RU115957U1

RU115957U1 - DEVICE FOR MEASURING PRESSURE PULSATIONS INSIDE THE ATOMIC REACTOR

Info

Publication number: RU115957U1
Application number: RU2011142078/07U
Authority: RU
Inventors: Юлиан Константинович Михалев; Сергей Валерьевич Маслов; Алексей Васильевич Фомин
Original assignee: Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Ран
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2012-05-10

Abstract

Устройство для измерения пульсации давления, содержащее чувствительный элемент в виде мембраны с закрепленными на ней термостойкими тензорезисторами, отличающееся тем, что оно оснащено компенсатором давления, выполненным в виде пары полых, разделенных полусферической эластичной перегородкой полусфер, каждая из которых снабжена трубопроводами, соединяющими внутренние полости полусфер с пространством над и под чувствительным элементом. A device for measuring pressure pulsation, containing a sensitive element in the form of a membrane with heat-resistant strain gauges fixed on it, characterized in that it is equipped with a pressure compensator made in the form of a pair of hollow hemispheres separated by a hemispherical elastic septum, each of which is equipped with pipelines connecting the internal cavities of the hemispheres with space above and below the sensing element.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники и в частности предназначена для измерения пульсаций давления теплоносителя внутри корпуса атомного реактора при статических и динамических нагрузках.The utility model relates to the field of measurement technology and, in particular, is intended for measuring pressure pulsations of a coolant inside an atomic reactor vessel under static and dynamic loads.

Известно устройство для измерения пульсаций давления, содержащий чувствительный элемент в виде мембраны, с закрепленными на ней термостойкими тензорезисторами.A device for measuring pressure pulsations is known, which contains a sensitive element in the form of a membrane with heat-resistant strain gauges fixed to it.

(а.с.1296870, публ. бюл. «Открытия. Изобретения», 1986 №11).(AS p. 1296870, publ. bulletin. “Discoveries. Inventions”, 1986 No. 11).

В известном устройстве в качестве чувствительного элемента используется толстостенная пластина, воспринимающая внешнее гидростатическое и пульсирующее давление и балка с термостойкими тензорезисторами воспринимающая через стержень усилия от толстостенной пластины.In the known device, as a sensitive element, a thick-walled plate is used, which receives external hydrostatic and pulsating pressure and a beam with heat-resistant strain gauges senses forces from a thick-walled plate through the rod.

Недостатком вышеназванного устройства является чувствительный элемент значительной толщины, который не разгружен от высокого гидростатического давления и, соответственно, чувствительность известного датчика пульсации давления ниже предлагаемого. При этом, как описано в авторском свидетельстве, балка с термостойкими тензорезисторами НМТ- 450 при рабочем давлении внутри реактора Р=20Мпа (при гидроиспытаниях) полностью исчерпывает упругие свойства и термостойкие тензорезисторы, соответственно, испытывают высокие деформации (выше допустимых > 0,25 %), что значительно увеличивает погрешность измерений.The disadvantage of the above device is a sensitive element of significant thickness, which is not unloaded from high hydrostatic pressure and, accordingly, the sensitivity of the known pressure pulsation sensor is lower than the proposed one. Moreover, as described in the copyright certificate, a beam with heat-resistant strain gauges NMT-450 at a working pressure inside the reactor of P = 20 MPa (during hydrotesting) completely exhausts the elastic properties and heat-resistant strain gauges, respectively, undergoing high deformations (above the permissible> 0.25%) , which significantly increases the measurement error.

Техническим результатом разработки является повышение чувствительности устройства к малым пульсациям давления.The technical result of the development is to increase the sensitivity of the device to small pressure pulsations.

Поставленная задача решается благодаря тому, что устройство для измерения пульсации давления, содержащее чувствительный элемент в виде мембраны с закрепленными на ней термостойкими тензорезисторами, оснащено компенсатором давления, выполненным в виде пары полых, разделенных полусферической эластичной перегородкой полусфер, каждая из которых снабжена трубопроводами, соединяющими внутренние полости полусфер с пространством над и под чувствительным элементом.The problem is solved due to the fact that the device for measuring pressure pulsation, containing a sensing element in the form of a membrane with heat-resistant strain gauges attached to it, is equipped with a pressure compensator made in the form of a pair of hollow hemispheres separated by an elastic hemispherical partition, each of which is equipped with pipelines connecting the internal hemisphere cavities with space above and below the sensing element.

Сущность предлагаемой полезной модели и ее работы поясняется чертежами.The essence of the proposed utility model and its work is illustrated by drawings.

В предложенной устройстве для изготовления мембраны используется нержавеющая сталь толщиной 0,1 мм, термостойкие тензорезисторы типа НМТ - 450 без металлической подложки, трубки из нержавеющей стали ϕ 0,8×0,1 мм и ϕ 4×0,5 мм.In the proposed device for the manufacture of the membrane, stainless steel 0.1 mm thick is used, heat-resistant strain gauges NMT-450 without a metal substrate, stainless steel tubes ϕ 0.8 × 0.1 mm and ϕ 4 × 0.5 mm.

