Способ определения давления газа в твэлах ядерных реакторов и устройство для его осуществления

(51)5, С 21 С 1 Г:СУВ,АРСТВЕННЬ 1 Й- ,О И"-:окаЕТЕНИЯМ И11 Р 1НЧТ ОСА УИТЕТТНРЦТИЯМ ИЗОБРЕТЕНИ ЗГУРА о а обЧ Ав "ГСРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свгдетельство СССР( ) СПОСОБ ОПРГДЕПЕНИЯ ДАВЛЕНИЯРЛ:-, В ТВдЛД ПЕРЩХ РЕАКТОРОВ ИУСТР 04 СТВО ДЩ ЕРО ОСУЩКСТВПЕНЩ57 л:обретение о.1 осится к областиизмери."сльной техники преимущественно к способам и устройствам дляопределения давления газа в облученньгс твэлах ядерных реакторов.Бель изобретения - повьппение точности и упрощение способа и устройства,С;особ заключается в нагреве участкаоболочки твэла и измерении установившегося значения температуры оболочки Изобретение относится к области измерительной техники, а именно кпособам и устройствам для определения давления газа в облученных твэлах ядерных реакторов в условиях, например, бассейна выдержки.Целью изобретения является упрощение и повышение точности измеренияНа чертеже изображена схема устройства для определения давления газа в твэлах ядерных реакторов.Устройство содержит два ложемента 1 и 2 с резиновым уплотнением 3 повторяющим форму оболочки 4. Н,ЯО 1480624 вблизи нагретого участка. Устройств содержит пленочный металлический нагреватель и термоприемник, расположенные на ложементе с уплотнением, повторяющим форму оболочки твэла, Термоприемник располагают в радиальной плоскости оболочки, проходящей через середину нагревателя на расстоянии от него более четверти окружности оболочки, причем нагрев осуществляют в режиме стабилизации тока до регистрации установившегося значения температуры оболочки. Для этого в устройстве предусмотрено два ложемента, расположенных напротив друг друга относительно оси оболочки. Нагреватель выполнен из,металла с полоФ жительным температурным коэффициентом электросопротивления в виде узкой попоски, установленной вдоль образующей одного ложемента, а термоприемник расположен на другом ложе- менте. 2 с. и 2 з.п. Ф-лы, 1 ил. разующей уплотнения вдоль оси одноголожемента 1 закреплен нагреватель 5,изготовленный в виде узкой полоски(ширина нагревателя ,1 мм, длина рабочей части 35 мм, толщина фольги70 мкм). Температура оболочки измерялась с помощью трех термоприемников, установленных в радиальной:.плоскости оболочки, проходящей черезсередину нагревателя 5. Ближайшийк нагревателю 5 термоприемник 6 установлен на расстоянии0,5 мм открая нагревателя, средний термоприемник 7 - на расстоянии ,- 1 мм.от148062 ближайшего края ложемента 1, дальний термоприемник 8 закреплен на другом ложементе 2 на расстоянии вдоль ок ружности оболочки от ближайшего края ложемента 2. равном 1 Э/8 О: - внеш" ний диаметр оболочки 4)",.Выполнение нагревателя из металла с положительным емпературным коэффи циентом электросопротивления (ТКЭС) и проведение нагрева оболочки в режиме стабилизации томка еще более способствует реализации независимости от влияния технологического разбро- са толщины стенки, оболочки. Это лег"ко объясняется следующим образом.Рассмотрим, например, нагрев обо-.1лочки без газа (вакуумированный образец). Допустим что установившее-. 2 О ся значение сигнала термоприемника 8 А у. (далее изменение А эу обозна чии ВА,ВА, и т,д.) на оболочке толщиной с" шеет значение Ад при этом средняя температура нагревате ля 5 такова, что его сопротивление имеет значение г. При измерении оболочки с большей толщиной с+ И те- ланой поток по ней к термоприемнику 8 увеличится, что приведе к росту ЗО значения сигнала до величины А +ЗА Поскольку массовая теплоемкость ме ,таяла под нагревателем увеличивает. - оя с увелччением толщины оболочки, то средняя температура нагревателя при этом снижается, приводя к сни" ., жению среднего значения сопротивления нагревателя до значения ю дх .А так как мощность И нагрева определяетея величиной У Хфй, где .Х " .,щ сила тока, К - сопротивление, то в режиме стабилизации тока (Х=сопв 1) уровень нагрева оболочки начинает падать, так как мощность снижается с величины Ы Х г до значения И Х(ь - дг), что приводит к снижению сигнала, регистрируемого термоприемником с величины А+ ЬА,на екоторую величину до значенияА + аА-,аАь, Т.е, происходит некоторая компенсаия унеличения сиг,-нала из-за увеличения толщины стенкиавтоматическим снижением мощности . нагрева, Аналогично, в случае уменьшения толщины стенки до А о " 4 Асигнал стремится к уменьшению до А о - Ано сопротивление нагревателя растет до+ 4.т, что,приводит к росту мощности до Я . Хф(г + бт) и 44компенсации потери сигнала АА- ДА, + йА,.