BG64136B1

BG64136B1 - Устройство за определяне нивото на топлоносителя в реактор

Info

Publication number: BG64136B1
Application number: BG105503A
Authority: BG
Inventors: Mikhail G Mitelman; Valentin N. Aleshin; Oleg G. Kopylov; Vladimir N. Durney; Valery M. Trotsenko; Gagik D. Trenin; Vladimir A. Zagadkin; Alina A. Kononovich; Jury O. Osipov; Khartst Vilfred
Original assignee: Mitelman, Mikhail G.
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2004-01-30
Also published as: HUP0104369A2; SK7332001A3; BG105503A; HU223354B1; UA42897C2; RU2153712C1; WO2001035421A1; HUP0104369A3; SK284679B6; CZ294088B6; CZ20011730A3

Description

(57) Устройството намира приложение за определяне нивото на топлоносителя в реактор с цел повишаване информационната точност на измерването. То има продълговат корпус (1), в който надлъжно са разпределени нагрявани термоелектрически измерватели (2, 3) и между техни спойки (12, 13) е монтиран ненагряван спомагателен термоелектрически измервател (4) от кабелен тип, с което се създава възможност за непрекъснато измерване на температурата на топлоносителя. В друг вариант на устрой-

ството в продълговат корпус (1) са разпределени надлъжно диференциални термоелектрически измерватели (19, 20) от кабелен тип, между краищата на които е разположен ненагряван спомагателен термоелектрически измервател (21). Система (6) за електронагряване на спойките на термоелектрическите измерватели е изпълнена като дискретни нагревателни елементи (16, 17), свързани последователно чрез проводници (15) от кабелен тип. Обвивката (9) на термоелектрическите измерватели (2, 3, 4, 5) в зоните на монтаж на техните спойки и обвивките (26) на нагревателните елементи (16, 17) са свързани към вътрешната повърхност на корпуса (1) чрез запоени връзки (7).

претенции, 13 фигури (54) УСТРОЙСТВО ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НИВОТО НА ТОПЛОНОСИТЕЛЯ В РЕАКТОР

Област на техниката

Изобретението се отнася до техническите средства на системите за вътрешнореакторен контрол и по-точно до устройство за определяне нивото на топлоносителя в реактор, по-специално във водо-водни и кипящи атомни реактори.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е устройство за определяне нивото на топлоносителя в реактор, съдържащо продълговат корпус, в който са монтирани диференциални термоелектрически измерватели, всеки от които включва диференциална термодвойка с нагрявана и ненагрявана спойка, и система за електронагряване, чиито нагревателни елементи са разположени в близост до нагревателните спойки на диференциалните термоелектрически измерватели - US 4592230 А. В дънната част на корпуса е монтиран ненагряван термоелектрически измервател.

Устройството има ниска информационна точност за определяне нивото на топлоносителя в реактора, което е вследствие на значителния градиент на температурата по височината на слоя на топлоносителя. В известното устройство в качеството на критерий за нивото се използват показанията на диференциалната термодвойка, една от спойките на която се нагрява допълнително. Разликата в температурата зависи не само от това, в каква среда се намира диференциалната термодвойка, но и от абсолютната стойност на температурата на топлоносителя.

Известно е устройство за определяне нивото на топлоносителя в реактор, съдържащо продълговат корпус, в който са монтирани нагреваеми термоелектрически измерватели със спойки, разпределени в надлъжно направление, и ненагряван термоелектрически измервател, чиято спойка е разположена в зоната на монтаж на нагряваните термоелектрически измерватели (SU 1157919 А). В известното устройство спойката на ненагрявания термоелектричес ки измервател е разположена в зоната на монтаж на диференциалните термоелектрически нагревателни измерватели в дънната част на продълговатия корпус, при което спойките на термодвойките са разпределени по протежение на корпуса. Системата за електронагряване е изпълнена във вид на източник за променлив ток, към който през разделителен кондензатор са свързани електродите на термоелектрическите измерватели, използвани в качеството на нагревателни елементи.

В известното устройство за определяне нивото на топлоносителя в реактор е ниска информационната точност на измерване и е висока стойността на експлоатация на устройството, които са обусловени от големия брой лъжливи задействания. Ниската информационна точност на известното устройство се определя от сложността на отчитането на изменението на температурата на средата в зоната на монтаж на спойките на термоелектрическите измерватели. При постоянна мощност на нагревателния елемент и увеличаване температурата на околната среда разликата в температурата може значително да нарасне, без изменение на нивото, което да предизвика лъжливо задействане на устройството.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да се създаде устройство за определяне нивото на топлоносител в реактор с такова изпълнение, което би позволило да се повиши информационната точност на измерване на устройството при едновременно намаляване стойността на неговата експлоатация за сметка на отстраняване на лъжливите задействания.

