RU2240628C2 - Thermophysical simulator of loop-channel multielement thermionic assembly and method for testing thermophysical simulator of loop-channel multielement thermionic assembly - Google Patents
Thermophysical simulator of loop-channel multielement thermionic assembly and method for testing thermophysical simulator of loop-channel multielement thermionic assembly Download PDFInfo
- Publication number
- RU2240628C2 RU2240628C2 RU2000117542/28A RU2000117542A RU2240628C2 RU 2240628 C2 RU2240628 C2 RU 2240628C2 RU 2000117542/28 A RU2000117542/28 A RU 2000117542/28A RU 2000117542 A RU2000117542 A RU 2000117542A RU 2240628 C2 RU2240628 C2 RU 2240628C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- assembly
- thermionic
- calorimeters
- power
- emitter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к реакторной теплофизике и термоэмиссионному методу преобразования тепловой энергии в электрическую и может быть использовано в программе реакторной отработки различного рода твэл, прежде всего термоэмиссионных электрогенерирующих сборок (ЭГС).The invention relates to reactor thermophysics and a thermionic method for converting thermal energy into electrical energy and can be used in a program for the development of various types of fuel elements in a reactor, in particular thermionic electric generating assemblies (EHS).
В практике реакторных теплофизических исследований твэл и реакторных испытаний ЭГС получил широкое распространение реакторный эксперимент с использованием теплофизического макета (ТФМ) модели твэл и испытательного устройства. Основное назначение такого эксперимента - определение тепловой мощности и распределения тепловыделения в исследуемых твэл. Так, например, применительно к реакторным испытаниям термоэмиссионных ЭГС реакторные испытания ТФМ позволяют [1]:In the practice of reactor thermophysical studies of fuel elements and reactor tests of EHS, a reactor experiment using a thermophysical prototype (TFM) of a fuel element model and a testing device has become widespread. The main purpose of such an experiment is to determine the thermal power and heat distribution in the fuel elements under study. So, for example, in relation to reactor tests of thermionic EHS, reactor tests of TFM allow [1]:
1) определить абсолютное значение и пространственное распределение тепловыделения в топливных сердечниках ЭГС и тем самым найти коэффициент пропорциональности этих величин тепловой или нейтронной мощности реактора или нейтронно-физической обстановки в испытательной ячейке реактора;1) determine the absolute value and spatial distribution of heat in the fuel cores of the EHS and thereby find the proportionality coefficient of these values of the thermal or neutron power of the reactor or the neutron-physical situation in the test cell of the reactor;
2) измерить реактивность, вносимую испытательным устройством (петлевым каналом - ПК), и тем самым спрогнозировать допустимую длительность компании реактора при испытаниях устройства;2) measure the reactivity introduced by the test device (loop channel - PC), and thereby predict the allowable duration of the reactor company when testing the device;
3) при необходимости сформировать требуемый профиль тепловыделения по высоте испытываемой ЭГС, а в некоторых случаях - и требуемый спектр нейтронов;3) if necessary, form the required heat release profile along the height of the tested EHS, and in some cases the required neutron spectrum;
4) провести ряд диагностических экспериментов.4) conduct a series of diagnostic experiments.
Основное требование к ТФМ, по существу являющемуся аналогом испытываемой ЭГС в составе ПК, - идентичность используемых при изготовлении ТФМ материалов и геометрии с материалами и геометрией ЭГС и ПК.The main requirement for the TFM, which is essentially an analogue of the tested EHS in the PC, is the identity of the materials and geometry used in the manufacture of the TFM with the materials and geometry of the EHS and PC.
Близким к изобретению по технической сущности является ТФМ многоэлементной ЭГС в составе ПК, описанный в [2]. Он содержит корпус с размещенными в нем с зазором калориметрами, выполненными с возможностью размещения в каждом из них топливно-эмиттерного узла электрогенерирующего элемента (ЭГЭ) моделируемой ЭГС. Между двумя соседними калориметрами размещена вставка в виде топливного сердечника из делящегося вещества, диаметр которой равен диаметру топливного сердечника топливно-эмиттерного узла, а расстояние между торцами топливно-эмиттерного узла ЭГЭ, размещенного внутри калориметра, и топливного сердечника равно расстоянию между соседними ЭГЭ в моделируемой ЭГС.Close to the invention in technical essence is the TFM multi-element EHS in the composition of the PC, described in [2]. It contains a housing with calorimeters placed in it with a gap, made with the possibility of placing in each of them a fuel-emitter unit of an electric generating element (EGE) of a simulated EHS. An insert in the form of a fuel core made of fissile material is placed between two adjacent calorimeters, the diameter of which is equal to the diameter of the fuel core of the fuel-emitter assembly, and the distance between the ends of the fuel-emitter assembly of the EGE located inside the calorimeter and the fuel core is equal to the distance between adjacent EGE in the simulated EHS .
