датчик, измеряют функцию утдч;:;; us- течки) тепла за пределы выоранггОг; объема при отсутствии мошкостк, B;-:водят реактор ка мощность, после чего измеряют временную зависимость изменения температуры при постоянной мощности реактора, сбрасывают г ющностьреактора и повторно измеряют функцию утечки (натечки) тепла эа пределы исследуемого объема и определяют тепловыделение по формуле
(4.),
L d-t J М„ удельная мощность тепловыделения ( / производная температура в измеряемой тОЧке по времеин (град/с); молярная теплое жость ;1-го элемента (кал/мол.град); хшсло Аногадро число ядер i-ro элемеята в см исследуемого объема; ftt) -- функция утечкп (натечкк) тепла за пре,елы исследуемо го объема, Измерегие темпера.туры осущесГ ;ля-отся при помощи кварцевых датчиксн, которые помещаются , в .меитрубнке а-зоры реактора. Информация с термо,дат На чертел;е noicasan пример ковкр-ет :ой У;реме;-кой (t) зазисимости темпер Т;эк (Т) удельного тепловыделения, чз -чОрекг:ого предложенным способом. Изг-орепил проводятся в центре активной :„;иы критической сборки реактора мал :.К1,.11ост : (600 Вт), Состав тепловыде:; ю: сго .элемента (ТЗЭЛ) следующий, .сло ядер, см : водород 0,244436, углерод 2,6379, алюминий 68,8834, тн,тан 1,21 71, хром 31 882 9 , магний ..2,5149, железо 5115, 7447, чи кель 14,9048, уран -5 12,98412. урап 8 62,8988, кислород 118,0744, иатаий 69,3911. Тепловыделения, измеряемые кинети ческим способом, , значение ш (1,24 ± 0,02/10 Вт/см, а помощи абсолютной камеры делепи; (1,23 ± 0,005). 10 Вт/см, Измерения тепловыделгекня (иа} водятся в три этапа : 1 - при отсутствии мошпости измеряют функцию f(t) П - реактор выво.цят на мощность и из меряют временную зависимость роста температуры, вьлчисляют --- ле CDOOca моыности измеряют повторно f(t). Функция утечки (иатечки) тепла, измеряемая на первом -и. третьем этапа процесса измерения тепловы.деления , характеризует собой киггетику перерас пределения температур1 1 по активной зоне и экрану Я1 г;рного реактора в сл чае наличия гойдйентов з плотности
//епловь-делення при предыдущих выходах ка JCluиocть реактора. На 1-ом этапе ;:; мерений те.мпературиый дрейФ имеетсядаже после длительной остакозки реактора иэ-за температурной настабмльиости внешних условий (измепення температуры помещения, отклопенни 8 эффективности системы охлах fleHJSsi активной зоны и т.д.). Этим обусловлено увеличение тепловыделения на 1 я Jil этапах при отсутствии к сбросе мощности.
Функция утечки (натечки) тепла fit) вычисляется по формуле IL г-,., 1/0 c(-)-:j-(-; i тэтоп (3t где 1-1- этап и 1 W-этап проиэвод;4ь1е температуры по времени на 1--ОМ и Ш-ем этапах измерения, соответственно. Скорость утечки {натечки) тепла эа пределы выбранного объема должна быть меньше или сравнима со скоростью тепловыделения в объеме при постоянной мощности реактора. Вели производная температуры по вре.1ени на втором этапе сравнима (меньше) с производными на 1-ом и Ui-ем этапах, то функцию f (t) следует определять более сложным путем, а именно, используя уравнение теплопередачи, В этом случае вычисляется экстраполированная функция f( t), которая используется для вычисления i-У „ Для измерения мощностного приращения тепловыделения ( } может бить использован режим перехода реагстора с одного уровня мощности на другой. 1нерциоЕ-:ность при использовании предложенного способа измерения тепловЕлделения зависит только от констр/кииокных особенностей самого ЗСнарцезого датчика, в то как ;,:гкарционкость известного способа Зс, от тег:7 оемкости , теплопроводности и геометрических размеров калориметра. ПостоянЕ. времени (квазипериод) зычисляеггся по формуле LO RMCp, где R -термическое сопротивление изоляции между образцом и средой; М -масса образцаJ Ср- удельная теплоемкость материала образгта. Для калориметра {типа VG, ТМ); величина квазипернода достаточно велика и соответствует В предложенном способе образец отсутствует и уменьшение Сд достигается за счет имеющегося различия в массе детекторов, которое составляет около 2-3 порядков, В реальных условиях легко ,монет быть получена Г« б + 10 с. В предлагаемом способе измерения тепловыделения в топливных элементах
ядерных реакторов по сравнению с известными способами использование малогабаритных термодатчиков позволяет проводить измерения тепловыделения не нарушая технологической структуры активной зоны, кроме того, нет необходимости изготовления калориметров, упрощается процесс измерений, обработки результатов измерений и тем самым повьняается надежность полученных результатов.
Формула изобретения
Кинетический способ измерения тепловыделения ядерного реактора, включающий измерение кинетики температурного поля в исследуемой точке активной зоны с последующим пересчетом ее в величину удельного тепловыделения, отличающийся тем, что/ с целью уменьшения инерционности и увеличения достоверности за счет непосредственного измерения тепловыделения, в центр исследуемого объема помещают термодатчик, измеряют функцию утечки (натечки) тепла за пределы выбранного объема при отсутствии мощности, выводят реактор на мощность, после чего измеряют
временную зависимость изменения температуры при постоянной мощности реактора, сбрасывают мощность реакторА и ПОВТОРН9 измеряют функцию утечки {натечки) тепла за пределы исследуемого объема и определяют тепловыделение по формуле
л
S«t
(JVC
где о - удельная мощность тепловыделения , , ,
-. чг;Г
otT производная температуры в d-t измеряемой точке по времени (град/с);
pi
молярная теплоемкость 1-го
-m
5 элемента (кал/мол.град);
NO число Авогадро; число ядер i-ro элемента в 14 см исследуемого объема; f(t) - функция утечки (натечки)
0
тепла за пределы исследуемого объема. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Экспериментальные исследования полей гамма-излучения и нейтоонов.
5 Под ред. Егорова Ю.А. -М., J974,
с.357-385.
2.Коляда В.М.и Карасева B.C. Калориметрия излучений ядерного реактора.-М., 1974, с.77-117 (прототип).
