Способ определения короткого замыкания электродов элементов при петлевых испытаниях электрогенерирующих сборок
Использование: реакторные испытания многоэлементных эяектрогенбрйрующйх сборок. Сущность изобретения: после или во время испытаний проводят нейтронную радиографию электрогёнерйрующих сборок; Регистрируют профиль переконденсировавшегося оксидного топлива и границы внутренней газовой полости. При регистрации локального утолщения ширины профиля переконденсировавшегося топлива фиксируют короткое замыкание. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
)s Н 01 J 45/00
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4920461/21 (22) 21.03.91 (46) 07;01.93. Бюл. М 1 (71) Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "ЭнерГия (72).В.В.Синявский, В.А.Корнилов, А.С.Карнаухов и H.Ä.Ñèâà÷åíêo (56) Синявский В.В. N др. Проектирование и испытания термоэмиссионных твэлов, M.: Атомиздат, 1981, с,85.
Синявский В.В. Методы определения характеристик термоэмиссионных твэлов, M.: Э нергоатомиздат, 1990, с,168.
Изобретение относится к термоэмиссиойному методу прямого преобразования: тепловой энергии B ýëeê ðè÷åñêóþ и может быть использовано при петлевых реакторных испытаниях многоэлем =.нтных электрогенерирующих сборок (Э ГС).
Петлевые испытания являются важнейшим этапом отработки ЭГС. одной из задач которйх является определение работоспособности отдельных электрогенерирующих элементов (ЭГЭ).
Известен способ определения факта короткого замыкания (K3) в отдельных ЭГЭ во время петлевых испытаний по изменениям наклона вольтамперных характеристик (ВАХ1 и сравнению его с расчетными ВАХ (проэктирование и испытания термоэмиссионных твэлов).
Основной недостаток — низкая точность, так как аналогичное изменение наклона ВАХ может бь ть вызвано также поджигом внутренних и внешних разрядОв, „, Ы, 1786535 А1
2 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРОТКОГО
ЗАМЫКАНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ ЭЛЕМЕНТОВ
ПРИ ПЕТЛЕВ61Х ИСПЫТАНИЯХ ЭЛЕКТРОГЕНЕРИРУЮЩИХ СБОРОК (57) Использование: реакторные испытания многоэлементных электрогенерирующих сборок. Сущность изобретения: после или во время испытаний проводят нейтронную радиографию электрогенерирующих сбо-. рок. Регистрируют профиль переконденсировавшегося оксидного топлива и границы внутренней газовой полости. При регистрации локального утолщения ширйны профиля переконденсировавшегося топлива фиксируют короткое замыкание. 1 ил. пробоем коллекторной изоляции, появлением зпектролроводвщих пленок нв внешних Е гермовводах.
В качестве прототипа примем способ регистрации факта и координат коротких замыканий отдельных Э "Э и в ЭГК методом нейтронной радиографии. Он заключается в нейтронной радиографии (просвечивании, нейтронами) петлевого канала (ПК) с ЭГК сразу же после испытания (или в процессе испытания) и регистрации ширины межэлектродного зазора в отдельных ЭГЭ, а также перекосов, несоосйостей и других эффектов, которые могут вызвать КЗ.
Основной недостаток — низкая точность, так как из-за расхождения пучка нейтронов и нерезкости пленкй границы ЭГЭ размыта, и не всегда удается четко зарегистрировать относительно малый (0,1-0,2 мм) зазор. что в свою очередь затрудняет идентификацию наличия или отсутствия КЗ в от1786535
10
20
35
50 дельных ЭГЭ, где зазор уменьшился, но еще полностью не выбран, Цель изобретения — устранение указан ного недостатка, э именно; повышение точности определения короткого замыкания электродов отдельных ЭГЭ и ЭГК с оксидным топливом.
Указанная цель достигается способом определения короткого замыкания электродов ЭГЭ при испытаниях ЭГК, включающим нейтройную радиографию профиля сечений коллекторов и эмиттеров элементов, в процессе или после испытаний ЭГК, оценку факта и координату КЗ ЭГЭ, отличающийся тем, что при нейтронной радиографии измеряют в каждом ЭГЭ для не менее чем трех азимутальных сечений профиль переконденсировавшегося топлива на внутренней поверхности эмиттерной оболочки, фиксируют торцевые границы газовой полости внутри переконденсировавшегося топлива; а для оценки вероятности КЗ элемента используют регистрацию хотя бы в одном азимутальном сечении элемента внутри зафиксированных границ локального утолщения профиля переконденсировавшегося топлива, на значение, превышающее погрешность измерения ширины профиля.
Способ поясняется чертежом.