В таком ТФМ обеспечивается высокая точность определения тепловыделения вследствие полного соответствия материалов и геометрии в ТФМ и моделируемой ЭГС и ПК. Однако он требует изготовления достаточно большого количества топливно-эмиттерных узлов и дополнительного количества топливных сердечников из делящегося вещества, используемых в виде вставок между калориметрами. Это удорожает изготовление ТФМ и усложняет утилизацию ТФМ после реакторных испытаний.This TFM ensures high accuracy in determining heat release due to the complete correspondence of materials and geometry in the TFM and simulated EHS and PC. However, it requires the manufacture of a sufficiently large number of fuel-emitter units and an additional number of fuel cores from fissile material used in the form of inserts between calorimeters. This makes the manufacture of TFM more expensive and complicates the disposal of TFM after reactor tests.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ТФМ многоэлементной термоэмиссионной сборки петлевого канала, предложенный в [3]. Он содержит корпус с расположенной внутри него моделью ЭГС в виде эмиттерных узлов с топливным сердечником, размещенных внутри калориметров, причем между двумя соседними калориметрами размещена вставка в виде двух тонких таблеток из делящегося вещества.Closest to the invention in technical essence is the TFM of a multi-element thermionic assembly of a loop channel, proposed in [3]. It contains a housing with an EHS model located inside it in the form of emitter assemblies with a fuel core placed inside calorimeters, and an insert in the form of two thin tablets of fissile material is placed between two adjacent calorimeters.
В таком ТФМ также обеспечивается высокая точность определения тепловыделения в ЭГЭ моделируемой ЭГС вследствие полного соответствия материалов и геометрии в ТФМ и моделируемой ЭГС в составе ПК. Такой ТФМ при изготовлении требует меньшего количества топливных таблеток из делящегося вещества, используемых в виде вставок между калориметрами. Это несколько снижает стоимость изготовления ТФМ. Однако все же требуется большое количество эмиттерных узлов с топливными сердечниками и специальное изготовление тонких таблеток топлива, что приводит к большой стоимости ТФМ и усложняет утилизацию ТФМ после реакторных испытаний.This TFM also provides high accuracy in determining the heat release in the EGE of the simulated EHS due to the complete correspondence of materials and geometry in the TFM and the simulated EHS in the PC. Such TFM in the manufacturing process requires fewer fuel pellets from fissile material used as inserts between calorimeters. This slightly reduces the cost of manufacturing TFM. However, a large number of emitter assemblies with fuel cores and the special manufacture of thin fuel pellets are required, which leads to a high cost of TFM and complicates the disposal of TFM after reactor tests.
Известен способ испытаний ТФМ многоэлементной термоэмиссионной сборки петлевого канала [2], включающий предварительную тарировку калориметров, размещение в каждый из них топливно-эмиттерного узла моделируемой ЭГС, загрузку ТФМ в петлевую ячейку исследовательского реактора, в которой после испытаний ТФМ будет испытываться многоэлементная термоэмиссионная ЭГС, вывод реактора на рабочий уровень мощности, измерение электрических сигналов калориметров и оценку тепловой мощности топливно-эмиттерных узлов по измеренным электрическим сигналам калориметров.A known method of testing TFM of a multi-element thermionic assembly of a loop channel [2], including preliminary calibration of calorimeters, placement of a fuel-emitter assembly of a simulated EHS in each of them, loading the TFM into the loop cell of a research reactor, in which after testing the TFM a multi-element thermionic emission EHS will be tested, the reactor to the operating power level, measuring the electrical signals of the calorimeters and estimating the thermal power of the fuel-emitter units from the measured electric signals Calorimeters.