Задачата се решава с това, че в устройството за определяне на нивото на топлоносителя в реактор, съдържащо продълговат корпус, в който са монтирани нагревателни термоелектрически измерватели със спойки, разпределени в надлъжно направление, и ненагряван електрически измервател, чиято спойка е разположена в зоната на монтаж на нагревателните термоелектрически измерватели, и система за електронагряване на спойките на термоелектрическите измерватели съгласно изобретението, допълнително се съдържа поне един ненагревателен спо магателен термоелектрически измервател от кабелен тип, чиято спойка е разположена между спойките на нагряваните термоелектрически измерватели. Обвивката на всеки термоелектрически измервател в зоната на монтаж на спойката му е свързана към корпуса. Системата за електронагряване е изпълнена във вид на дискретни нагревателни елементи, свързани последователно чрез проводници. Всеки нагревателен елемент е снабден с обвивка, която е свързана към обвивката на съответния нагревателен термоелектрически измервател в зоната на монтаж на спойката му и е свързана към корпуса.

За предпочитане е обвивките на нагревателните елементи и термоелектрическите измерватели в зоната на монтаж на техните спойки да са свързани към вътрешната повърхност на корпуса чрез споено съединение.

За предпочитане е разстоянието от спойката на спомагателния термоелектрически измервател до най-близкия измервателен елемент да е не по-малко от 40 mm.

Възможно е веригата от последователно свързани нагревателни елементи, свързани посредством проводници, да има U-образна форма, при което в зоната на монтаж на спойката на всеки нагревателен термоелектрически измервател да са разположени два срещуположни нагревателни елемента, принадлежащи на различни клонове на веригата.

Възможно е също така проводниците, съединяващи последователно дискретните нагревателни елементи, да са изпълнени във вид на елементи от кабелен тип. За предпочитане е всеки дискретен нагревателен елемент да е изпълнен във вид на цилиндър, отношението на дължината на който към диаметъра на корпуса на устройството да е в границите от 1:5 до 1:15.

Също така за предпочитане е всички дискретни нагревателни елементи да са изпълнени идентично.

Целесъобразно е изводите на системата за електронагряване да са изпълнени във вид на проводници от кабелен тип.

Целесъобразно е спойката на термоелектрическия измервател от кабелен тип да е свързана към вътрешната повърхност на неговата обвивка.

Целесъобразно е в качеството на кор пус на устройството да се използва монтажният корпус на детекторите, част от които е разположена в активната зона на реактора. Задачата се решава и с това, че в устройството за определяне нивото на топлоносителя в реактора, съдържащо продълговат корпус, в който са монтирани нагрявани термоелектрически измерватели със спойки, разпределени в надлъжно направление, и ненагряван термоелектрически измервател, чиято спойка е разположена в зоната на монтаж на нагряваните термоелектрически измерватели, а също така и система за електронагряване на спойките на термоелектрическите измерватели съгласно изобретението, допълнително се включва поне един ненагряван спомагателен термоелектрически измервател от кабелен тип. При това нагревателните термоелектрически измерватели са изпълнени във вид на диференциални термоелектрически измерватели от кабелен тип, чиито обвивки са свързани към корпуса в зоната на монтаж на техните спойки. Системата за електронагряване е изпълнена във вид на дискретни нагревателни елементи, свързани последователно с проводници. Всеки нагревателен елемент е снабден с обвивка, която е свързана към обвивката на съответния термоелектрически измервател в зоната на разполагане на неговата нагрявана спойка и освен това е свързана към корпуса. Спойката на всеки спомагателен термоелектрически измервател е разположена между краищата на съседните термоелектрически измерватели, а неговата обвивка в зоната на разполагане на спойката е свързана към корпуса.

За предпочитане е обвивката на нагревателните елементи и обвивката на всички термоелектрически измерватели в зоната на разполагане на техните спойки да са свързани към вътрешната повърхност на корпуса чрез споени съединения.

Също така за предпочитане е разстоянието от спойката на спомагателния термоелектрически измервател до най-близкия нагревателен елемент да е не по-малко от 40 mm.

Възможно е веригата от последователно свързани нагревателни елементи, свързани с проводници, да има U-образна форма, при което в зоната на поместване на спойката на всеки диференциален термоелектрически измервател да са разположени два срещуположни нагревателни елемента, принадлежащи на различни клонове на веригата.

