Устройство контроля герметичности оболочек твэлов

Изобретение относится к области ядерной техники, а именно к контролю герметичности оболочек твэлов по активности продуктов деления в теплоносителе. Устройство контроля герметичности оболочек твэлов содержит два детектора нейтронов и два канала преобразования и питания детекторов нейтронов, магистраль и процессор. Каждый канал преобразования и питания состоит из последовательно соединенных дифференциального трансформатора, усилителя импульсов тока, дискриминатора, преобразователя счет-код. Выходы каждого детектора нейтронов соединены с входами своих дифференциальных трансформаторов. Выход преобразователя счет-код каждого канала соединен с магистралью, а ее выходы - с входом процессора, выход которого соединен с персональной ЭВМ. Использование изобретения обеспечивает высокую степень оперативности и надежности контроля. 1 ил.

 

Изобретение относится к области ядерной техники, а именно, к контролю герметичности оболочек (КГО) ТВЭЛов по активности продуктов деления (ПД) в теплоносителе, и может быть использовано на ядерных энергетических установках (ЯЭУ) с водным теплоносителем.

Известно устройство контроля КГО ТВЭЛов, содержащее детектор нейтронов и аппаратуру обработки сигналов детектора. Пробы теплоносителя, отбираемые из топливных сборок, контролируются на присутствие запаздывающих нейтронов, носителями которых являются Br87 и J137 с периодами полураспада 56 и 22 с соответственно /М.П.Шальман, В.И.Плютинский. Контроль и управление на атомных электростанциях. - М.: Энергия, 1979 г., с.114-115/. В качестве детекторов применяются ионизационные камеры для регистрации нейтронов.

Недостатками данного устройства является невысокая надежность получаемой информации в условиях электромагнитных помех в линии связи между детектором и аппаратурой обработки на уровне малой интенсивности информационного сигнала.

Известна система обнаружения дефекта твэла /Патент США № 3786257, 1974/, содержащая байпасную линию, подключенную к контуру трубопровода с теплоносителем. К байпасной линии подключены: охладитель проб теплообменника, два детектора нейтронов, гамма-детектор, расходомер, регулирующий клапан, расширительный бак. Детекторы нейтронов подключены через преобразователь счет-ток к аппаратуре обработки сигналов, на выходе которых формируется сигнал о наличии негерметичности твэлов.

Данная система принята за прототип.

Недостатком прототипа является то, что подключение байпаса к трубопроводу с теплоносителем снижает его герметичность, а дополнительные устройства: охладитель, расходомер, регулирующий клапан - снижают надежность устройства. Кроме того, преобразователь счет-ток обладает малой помехоустойчивостью в условиях малой интенсивности сигнала с детекторов, так как в байпас попадает малая часть ПД от переносимого в трубопроводе.

Задачей изобретения является создание устройства контроля герметичности оболочек твэлов, обеспечивающего высокую степень оперативности и надежности контроля.

Эта задача решается тем, что в известном устройстве обнаружения дефекта твэла, содержащем два детектора нейтронов, введены два канала преобразования, магистраль и процессор. Каждый канал преобразования состоит из дифференциального трансформатора, усилителя импульсов тока, дискриминатора, преобразователя счет-код. Электрические выходы детекторов подключают к входам своих трансформаторов. Детекторы нейтронов размещены на трубопроводе так, чтобы они были чувствительны к нейтронам контролируемых ПД на расстоянии друг от друга, учитывающем затухание источников нейтронов в теплоносителе.

Признаки, отличающие предлагаемое устройство от прототипа, - наличие дифференциального трансформатора, усилителя импульсов тока, дискриминатора, преобразователя счет-код, магистрали и процессора, - позволяют в условиях электромагнитных помех при низкой интенсивности сигналов детекторов нейтронов повысить надежность формирования информационного сигнала за счет подавления синфазной помехи дифференциальным трансформатором и благодаря программной обработке сигналов. Кроме того, размещение детекторов нейтронов непосредственно на трубопроводе, без использования байпасного подключения, не приводит к нарушению герметичности оборудования первого контура.

На чертеже изображена схема устройства контроля герметичности оболочек твэлов.

Устройство содержит детекторы нейтронов 11, 12, каналы преобразования и питания 21, 22 детекторов нейтронов, магистраль 3 и процессор 4. Каждый из каналов преобразования 21, 22 состоит из дифференциального трансформатора 5, усилителя импульсов тока 6, дискриминатора 7 и преобразователя счет-код 8. Детекторы нейтронов 11, 12 размещены на трубопроводе ЯЭУ, по которому проходит теплоноситель.

Выходы детектора 11 подключены к входам трансформатора 5 канала 21. Выход трансформатора 5 соединен с входами усилителя 6, выход которого соединен с входом дискриминатора 7. Выход дискриминатора 7 соединен с входом преобразователя счет-код 8, выход которого соединен с магистралью 3 устройства. К магистрали 3 подключен процессор 4, выход которого соединен с персональной ЭВМ. Питание детекторов осуществляется путем подачи на положительный электрод детектора нейтронов высокого напряжения Uп, кроме того, этот электрод соединен через конденсатор с входом трансформатора. Канал преобразования 22 сигнала детектора нейтронов 12 аналогичен каналу 21.

Устройство работает следующим образом.