Однако в этом способе требуется ТФМ с достаточно большим количеством делящегося вещества, что удорожает реакторные испытания ТФМ и усложняет утилизацию ТФМ после испытаний.However, this method requires TFM with a sufficiently large amount of fissile material, which increases the cost of reactor tests TFM and complicates the disposal of TFM after testing.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ испытаний ТФМ многоэлементной термоэмиссионной ЭГС в составе петлевого канала, рассмотренный в [3] и включающий градуировку отдельных калориметров с помощью электронагревателей, вставляемых внутрь калориметра, с получением индивидуального для каждого калориметра коэффициента чувствительности, загрузку ТФМ в петлевую ячейку исследовательского реактора, в которой после испытаний макета будет испытываться многоэлементная термоэмиссионная сборка, вывод реактора на рабочий уровень мощности, измерение электрических сигналов калориметров и оценку удельной тепловой мощности электрогенерирующих элементов моделируемой термоэмиссионной сборки.Closest to the invention in technical essence is a method for testing TFM of a multi-element thermionic emission EHS as part of a loop channel, considered in [3] and including the calibration of individual calorimeters using electric heaters inserted inside the calorimeter, to obtain an individual sensitivity coefficient for each calorimeter, loading the TFM into the loop cell of the research reactor, in which after testing the prototype a multi-element thermionic assembly will be tested, the output of the reactor and the working power level, the measurement of electrical signals of calorimeters and the assessment of the specific thermal power of the electricity generating elements of the simulated thermionic assembly.
Однако в этом способе также требуется ТФМ с достаточно большим количеством делящегося вещества, что удорожает реакторные испытания ТФМ и усложняет утилизацию ТФМ после испытаний.However, this method also requires TFM with a sufficiently large amount of fissile material, which increases the cost of reactor tests TFM and complicates the disposal of TFM after testing.
Техническим результатом, достигаемом при применении изобретения, является уменьшение количества делящегося вещества в ТФМ, снижение стоимости создания и испытаний ТФМ и упрощение утилизации ТФМ после реакторных испытаний.The technical result achieved by the application of the invention is to reduce the amount of fissile material in TFM, reduce the cost of creating and testing TFM and simplify the disposal of TFM after reactor tests.
Указанный технический результат достигается тем, что в ТФМ многоэлементной термоэмиссионной сборки ПК, содержащем корпус с расположенной внутри него моделью сборки в виде эмиттерных узлов с топливным сердечником, размещенных внутри калориметров, модель сборки выполнена из трех эмиттерных узлов с диаметрами и длиной топливных сердечников, равными диаметру и длине топливных сердечников элементов моделируемой термоэмиссионной сборки, и расстоянием между торцами соседних крайних и центрального топливных сердечников, равным расстоянию между топливными сердечниками элементов моделируемой термоэмиссионной сборки, при этом внутри корпуса установлена цилиндрическая оболочка, на наружной поверхности которой размещены через слой электроизоляции калориметры, а внутри размещена модель сборки с возможностью перемещения вдоль ее оси.The specified technical result is achieved in that in the TFM of a multi-element thermionic assembly of a PC containing a housing with an assembly model located inside it in the form of emitter assemblies with a fuel core located inside calorimeters, the assembly model is made of three emitter assemblies with diameters and lengths of fuel cores equal to the diameter and the length of the fuel cores of the elements of the simulated thermionic assembly, and the distance between the ends of the adjacent extreme and central fuel cores equal to the distance between the fuel cores of the elements of the simulated thermionic assembly, while a cylindrical shell is installed inside the housing, on the outer surface of which calorimeters are placed through the electrical insulation layer, and the assembly model is placed inside with the possibility of movement along its axis.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе испытаний ТФМ многоэлементной термоэмиссионной сборки ПК, включающем загрузку ТФМ в петлевую ячейку исследовательского реактора, вывод реактора на рабочий уровень мощности, измерение электрических сигналов калориметров и оценку удельной тепловой мощности электрогенерирующих элементов моделируемой термоэмиссионной сборки, до измерения электрических сигналов калориметров модель сборки устанавливают в одно из крайних положений, когда центр первого крайнего эмиттерного узла модели сборки соответствует центру эмиттерного узла первого элемента термоэмиссионной сборки при петлевых испытаниях, измерение электрических сигналов сначала проводят в калориметрах, расположенных напротив первого крайнего и центрального эмиттерных узлов модели сборки, затем последовательно перемещают модель сборки вдоль оси цилиндрической оболочки с шагом, равным шагу элементов моделируемой термоэмиссионной сборки, измеряя электрический сигнал калориметра напротив центрального эмиттерного узла модели сборки, причем перемещение модели сборки проводят до тех пор, пока модель сборки не займет другое крайнее положение, когда центр второго крайнего эмиттерного узла модели сборки будет совпадать с центром эмиттерного узла последнего элемента моделируемой термоэмиссионной сборки при петлевых испытаниях, после чего измерение электрического сигнала проводят для калориметров, расположенных напротив центрального и второго крайнего эмиттерных узлов модели сборки, а оценку удельной тепловой мощности первого и последнего электрогенерирующих элементов моделируемой термоэмиссионной сборки проводят по измеренным электрическим сигналам калориметров напротив первого и второго крайних эмиттерных узлов модели сборки, а всех остальных электрогенерирующих элементов - по измеренным электрическим сигналам калориметров напротив центрального эмиттерного узла модели сборки.