Нэ чертеже изображен ЭГК 1 с несколькими ЭГЭ 2, один из которых 3 короткозамкнут. ЭНЭ 2 cocraI т из эмиттерной оболочки 4, топливного сердечника 5, кол- лектора 6 и коммутационной перемычки 7.
ЭГК 1. содержит колле торную изоляцию 8, несущую трубку {чехол) 9 и токовыводы 10.
Предлагаемый способ реализуется сле- дующим образом.
ЭГК 1 размещают в П», который в свою очередь загружается в ячейку исследова- 40 тельского реактора, Мощность реактора Iloвышают до уровня при котором тепловыделение в топливных сердечниках 5 начнет испаряться и конденсироваться на эмиттерной оболочке 4. После полной первконденсации топливо займет положение 11 с внутренней газовой полостью 12. В межэлектродный зазор подают пар цезия, Проводят ресурсные испытания ЭГК 1 с генерированием электрической мощности, которая отводится на внешнюю нагрузкучерез токовыводы 10.,По различным причинам, прежде всего за счет так называемого твердого и газового распухания топлива 11 происходит деформация эмиттерной обо- 55 лочки 4, и наконец. в отдельных ЭГЭ 3 эмиттер коснется коллектора 6, то есть произойдет КЗ отдельного ЭГЭ. Это вызовет локальное снижение температуры эмиттерной оболочки 4 в месте контакта с соответствующим локальным снижением температуры топлива на границе внутренней газовой полости 12. В результате начнется переконденсация топлива 11 внутри газовой полости 12 на участок со сниженной температурой, которая будет продолжаться до тех пор, пока температура топлива на всей границе 13 полости 12 не выравняется.
В результате этого процесса произойдет утолщение 14 топлива в месте локального контакта 16, которое будет тем больше, чем плотнее контакт 15 эмиттера с коллектором.
После испытаний (или в перерыве между отдельными этапами испытаний) ПК извлекают из реактора, проводят его нейтронную радиографию, поворачивая ПК по азимуту не более ЗОО, на полученных нейтронографических снимках измеряют распределение ширины топлива вдоль каждого ЭГЭ для каждого азимутального сечения с регистрацией торцевых границ 16 и 17 газовой полости 12 и при регистрации локального утолщения 14 топлива внутри .зафиксированных границ 16 и 17 регистрируют факт короткого замыкания ao ecex ЭГЭ, для которых хотя бы в одном азимутальном сечении зафиксировано локальное утолщение топлива, Естественно, что величина утолщения должна быть больше погрешности измерения ширины топлива.
Пример конкретного выполнения.
Эффективность и реализуемость предлагаемого технического решения были проверены Экспериментально при реакторных испытаниях пятиэлементного ЭГК с вольфрамовой эмиттерной оболочкой диаметром
10 мм и топливом Ч02. В процессе испытаний произошло изменение наклона вольтамперных характеристик, которое могло быть вызвано КЗ отдельных ЭГЭ, хотя это могло быть вызвано и другими причинами. Была проведена нейтронная радиоаграфия, которая показала сильную деформацию эмиттерной оболочки и наличие локального примерно на 0,6 — 0,8 мм утолщения при средней толщине около 3 мм переконденсировавшегося топлива примерно в середине одного из ЭГЭ, (При погрешности измерения ширины топлива 0,2 — 0,3 мм). Тем самым был подтвержден факт КЗ и найдены его координаты. Последующая разделка ЭГК в горячих камерах показала, что этот Э ГЭ был коротко-замкнутым.
Таким образом, предложенный способ позволяет повысит. точность определения регистрации факта и координат короткозамкнутых ЭГЭ при петлевых испытаниях ЭГК.
Формула изобретения
Способ определения короткого замыкания электродов элементов при петлевых ис1786535
Составитель В,Синявский
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э.Лончакова
Редактор
Заказ 250 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета flo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 пытаниях электрогенерирующих сборок, включающий нейтронную радиографию профиля сечений коллекторов и эмиттеров каждого элемента сборки в процессе или после испытаний и оценку вероятности короткого замыкания электродов каждого из элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при испытаниях сборок с оксидным топливом, при нейтронной радиографии измеряют профиль по крайней мере трех азимутальных сечений переконденсировавшегося на внутреннюю поверхность эмиттерной оболочки оксидного топлива, фиксируют торцевые границы газовой полости внутри переконденсировавшегося топлива, а для оценки вероятности короткого замыкания
5 элементов-используют регистрацию хотя бы в однем азимутальном сечении элемента внутри зафиксированных границ локального утолщения профиля переконденсировавшегося топлива на вв10 личину, превышающую погрешность измерения профиля топлива.