На фиг.1 изображен общий вид устройства.Figure 1 shows a General view of the device.

Устройство содержит датчик - Д пульсации давления и компенсатор - К давлений, соединенные трубопроводами.The device contains a sensor - D pressure pulsation and a compensator - K pressure connected by pipelines.

Датчик пульсации давления состоит из корпуса 1, на поверхности которого установлена мембрана 2 с наклеенными на нее термостойкими тензорезисторами 3. Между корпусом и мембраной в датчике имеется внутренняя полость 4. Сигналы от датчиков с помощью термостойкого соединительного кабеля 5 передаются к регистрирующей аппаратуре (на чертеже не показана). Компенсатор давлений состоит из двух скрепленных между собой корпусов с внутренними полостями, выполненными в виде полусфер, разделенных эластичной перегородкой 6. С помощью трубопровода 7 (ϕ 4 мм) одна из полусферических полостей 8 компенсатора давления соединена с внутренней полостью атомного реактора (на чертеже условно показан пунктирными линиями), а трубопровод 9 (ϕ 0,8 мм) соединяет другую полусферическую полость 10 компенсатора давления с внутренней полостью датчика.The pressure pulsation sensor consists of a housing 1, on the surface of which a membrane 2 is installed with heat-resistant strain gauges glued to it 3. There is an internal cavity 4 in the sensor between the housing and the membrane. The signals from the sensors are transmitted via a heat-resistant connecting cable 5 to the recording equipment (not shown shown). The pressure compensator consists of two bodies connected to each other with internal cavities made in the form of hemispheres separated by an elastic partition 6. Using a pipe 7 (ϕ 4 mm), one of the hemispherical cavities 8 of the pressure compensator is connected to the internal cavity of an atomic reactor (conventionally shown in the drawing by dashed lines), and the pipeline 9 (ϕ 0.8 mm) connects the other hemispherical cavity 10 of the pressure compensator with the internal cavity of the sensor.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Датчик Д устанавливают таким образом, чтобы, установленная на корпусе 1, мембрана 2, имела непосредственной сообщение с рабочей камерой реактора. При работе атомного реактора пульсации гидростатического давления теплоносителя в его рабочей камере, вызывают колебания мембраны и изменяют электрическое сопротивление, закрепленных на ней тензорезисторов 3. Сигнал от датчика по кабелю 5 передается в регистрирующую аппаратуру. При этом, по трубопроводу 7 в полусферическую полость 8 компенсатора поступает паровоздушная смесь из внутренней камеры реактора, под давлением которой полусферическая эластичная перегородка 6 компенсатора К прогибается, сжимая, находящийся в противоположной полусферической полости 10 компенсатора, воздух, который по трубопроводу 9 поступает во внутреннюю полость 4 в корпусе датчика. Таким образом, гидростатическое давление с двух сторон мембраны при работе реактора будет одинаковое, и сама мембрана будет чувствовать только пульсации давления.The sensor D is installed in such a way that, installed on the housing 1, the membrane 2 has direct communication with the working chamber of the reactor. During operation of an atomic reactor, pulsations of the hydrostatic pressure of the coolant in its working chamber cause oscillations of the membrane and change the electrical resistance of the strain gauges fixed to it 3. The signal from the sensor is transmitted via cable 5 to the recording equipment. At the same time, through the pipeline 7, the vapor-air mixture enters the hemispherical cavity 8 of the compensator from the inner chamber of the reactor, under the pressure of which the hemispherical elastic partition 6 of the compensator K bends, compressing the air that is in the opposite hemispherical cavity 10 of the compensator, which enters the inner cavity 4 in the sensor housing. Thus, the hydrostatic pressure on both sides of the membrane during the operation of the reactor will be the same, and the membrane itself will only feel pressure pulsations.

Проведенные исследования энергетического оборудования с использованием предлагаемого устройства на ряде атомных энергетических установок при горячих обкатках оборудования на параметрах Р=25Мпа и t=300°C показали его надежность и чувствительность к малым пульсациям давления, а поступающий на регистрирующую аппаратуру от тензорезисторов сигнал практически не имеет погрешности.Studies of power equipment using the proposed device in a number of nuclear power plants during hot run-in of the equipment with parameters P = 25 MPa and t = 300 ° C showed its reliability and sensitivity to small pressure pulsations, and the signal received from the strain gauges from the strain gauges has practically no error .

Claims

A device for measuring pressure pulsation, containing a sensing element in the form of a membrane with heat-resistant strain gauges attached to it, characterized in that it is equipped with a pressure compensator made in the form of a pair of hollow hemispherical spacers separated by an elastic partition, each of which is equipped with pipelines connecting the internal hemisphere cavities with space above and below the sensing element.