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of testing the TFM of a multi-element thermionic assembly of a PC, including loading the TFM into the loop cell of the research reactor, bringing the reactor to the operating power level, measuring the electrical signals of the calorimeters and assessing the specific thermal power of the power generating elements of the simulated thermionic assembly before measuring the electrical of calorimeter signals, the assembly model is set to one of the extreme positions when the center of the first extreme emitter of the assembly of the assembly model corresponds to the center of the emitter assembly of the first element of the thermionic assembly during loop tests, the measurement of electrical signals is first carried out in calorimeters opposite the first extreme and central emitter assemblies of the assembly model, then the assembly model is successively moved along the axis of the cylindrical shell with a step equal to the pitch of the elements of the simulated thermionic assembly, measuring the electric signal of the calorimeter opposite the central emitter node of the assembly model, and The assembly model is carried out until the assembly model occupies another extreme position, when the center of the second extreme emitter assembly of the assembly model coincides with the center of the emitter assembly of the last element of the simulated thermionic assembly during loop tests, after which the electrical signal is measured for calorimeters located opposite the central and second extreme emitter nodes of the assembly model, and the assessment of the specific heat capacity of the first and last electricity generating elements of the model emoy thermionic assembly is carried out from the measured electrical signals calorimeters opposite the first and second outer emitter assembly model nodes, and all other power generating elements - from the measured electrical signals calorimeters opposite the main emitter assembly site model.
На чертеже приведена конструкционная схема предлагаемого ТФМ многоэлементной термоэмиссионной сборки ПК.The drawing shows a structural diagram of the proposed TFM multi-element thermionic assembly PC.
ТФМ содержит наружный корпус 1, который может быть выполнен герметичным, и внутри него снаружи внутренней цилиндрической оболочки 2 через слой электроизоляции 3 размещены калориметры 4, выполненные, например, в виде измерительной цепочки 5 из последовательно соединенных термоэлектрических элементов, которая снабжена выводами 6, выполненными, например, в виде термопар. Калориметры 4 установлены напротив электрогенерирующих элементов моделируемой термоэмиссионной сборки. В отверстии 7 внутри оболочки 2 размещена модель сборки 8, которая образована тремя эмиттерными узлами, а именно первым крайним эмиттерным узлом 9, центральный узлом 10 и вторым крайним узлом 11. Внутри каждого эмиттерного узла 9, 10 и 11 размещен топливный сердечник 12, например, из оксида или карбида урана высокого обогащения. Диаметры и длина топливных сердечников 12 в эмиттерных узлах 9, 10 и 11 выбрана равными диаметру и длине топливных сердечников элементов моделируемой термоэмиссионной сборки. Расстояние между торцами топливных сердечников 12 эмиттерных узлов 9 и 10 и 10 и 11 соответственно выбрано равным расстоянию между торцами топливных сердечников соседних ЭГЭ в моделируемой ЭГС.TFM contains an outer casing 1, which can be airtight, and inside it, outside the inner cylindrical shell 2, calorimeters 4 are placed through an insulation layer 3, made, for example, in the form of a measuring chain 5 of thermoelectric elements connected in series, which is equipped with leads 6 made for example, in the form of thermocouples. Calorimeters 4 are installed opposite the power generating elements of the simulated thermionic assembly. In the hole 7 inside the shell 2 is placed an assembly model 8, which is formed by three emitter nodes, namely the first extreme emitter node 9, the central node 10 and the second extreme node 11. Inside each emitter node 9, 10 and 11 there is a fuel core 12, for example, from uranium oxide or carbide of high enrichment. The diameters and length of the fuel cores 12 in the emitter nodes 9, 10 and 11 are chosen equal to the diameter and length of the fuel cores of the elements of the simulated thermionic assembly. The distance between the ends of the fuel cores 12 of the emitter nodes 9 and 10 and 10 and 11, respectively, is chosen equal to the distance between the ends of the fuel cores of the neighboring EGE in the simulated EHS.
Модель сборки 8 подсоединена к штанге 13 (или какому-либо другому устройству), обеспечивающей последовательное перемещение модели сборки 8 внутри отверстия 7 с шагом, равным шагу элементов моделируемой термоэмиссионной сборки, и фиксацию расположения центров эмиттерных узлов 9, 10 и 11 относительно корпуса 1 ТФМ.The assembly model 8 is connected to the rod 13 (or some other device), which provides sequential movement of the assembly model 8 inside the hole 7 with a step equal to the step of the elements of the simulated thermal emission assembly, and fixing the location of the centers of the emitter nodes 9, 10, and 11 relative to the TFM housing 1 .
