эмиттерами, чувствительными к тепловым нейтронам. Изоляторы и коллекторы детекторов прямой зарядки, оболочки и изоляторы их кабелей имеют суммарную эффективную толщину не менее трех толщин слоя половинного ослабления / -излучения эмиттеров. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

нением для кабелей 10 ТЭП и детекторов прямой зарядки (ДПЗ). Горячий спай 11 ТЭП служит для измерения температуры теплоносителя на выходе ТВС,

т.е. над верхней границей активной зоны 12. ДПЗ 13-16 служат для преобразования плотности потока, преимущественно эпитепловых нейтронов в электрический ток (эмиттер, например,

из Rh), а ДПЗ 17-19 - для преобразования плотности потока тепловых нейтронов в электрический ток (эмиттер, например, из V). Калибровочный канал 20, проходящий вплоть до нижней границы 21 активной зоны, позволяет градуировать ДПЗ 13-19 активационным методом. Герметичная перегородка 22 используется в варианте герметичного исполнения защитной арматуры 23.

Горячие спаи 24 и 25 ТЭП, расположенные ниже активной зоны, служат дпя измерения температуры теплоносителя на входе в ТВС и для измерения локальной скорости теплоносителя корреляционным термошумовым методом.

Магнитопровод 26 служит сердечником электромагнитной катушки 27, в которой используются проводники 28

и 29 кабеля ТЭП с горячим спаем 25. Магнитопровод 26 имеет возможность магнитного взаимодействия с постоянным магнитом 30, закрепленным на оси .ротора турбинки с крыльчаткой 31. Стрелка 32 указьгеает направление потока теплоносителя, взаимодействующего с крьтьчаткой 31 и горячими спая- ми 11, 24, 25 ТЭП.

Измерительный канал работает следующим образом.

Холодные спаи 5 ТЭП размещены в пассивном термостате 3, снабженном термосопротивлением 8, что позволяет автоматически непрерывно измерять температуру холодных спаев и определять абсолютную температуру теплоносителя в зоне расположения горячих спаев 11, 24 и 25. Скорость теплоносителя на входе в активную зону определяют по частоте вращения ритора турбинного расходомера, вместе с которым вращается постоянный магнит 30 Синхронно с вращением ротора в электромагнитной катушке 27, снабженной магнитопроводом - сердечником 26, наводится ЭДС, которая по проводникам 28 и 29 передается в информационно-измерительную систему. Проводники 28 и 29 одновременно служат для преобразования температуры горячего спая 25 в термо-ЭДС и передачи ее в информационно-измерительную систему.

Сигнал частоты вращения ротора турбинки выделяется на фоне сигналов ТЭП путем сравнения сигналов ТЭП 24 (без навивки кабеля) и 25 (с навивкой кабеля). Горячие спаи ТЭП 24 и 25, размещенные в потоке теплоносителя, позволяют определять локальную скорость движения теплоносителя корреляционным термощумовым методом. Определив переходный коэффициент от локальной скорости к расходу теплоносителя через кассету по турбинному расходомеру, можно непрерьшно измерять расход теплоносителя через кассету в период после выхода из строя турбинного расходомера (имеющего срок службы значительно меньше, чем срок .службы ТЭП).

ДПЗ 13 - 16 с эмиттером из Rh преобраззтот потоки преимущественно эпитепловых нейтронов в электрический ток, который по индивидуальным кабелям 10 передается во внереактор- ную информационно-измерительную систему. ДПЗ 14, 16 и 18 с эмиттером из V преобразуют поток преимущественно тепловых нейтронов в электричес- кий ток, который по соответствующим кабелям также передается в информационно-измерительную систему. Последняя производит обработку сигналов ДПЗ и с заданной периодичностью выдает распределения по высоте активной зоны энерговьщеления и паросодержа- ния. В процессе эксплуатации измерительного канала происходит неравномерное выгорание материала эмиттеров

ДПЗ, поэтому калибровочные коэффициенты ДПЗ периодически корректируют с помощью активационных детекторов, вводимых внутрь калибровочного канала 20.

В данном измерр тельном канале турбинный расходомер выполняет две функции:

средства прямого измерения расхода теплоносителя через ТВС в начальный период работы реактора и средства для калибровки корреляционного термошумового измерителя расхода в реальных условиях эксплуатации. При отсутствии турбинного расходомера

калибровка корреляционного термошумового измерителя расхода не представляется возможной.

