Устройство для контроля герметичности

 

Союз Саветскнк

Соцналнстнческнк

Реслублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»»903722 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.01.80 (21)2871803/25-28 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень J4 5

Дата опубликования описания 07.02.82 (51) М. Кл.

G 01 М 3/16

Гаеударстеенный квинтет

ЕССЕИ ао делен неееретеннй н етерытнй (53) УДК 620.165. .29 (088.8) В..А. Егоров, П. С. Козуб, В. В. -Лешков, В. Ф. Гусева (72) Авторы изобретения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ

Изобретение относится к контрольно,измеритепьной технике и может быть использовано в атомной промышпенности.

Известно устройство дпя контропя герметичности парогенераторных установок на быстрых нейтронах, содержащее метаппический зонд, имеющий на торце водородопроннцаемую мембрану, погруженную в исследуемый жидкий металл. Внут- ° ренний объем зонда заполнен эпектропи« том на основе сп пава сопей -и гидрида щелочных металлов. За счет разности активностей водорода в контропируемом метапле и сравнительном электроде в эпек-.

ЛS тропите возникает ЭДС, которая изме-. ряется вторичным прибором, подключенным к эпектродам эпектрохимической ячейки С12.

Недостатком указанного устройства является низкая чувствительность, не позвопяюшая своевременно обнаруживать, начало разгерметизации парогенераторов.

Наибопее бпиэким по технической cymности к изобретению является устройся во дпя контропя герметичности, которое. содержит трубчатый датчик водорода, в виде камеры с водоородопроницаемой мембраной, погруженной в шепочной металл (жидкий натрий). Внутренняя попость датчика непрерывно вакуумируется магниторазрядным (HofIHbtM) насосом, пи« тание которого осуществпяется от источника высокого напряжения. Ток, потреб--. пяемый насосом и контролируемым измеритепьным токовым усипитепем, прямо пропорционапен давпению газа в вакуумной полости датчика и может служить мерой вакуума. При попадании воды в натрий в спучае течи парогенератора образуется водород, который через никеле-! вую стенку датчика диффундирует в его внутреннюю попость, что приводит к ухудшению вакуума и возрастанию тока, потребпяемого магниторазрядным насосом от источника питания. Таким образом, по росту тока насоса, зафиксированного

903722 регистратором, судят о повышении концентрации водорода в натрии, т.е, о появлении течи воды в парогенераторе (21.

Недостатком этого устройства является повышенная чувствительность измерительного усилителя источника питания ,к шумам тока насоса вследствие пробоев вакуумной изоляции, которые обусловпены физическими процессами, происходящими при высоковольтном разряде в ва- 10 ìå, что снижает надежность, достоверность и качество контроля герметичности парогенератора.

Бель изобретения — повышение надежности и качества контроля. 15

Указанная цепь достигается тем,что устройство, содержащее камеру с водородоцроницаемой мембраной, погруженной в щелочной металл, непрерывно вакуумируемой магниторазрядным насосом, подключенным к источнику высокого напряжения, измерительный токовый усилитель и регистратор, снабжено операционным уси ли те пем и э ле ктри ческой цепью, состояшей нз резистора диода, конденсатора и истокового повторитепя на полевом транзисторе, вход операционного усилителя подключен к измерит . лыому токовому усилителю, выход его соединен через параллельно включенные резистор и диод с конденсатором и входом истоко@ого повторителя, а выход истокового повторителя соединен через цепь отрицательной обратной связи со вторым входом операционного усилителя и регистратором.

Кроме того, параметры резистора и конденсатора выбраны — из условия обеспечения постоянной времени регистрации большей длительности импульсов выбросов напряжения, но меньшей .времени нараста- 4

40 ниа полезного сигнала при появлении течи.

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

Устройство состоит из камеры 1 с водородопроницаемой мембраной (Ha черте-.