ТФМ многоэлементной термоэмиссионной сборки ПК работает и способ испытаний ТФМ многоэлементной термоэмиссионной сборки ПК реализуется следующим образом.The TFM of a multi-element thermionic assembly of a PC works and the test method of the TFM of a multi-element thermionic assembly of a PC is implemented as follows.
После изготовления отдельных калориметров 4, или всей сборки из калориметров 4, или корпуса 1 с калориметрами 4 калориметры должны быть отградуированы. Для этого внутрь каждого из калориметров 4 помещают электронагреватель. При тарировке сборки калориметров возможно размещение одного, но секционированного электронагревателя. При электрической мощности W электронагревателя при прохождении теплового потока через цепочку термоэлементов 5 калориметра 4 в ней возникает термоЭДС в виде электрического сигнала Е, который регистрируют с помощью термопарных выводов 6. Одновременно регистрируется и температура Т термоэлектрической цепочки 5. В результате для каждого i-го калориметра 4 будет определен зависящий от температуры коэффициент чувствительностиAfter the manufacture of individual calorimeters 4, or the entire assembly of calorimeters 4, or the housing 1 with calorimeters 4, the calorimeters should be calibrated. For this, an electric heater is placed inside each of the calorimeters 4. When calibrating the assembly of calorimeters, it is possible to place one, but a partitioned electric heater. With the electric power W of the electric heater passing the heat flux through the thermoelement chain 5 of calorimeter 4, a thermoEMF appears in it in the form of an electric signal E, which is recorded using thermocouple leads 6. The temperature T of the thermoelectric chain is also recorded at the same time 5. As a result, for each ith calorimeter 4 a temperature-dependent sensitivity coefficient will be determined
Кi(Т)= Wi/Ei. (1)K i (T) = W i / E i . (1)
После градуировки производят окончательную сборку ТФМ, в том числе внутрь отверстия 7 загружают модель сборки 8 из трех эмиттерных узлов 9, 10 и 11 с топливными сердечниками 12. По используемым материалам, прежде всего делящегося материала топливного сердечника 12, геометрии и размерам (диаметру и длине топливных сердечников 12, расстоянию между торцами соседних топливных сердечников) модель сборки 8 идентична моделируемой многоэлементной термоэмиссионной сборке. Модель сборки 8 подсоединяют к устройству перемещения 13 и проверяют возможность перемещения модели сборки 8 внутри отверстия 7 оболочки 2 с требуемым шагом.After graduation, the TFM is finally assembled, including an assembly model 8 of three emitter assemblies 9, 10 and 11 with fuel cores 12 loaded into the opening 7. According to the materials used, primarily fissile material of the fuel core 12, geometry and size (diameter and length fuel cores 12, the distance between the ends of adjacent fuel cores) assembly model 8 is identical to the simulated multi-element thermionic assembly. The assembly model 8 is connected to the moving device 13 and check the possibility of moving the assembly model 8 inside the hole 7 of the shell 2 with the required step.
ТФМ помещают в ячейку ядерного реактора, в которой затем будет испытываться петлевой канал с моделируемой многоэлементной ЭГС. Модель сборки 8 устанавливают в одно из крайних положений, например, как показано на чертеже, в верхнее, когда центр первого крайнего эмиттерного узла 9 модели сборки 8 совпадает с центром эмиттерного узла первого элемента моделируемой термоэмиссионной сборки, которая будет испытываться в этой же ячейке реактора после испытаний ТФМ.TFM is placed in a cell of a nuclear reactor, in which a loop channel with simulated multi-element EHS will then be tested. Assembly model 8 is set to one of the extreme positions, for example, as shown in the drawing, to the top when the center of the first extreme emitter assembly 9 of assembly model 8 coincides with the center of the emitter assembly of the first element of the simulated thermionic assembly, which will be tested in the same cell of the reactor after TFM tests.