При наличии герметичности твэлов уровень фоновой активности теплоносителя определяется уровнем загрязнения теплоносителя и трубопровода ЯЭУ и может изменяться по мере эксплуатации на два - три порядка от начального значения. Поэтому уровень фонового облучения детекторов нейтронов 11 и 12, расположенных на различных расстояниях от начала трубопровода, одинаков, и количество импульсов с выходов детектора 11 и детектора 12 близки по величине. Импульсы с каждого детектора 11 и 12 поступают на входы своих дифференциальных трансформаторов 5 в противофазе и складываются, а помехи, поступающие синфазно, - вычитаются. С выхода трансформатора 5 сигнал поступает на усилитель импульсов тока 6 и далее - на дискриминатор 7, который обеспечивает дискриминацию шумов усилителя и формирует стандартные импульсы для преобразователя счет-код 8. С каждого преобразователя счет-код каналов 21, 22 сигналы через магистраль 3 поступают на процессор 4. Процессор обеспечивает обработку поступающих сигналов по заданной программе: сравнивает количество поступающих импульсов, определяет моменты возрастания количества импульсов по каждому каналу и формирует сигнал на ПЭВМ, на мониторе которой формируется сигнал о состоянии твэлов.

Появление микротрещин на оболочке твэла приводит к выбросу запаздывающих нейтронов (изотопы брома и йода) в теплоноситель, и, соответственно, к увеличению сигнала с детектора нейтронов 11 и увеличению счета канала 21. Процессор фиксирует момент t1 времени поступления сигнала и увеличение частоты импульсов и запоминает данные. Через время, равное отношению расстояния между детекторами нейтронов 11 и 12 к скорости теплоносителя, формируется увеличенный сигнал с детектора 12 и, соответственно, с канала 22. Появление задержанного увеличения сигнала с канала 22 направляется на процессор и далее на ПЭВМ, где фиксируется момент времени t2 поступления сигнала с детектора 12 и увеличение счета с канала 22. Информация о наличии увеличения сигналов в моменты времени t1 и t2, величина сигналов с каналов 21, 22 обрабатывается по заданному алгоритму.

Экспериментальная проверка на базе малочувствительных к гамма-излучению камер деления КНК-15-1, размещенных вблизи напорных коллекторов, подтвердила работоспособность устройства контроля герметичности оболочек твэлов. Так, при негерметичности твэлов (определялось радиометрической аппаратурой) разность скорости счета увеличивалась до 5-6 имп/с. При этом после выгрузки негерметичной тепловыделяющей сборки показания устройства уменьшались до исходной величины.

Устройство контроля герметичности оболочек твэлов ядерного реактора, содержащее два детектора нейтронов, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два канала преобразования и питания детекторов нейтронов, магистраль и процессор, причем каждый канал состоит из последовательно соединенных дифференциального трансформатора, усилителя импульсов тока, дискриминатора, преобразователя счет-код; выходы каждого детектора нейтронов соединены с входами своих дифференциальных трансформаторов, выход преобразователя счет-код каждого канала соединен с магистралью, а ее выходы - с входом процессора, выход которого соединен с персональной ЭВМ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для комплексного обследования технического состояния элементов системы управления и защиты ядерных реакторов, в частности стержней.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в устройствах для бесконтактного измерения давления в сосудах, например, давления внутри тепловыделяющих элементов ядерных реакторов.

Изобретение относится к области радиохимического анализа. .

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях по изготовлению тепловыделяющих элементов для энергетических ядерных реакторов.

Изобретение относится к устройствам для контроля за физическими параметрами ядерного реактора, в частности для контроля за оперативным запасом реактивности (ОЗР) на стержнях СУЗ ядерного реактора.

Изобретение относится к области ядерной техники, а именно к контролю герметичности оболочек (КГО) твэлов, и может быть использовано на ядерных энергетических установках (ЯЭУ) с водным теплоносителем.

Изобретение относится к атомной технике и может быть использовано для определения места расположения в активной зоне быстрого реактора тепловыделяющей сборки (ТВС), в которой возникла негерметичность твэлов по газу.

Изобретение относится к ядерной технике (энергетическим реакторам с любым видом теплоносителя, имеющим несколько петель теплообмена), к способам определения местоположения тепловыделяющей сборки, в которой появился твэл с наиболее опасным типом разгерметизации - контактом топлива с теплоносителем.

Изобретение относится к способам контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерного реактора и направлено на повышение безопасности эксплуатации ядерных реакторов
Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к способам защиты активной зоны реактора ВВЭР по локальным параметрам

Изобретение относится к физике реакторов и может быть использовано для измерения подкритичности реакторов атомных станций

Изобретение относится к области реакторных измерений, а именно к способу измерения реактивности ядерного реактора, при котором сигналы с камеры деления преобразуют в физический параметр

Изобретение относится к средствам обнаружения поврежденных тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем. Устройство содержит цилиндрический корпус c перфорацией 2 в нижней части, верхний торец которого загерметизирован с отверстием для прохода барботажной трубки 3 для подачи в корпус 1 сверху-вниз газа-носителя. В корпусе 1 также установлена цилиндрическая пробка, состоящая из двух коаксиально расположенных и плотно прилегающих своими боковыми поверхностями друг к другу частей. Внутренняя часть 4 пробки представляет собой цилиндр с каналом для прохода барботажной трубки 3. Внешняя часть 5 пробки выполнена в виде втулки. На наружных поверхностях частей 4 и 5 пробки выполнено, по крайней мере, по одному винтовому каналу 6 и 7 соответственно. Между верхним торцом пробки и заглушкой образована верхняя полость 8, а между нижним торцом пробки и нижним краем корпуса 1 - нижняя полость 9. В корпусе 1 выше перфорации 2 выполнены отверстия 10 для выхода газа. Датчики активности газообразных продуктов деления детектора излучения 11 установлены в области верхней полости 8. Технический результат - повышение точности обнаружения дефектных ТВС. 1 ил.

Изобретение относится к области ядерной техники, а именно к контролю герметичности оболочек твэлов по активности продуктов деления в теплоносителе

Наверх