Също така е възможно проводниците, съединяващи последователно дискретните нагревателни елементи, да са изпълнени във вид на елементи от кабелен тип.

За предпочитане е всеки дискретен нагревателен елемент да е изпълнен във вид на цилиндър, отношението на диаметъра на който към диаметъра на корпуса на устройството да е в границите от 1:5 до 1:15.

Целесъобразно е всички дискретни нагревателни елементи да са изпълнени идентични.

Целесъобразно е също така изводите на системата за електронагряване да са изпълнени във вид на проводници от кабелен тип.

За предпочитане е една от спойките на диференциалния термоелектрически измервател и/или спойката на ненагрявания спомагателен термоелектрически измервател да е свързана към вътрешната повърхност на съответната обвивка.

Възможно е в качеството на корпус да се използва монтажният корпус на детекторите, част от който е разположена в активната зона на реактора.

В устройството за определяне нивото на топлоносителя се използват показанията на два термоелектрически измервателя, спойката на един от които се нагрява постепенно с помощта на елемента на системата за електронагряване. При разполагане на нагревателната спойка в течност и при постоянна мощност на елемента за електронагряване, с намаляване на температурата на топлоносителя, стойността на температурата на нагряваната спойка нараства. Този ефект е още по-изразен при разполагане на нагревателния термоелектрически измервател в газовата фаза, която е над нивото на топлоносителя. В известните устройства посочената разлика в температурата при намаляване на температурата на топлоносителя може да нарасне, даже при постоянно ниво на топлоносителя, и като резултат от това може да се получи лъжливо задействане на устройството. В заявеното устройство е предвиден поне един ненагряван термоелектрически измервател, чиято спойка е разположена между спойките на съседните нагрявани термоелектрически измерватели - в първи вариант на заявеното устройство, или между краищата на съседните диференциални термоелектрически измерватели - във втори вариант на устройството, което позволява непрекъснато да се регистрира абсолютната стойност на температурата на топлоносителя по височината на продълговатия корпус на устройството. Практически заявеното устройство работи в режим на сигнализатор, като се задава разликата в температурата на съседните нагряван и ненагряван термоелектрически измерватели - “настройка”, при достигането на която се счита, че се получава “ниво” - разделяне на фази. Една от основните причини, влияещи на повишаването на чувствителността на устройството, а следователно, и на повишаване на неговата информационна точност, е стойността на мощността на елемента за електронагряване, която е желателно да се ограничи. Затова е необходимо да се стремим към намаляване на “настройката”, която се избира за режим на работа на устройството, съответстващ на максималната стойност на температурата на експлоатация на топлоносителя, тъй като именно при тази температура стойността на “настройката” става съизмерима с надвишаването на температурата, за сметка на нагряването на спойката на термоелектрическия измервател, разположен в течността. При намаляване на температурата на топлоносителя нараства неравномерността на разпределение на температурата по височината на корпуса на реактора а, следователно, и по височината на продълговатия корпус на устройството, при което нараства температурата на прегряване, както в течна, така и в парова фаза. В заявеното устройство непрекъснато се измерва абсолютната температура на топлоносителя в близост до спойката на всеки нагряван термоелектрически измервател, което позволява да се осъществява регулиране на тока на елемента за електронагряване и стойността на “настройка” и по този начин се избягват лъжливите задействания на устройството. В качеството на критерий за получаване на ниво на топлоносителя в каквато и да е зона се изпол зва сигнал, който е пропорционален на разликата в температурата на нагрявания и ненагрявания съседен термоелектрически измервател. Тъй като температурата на топлоносителя по височината на корпуса на реактора е консервативна величина, количеството на нагряваните термоелектрически измерватели в заявеното устройство може да бъде ограничено, което позволява да се намалят габаритите на устройството. При това спойката на единия от ненагряваните термоелектрически измерватели може да бъде разположена в зоната, където неговите показания съответстват на температурата на топлоносителя на изхода на реактора. В заявеното устройство се използват термоелектрически измерватели от кабелен тип в качеството на ненагрявани спомагателни измерватели и диференциални термоелектрически измерватели, тъй като тяхната конструкция позволява съществено да се намалят габаритите на термоелектрическите измерватели при осигуряване на надеждна електроизолация на измервателите, чиято дължина по правило е няколко метра. В един от вариантите на заявеното устройство нагряваните термоелектрически измерватели се изпълняват във форма на диференциални термоелектрически измерватели, което позволява допълнително да се намалят габаритите на устройството, тъй като в една обвивка на измервателя се разполагат две спойки, една от които е изпълнена като нагрявана, като при същите габарити броят на измервателните точки се увеличава. За предпочитане спойките на термоелектрическите измерватели, например една от спойките на диференциалния термоелектрически измервател, се свързва към вътрешната повърхност на обвивката, което позволява съществено да се намали термичното съпротивление между спойките и обвивката на измервателя и съществено да се намали неговата инерционност. За предпочитане обвивката на термоелектрическите измерватели в зоната на разполагане на техните спойки се свързва към вътрешната повърхност на корпуса, предимно с помощта на споени съединения, което също така спомага за намаляване на инерционността на измервателите. Освен това, при малки стойности на диаметъра на корпуса на устройството (на практика 7-10 mm) и значителната дължина на тер моелектрическия измервател само връзки чрез спояване могат да осигурят висока технологичност на метода за свързване на обвивките към корпуса и да се осигури надеждност на получените връзки.

