Устройство для измерения динамических характеристик термометров Советский патент 1990 года по МПК G01K15/00 

3156

Изобретение относится к области термометрии и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. К 959511.

Целью изобретения является повышение эффективности путем обеспечения возможности измерения при быстром снижении температуры теплоносителя, а также сокращение времени испытаний.

Введение в устройство дополнительных перегородок обеспечивает локализацию объемов горячего и холодного теплоносителей при его перемещении

з одной камеры в другую, что позво- jj яет проводить испытания в реальных словиях для ядерных реакторов, для оторых характерен режим работы с отосительно плавным повышением темпеатуры теплоносителя и быстрым сниже- 20 ием ее при срабатывании аварийной защиты реактора.

Другая последовательность операций и исключение из процесса испытания операции охлаждения теплоносителя 25 в трубопроводах с исследуемыми термометрами погружения обеспечивает сокращение общего времени каждого цикла испытаний.

30 На чертеже показано устройство

для измерения динамических характеристик термометров„

Устройство содержит первую рабочую камеру t, соединенную трубопроводами 2 с второй рабочей камерой 3, которая трубопроводом 4 соединена с напорной камерой 5. Рабочие камеры 1 и 3, трубопровод 4 и напорная камера 5 снабжены электронагревателями 6 и теплоизоляцией 7. Камера 5. трубопроводом 8 через регулятор расхода теплоносите- пя (регулировочный вентиль) 9 и клапан 10 соединена с рабочей камерой 1, к готорой через вентиль 11 подключе- нч система 12 подачи газа. К трубопроводу 4 через вентиль 13 подключе- на система 14 заполнения устройства теплоносителем.

В рабочей камере 1 установлена горизонтальная перфорированная перегородка 15, разделяющая камеру на полости 16 и 17. Перфорация перегородки, обеспечивающая циркуляцию теплоносителя между полостями 16 и 17, может быть выполнена в виде отверстий или пазов, равномерно распределенных по перегородке или по ее внутреннему или наружному периметрам.

35

40

45

50

55

0

5

0

5

0

5

В верхней части рабочей камеры 3 установлена вертикальная перегородка 18, разделяющая камеру на полости 19 и 20, циркуляция теплоносителя между которыми происходит по зазору между нижним краем перегородки и днищем камеры. В трубопроводах 2 установлены испытуемые термометры 21, а в напорной и рабочих камерах, а также в трубопроводе 4 установлены термометры 22 для контроля температуры теплоносителя.

Устройство работает следующим образом.

Через вентиль 13 и трубопровод 4 рабочие камеры 1 и 3 заполняются теплоносителем до заливочного уровня, после чего все устройство разогревается до минимальной температуры испытаний (350 С). Затем производится разогрев теплоносителя в полости 16 рабочей камеры 1 до максимальной температуры испытаний (450-550вС). Подачей газа высокого давления через вентиль 11 в рабочую камеру 1 теплоноситель отдавливается через рабочую кам ру 3 и трубопровод 4 в напорную камеру 5. При этом горячий теплоноситель из полости 16 заполняет полость 17, трубопроводы 2 и полость 19 рабочей камеры 3. После повышения температуры установленных в трубопроводах 2 термопар 21 до заданного уровня (время разогрева определяется ТОЛБКО тепловой инерционностью самих термопар и составляет 0,5-20 с) открывается клапан 10, выравнивается давление газа в рабочей камере 1 и напорной камере 5, и холодный теплоноситель из напорной камеры под действием силы тяжести переливается в рабочую камеру 1. j

Перегородка 18 в рабочей камерь 3 исключает перемешивание поступающее из трубопровода 4 с большой скоростью (1,6 м/с) холодного теплоносителя с горячим теплоносителем в полости 19 рабочей камеры 3, в которую холодный теплоноситель, погасивший свою скорость в полости 20, поступает с малой скоростью (менее 0,01 м/с) через зазор между перегородкой 18 и днищем камеры. Поступающий в полость 19 холодный теплоноситель тяжелее горячего и поэтому плавно вытесняет его из полости 19 с практически горизонтальной границей раздела горячего и холодного теплоносителей.