45 же не показана), внутрейняя полость камеры соединена с вакуумным магнитораэрядным насосом 2, а внешняя находится

s контролируемой среде — щелочном металле. Напряжение на насос подается от высоковольтного блока 3 питания, а конт50 роль тока насоса осуществляется измерительным токовым усилителем 4, преобразующим ток в пропорциональное напряжение, поступающее в операционный усилитель 5, выход которого через параллельно включенные резистор 6 и диод 7 соединен с конденсатором 8 и входом истокового повторителя 9 на полевом транзисторе, а выход истокового повторителя 9 через цепь 10 отрицательной обратной связи соединен со входом операционного усилителя 5 и регистратором 1 1.

Устройство работает следующим образом.

При нарушении герметичности парогенератора типа натрий-вода установки с реактором на быстрых нейтронах вода по-. падает в натрий, в результате чего среди прочих продуктов химической реакции образуется водород, который через стенку водородопроницаемой мембраны диффундирует в вакуумный объем камеры 1 датчика водорода. Появление водорода приводит к росту тока насоса 2 и увели-, чению напряжения 0 на выходе измерительного усилителя 4. Ввиду того, что магии тораэрядным насосам свойственны импу льсные кратковременные увеличения тока, так называемые пробои, не связанные с изменением вакуума, на выходе измерительного усилителя 4 появляются импульсы выбросов напряжения различной амплитуды. В этом случае начинает работать схема обратной связи, состоящая из операционного усилителя 5, резистора 6, диода 7, конденсатора 8, истокового повторителя 9 и цепи 10 отрицательной обработкой связи.

Для нарастающих сигналов постоянная времени этого звена определяется в основном параметрами резистора 6 и конденсатора 8 и составляет единицы и десятки секунд, а для уменьшающихся сигналов постоянная времени определяется параметрами диода 7 и конденсатора 8 и составляет десятые или сотые доли секунды, Благодаря этим особенностям до« полнительно введенной схемы во время появления импульса помехи напряжение

U на выходе устройства начинает медленно нарастать, а после окончания импульса помехи напряжение 04 быстро возврашается к исходному состоянию и, если длительность импульса помехи не« велика, как это бывает при пробоях, то помеха вызывает лишь небольшой по амплитуде импульс напряжения 0„на выходе устройства. Скорость нарастания напряжения U при появлении водорода в датчике при течи парогенератора всегда меньше, чем при пробоях, нарастание имеет монотонный характер и поэтому выходное напряжение О практически без искажений, лишь с небольшим запаздыванием, повторяет напряжение 0 иа . выходе измерительного усилителя 4. На5 9037 . пряжение 0 контролируется регистратором 11.

Устройство за счет повышенной помехоэашишенности позволяет исключить ложные срабатывания сигнализации и тем 5 самым повысить надежность и достоверность системы контроля за герметичностью парогенератора.

Формула изобретен ия

1. Устройство для контроля герметичности, содержащее камеру с водородолроницаемой мембраной, погруженной в ше- 15 лочной металл и непрерывно вакуумируемой магнитораэрядным насосом, подключенным к источнику высокого напряже.ния, измерительный токовый усилитель и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я 20 тем, что, с целью повышения надежности и качества контроля, оно снабжено операционным усилителем и электрической цепью, состояшей из резистора, диода, 22 конденсатора и истокового повторителя на полевом транзисторе, вход операцион« ного усилигеля подключен к измеритеш ному усилителю, выход его соединен через параллельно включенные резистор и диод с конденсатором и входом истокового повторителя, а выход истокового повторителя соединен через цепь отрицатель ной обратной связи со вторым входом операционного усилителя и регистратором.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что параметры резистора и конденсатора выбраны из условия обеспечения постоянной времени регистрации большей длительности импульсов выбросов напряжения, но меньшей времени нарастания полезного сигнала при появлении течи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ И. 1817672, кл. 42 4 3/53, 1979.

2. Патент США ¹ 3683272, кп. 324-33, 1978 (прототип).

Составитель В. Махров

Редактор Н. Рогулич Техред Е.Харитончик Корректор С. Шомак

Заказ 100/23 Тираж 882 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4