Проведените експерименти на опитни образци на заявеното устройство дават възможност да се установи, че разстоянието от спойката на нагрявания термоелектрически измервател до близкия нагревателен елемент на електронагревателната система трябва да е не по-малко от 40 mm, тъй като при малките разстояния започва да се проявява влиянието на нагревателния елемент върху показанията на ненагрявания термоелектрически измервател, който е предназначен да измерва температурата на топлоносителя. Повишаването на информационната точност на измерване на заявеното устройство се постига и за сметка на изпълнението на системата за нагряване във форма на дискретни нагревателни елементи, съединени последователно с проводници, тъй като при това се създават определени зони на нагряване на топлоносителя в близост до корпуса до определена температура в местата на разполагане на горещите спойки на нагряваните термоелектрически измерватели, или в местата на разполагане на нагряваните спойки при използване на диференциални термоелектрически измерватели. При това дискретните нагревателни елементи са снабдени с обвивки, отделени от тях с високотоплопроводен изолационен материал. Обвивката на нагревателния елемент се свързва към обвивката на съответния нагревателен термоелектрически измервател и към корпуса, което осигурява оперативно измерване на температурата в мястото на разполагане на спойката на измервателя, а следователно, и измерване на температурата на средата, граничеща с корпуса. Освен това изпълнението на елементите за нагряване като дискретни спомага за повишаване икономичността на системата за електронагряване и повишава експлоатационната надеждност на устройството, тъй като се нагряват само незначителни зони от корпуса в местата на разполагане на спойките на нагревателните термоелектрически измерватели или нагряваните спойки на диференциалните термоелектрически измерватели.

За предпочитане веригата, състояща се от последователно свързани нагревателни елементи, свързани посредством проводници, се изпълнява в U-образна форма. В зоната на спойката се разполага всеки нагряван термоелектрически измервател. Или в зоната на разполагане на нагряваната спойка на всеки диференциален термоелектрически измервател на два нагревателни елемента, принадлежащи на различни клонове на веригата, което дава възможност да се повиши надеждността за сметка на намаляване стойността на тока, пропускан през нагревателните елементи, и намалява габаритите на системата за електронагряване.

За предпочитане проводниците, свързващи нагревателните елементи, се изпълняват във форма на елементи от кабелен тип, тъй като при това се намаляват габаритите на електронагревателната система при осигуряване на висока надеждност на електроизолацията. За предпочитане всеки дискретен нагревателен елемент се изпълнява във форма на цилиндър, което е най-технологично, поради възможността за използване на парчета от проводник, при което отношението на дължината на цилиндъра към диаметъра на корпуса се избира в границите от 1:5 до 1:15. При стойност на това съотношение, по-малка от 1:5, рязко нарастват загубите на топлина за сметка на краевите ефекти, което води до намаляване на точността на измерване на температурата на нагряваните спойки, а при стойност на посоченото отношение, надвишаваща 1:15, се получава непроизводителен разход на електроенергия без по-нататъшно повишаване точността на измерване. Нагревателните елементи на системата за електронагряване за предпочитане се изпълняват идентично, тъй като при това се постига еднородност на показанията на различните термоелектрически измерватели, които обикновено се изпълняват също идентично.

Електрическите изводи на системата за електронагряване за предпочитане се изпълняват във форма на елементи от кабелен тип, което позволява да се намалят габаритите на системата и повишава нейната икономичност за сметка на намаляване на електрическото съпротивление на изводите.

