RU2430335C2 - Vibratory flow meter to define heat carrier flow rate in fuel channels of hpcr - Google Patents

Vibratory flow meter to define heat carrier flow rate in fuel channels of hpcr Download PDF

Info

Publication number
RU2430335C2
RU2430335C2 RU2009145302/28A RU2009145302A RU2430335C2 RU 2430335 C2 RU2430335 C2 RU 2430335C2 RU 2009145302/28 A RU2009145302/28 A RU 2009145302/28A RU 2009145302 A RU2009145302 A RU 2009145302A RU 2430335 C2 RU2430335 C2 RU 2430335C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coil
sensitive element
oscillation
holder
flow rate
Prior art date
Application number
RU2009145302/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009145302A (en
Inventor
Андрей Александрович Дементьев (RU)
Андрей Александрович Дементьев
Виктор Анатольевич Жарехин (RU)
Виктор Анатольевич Жарехин
Владимир Федорович Конькин (RU)
Владимир Федорович Конькин
Николай Геннадиевич Кравцов (RU)
Николай Геннадиевич Кравцов
Евгений Нефедович Большаков (RU)
Евгений Нефедович Большаков
Валерий Федорович Армеев (RU)
Валерий Федорович Армеев
Original Assignee
Андрей Александрович Дементьев
Виктор Анатольевич Жарехин
Владимир Федорович Конькин
Николай Геннадиевич Кравцов
Евгений Нефедович Большаков
Валерий Федорович Армеев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Александрович Дементьев, Виктор Анатольевич Жарехин, Владимир Федорович Конькин, Николай Геннадиевич Кравцов, Евгений Нефедович Большаков, Валерий Федорович Армеев filed Critical Андрей Александрович Дементьев
Priority to RU2009145302/28A priority Critical patent/RU2430335C2/en
Publication of RU2009145302A publication Critical patent/RU2009145302A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2430335C2 publication Critical patent/RU2430335C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: proposed invention is intended for use in high-power channel reactors (HPCR). Proposed vibratory flow meter comprises case with inlet and outlet branch pipes, sensitive element and holder. Cylindrical sensitive element is arranged inside said case. Perforated rod-like holder is arranged coaxially inside sensitive element. Holder perforations accommodate coil with oscillation picking-up magnet and oscillation excitation magnet. Flow meter incorporates also transducer to measure oscillation damping time. Said transducer is connected to self-oscillatory circuit gate to be controlled by said gate and to amplifier and secondary instrument. Secondary instrument allows displaying heat carrier flow rate in fuel channels of HCPR. Vane-like sheet is secured to sensitive element. Oscillation pickup-up coil, oscillation excitation coil, amplifier and gate form self-oscillatory circuit.
EFFECT: higher accuracy, sensitivity and reliability, longer life.
2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения расхода теплоносителя в топливных каналах реактора большой мощности канального (РБМК). Кроме того, изобретение может быть использовано в нефтехимической, пищевой, химической промышленностях, тепловой и атомной энергетике, коммунальном хозяйстве и других производствах, где необходимо измерять расход различных жидких и газообразных сред.The invention relates to measuring equipment and is intended to determine the flow rate of the coolant in the fuel channels of a high-power channel reactor (RBMK). In addition, the invention can be used in the petrochemical, food, chemical industries, thermal and nuclear energy, utilities and other industries where it is necessary to measure the flow rate of various liquid and gaseous media.

Наиболее близким аналогом изобретения, взятым за прототип, является расходомер, раскрытый в патенте ЕР 0564682 А1 (МПК G01F 1/66, G01F 1/78, G01F 1/84, опубл. 13.10.1993). Известный расходомер предназначен для работы в условиях агрессивных сред и может быть использован для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК. Данный расходомер содержит корпус с входными и выходными патрубками, чувствительный элемент, расположенный внутри корпуса и выполненный цилиндрическим, держатель с катушкой съема колебаний и катушкой возбудителя колебаний, выполненный в виде стержня и размещенный внутри чувствительного элемента.The closest analogue of the invention, taken as a prototype, is the flow meter disclosed in patent EP 0564682 A1 (IPC G01F 1/66, G01F 1/78, G01F 1/84, publ. 10/13/1993). The known flowmeter is designed to operate in aggressive environments and can be used to determine the flow rate of the coolant in the fuel channels RBMK. This flowmeter comprises a housing with inlet and outlet nozzles, a sensing element located inside the housing and made cylindrical, a holder with a vibration pickup coil and a vibration exciter coil, made in the form of a rod and placed inside the sensing element.

Однако данный расходомер имеет недостатки - недостаточные точность измерения и чувствительность.However, this flowmeter has disadvantages - insufficient measurement accuracy and sensitivity.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что расходомер для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК является вибрационным, содержит корпус с входным и выходным патрубками, чувствительный элемент, выполненный цилиндрическим и расположенный внутри корпуса, и держатель, выполненный в виде стержня с отверстиями, соосно размещенный внутри чувствительного элемента. В отверстия держателя вложены катушка с магнитом съема колебаний и катушка с магнитом возбудителя колебаний. Также расходомер содержит преобразователь, выполненный с возможностью измерения времени затухания колебаний, подключенный к ключу с возможностью управления данным ключом, а также подключенный к усилителю и вторичному прибору. Вторичный прибор выполнен с возможностью отображения величины расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК. Чувствительный элемент прикреплен к корпусу верхним основанием. Держатель прикреплен к чувствительному элементу верхней частью. К чувствительному элементу приварен лопаткообразный лист, расположенный гранью вдоль потока теплоносителя с возможностью рассекания потока ребром лопаткообразного листа. Катушка съема колебаний, усилитель, ключ и катушка возбудителя колебаний образуют автоколебательный контур.The essence of the present invention lies in the fact that the flow meter for determining the flow rate of the coolant in the RBMK fuel channels is vibrational, contains a housing with inlet and outlet nozzles, a sensing element made cylindrical and located inside the housing, and a holder made in the form of a rod with holes, coaxially placed inside the sensing element. A coil with a magnet for removing oscillations and a coil with a magnet for the exciter of vibrations are embedded in the holes in the holder. The flow meter also contains a converter configured to measure the oscillation decay time, connected to a key with the ability to control this key, and also connected to an amplifier and a secondary device. The secondary device is configured to display the magnitude of the coolant flow rate in the RBMK fuel channels. The sensing element is attached to the housing with an upper base. The holder is attached to the sensing element with the upper part. A spatula-shaped sheet is welded to the sensitive element, which is located by a face along the coolant flow with the possibility of dissecting the flow by the edge of the spatula-shaped sheet. An oscillation pickup coil, an amplifier, a key, and an oscillator exciter coil form a self-oscillating circuit.