При входе холодного теплоносителя в трубопроводы 2 его скорость резко увеличивается (так как площадь проходных сечений трубопроводов 2 во много раз меньше проходного сечения полости 19), вследствие чего на термометрах 21 с большой скоростью происходит замена горячего теплоносителя на холодный (за 0,2 с). После прохождения трубопроводов 2 холодный теплоноситель поступает в полость 17 рабочей камеры 1. При этом перегородка 15 исключает перемешивание холодного теплоносителя с горячим, вытесненным в полость 16, что уменьшает время подготовки устройства к следующему циклу испытаний.

Наличие перегородки 15 ограничивает теплообмен между объемами горячего и холодного fеплоносителей в полостях 16 и 17. Трубопроводы 2, являющиеся естественным холодильником, обеспечивают отвод поступающего из полости 16 в полость 17 тепла за счет теплоотдачи в окружающий воздух.

Для усиления теплоотдачи нижняя поверхность рабочей камеры 1 может быть выполнена без теплоизоляции. Соответствующим подбором мощности электронагревателей рабочей камеры 1, толщины перегородки 15 и площади теп- лоотдающих поверхностей трубопроводов 2 обеспечивается поддержание заданной разности температур горячего теплоносителя в полости 16 над перегородкой 15 и в полости 17 под ней. Объем полости 17, соответствующий примерно объему полости 19 рабочей камеры 3, выбирается из условия обеспечения такого количества холодного теплоносителя, протекающего через трубопроводы 2, который обеспечивает циркуляцию теплоносителя с заданной

0

5

0

5

0

5

0

мененнй показаний испытуемых термометров, что обеспечивает высокую точность измерения показателя тепловой инерции в течение всего процесса теп- лосмены за счет стабильности условий теплопередачи.

Установка уровня теплоносителя при его отдавливании в напорную камеру 5 выше днища рабочей камеры 1 исключает охлаждение теплоносителя в трубопроводах 2 за счет подвода тепла от горячего теплоносителя из полостей t7 и 19 благодаря развитию естественной циркуляции между полостями 17 и 19 с горячим теплоносителем по трубопроводам 2. Это позволяет проводить испытания по схеме разогрев - выдержка с различными интервалами времени - снижение температуры теплоносителя.

Устройство позволяет определять динамические характеристики термометров погружения ядерных реакторов при одиночных всплесках температуры теплоносителя разной длительности на выходе из активной зоны ядерного реактора. Среднее время цикла испытаний составляет 10 мин.

Формула изобретения

Устройство для измерения динамических характеристик термометров по авт. св. № 959511, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности путем обеспечения возможности измерения при быстром снижении температуры теплоносителя, в него введены горизонтальная перфорированная перегородка, установленная в полости первой рабочей камеры, и вертикальная перегородка, установленная в верхней части второй рабочей камеры между нижними концами охлаждаемых трубопро

Изобретение относится к области термометрии и позволяет повысить эффективность путем обеспечения возможности измерения при быстром снижении температуры теплоносителя. Вертикальная перегородка 18 второй рабочей камеры 3 исключает перемешивание с горячим теплоносителем в полости 19 холодного теплоносителя, поступающего по трубопроводу 4 из напорной камеры 5 и гасящего свою скорость в полости 20. При входе холодного теплоносителя в трубопроводы 2 его скорость резко увеличивается, вследствие чего на термометрах 21 с большой скоростью происходит замена горячего теплоносителя на холодный. Горизонтальная перфорированная перегородка 15 первой рабочей камеры 1 исключает перемешивание холодного теплоносителя с горячим, вытесненным в полость 16, что уменьшает время подготовки устройства к следующему циклу испытаний. 1 ил.

скоростью в течение всего времени из- водов,

Редактор Н.Бобкова

Составитель Н.Соловьева

Техред М.Дидык Корректор И.Муска

Заказ 1216

Тираж 488

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35,Раушская наб., д. А/5

Подписное