Като корпус на устройството може да бъде използван монтажният корпус на детекторите, част от който е разположен в активната зона на реактора, което води до намаляване на общите габарити на системата за вътрешен реакторен контрол, тъй като в този случай не е необходимо използване на специален корпус на измервателя на ниво на топлоносителя, а всички негови елементи се поставят в монтажния корпус на детекторите.

Пояснения на приложените фигури

По-нататък изобретението се изяснява с конкретни примерни изпълнения и чертежи, на които:

фигура 1 показва общ вид на устройството за определяне нивото на топлоносителя в реактор, надлъжен разрез, първи вариант съгласно изобретението;

фигура 2 - напречен разрез на устройството в зоната на разполагане на спойката на нагряван термоелектрически измервател по линия П-П на фиг. 1 съгласно изобретението;

фигура 3 - напречен разрез на устройството в зоната на разполагане на спойката на ненагрявания термоелектрически измервател, по линия Ш-Ш на фиг. 1 съгласно изобретението;

фигура 4 - термоелектрически измервател, чиято спойка е свързана към обвивката, надлъжен разрез съгласно изобретението;

фигура 5 - термоелектрически измервател, чиято спойка е изолирана от неговата обвивка, надлъжен разрез;

фигура 6 - системата за електронагряване с обвивка, обхващаща всеки нагревателен елемент съгласно изобретението;

фигура 7 - система за електронагряване с обвивка, обхващаща всеки нагревателен елемент, надлъжен разрез съгласно изобретението;

фигура 8 - общ вид на устройството за определяне нивото на топлоносителя в реактор с диференциални термоелектрически измерватели, втори вариант, надлъжен разрез съгласно изобретението;

фигура 9 - напречен разрез на устройството в зоната на разполагане на нагряваната спойка на диференциалния термоелектрически измервател по линия IX-IX на фиг. 8 съгласно изобретението;

фигура 10 - напречен разрез на устройството в зоната на разполагане на спойката на спомагателния ненагряван термоелектрически измервател по линия Х-Х на фиг. 8 съгласно изобретението;

фигура 11 - напречен разрез на устройството в зоната на разполагане на нагряваната спойка на диференциален термоелектрически измервател по линия XI-XI на фиг. 8 съгласно изобретението;

фигура 12 - диференциален термоелектрически измервател, една от спойките на който е свързана към неговата обвивка, надлъжен разрез съгласно изобретението;

фигура 13 - диференциален термоелектрически измервател, чиито спойки са изолирани от неговата обвивка, надлъжен разрез съгласно изобретението.

Примери за изпълнение на изобретението

Устройството за определяне нивото на топлоносителя в реактора съдържа надлъжен корпус 1 (фиг. 1), в който са поставени нагрявани термоелектрически измерватели 2, 3 от кабелен тип, спомагателен ненагряван термоелектрически измервател 4 от кабелен тип, чиято спойка е разположена между спойките на измервателите 2 и 3, ненагряван термоелектрически измервател 5 от кабелен тип, чиято спойка е извън зоната на разполагане на измервателите 2 и 3, система за електронагряване 6, споени съединения 7, 8, с помощта на които обвивките 9 на термоелектрическите измерватели 2, 3, 4, 5 са свързани към вътрешната повърхност на корпуса 1. В състава на всеки термоелектрически измервател 2, 3, 4, 5 влизат: обвивка 9 (фиг. 4), в която са разположени електроди 10, 11 на термодвойката. Спойката 12 на термодвойката може да се свърже към вътрешната повърхност на обвивката 9, или спойка 13 (фиг. 5) на термодвойката може да бъде изолирана от обвивката 9 чрез изолационен материал 14, поставен между електродите 10, 11 и обвивката 9. Системата за електронагряване 6 включва: проводници 15 (фиг. 1) от кабелен тип, свързващи последователно дискретни нагревателни елементи 16, 17 и електроизолационен материал 18, поставен между елементите 16, 17, системата за електронагряване 6 и нейната обвивка. Поставените в корпуса 1 и разпределени в неговото надлъжно направление термоелектрически измерватели могат да бъдат изпълнени като диференциални 19, 20 (фиг. 8), с конструкции от кабелен тип, при което спойката на спомагателния ненагряван термоелектрически измервател 21 от кабелен тип се разполага между краищата на диференциалните термоелектрически измерватели 19, 20, а спойката на ненагрявания термоелектрически измервател 22 е разположена извън зоната на монтаж на диференциалните термоелектрически измерватели 19, 20. Влизащите в състава на диференциалните термоелектрически измерватели 19, 20 диференциални термодвойки включват едноименни електроди, спойка 23 (фиг. 12), съединяваща края на единия от тях с електрод 24, имащ противоположна полярност, и друга спойка. При това обвивката на диференциалния термоелектрически измервател 19, 20 с помощта на споено съединение 25 е свързана към вътрешната повърхност на корпуса 1 и обвивката 26 (фиг. 7) на нагревателните елементи 16, 17 на системата за електронагряване 6.

