Способ определения давления газа в цилиндрических герметичных оболочках (его варианты) Советский патент 1991 года по МПК G01L11/00 

И.чобретрние (ггиосигся к измеричмплюй технике, а ИМРИИО к способам определения лив. кмшя гпз;) в тнч.м.чх ядерных реакторов.

Целью изобретения япляется повышение чупствительности, в частиостн, в условиях огрпничеиия предельной температуры нагре- а оболочр и, например, п условиях бассейна г)ыдорх ки для твэлор ядерных реакторов. На фиг. t представлена принципиальная схема измерения дaвлeнIin газа; на фиг. 2 - изображен график зависимости изменения температуры в месте нагрела; на фиг. 3 - характерный вид регистрируемых дифференциальным термоприемником кривых; на фиг. 4 - тарировочиые кривые.

На фиг. 1 схематично изображен твэл 1 с оболочкой 2 и газовой полостью 3, нагреватель 4, два дифференциально включен- 1П-ЛХ юрмонрнемцпка 5, 6, подключенных к гра(}.)оностроител о 7, термонриемник 8, подк.|поме 1ныи к блоку 9 нагрева и стабилизации.

Способ осуществляется следующим образом.

Твэл 1, разме1н,енный .г, бассейне выдержки (на чертеже не показан), устанавливают вертикально, в зоне газовой полости 3 к внешней поверхности оболочки 2 твэля i с номощыо агревате;1я 4 приклады- тепловое возмущение, которое ocyniecr- вляют путем tiarpeBa оболочки (например,, г Еюмон.ияо омического нагреватели, Коп- гпктируюн1его с оболочкой и питаемого блоком 9 нагрева и стабилизации) с последующей стабилизацией-температуры нагрева Тс ниже температуры кипения воды (фиг. 2, Г -- температура, т --,- время). Регистрации температуры нагрева и ее стабилизация осуществляются с помощью блока 9. на|-ре за и стабилизации, вход которого подключен к термоприемнику 8, з выход - к нагревателю 4. Одноврегиенно с помощью дифференциально включенных термоприем- инкоп 5 и 6, (асположенных выше и ниже места нагрева на одинако ом от него расстоянии и гиэдключенных к графопостроителю 7, во время нагрева змсряют темнературу Л оболочки (фиг. 3), по которой определяют температуру Ауст в устлиовившеь5ся режиме измерершя dAycr/ch ; 0. измерения осуществляют на эталонных образцах с язвестнь м давлеине.м гяза, опреде- л-пют Лугт для ра,ч. ыч1пмх давлений Р и строят график 10 (. 4) зависимости (P), затем аналогичные испК1тания осунц ствляют на исс:ледуемом твэле, определяют для него Aycrt и по графику iO определяют величину давления в нем.

Снособ по второму варианту ocyniecT- в. г.пог следующим образом. На эталонном образце с максимальным р. исследуемом диапазоне давлением Р, гнза подбпрают мощ нпгт1 нагрева таким образом, чтобы млк- симальиая температура иагрева в уотаноинкшемся режиме Tf была меньчк гемпе- ратур(,1 кипения вод. Включив гмпание fia- грепателя 4, нагревают твзд 1 до достижения регистрируемой термоприемником 8

температуры установивп егося значения Т (фиг. 2). Изменяют моиишсть Wo нагревателя и повторяют измерения до тех пор, пока уста11овивп ееся значение Т, ие будет соответствовать заранее выбранной температуре стабилизации, которая MCHbnje темпе-ратуры кипения воды, подбирая таким образом нижний порог МОП1НОСТИ нагревателя при последующих .испытаниях. Затем мощность нагревателя увеличивают до значения W, находяи.1егося в диапазоне i V,

l,5Wo, и проводят описанные выше испытания эталонных образцов, регистрируя при этом гфемп Тс достижения температурой нагревателя температуры стабилизации и сигнал с дифференциально, включенных термо- приемииков 5, 6. При достижении температуры стабилизации нагрев прекращают, а по зарегистрированным кривым (фиг. 3) .в моменты стабилизации Тс определяют значения АС, по которым строям тарировочную кривую i1 (фиг. 4). Проводят аналогичные

испытания исследуемого твэла 1, определяют АС и по кривой I1 определяют давление Р; в исследуемом тв.чле.

