Устройство диагностики теплоносителя
Использование: диагностика кипения теплоносителя в ядерном реакторе. Сущность изобретения: устройство содержит датчик и вторичную аппаратуру. Датчик образован элементом регистрации и компенсационным устройством, выполненными в виде коаксиального кабеля. Кабель расположен с зазором относительно эмиттера из материала, реализующего (n, 
)-реакцию. Зазор между эмиттером и коаксиальным кабелем компенсационного устройства заполнен веществом с постоянным коэффициентом поглощения -частиц. 3 ил.
Изобретение относится к внутриреакторному контролю активной зоны, в частности к диагностике кипения теплоносителя в активной зоне. Целью изобретения является обеспечение безынерционности, повышение чувствительности обнаружения пузырьков пара и измерения плотности и скорости теплоносителя. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено в общем виде описываемое устройство; на фиг.2 показано сечение А-А; на фиг.3 изображен продольный разрез устройства с применением компенсационного устройства, обеспечивающего измерение расхода и скорости теплоносителя. Устройство содержит корпус 1 с прикрепленным к нему с внутренней стороны точечной сваркой эмиттером 2 в виде, например, родиевой кольцевой пластины. В корпусе 1 установлен коаксиальный кабель с наружной оболочкой 3 и центральной жилой 4 из нержавеющей стали с магнезиальной изоляцией 5. Кабель крепится к корпусу дистанционирующей решеткой 6, образуя с родиевой пластиной зазор для протекания теплоносителя. Для выхода теплоносителя из корпуса 1 в нем вырезаны два отверстия 7. Кольцевая вставка 8 отделяет в корпусе 1 объем, заполненный теплоносителем под рабочим давлением, от объема, заполненного воздухом при нормальном давлении. Изоляция коаксиального кабеля отделена от теплоносителя термичной пробкой 9. В устройстве можно использовать также триаксиальный кабель (см. фиг.2 и фиг. 3), который кроме оболочки 3 и жилы 4 имеет промежуточную оболочку 10, изолированную от них. Выше пластины 2 на промежуточной оболочке 10 имеется кольцевой вырез и его нижняя часть присоединена к центральной жиле 4 с помощью перемычки 11. С внутренней стороны корпуса 1 могут быть присоединены к нему две пластины 2. Напротив сегмента кабеля, находящегося выше по току теплоносителя (см. фиг.2), между пластиной 2 и триаксиальным кабелем установлено полое кольцо 12 из нержавеющей стали. Устройство работает следующим образом. В зазоре между коаксиальным кабелем и эмиттером в виде пластины 2 протекает тонкий слой теплоносителя. Регистрация -частиц, обусловленных реакцией (n, ) на Rh и проходящих через тонкий слой теплоносителя и изоляцию кабеля, осуществляют по величине тока между жилой 4 и оболочкой 3 в цепи нормирующего преобразователя 13. При появлении пузырьков пара изменяется плотность теплоносителя и, соответственно, уменьшается доля поглощенных в нем -частиц с результирующим увеличением токового сигнала. Для уменьшения паразитных фоновых эффектов оболочка и жила кабеля выполняются из одного и того же материала, слабо активирующегося под действием нейтронного потока, например, нержавеющей стали. Вторичная аппаратура, состоящая из нормирующего преобразователя 13, измерителя 15 спектральной плотности и вычислительного устройства, регистрирует как средний сигнал, так и спектральную плотность сигнала. При прохождении пузырька пара через слои теплоносителя, практически мгновенно происходит измерение среднего регистрируемого сигнала, так как количество -частиц, собираемых на центральной жиле 4, однозначно связано с мгновенным значением плотности теплоносителя в зазоре между кольцевым эмиттером 2, испускающим -частицы, и коаксиальным кабелем. Обнаружение появления пара осуществляется также по появлению всплеска в распределении спектральной плотности сигнала на частоте, обратно пропорциональной времени прохождения пузырька против пластины 2. Для повышения точности коррекции сигнала на изменение величины нейтронного потока и на выгорание эмиттера рядом с устройством в схожем по величине нейтронном потоке устанавливается компенсационное устройство (см. фиг.2). По конструкции оно представляет собой аналогичный датчик, в котором слой теплоносителя заменен аналогичным по поглощению -частиц слоем твердого вещества 16. Сигнал от компенсационного устройства используется для автоматического учета во вторичной аппаратуре изменения сигнала основного устройства в результате выгорания эмиттера и изменения величины нейтронного потока. Для повышения чувствительности датчика за счет уменьшения влияния случайных помех на выходе теплоносителя из реактора, вместе с основным датчиком можно устанавливать последовательно с основным дополнительный датчик (см. фиг.2). В этом случае вторичная аппаратура регистрирует взаимокорреляционную функцию этих устройств, либо автокорреляционную функцию, при установке в устройстве (см. фиг.2) двух родиевых пластин, последовательно в потоке теплоносителя. Взаимокорреляционная или автокорреляционная функции отражают факт появления кипения теплоносителя по характерному всплеску функции на временной отметке, соответствующей времени движения теплоносителя между датчиками. Амплитуда этого всплеска однозначно связана с интенсивностью кипения. Временной сдвиг всплеска однозначно определяет время движения теплоносителя между родиевыми пластинами и, таким образом расход теплоносителя.
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИКИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ, содержащее датчик, соединенный линией связи с вторичной аппаратурой, измеряющей спектральную плотность и среднее значение сигнала, отличающееся тем, что, с целью обеспечения безынерционности, повышения чувствительности обнаружения пузырьков пара в теплоносителе, измерения плотности и скорости теплоносителя, датчик образован элементом регистрации и компенсационным устройством, выполненным в виде коаксиального кабеля, который расположен с зазором относительно эмиттера из материала, реализующего (n, )-реакцию, причем зазор между эмиттером и коаксиальным кабелем компенсационного устройства заполнен веществом с постоянным коэффициентом поглощения b -частиц.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000
Извещение опубликовано: 20.10.2000