Продълговатият корпус 1 се изработва от корозионноустойчив и радиационноустойчив материал, например от неръждаема стомана 08Х18Н10Т, при дебелина на стената 0,8-1 mm, което позволява да издържа на високи външни налягания. Дънната част на корпуса 1 (фиг. 1) е изпълнена затапена, а на противоположния край корпусът 1 е снабден с херметичен проходен елемент (на фигурата не е показан), през който се вкарват кабелите на термоелектрическите измерватели 2, 3, 4, 5 и изводите на системата за електронагряване 6. Всеки термоелектрически измервател 2, 3, 4, 5 е изпълнен като двужилен кабел и съдържа термодвойка, електродите 10, 11 на която са изпълнени от разнородни материали, например, хромел и алумел, притежаващи висока радиационна устойчивост.

При използване на диференциални термоелектрически измерватели 19, 20 (фиг. 8) една от спойките 12 (фиг. 12), разположена в дънната част на нейната обвивка 9, се свързва към вътрешната повърхност на нейната обвивка, за предпочитане с помощта на заваръчно съединение. Между обвивката на термоелектрическия измервател и електродите 10, 11 на термодвойката е поставен изолационен материал 14, притежаващ висока топлопроводност, например магнезиев окис, и спойката 13 (фиг. 5 и фиг. 13) на електродите 10, 11 на термодвойките може да бъде изолирана от обвивката, но при това се увеличава инерционността на термоелектрическия измервател. В зоната на спойките 12 на термоелектрическите измерватели техните обвивки 9 са свързани към вътрешната повърхност на корпуса 1 чрез споени съединения 7, 8 (фиг. 1) и 7, 8, 25 (фиг. 8) с използване на високотемпературен припой, например марка ПСР-40, ПСР-45.

Броят на нагряваните термоелектрически измерватели, влизащи в състава на устройството, зависи от конкретните условия и обикновено е в границите от три до пет. Например първият нагряван термоелектрически измервател се поставя в горната част на корпуса 1 на реактора и служи за установяване получаването на парни възглавници под капака на реактора, вторият е разположен под главното съединение на реактора и е предназначен за контрол на нивото на топлоносителя в хода на зареждане на гориво, третият измервател е поставен на нивото на горната тръба на реактора и служи за сигнализация за това как е запълнено с вода ухото на изхода за поддържане на естествена циркулация за охлаждане на реактора и т.н. Вследствие на това, че в реактора се поставят обикновено голям брой детекторни възли на системата за вътрешен реакторен контрол, посочените зони могат да се контролират чрез термоелектрически измерватели, влизащи в състава на различни възли.

Нагревателните елементи 16, 17 (фиг. 6, 7) на системата за електронагряване 6 за предпочитане се изработват във формата на парчета проводници от нихром с дължина 100150 mm и се съединяват последователно чрез никелови проводници 15 от кабелен тип. Нагряваните термоелектрически измерватели 2, 3 или диференциалните термоелектрически измерватели 19, 20 са разположени по отношение на съответните нагревателни елементи 16, 17 така, че нагряваната спойка на всеки от тях е поставена в зона, съответстваща на централния участък на нагревателния елемент (фиг. 1 и фиг. 8). Всеки наг ревателен елемент 16, 17 се оборудва с обвивка 26, изработена от високотемпературен материал, при което между нагревателните елементи 16, 17 и обвивката 26 (фиг. 6, 7) се поставя електроизолационен материал 18, притежаващ висока топлопроводимост. Обвивката 26 на нагревателните елементи 16, 17 заедно с обвивките 9 на нагревателните термоелектрически измерватели 2, 3 или с обвивките 9 на диференциалните термоелектрически измерватели 19, 20 се свързва към вътрешната повърхност на корпуса 1 чрез запоявани връзки 7 (фиг. 1 и фиг. 8).

