Устройство для определения тепловыделения в многоэлементном электрогенерирующем канале при петлевых испытаниях

 

Использование: петлевые испытания многоэлементных термоэмиссионных электрогенерирующих каналов. Сущность изобретения: для снижения аксиального переноса тепла вдоль корпуса электрогенерирующего канала сделаны кольцевые пазы: снабженные ребрами жесткости. Границы измерительных секций, выполненных из последовательно соединённых термоэлементов совмещены с границами элементов электрОгенёрирующего канала. 1 ИЛ. ...:..::.. , .- . - -; .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 01 J 45/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4906197/21 (22) 31.01.91 (46) 07.01,93. Бюл. М 1 (71) Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Энергия." (72) В,В.Синявский (56) Боев Б,В. и др. Идентификация и диагностика в информационно-управляющих системах авиакосмической энергетики. М.:

Наука, 1988, с.153-155. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ В МНОГОЭЛЕМЕНТИзобретение относится к реакторному эксперименту и может быть использовано при петлевых реакторных испытаниях термоэмисионных многоэлементных электрогенерирующих каналов (ЭГК).

Известно устройство для определения тепловыделения в многоэлементных ЭГК в виде теплофизического макета, по материалам и геометрии подобном петлевому уетройству (ПУ) для испытаний ЭГК. Макет содержит сборку из отдельных калориметров, внутри которых размещен отдельнйй элемент или топливный узел ЭГК. Испытания макета проводят непосредственно пе-. ред петлевым экспериментом, Тепловыделение в каждом элементе ЭГК апределяется путем перенесения результатов испытаний макета на петлевые испытания

ЭГК.

Основной недостаток — низкая точность, т,.к. при относительно высокой точности измерения тепловыделения в макете перенос этих измерений на петлевые испы. ЯЛ» 1786534 А1

НОМ ЭЛЕКТРОГЕНЕРИРУЮЩЕМ КАНАЛЕ

ПРИ ПЕТЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЯХ (57) Использование: петлевые испытания многоэлементных термоэмиссионных электрогенерирующих каналов. Сущность изобретения: для снижения аксиального переноса тепла вдоль корпуса электрогенерирующего канала сделаны кольцевые пазы: снабженные ребрами жесткости.

Границы измерительных секций, выполнен- . ных из последевательно соединеннйх тер- . моэлементов совмещены с границами элементов электрогенерирующего канала. 1 ил. тания сопровождается больщой погрешностью из-за имеющих место ра»зличйй йсййтаний макета и ЭГК.

В качестве прототипа примем устройство s виде секционированного по числу элементов ЭГК калориметра. Оно содержит металлический корпус, внутри которого может быть размещен ЭГК. на наружной поверхности которого навита батарея из последовательно соединенных териюэлементов. Калориметр секционируется в местах напротив границ элементов с помощью термовыводов, Основной недостаток — невысокая точность. в особенности при испытаниях в неравномерном вдоль ЭГК после тепловыделения вследствие торцевых утечек тепла rio металлическому корпусу калориметра и перетечок тепла от одной секции к соседней.

Цель изобретения — устранение указанного недостатка, а именно; повышение точности определения тепловыделения в

1786534

ЭГК 2 и имеют потенциометрические выводы 9, выполненные в виде термопар, На элементах ЗГК при петлевых реакторных испытаниях.

Указанная цель достигается предло- границах между секциями 5 выполняют женным устройством для определения теп- кольцевой паз 10 шириной In и глубиной ловыделения в элементах 5 дп, т,к. кольцевой паз 10 служитдля снимногоэлементного ЗГК при петлевых испыжения аксиальных перетечек тепла по кортаниях, содержащим, металлический цилин- пусу между соседними секциями и с торцов дрический корпус, выполненный с калориметра, то значения I и д г выбиравозможностью размеЩения внутри него ютмаксимальнодопустимыми, Для I„— это элементов испытываемого ЭГК, и систему 10 расстояние между секциями соседними, секций, число которых выбрано равным чис- равное расстоянию 4 между соседними элелу элементов ЭГК, расйолбженных на на- ментами ЭГК, т,е, 4<4, по конструкторскоружной боковой поверхности корпуса вдоль технологическим соображениям можно расположения элементов ЭГК и выполнен- рекомендовать ных из последовательно соединенных тер- 15 моэлементов, отличающееся гем, что !и = (0,3 0,8)1

