Устройство для регулирования температуры образцов в атомном реакторе Советский патент 1982 года по МПК G05D23/30 

(54 УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБРАЗЦОВ В АТОМНОМ РЕАКТОРЕ

1

Изобретение относится к ядерной энергетике, преимущественно радиационному металловедению, и может быть использовано при облучении конструкционных материалов в атомном реакторе с целью оценки влияния ядерного излучения на их физикомеханические свойства.

Поддержание температуры облучения образцов на требуемом уровне является важным условием качественного проведения эксперимента. В зависимости от поставленных задач и технических возможностей исследовательских реакторов применяются ряд методов регулирования температуры (например, петлевой метод, метод введения тепловой мощности, комбинированный и др.). В их числе известен и метод, при котором регулирование осуществляется путем изменения условий теплопередачи от образцов к теплоносителю реактора за счет увеличения или уменьщения величины газового (воздушного) зазора между ампулой, в которой находятся образцы, и стенкой экспериментального канала реактора, охлаждаемого теплоносителем.

Известно устройство для испытания образцов, находящихся в ампуле, размещенной в кожухе, которую помещают в активную зону реактора 1.

Недостатком устройства является невозможность регулирования температуры.

Наиболее близким техническим реще5 нием к изобретению является установка, нагрев ампулы, в которой происходит из-за внутреннего энерговыделения в материале ампулы и образцов при воздействии на. них ядерного излучения. Ампула и корпус

Q канала, в котором она размещена, в пределах зоны облучения выполнены слегка коническими. Угол между осью канала и образующей конуса составляет обычно несколько десятков угловых секунд. При перемещении ампулы вверх или вниз с помощью

15 механизма перемещения величина зазора между наружной поверхностью ампулы и внутренней поверхностью корпуса канала увеличивается или уменьщается (в зависимости от направления движения). Соответственно изменяется и теплоотдача от ампулы к теплоносителю реактора и осуществляется регулирование температуры образцов. Однако, это устройство имеет недостаток, заключающийся в том, что при перемещении ампулы по высоте активной зоны происходит изменение условий облучения образцов, так как известно, что распределение нейтронного потока по высоте экспериментальных каналов реактора носит косинусоидальный характере, Целью изобретения является повышение точности устройства путем уменьшения изменений нейтронного потока, действующего на образцы. Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования температуры образцов в атомном реакторе, содержащее цилиндрический корпус в виде стакана с расположенной в нем ампулой с образцами, на одном из которых установлен датчик температуры, связанный с приводом перемещения ампулы с образцами, и котором стенки стакана выполнены переменной толщины в плоскости, перпендикулярной оси стакана, тем, что стенки стакана выполнены по эвольвенте. При этом образцы пере.мещаются в горизонтальной плоскости реактора и могут занимать несколько различное положение по его радиусу. На чертеже схематично изображено пред лагаемое устройство. Устройство содержит ампулу с образцами 1, корпус в виде стакана 2, привод перемещения 3 ампулы с образца.ми датчик температуры 4 (например, термопару, приваренную к одному из образцов), стержень 5 1 , и блок управления 6. Стенки стакана .1нены переменной толщины в плоскости, перпендикулярной оси стакана. Стенки выполнены, например, по эвольвенте (см. сечение А-А). Ось вращения ампулы совпадает с осью корпуса канала. Ампула с образца.ми соединена стержнем с приводом перемещения. Установка работает следующим образом. Сигнал от датчика температуры 4 поступает в блок управления 6. Далее, в заниси..мости от величины и знака сигнала, блок 6 подает соответствующее питание на электродвигатель привода перемещения. Привод перемещения через стержень 5 поворачивает ампулу 1. При температуре выще нормы вращение ампулы осуществляется в направлении обеспечивающем уменьшение зазора между внутренней поверхностью корпуса канала 2 и поверхностью ампулы 1 (против часовой стрелки см. сечение А-А). Следствием этого будет уменьшение температуры образцов. При температуре ниже нормы вращение ампулы осуществляется в обратном направлении, и указанный выше зазор будет увеличиваться, а температура образцов расти. Технико-эконо.мический эффект изобретения определяется точностью регулирования температуры при испытаниях образцов. Формула изобретения . Устройство для регулирования те.мпературы образцов в ато.мном реакторе, содержащее цилиндрический корпус в виде стакана с расположенной в нем ампулой с образцами, на одном из которых установлен датчик температуры, связанный с приводом перемещения ампулы с образца.ми, отличающееся тем, что, с целью повьпления точности устройства, в нем стенки стакана выполнены переменной толщины в плоскости, пер ... отличающееся тем, что стенки стакана выполнены по эвольвенте. И ст(я- НИКИ информации, принят 11е зо внимание при экспертизе 1..Авторское свидет(льство СССР ,Nb 149244, кл. G 01 N 3/18, 1962. 2.Цыканов В. .4. Самсонов 5. В. Техника облучения материалов в реакторах с высоким нейтронным потоком. Атомиздат, 1973, с. 18 (прототип).