Приложение на изобретението

Устройството за определяне на нивото на топлоносителя в реактора работи по следния начин. Корпусът на устройството се вкарва в реактора и се съединява херметично с корпуса на реактора (не е показан). Изводите на термоелектрическите измерватели 2, 3, 4, 5 в случай на използване на нагрявани термоелектрически измерватели или изводите на диференциалните термоелектрически измерватели 19, 20 и термоелектрическите измерватели 21, 22 се свързват към системата за измерване и регистрация. Изводите на системата за електронагряване 6 се свързват към източника на електроенергия и към системата за регистрация и измерване (не са показани). В работно състояние на реактора се провежда непрекъснато измерване и регистрация на показанията на всички термоелектрически измерватели и характеристиките на системата за електронагряване. Температурата, измервана с ненагряваните спомагателни термоелектрически измерватели 4 и 21, съответства на температурата на топлоносителя в зоната на поставяне на спойката на този измервател 4 или 21. В случай на използване на нагрявани термоелектрически измерватели 2, 3 (фиг. 1) в качеството на критерий за получаване на ниво на топлоносителя в дадена точка (наличие на разделяне на фази) се използва сигнал, съответстващ на разликата в температурите, измервани от нагряваните термоелектрически измерватели 2 или 3 и ненагряваните спомагателни термоелектрически измерватели 4. В случай на използване на диференциални термоелектрически измерватели 19, 20, в качеството на критерий за получаване на ниво на топлоносителя се използва сигнал, постъпващ от диференциалния термоелектрически измервател 19 или 20 (фиг. 8). При това контролът на температурата на топлоносителя в зоната на измерване се осъществява с помощта на ненагрявания спомагателен измервател 21. Данните за температура на топлоносителя, получавани с помощта на ненагряваните спомагателни термоелектрически измерватели 4 или 21, позволяват непрекъснато да се коригира мощността на нагревателните елементи 16, 17 и стойността на настройката, в зависимост от температурата на топлоносителя, което осигурява избягване на лъжливо задействане на устройството.

В сравнение с известните заявеното устройство притежава по-висока информационна точност, тъй като позволява пълно отстраняване на лъжливи задействания за сметка на непрекъснатото измерване на температурата на топлоносителя в зоните на контрол. При това едновременно се успява да се намали стойността на експлоатацията на реактора, както и всяко лъжливо задействане на устройството, което е свързано със значителни материални загуби. Опитни образци на устройството за определяне нивото на топлоносителя в реактора са преминали успешно реални изпитания в системите за вътрешен реакторен контрол, при което е постигната висока информационна точност при определяне на нивото и са липсвали лъжливи задействания на устройството.

Изобретението може да се използва в устройствата за определяне нивото на топлоносител в реактори, за предпочитане във водо-водни и кипящи реактори.

