Устройство для регистрации ядерных излучений

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам контроля ядерных реакторов, в которых осуществляют преобразование плотности нейтронного потока и потока гамма-квантов, на различных уровнях по высоте активной зоны, в выходные электрические сигналы на всех режимах работы реакторной установки. Технический результат заключается в обеспечении надежности контроля мощности на всех режимах работы ядерного реактора. Устройство содержит несколько последовательно установленных ионизационных камер с внутренними каналами и электрическими выводами от каждой камеры, при этом ионизационные камеры заполнены смесью инертных газов при избыточном одинаковом давлении и соединены кабелями в гибких герметичных металлических рукавах. Электрические сигналы от ионизационных камер поступают по кабелям связи на блок обработки сигналов. Использование в конструкции гибких металлических рукавов обеспечивает установку устройства в каналах криволинейной конфигурации. 2 ил.

Изобретение относится к ядерной энергетике, в частности к системам управления и контроля ядерных реакторов и предназначено для преобразования плотности нейтронного потока и потока гамма-квантов на различных уровнях по высоте активной зоны в выходные электрические сигналы на всех режимах работы реакторной установки.

Известны устройства для измерения потока нейтронов в токовых каналах системы управления и защиты ядерных реакторов, в которых двухсекционная ионизационная камера содержит заключенные в корпусе две электродные системы, образующие внутри двух герметичных секций два объема, заполненных смесью газов различного давления (см. патенты РФ №2110080, H 01 J 47/02; №97104837, H 01 J 47/02).

Наиболее близким техническим решением к заявленному является блок детекторов для измерения потока нейтронов в системе управления и защиты ядерного реактора, который содержит заключенные в корпусе токовую и импульсную ионизационные камеры, расположенные в герметичных объемах, заполненных смесью газов, и имеющие кабельную линию электрической связи со входом тракта измерения (см. патент РФ №2137155, H 01 J 47/02).

В рассмотренных устройствах измерение плотности нейтронного потока и потока гамма-квантов возможно на определенном уровне по высоте активной зоны, при этом газонаполненные полости ионизационных камер через тонкостенный корпус граничат с окружающей атмосферой, что при потере герметичности приводит к истечению газов из внутренней полости и нарушению работы устройства.

Задачей, на выполнение которой направлено заявленное изобретение, является повышение надежности, эксплуатационных удобств и снижение трудоемкости при проведении контроля нейтронного потока и потока гамма-квантов в процессе эксплуатации реакторных установок.

Технический результат - обеспечение надежности контроля мощности на всех режимах работы ядерного реактора.

Этот результат достигается тем, что несколько, например шесть, ионизационных камер, расположенных на различных уровнях по высоте активной зоны, размещены в герметичных корпусах, соединенных гибкими металлическими рукавами с проложенными в их внутренних полостях кабелями линий электрических коммуникаций от каждой ионизационной камеры. При этом кабельные отводы от каждой из ионизационных камер, установленных в последовательную цепь, прокладываются через их осевые цилиндрические каналы.

В предлагаемом устройстве применены металлические рукава в герметичном исполнении и внутренние полости ионизационных камер и изделия заполнены смесью инертных газов при одинаковом избыточном давлении, что обеспечивает отсутствие перепада давления на стенках камер.

На фиг.1 представлена конструктивная схема предложенного устройства.

На фиг.2 показано размещение кабелей во внутренней полости ионизационной камеры.

Устройство для регистрации ядерных излучений представляет собой гибкую герметичную конструкцию, состоящую из погружной части 1, устанавливаемой в канал ионизационных камер реакторной установки (канал ИК РУ), и линии электрических коммуникаций 2 для присоединения к блоку обработки сигналов камер.

Погружная часть состоит из нескольких ионизационных камер 3, размещенных в герметичных корпусах 4 и соединенных между собой и узлами биологической защиты 5, 6, 7 гибкими герметичными металлическими рукавами 8.

Количество ионизационных камер (N) определяется по формуле

Ионизационные камеры 3 соединены с линией электрических коммуникаций 2 с помощью высокотемпературного (со стеклянной изоляцией) помехозащищенного кабеля 9, расположенного в герметичной полости устройства, при этом кабельные отводы 10 от каждой последовательно установленной камеры проложены через их осевые каналы 11.

Погружная часть 1 устройства крепится в канале ИК РУ с помощью поворотного фланца 12, например, болтовым соединением.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Нейтронный поток и поток гамма-квантов реакторной установки преобразуется ионизационными камерами 3, размещенными по высоте активной зоны, в электрические сигналы, которые по кабелям связи передаются на блок обработки сигналов ионизационных камер.

Применение в конструкции устройства гибких металлических рукавов обеспечивает его установку в каналах криволинейной конфигурации для реакторных установок типа ВВЭР В-338.

Обеспечение надежности контроля мощности на всех режимах работы ядерного реактора достигается конструктивным выполнением устройства, в котором ионизационные камеры размещены по высоте активной зоны реакторной установки.

Формула изобретения

Устройство для регистрации ядерных излучений системы управления и защиты ядерного реактора, содержащее несколько соединенных в цепь ионизационных камер, с внутренними осевыми цилиндрическими каналами и кабельными отводами от каждой ионизационной камеры, отличающееся тем, что ионизационные камеры расположены на различных уровнях по высоте активной зоны, размещены в герметичных корпусах и соединены кабелями в гибких герметичных металлических рукавах, по которым электрические сигналы передаются на блок обработки сигналов ионизационных камер, при этом кабельные отводы от каждой из ионизационных камер проложены через их осевые цилиндрические каналы, внутренние полости ионизационных камер и герметичных корпусов заполнены смесью инертных газов при одинаковом избыточном давлении, а количество ионизационных камер (N) выбрано по формуле

где L - высота активной зоны;

L₁ - длина ионизационной камеры;

Δ - длина между камерами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2