Совмещение трех функций, выполняемых проводниками 28 и 29 (передача

сигналов температуры, термических шумов и частоты вращения турбинки), позволяет осуществить бесконтактную передачу частоты вращения турбинки, т.е. конструктивно отделить измерительный канал от турбинки и одновременно уменьшить число кабелей внутри измерительного канала, что существенно в условиях малого внутреннего диаметра измерительного канала.

Использование в сборке ДПЗ чередования эмиттеров с преимущественной чувствительностью к эпи- или тепловым нейтронам позволяет измерять два взаимосвязанных распределения плот-

ности потока нейтронов, а по их отношению определять распределение паро- содержания теплоносителя по высоте.

Увеличение суммарной эффектной толщины изоляторов и коллекторов ДПЗ, а также оболочек и изоляторов их кабелей до величины не менее трех толщин слоя половинного ослабления jS - .излучения эмиттеров позволяет исклю5 , 1

чить экранирующую пластину междуЛПЗ и их кабелями, что обеспечивает улучшение проходимости измерительных каналов через сложно изогнутые направляющие трубы; повысить механическую прочность и долговечность ДПЗ; снизить фоновую составляющую сигналов ДПЗ, наводимую j5-излучением эмиттера в кабелях от нижележащих ДПЗ

Размещение пассивного термостата внутри арматуры измерительного канала позволяет повысить точность измерения температуры путем исключения обычно применяемых промежуточных проводников и дополнительных контактов между горячими и холодными спаями ТЭП.Формула изобретения I

, Измерительный канал системы внутриреакторного контроля, содержащий сборку термоэлектрических преобразователей кабельного типа с заземленными горячими спаями, размещенны- ми в потоке теплоносителя внутри корпуса реактора, и холодньми спаями, размещенными вне реакторе с возможностью контроля их температуры и сборку детекторов прямой зарядки, расположенных на заданных уровнях активной зоны и снабженных каЪелями, причем обе сборки объединены с помощью арматуры, имеющей герметичную проходку кабелей из зоны высокого давления в зону низкого давления и элёкч-рический соединитель кабелей с линиями связи информационно-измерительной системы, отличающий с я тем, что, с целью увеличения числа контролируемых параметров топливной кассеты в активной зоне при одновременном повьшении точности и

Редактор Н.Егорова Заказ 3491/52

Составитель К.Купалов Техред А.Кравчук

Корректор в

Тираж 394Подписное

ВНИИПИ Государственного Комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35; Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

fO

5

288486

надежности контроля,, на участках канала на входе и выходе из активной зоны расположено по группе горячих спаев термоэлектрических преобразо- вателей, расстояние между которыми в группе, расположенной на входе в активную зону, составляет не менее произведения максимально возможной скорости теплоносителя для данной группы на инерционность термоэлектрических преобразователей, причем, по крайней мере один кабель данной группы навит на магниточувствительный сердечник, который имеет магнитную связь с вращающимся постоянным магнитом, закрепленным на оси ротора турбинного расходомера, установленного на входе в активную зону.

2.Измерительный канал по п.1, отличающийся тем, что сборка детекторов прямой зарядки содержит чередующиеся детекторы с эмиттерами, обладающими преимущественной спектральной чувствительностью соответственно к эпитепловым и тепловым нейтронам,

3.Измерительный канал по пп.1 и 2, отличающийся тем, что изоляторы и коллекторы детекторов прямой зарядки, оболочки и изоляторы их кабелей имеют суммарную эффективную толщину не менее трех толщин слоя половинного ослабления |5-излучения эмиттеров.

4.Измерительный канал по пп.1-3, отличающийся тем, что все холодные спаи термоэлектрических преобразователей и часть термосопротивлений, входящие в состав пассивного термостата, расположены внутри внекорпусной части арматуры между герметичной -проходкой кабелей и электрическим соединителем.

20

25

30

35

40

Корректор в.Бутяга

Изобретение относится к техническим средствам системы внутриреак- торного контроля и может быть использовано в экспериментальных и . энергетических водо-водяных и кипящих реакторах. Целью изобретения является увеличение числа контролируемых параметров топливной кассеты в активной зоне при одновременном повы(Л -лг