-границы секций совмещены с границами . элементов ЭГК, а на наружной поверхности Величина:.д и не может быть больше толкорпуса между секциями и по обе стороны щины корпуса д к, возможный диапазон, системы секций выполнены кольцевые пазы 20 выбранный из условий как целесообразно.шириной не более расстояния между сосед- сти выпблнения паза, так и достаточной ними элементами в ЭГК и глубиной, равной прочности корпуса, лежит в интервале (0,50,5 — 0,9 толщины корпуса, причем каждый из -0,9} д „. С целью сохранения жесткости пазов снабжен продольными ребрами жес- корпуса в пазах 10 размещены тонкие ребра ткости. - .. - 25 жесткости 11, которые могут быть образоваКонструкционная схема предлагаемого ны при фрезеровании паза 10 или привареустройства приведена на чертеже.. ны (прийаями) после изготовления устройство содержит металлический кольцевого паза. Толщина ребер(0,5 — 2) мм корпус 1, внутри которого может быть Раз иих количество(3-8)определяютсятехноломещен испытываемый ЭГК 2 с последова- 30 гическими возможностями. тельно соединенными элементами 3. На . Устройство работает следу.ощим обранаружной поверхности корпуса 1 напротив . зом места размещения ЭГК2 размещена систе- . После изготовления системы 4 каждая ма 4 секций 5 из последовательно соединен- . секция 5 градуируется, для чего внутрь корныхтермоэлементов 6. Границы 7 секций 5 35 пуса. 1 размещают секционированный по совмещены с границами 8 отдельных эле- числу элементов ЭГК электронагреватель. ментов 3, Каждая секция 5 системы 4 снаб- . Зная мощность секций нагревателей Wi u жена двумЯ потенциометрическими электрические сигналы каждой секции зондами 9, обычно в виде термопар. Снару- Ь Еь регистрируемые зондами 9, определяжи корпуса 1 между границами 7 соседних 40 ют коэффициенты чувствительности каждой секций 5и кРаев системы 4 выполнены коль-. секции Kt = Л EI/Wi. Значения К, определяцевые пазы 10 шиРиной 4 меньше Расстоя- ются для несколькйх значений температур ния между соседними элементами !з, Т, в результате чего получают функции К (Т), например 4 (03-0,811э" rny6 o оп с(1;и), где n — числз элементов в ЭГК, -(0,5-0;9) д к, где д к — толщина корпуса 45 floche градуировки внутрь корпуса 1 ускалориметра. - : . -: - ...танавливают ЭГК 2 с последовательно соеВнутри паза 10 размещены тонкие ре- диненными элементами 3. Устройство с ЭГК бра жесткости 11, .;, ... - монтируют в ПУ и.после необходимых npo VcTpoAcTBo изготавливают следующйм. верок размещают в ячейку исследовательобразом.. 50 ckoro реактора. Мощность реактора

На корпусе 1 снаружи напротив pecho- поднимают до рабочего значения. С положения элементов 3 испытываемого ЭГК мощью. зондов-термопар 9измеряютэлектвыполняется винтовая канавка, в которую . Рйческий сигнал Ei и среднюю температуру через слой изоляции 12 наматывается це-, ft .каждой секции калориметра. После этого почка последовательно соединенных тер 55 тепловую мощность каждого элемента опмоэлементов б, которая- снаружи также ределяют по соотношению покрывается слоем изоляции 13. Границы 7 каждой секции 5 термоэлементов 6 совме- ..: . g = К, р,), Е, (1) щают с границами 8 отдельных элементов 3

1786534

Возможно определение Oi и соответственно тепловыделение на единицу o6beма топлива или единицу поверхности эмиттера и по более сложной формуле с учетом генерируемой электроэнер ии. Аналогичным образом определяют 0i при из- 5 менении режимов испытаний и в процессе ресурса, . В качестве конкретного примера выполнения изобретения рассмотрим экспериментальный образец предложенного 10 устройства. Он представляет собой трубку из жаропрочного металла с наружнымидиаметром 28 мм, толщиной 6 мм и длиной 480 мм, на наружной поверхности которой на длине 320 мм были сделаны 6 секций кало- 15 риметра длиной примерно 40 MM. Секция представляет собой цепочку из последовательно соединенных термоэлементов иэ хромеля и алюмеля квадратного сечения шириной 1-1,2 мм и суммарной толщиной 20 не более 1,6 мм. Цепочка через слой напыленной электроизоляции из окисй алюминия навита в углубления на корпусе устройства. Расстояние между секциями составляло примерно 14 мм. Между секциями 25 и снаружи их были выточены круговые пазы шириной 9,5-10 мм и глубиной 4 мм. Каждая . секция с двух краев была снабжена электрическими зондами, выполненными в виде хромель-алюминиевых термопар. По оцен- 80 кам введение таких кольцевых пазов позво- лит снизить нерегистрируемые чувствительными элементами калориметра аксиальные перетечки тепла, в особенности торцевые, не менее чем на порядок, что приведет к повышению точности определения тепловыделения на 3-8 Д, Таким образом, предложенное устройство за счет снижения утечек тепла по торцевым частям корпуса калориметра и между

его секциями позволяет повысить точность определения тепловыделения в отдельных

ЭГЭ многоэлементного Э ГК.

Формула изобретения

Устройство для определения тепловыделения в многоэлементном электрогенерирующе1и канале при петлевых испытаниях, содержащее Металлический цилиндрический корпус; выполненный с возможностью размещения внутри него элементов испытываемого электрогенерирующего кайала, и систему секций, чйсло которых выбрано равным числу элементов канала, расположенных на наружной боковои поверхности корпуса вдоль мест расположения.элементов канала и выполйенных иэ последовательно соединейныйтермоэлемвнтов; о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения тепловыделения, граница секций совмещены с границами элементов канала, и на наружной поверхности корпуса между секциями и по 068 стороны системы секций выполнены кольцевые пазы шириной, не превышаю- щей расстояние между соседйими элементами канала, и глубиной, равной 0,5-0;9 толщины корпуса; причем каждый паз снабжен продольными ребрами жесткости, 1786534

Составитель В.Синявский

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

: Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 250 . Тираж . - - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35; Раушская наб., 4/5