Мощность реактора поднимают до рабочего значения Np. В результате деления ядер урана в каждом топливном сердечнике 12 эмиттерных узлов 9, 10 и 11 выделяется тепловая мощность Q. Тепло с эмиттерных узлов проходит через внутреннюю цилиндрическую оболочку 2, слой электроизоляции 3 и попадает на измерительную термоэлектрическую цепочку 5 калориметров 4 напротив каждого из трех эмиттерных узлов 9, 10 и 11. Проходящий тепловой поток вызывает появление электрического сигнала Е на измерительной цепочке 5 каждого из указанных калориметров 4, а именно на калориметрах 1, 2 и 3 (условно расположение номеров калориметров и элементов моделируемой сборки примем сверху вниз). Однако измеряется и регистрируется электрический сигнал Е и температура Т калориметров 4 лишь напротив первого крайнего эмиттерного узла 9 и центрального 10, т.е. фиксируются Е1 и Е2 и T1 и T2 соответственно для калориметров 1 и 2.The power of the reactor is raised to a working value of N p . As a result of fission of uranium nuclei in each fuel core of 12 emitter units 9, 10 and 11, the thermal power Q is released. Heat from the emitter units passes through the inner cylindrical shell 2, the electrical insulation layer 3 and enters the measuring thermoelectric chain 5 calorimeters 4 opposite each of the three emitter nodes 9, 10 and 11. The passing heat flux causes the appearance of an electric signal E on the measuring chain 5 of each of these calorimeters 4, namely on calorimeters 1, 2 and 3 (conditionally the arrangement of calorie numbers we will take from up to down) the dimensions and elements of the simulated assembly). However, the electrical signal E and temperature T of the calorimeters 4 are measured and recorded only opposite the first extreme emitter assembly 9 and the central 10, i.e. E 1 and E 2 and T 1 and T 2 are fixed for calorimeters 1 and 2, respectively.
После этого модель сборки 8 с помощью штанги 13 перемещают, например, вниз, на один шаг, а именно в положение, когда крайний первый эмиттерный узел модели сборки будет напротив второго калориметра, а центральный - напротив третьего калориметра. Измеряют электрический сигнал Е3 (и температуру Т3) третьего калориметра при нахождении напротив него центрального эмиттерного узла 10 модели сборки 8. После этого модель сборки 8 перемещают еще на один шаг, измеряют электрический сигнал следующего калориметра напротив центрального эмиттерного узла 10. Так повторяется до тех пор, пока модель не займет следующее крайнее положение, а именно второй крайний эмиттерный узел 11 будет находиться напротив последнего (нижнего) калориметра (с номером n), а следовательно, в месте расположения последнего n-го элемента моделируемой термоэмиссионной сборки при петлевых испытаниях. После этого измеряют электрический сигнал Е калориметров 4, расположенных напротив центрального 10 и второго крайнего 11 эмиттерных узлов модели, т.е. En-1 и Еn (и Tn-1 и Tn).After that, the assembly model 8 using the rod 13 is moved, for example, down one step, namely, to the position where the extreme first emitter assembly of the assembly model will be opposite the second calorimeter, and the central one opposite the third calorimeter. The electrical signal E 3 (and temperature T 3 ) of the third calorimeter is measured when the central emitter assembly 10 of the assembly model is located opposite it. After this, the assembly model 8 is moved one step further, the electrical signal of the next calorimeter opposite the central emitter assembly 10 is measured. This is repeated until until the model takes the next extreme position, namely, the second extreme emitter unit 11 will be opposite the last (lower) calorimeter (with number n), and therefore, at the location of the last about the nth element of the simulated thermionic assembly during loop tests. After that, the electric signal E of the calorimeters 4 located opposite the central 10 and the second extreme 11 emitter nodes of the model is measured, i.e. E n-1 and E n (and T n-1 and T n ).
Таким образом, при мощности реактора Np измерены показания калориметров напротив эмиттерных узлов в месте расположения эмиттерных узлов элементов моделируемой термоэмиссионной сборки при последующих петлевых испытаниях. При этом измерения на модели проведены в условиях, в максимальной степени моделирующих условия работы элементов термоэмиссионной сборки при петлевых испытаниях, а именно измерения применительно к крайним элементам проведены при отсутствии экранирования нейтронного потока с торцов крайних элементов, а всех центральных - при наличии такого экранирования соседними эмиттерными узлами. Это обеспечивает высокую точность перенесения результатов измерений на модели сборки на результаты петлевых испытаний термоэмиссионной сборки.Thus, at a reactor power of N p, the readings of the calorimeters opposite the emitter nodes at the location of the emitter nodes of the elements of the simulated thermionic assembly were measured during subsequent loop tests. In this case, measurements on the model were carried out under conditions that maximally simulate the operating conditions of the elements of the thermionic assembly during loop tests, namely, measurements with respect to the extreme elements were carried out in the absence of screening of the neutron flux from the ends of the extreme elements, and all central ones in the presence of such screening by adjacent emitter nodes. This ensures high accuracy of transferring the measurement results on the assembly model to the results of loop tests of the thermionic assembly.