Устройство сйабжено также компенсационным термоприемником, дифференциально подключенным к измерительному термоприемнику и установленным на торцовой поверхности ложемента 2, Более целесообразно компенсационный термоприемник располагать на поверх-, ности уплотнения 3 вне области нагрева, для исключения влияния случайных температурных колебаний оболочки 4 на измеряемую величину. В этом случае ложемент 2 необходимо удли" нить. Для испытания твэлов с дистанционирующей проволокой уплотнение 3 ложемента 2 снабжено диагональным вырезом (не показан).Способ реализуется на описанном устройстве, которое работает следующим образом.Исследуемый образец, находящийся, например, в бассейне выдержки ядерно.гс реактора (не показан), размещаютмежду двух ложементов,1, 2 с уплотнением 3 устройства для измерения давления. На одном ложементе 1 вдоль оси па образующей установлен нагреватель, изготовленный в виде узкой полоски металлической Фольги, на другом ложементе 2 - термоприемник, закрепленный таким образом, чта при плотном прижатии ложементов 1 и 2 к оболочке образца 4 с помощью механизма поджатия -(не показан) термоприемник оказывается расположенным в радиальной плоскости оболочки 4, проходящей через середину нагревателя 5 на расстоянии, превышающем четверть внешней окружности оболочки от края нагревателя, Ложементы 1, 2 поджимают к оболочке, и с помощью нагревателя 5 и стабилизированного источника питания, подключенного кнему, производят непрерывный нагрев участка поверхности оболочки 4 под теплоизоляцией:уплотнения 3 в режиме поддержки постоянства токаХ = сопя до тех пор, пока температура оболочки 4 не примет установившегося значения А. Установившеесязначение температуры оболочки 4 регистрируют с помощью термоприемника,подключенного к регистрирующему прибору. Данные измерения осуществляютна эталонных образцах с известнымдавлением газа, определяют А ,гля148 различных давлений Р и.строят график зависимости Л , = Г(Р). Затем аналогичные испытания осуществляют на исследуемом твэле, определяют для него А т, и по тарировочной зависимости определяют давление в нем.Мощность нагрева (ток нагрева) необходимо задавать максимальной для .получения максимальной чувствительности способа. В условиях бассейна выдержки максимум тока нагрева (мощности) ограничен началом процесса парообразования, что можно определить предварительно на эталонном об" разце с минимально возможным давлением путем регистрации температуры оболочки на граФопостроителе, с помощью которого можно определить время А установления температуры оболочки, которое затем используют при регистрации температуры с помощь цифрового вольтметра,153. Устройство для определения дав-,ления газа в твэлах ядерныхреакторов, содержащее пленочный нагреватель и термоприемник, расположенныена ложементе с термогидроиэоляцион"ным уплотнением, повторяющим форму ю оболочки твэла, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что устройство содержитдва ложемента, расположенных один25 напротив другого относительно осиоболочки, нагреватель выполнен в виде узкой полоски,.ширина кбторойменьше ее длины, и установлен вдольобразующей уплотнения одного ложемента, а термоприемник расположенна другом ложементе в плоскости, проходящей через середину нагревателя4. Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что нагреватель35выполнен иэ металла с положительнымтемпературным коэффициентом электросопротивления. Составитель С.КочемаэовТехред М.Ходанич Корректор О,Кравцов Редактор Н.Каменская Подписное изобретениям и открытиям при Раушская наб., д. 4/5В Т СССР ательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,10 Произ твен Формула иэооретения 1. Способ определения давления газа в твэлах ядерных реакторов, заключающийся в нагреве теплоиэолированного участка оболочки и измерении установившегося значения температуры оболочки вблизи нагретого . участка, по которому определяют дав.ление газа в твэле, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упроще.ния и повышения точности измерения, измерение температуры осуществляют э 1899ТиражИИПИ Государственного комитета113035, Москва,0624 6в месте, находящемся в радиальнойплоскости оболочки, проходящей черезсередину нагретого участка на расстоянии, превышающем четверть внешней окружности оболочки от края этого участка, а нагрев оболочки осуществляют вплоть до регистрации установившегося значения ее температуры2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, чтонагрев оболочкиосуществляют в режиме стабилизациитока.