Граничное значение мощности l, выбрано экспериментальным путем. При этом значении мощности нагревателя времена

стабилизации Тс эталонов практически становились равными. Нижняя граница мощности Wo определялась как минимальная мощ- }юсть нагревателя, п))и которой температура нагревате.чя достигала установленного уровня стабилизации. Но, поскольку в исследуемом твэле толщина оболочки может оказаться чуть больп.1е (из-за допустимого разброса при изготовлении) толщиЕ1ы оболочки эталона с максимальным давлением, то при равных давлениях эталона и твэла установленная температура стабилизации может быть не достигнута на исследуемом образце, поэтому мощность нагревателя следует устаиавливать выше значения Wo- Предлагае.мый способ экспериментально проверен на эталонах, изготовленных из материала твэлов типа ВВЭР и БН, в водной среде при температуре стабилизации 90°G. Образцы были заполнены гелием и аргоном в диапазоне давлений О-100 атм; Нагреватель был выполнен в виде малоинерционной нихромовой фольги, в качестве тер- моприе мциков использовали хромелька- пелевые, термопары. Нагреватель плотно прилегал к поверхности оболочки, охватывал половину периметра оболочки и имел длину 1,5 -диаметра оболочки. Дифференциально включенные термоприемники нахо- дились iia расстоянии 5 мм от края нагревателя, термопара, регистрирующая температуру нагрева, находилась с тыльной стороны нагревателя в его центре. В кячествс гр;1фпмостроите. 1н 7 использовяли само писец Н 306, . в качсстпс блока 9 КСГЬ 4 с блоком регулировки и питания. Были проведены сравнительные испытания способа по первому варианту и аналогичного способа, но в режиме импульсного нагрева на эталонах типа ВВЭР, заполненных гелием до 50 и 100 атм. Длительность импульса составляла 1,5 с, максимальная температура нагрева за импульс была равна температуре стабилизации, т.е. 90°С. Результат проверки показал в два раза большую чувствительность предлагаемого способа.

Формула изобретения

1. Способ определения давления газа в цилиндрических герметичных оболочках, при котором нагревают участок вертикально установленной оболочки, измеряют ее температуру в двух равноудаленных и расположенных сверху и снизу от участка иа- грева точках, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, нагрев оболочки осуществляют нагревателем постоянной мощности до TeMnrpaTypfj стлби- лизации. по которой судят о давлении газа.

2. Способ определения давления галэ и

цилиндрических герметичных оболочках, при котором нагревают участок вертикально установленной оболочки, измеряют ее температуру в двух равноудаленных и расположенных сверху и снизу от участка нагрева точках, сравнивая с температурой, полученной аналогичным образом на эталонной оболочке с известным давлением газа, ог- личающийся тем, что, с целью пови11 ения чувствительности в условиях ограничения предельной температуры нагрепа, на эталонной оболочке с максимальным в иссле дуемом диапазоне давлением Рп газа подбирают мощность Wo нагревателя так, чтобы температура стабилизации То не превышала Предельной температуры нагрева, мощность W нагревателя устанавливают в диапазоне

1,5 Wo, регистрируют интервал времени At достижения температуры стабилизации Тг, а об искомом давлении судят по максимальной температуре нагрева оболочки в течение интервала времени At.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение чувствительности в условиях ограничения предельной температуры нагрева оболочки в условиях бассейна выдержки для твэлов ядерных реакторов. В зоне газовой полости 3 к поверхности оболочки 2 твэела I с помощью нагревателя 4 прикладывают тепловое возмущение. Регистрация температуры нагрева и ее стабилизация осуществляются блоком 9, вход которого подключен к термоприемнику 8, а выход - к нагревателю 4. Одновременно с помощью термоприемников 5 и 6, подключенных к графопостроителю 7, во время нагрева измеряют температуру оболочки, по которой определяют температуру в установившемся режиме измерения. Описан также способ определения давления газа, при котором на эталонной оболочке с максимальным давлением газа подбирают мощность нагревателя 4, чтобы температура стабилизации не превышала предельной температуры нагрева. 2 с.п. ф-лы, 4 ил. с & (Л со Ci 00 со 4:: сл

/2 /

Т

т

V

Фиг.1

Фиг. г

/77

/77гД

АС.

Р,0

с1 Vct Фиг.З

т

ГП:

.

. t

Pi

Р

Фиг Л