После этого тепловую мощность каждого i-го топливного сердечника определяют по формулеAfter that, the thermal power of each i-th fuel core is determined by the formula
Qi=Кi(Тi)Ei. (2)Q i = K i (T i ) E i . (2)
Зная Qi и мощность реактора Np, при которой испытывался ТФМ, можно найти соотношение тепловой мощности топливного сердечника каждого эмиттерного узла и мощности реактораKnowing Q i and the reactor power N p at which the TFM was tested, one can find the ratio of the thermal power of the fuel core of each emitter assembly and the reactor power
Аi=Qi/Np. (3)And i = Q i / N p . (3)
Это соотношение и используется при реакторных испытаниях петлевого канала с моделируемой ЭГС для определения тепловой мощности каждого ЭГЭ при любой мощности N реактораThis ratio is used in reactor tests of a loop channel with a simulated EHS to determine the thermal power of each EGE at any power N of the reactor
QЭГЭI=AiN. (4)Q EGEI = A i N. (4)
Просуммировав все QЭГЭI, можно найти и тепловую мощность Qэгс всей ЭГС при любой мощности N реактора. Having summed all the Q EHEIs , one can also find the thermal power Q EHs of the entire EHS for any power N of the reactor.
Погрешность определения QЭГЭI по (4) и соответственно Qэгс в основном будет определяться степенью соответствия материалов и геометрии ТФМ с моделью и ПК с моделируемой ЭГС, а также условиями реакторных испытаний ТФМ с моделью и реакторных испытаний ПК с моделируемой ЭГС. В предлагаемом ТФМ имеет место соответствие геометрии (диаметр и длина топливных сердечников ЭГЭ), материала топливного сердечника (диоксид или карбид урана), расстояния между топливными сердечниками.The error in determining the Q EGEI from (4) and, accordingly, the Q EGS will mainly be determined by the degree of correspondence of materials and the geometry of the TFM with the model and PC with simulated EHS, as well as the conditions of reactor tests of TFM with the model and reactor tests of PC with simulated EHS. In the proposed TFM, there is a correspondence between the geometry (diameter and length of the EGE fuel cores), the material of the fuel core (uranium dioxide or carbide), and the distance between the fuel cores.
В то же время использование в модели всего лишь трех эмиттерных узлов с топливными сердечниками удешевляет изготовление ТФМ, так как снижается количество дорогого делящегося вещества в модели. Эмиттерная оболочка может быть выполнена герметичной, что приводит к упрощению обращения с ТФМ, в особенности при его утилизации, так как не требует специального обращения с облученной вставкой.At the same time, the use of only three emitter units with fuel cores in the model reduces the cost of manufacturing TFMs, since the amount of expensive fissile material in the model is reduced. The emitter shell can be sealed, which simplifies the handling of the TFM, especially when disposed of, since it does not require special handling of the irradiated insert.
Таким образом, в предлагаемом ТФМ многоэлементной термоэмиссионной сборки петлевого канала уменьшено количество делящегося вещества и тем самым снижена стоимость и упрощена его эксплуатация.Thus, in the proposed TFM multi-element thermionic assembly of the loop channel, the amount of fissile material is reduced and thereby the cost is reduced and its operation is simplified.
Источники информацииSources of information
1. Синявский В.В, Соболев Ю.А., Цоглин Ю.Л. Разработка и внедрение в практику реакторных испытаний многоэлементных термоэмиссионных ЭГК калориметрических методов и средств определения радиационного тепловыделения в топливных композициях и конструкционных материалах. // Ракетно-космическая техника. Тр. Сер. XII. Вып. 2-3. Расчет, проектирование, конструирование и испытания космических систем. Космические термоэмиссионные ЯЭУ и ЭРДУ большой мощности. / Под ред. В.В. Синявского. Ч. 2. Изд. РКК "Энергия" им. С.П.Королева. 1996. С.132-138.1. Sinyavsky V.V., Sobolev Yu.A., Tsoglin Yu.L. Development and implementation in practice of reactor tests of multielement thermionic EGCs of calorimetric methods and means for determining radiation heat generation in fuel compositions and structural materials. // Space rocket technology. Tr. Ser. XII. Vol. 2-3. Calculation, design, construction and testing of space systems. High-power space-emission thermionic nuclear power generation and propulsion systems. / Ed. V.V. Sinyavsky. Part 2. Ed. RSC Energia named after S.P. Koroleva. 1996. S. 132-138.