Claims

Патентни претенции

1. Устройство за определяне нивото на топлоносителя в реактор, съдържащо продълговат корпус (1), в който са поставени нагрявани термоелектрически измерватели (2, 3) със спойки (12, 13), разпределени в надлъжно направление, и ненагряван термоелектрически измервател (4), чиято спойка е разположена извън зоната на поставяне на нагряваните термоелектрически измерватели (2, 3), и система за електронагряване (6) на спойките на термоелектрическите измерватели (2, 3), характеризиращо се с това, че то е снабдено допълнително с поне един ненагряван спомагателен термоелектрически измервател (5) от кабелен тип, чиято спойка (12, 13) е разположена между спойките на нагряваните термоелектрически измерватели (2, 3), при което обвивката (9) на всеки термоелектрически измервател (2, 3, 4, 5) в зоната на монтаж на неговата спойка (12, 13) е свързана към корпуса (1), системата за електронагряване (6) е изпълнена във форма на дискретни нагревателни елементи (16, 17), свързани последователно с проводници (15), и всеки нагревателен елемент (16, 17) е снабден с обвивка (26), която е свързана към обвивката (9) на съответния нагряван термоелектрически измервател (2, 3) в зоната на разполагане на неговата спойка (12, 13) и е свързана към корпуса (1).
2. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че обвивките на нагревателните елементи (16, 17) и обвивките (9) на термоелектрическите измерватели (2, 3) в зоната на разполагане на техните спойки (12, 13) са свързани към вътрешната повърхност на корпуса (1) посредством споени съединения.
3. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че разстоянието от спойките (12, 13) на спомагателния термоелектрически измервател (5) до съседния нагревателен елемент (16, 17) е не по-малко от 40 mm.
4. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че веригата от последователно свързани нагревателни елементи (16, 17), съединени с проводници (15), има U-образна форма, при което в зоната на разполагане на спойките (12, 13) на всеки нагряван термоелектрически измервател (2, 3), са разположени два срещуположни нагревателни елемента (16, 17), принадлежащи на различни клонове на веригата.
5. Устройство съгласно претенции от 1 до 4, характеризиращо се с това, че проводниците (15), свързващи последователно дискретните нагревателни елементи (16, 17), са изпълнени като елементи от кабелен тип.
6. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че всеки дискретен нагревателен елемент (16, 17) е изпълнен като цилиндър, отношението на дължината на който към диаметъра на корпуса (1) на устройството се намира в границите от 1:5 до 1:15.
7. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че всички дискретни нагревателни елементи (16, 17) са изпълнени идентично.
8. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че изводите на системата за електронагряване са изпълнени като проводници от кабелен тип (15).
9. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че спойката (12, 13) на термоелектрическия измервател (5) от кабелен тип е свързана към вътрешната повърхност на неговата обвивка (9).
10. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че в качеството на негов корпус (1) се използва монтажният корпус на детекторите, част от който е разположена в активната зона на реактора.
11. Устройство за определяне нивото на топлоносител в реактор, съдържащо продълговат корпус (1), в който са поставени нагрявани термоелектрически измерватели (19, 20) със спойки (12, 13), разпределени в надлъжно направление, и ненагряван термоелектрически измервател (22), чиято спойка (12, 13) е разположена извън зоната на монтаж на нагряваните термоелектрически измерватели (19, 20), и система за електронагряване (6) на спойките на термоелектрическите измерватели (19, 20), характеризиращо се с това, че допълнително е снабдено поне с един ненагряван спомагателен термоелектрически измервател (21) от кабелен тип, при това нагряваните термоелектрически измерватели (19, 20) са изпълнени във форма на диференциални термоелектрически измерватели от кабелен тип, чиито обвивки са свързани към корпуса (1) в зоната на разполагане на техните спойки (12, 13), системата за електронагряване (6) е изпълнена във форма на дискретни нагревателни елементи (16, 17), свързани последователно с проводници (15), и всеки нагревателен елемент (16, 17) е снабден с обвивка (26), която е свързана към обвивката (9) на съответния диференциален термоелектрически измервател (19, 20) в зоната на разполагане на неговата нагрявана спойка (12, 13) и е свързана към корпуса (1), спойката (12, 13) на всеки спомагателен термоелектрически из мервател (21) е разположена между краищата на съседните диференциални термоелектрически измерватели (19, 20), а неговата обвивка в зоната на разполагане на спойките (12, 13) е свързана към корпуса (1).
12. Устройство съгласно претенция 11, характеризиращо се с това, че обвивките на нагревателните елементи (16, 17) и обвивките (9) на всички термоелектрически измерватели (19, 20, 21, 22) в зоната на разполагане на техните спойки (12, 13) са свързани към вътрешната повърхност (1) чрез споени съединения.
13. Устройство съгласно претенция 11, характеризиращо се с това, че разстоянието от спойката (12, 13) на спомагателния термоелектрически измервател (21) до съседния нагревателен елемент (16, 17) е не помалко от 40 mm.
14. Устройство съгласно претенция 11, характеризиращо се с това, че веригата от последователно свързани нагревателни елементи (16, 17), свързани с проводници (15), има U-образна форма, при което в зоната на разполагане на нагряваната спойка (12, 13) на всеки диференциален термоелектрически измервател (19, 20) са разположени два срещулежащи нагревателни елемента (16, 17), принадлежащи към различни клонове на веригата.
15. Устройство съгласно претенции от 11 до 14, характеризиращо се с това, че проводниците (15), свързващи последователно дискретните елементи (16, 17), са изпълнени като елементи от кабелен тип.
16. Устройство съгласно претенция 11, характеризиращо се с това, че всеки дискретен нагревателен елемент (16, 17) е изпълнен във форма на цилиндър, отношението на дължината на който към диаметъра на корпуса (1) на устройството е в границите от 1:5 до 1:15.
17. Устройство съгласно претенция 11, характеризиращо се с това, че нагревателните елементи (16, 17) са изпълнени идентично.
18. Устройство съгласно претенция 11, характеризиращо се с това, че изводите на системата за електронагряване (6) са изпълнени като проводници от кабелен тип (15).
19. Устройство съгласно претенция 11, характеризиращо се с това, че една от спой ките (12, 13) на диференциалния термоелектрически измервател (19, 20) и/или спойката (12, 13) на ненагрявания спомагателен термоелектрически измервател (21) е свързана към вътрешната повърхност на съответната 5 обвивка.
20. Устройство съгласно претенция 11, характеризиращо се с това, че в качеството на негов корпус (1) се използва корпусът за монтаж на детекторите, част от който е разположена в активната зона на реактора.