2. Синявский В.В. Методы определения характеристик термоэмиссионных твэлов. // М.: Энергоатомиздат, 1990, с. 54-55.2. Sinyavsky V.V. Methods for determining the characteristics of thermionic fuel elements. // M .: Energoatomizdat, 1990, p. 54-55.
3. Патент RU 2087047 C1, МКИ Н 01 J 45/00. Теплофизический макет термоэмиссионного петлевого канала. В.В. Синявский, Ю.А. Соболев, Ю.Л. Цоглин. Изобретения. 10.08.97. Бюл. № 22.3. Patent RU 2087047 C1, MKI H 01 J 45/00. Thermophysical model of a thermionic loop channel. V.V. Sinyavsky, Yu.A. Sobolev, Yu.L. Tsoglin. Inventions 08/10/97. Bull. Number 22.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000117542/28A RU2240628C2 (en) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | Thermophysical simulator of loop-channel multielement thermionic assembly and method for testing thermophysical simulator of loop-channel multielement thermionic assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000117542/28A RU2240628C2 (en) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | Thermophysical simulator of loop-channel multielement thermionic assembly and method for testing thermophysical simulator of loop-channel multielement thermionic assembly |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000117542A RU2000117542A (en) | 2002-08-10 |
| RU2240628C2 true RU2240628C2 (en) | 2004-11-20 |
Family
ID=34309683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000117542/28A RU2240628C2 (en) | 2000-07-03 | 2000-07-03 | Thermophysical simulator of loop-channel multielement thermionic assembly and method for testing thermophysical simulator of loop-channel multielement thermionic assembly |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2240628C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101430317B (en) * | 2008-12-09 | 2012-01-04 | 山东建筑大学 | Rock thermophysics on-site test method under non-constant power condition |
-
2000
- 2000-07-03 RU RU2000117542/28A patent/RU2240628C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| E1 539280 A, 11.09.1966. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101430317B (en) * | 2008-12-09 | 2012-01-04 | 山东建筑大学 | Rock thermophysics on-site test method under non-constant power condition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4298430A (en) | Apparatus for determining the local power generation rate in a nuclear reactor fuel assembly | |
| Fourmentel et al. | Nuclear heating measurements in material testing reactor: A comparison between a differential calorimeter and a gamma thermometer | |
| Carcreff et al. | Development, calibration, and experimental results obtained with an innovative calorimeter (CALMOS) for nuclear heating measurements | |
| Van Nieuwenhove et al. | Nuclear heating measurements by gamma and neutron thermometers | |
| RU2240628C2 (en) | Thermophysical simulator of loop-channel multielement thermionic assembly and method for testing thermophysical simulator of loop-channel multielement thermionic assembly | |
| Carcreff et al. | First in-core simultaneous measurements of nuclear heating and thermal neutron flux obtained with the innovative mobile calorimeter CALMOS inside the OSIRIS reactor | |
| Volte et al. | Review of CALORRE Calorimeter characterizations under laboratory and irradiation conditions | |
| Leyse et al. | Gamma thermometer developments for light water reactors | |
| RU2087047C1 (en) | Thermophysical model of thermoionic loop channel | |
| JP3556409B2 (en) | Reactor power measurement device | |
| RU2165655C1 (en) | Simulated thermal loop | |
| Volte et al. | Characterization of a new reduced-height CALORRE differential calorimeter for CALOR-I Irradiation in MITR | |
| Blomberg | Reactor physics problems concerning the startup and operation of power reactors | |
| RU1780130C (en) | Method for determining heat release in electric generating elements during loop reactor tests | |
| Rempe et al. | 2012 Status Report on Efforts to Enhance Instrumentation to Support Advanced Test Reactor Irradiations | |
| RU2069917C1 (en) | Thermoelectric device for measuring heat release distribution in thermoionic power-generating assembly | |
| Barbet et al. | A new advanced fixed in-core instrumentation for a PWR reactor | |
| RU2110111C1 (en) | Device determining heat power of electricity generating elements of thermal emission assembly during reactor tests | |
| Weber | Improvement of In-Pile Instrumentation in Experimental Devices | |
| Fehrenbach | Facilities and techniques for instrumented fuel irradiations in the NRX reactor at Chalk River | |
| Makai et al. | Evaluation of in-core measurements by means of principal components method | |
| Villard et al. | Future MTR capabilities Jules Horowitz ReactoretIn-core instrumentation for MTR experiments | |
| Loving et al. | Reactor Core Measurements at Connecticut-Yankee and Zorita | |
| Cervellati et al. | A study on some models of neutron thermopiles | |
| Reynolds | Measurement of Free Fission-Gas Pressure in Operating UO2-Filled Fuel Rods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050704 |