Преимуществами изобретения являются следующие.The advantages of the invention are as follows.

Отсутствие подвижных частей.Lack of moving parts.

Возможность измерения расхода на трубопроводах большого диаметра.The ability to measure flow on large diameter pipelines.

Высокая температура эксплуатации (до 600 градусов).High operating temperature (up to 600 degrees).

Стойкость к ионизирующему излучению.Resistance to ionizing radiation.

Большой срок эксплуатации (до 30 лет).Long service life (up to 30 years).

Ремонтопригодность.Maintainability.

Позволяет снизить дозовые нагрузки ионизирующего облучения на обслуживающий персонал.Allows you to reduce the dose of ionizing radiation to staff.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения, чувствительности, надежности работы, а также увеличение срока эксплуатации.The technical result of the invention is to improve the accuracy of measurement, sensitivity, reliability, as well as increasing the life of the device.

На фиг.1 изображен расходомер для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК, на фиг.2 - автоколебательный контур расходомера для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК. Конструктивные элементы расходомера для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК обозначены на фиг.1 и 2 следующими позициями: 1 - держатель; 2 - катушка съема колебаний; 3 - магнит съема колебаний; 4 - магнит возбудителя колебаний; 5 - катушка возбудителя колебаний; 6 - чувствительный элемент; 7 - лопаткообразный лист; 8 - фиксирующий замок; 9 - корпус; 10 - входной патрубок; 11 - выходной патрубок; 12 - усилитель; 13 - ключ; 14 - преобразователь; 15 - вторичный прибор.Figure 1 shows the flow meter for determining the flow rate of the coolant in the fuel channels of RBMK, figure 2 - self-oscillating circuit of the flow meter for determining the flow of the coolant in the fuel channels of RBMK. The structural elements of the flow meter for determining the flow rate of the coolant in the fuel channels of RBMK are indicated in figures 1 and 2 by the following positions: 1 - holder; 2 - coil removal oscillations; 3 - magnet removal oscillations; 4 - magnet of the pathogen; 5 - coil of the pathogen; 6 - a sensitive element; 7 - spatula-shaped sheet; 8 - locking lock; 9 - case; 10 - inlet pipe; 11 - outlet pipe; 12 - amplifier; 13 - key; 14 - converter; 15 - secondary device.

Как показано на фиг.1, расходомер для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК содержит корпус 9 с входным патрубком 10, расположенным в боковой части корпуса 9, и выходным патрубком 11, расположенным в нижней части корпуса 9. Внутри корпуса 9 установлен чувствительный элемент 6, выполненный в виде полого вертикального цилиндра и прикрепленный к корпусу 9 верхним основанием с помощью фланцевого соединения. К части чувствительного элемента 6, расположенной внутри корпуса 9, приварен лопаткообразный лист 7. Лопаткообразный лист 7 расположен гранью вдоль потока теплоносителя с возможностью рассекания потока ребром листа. Внутри чувствительного элемента 6 соосно ему расположен держатель 1 в виде стержня из нержавеющей стали, прикрепленный к чувствительному элементу 6 верхней частью с помощью фиксирующего замка 8. На держателе 1 выфрезировывают отверстия, в которые вкладывают катушку съема колебаний 2 с магнитом съема колебаний 3 и катушку возбудителя колебаний 5 с магнитом возбудителя колебаний 4.As shown in figure 1, the flow meter for determining the flow rate of the coolant in the fuel channels of the RBMK contains a housing 9 with an inlet pipe 10 located in the side of the housing 9 and an outlet pipe 11 located in the lower part of the housing 9. Inside the housing 9 is installed a sensing element 6 made in the form of a hollow vertical cylinder and attached to the housing 9 by the upper base using a flange connection. A spatula-shaped sheet 7 is welded to a part of the sensing element 6 located inside the housing 9. The spatula-shaped sheet 7 is located faceted along the coolant flow with the possibility of cutting the flow with a sheet edge. Inside the sensing element 6, a holder 1 in the form of a stainless steel rod is located coaxially with the upper part and is secured to the sensitive element 6 by means of a locking lock 8. On the holder 1, holes are cut into which an oscillation pick-up coil 2 with an oscillation pick-up magnet 3 and an exciter coil are inserted oscillations 5 with a magnet of the exciter 4.

Как показано на фиг.2, катушка съема колебаний 2 подключена к входу усилителя 12, который первым выходом подключен к первому входу ключа 13, а вторым выходом - к входу преобразователя 14. Катушка возбудителя колебаний 5 подключена к выходу ключа 13. Таким образом, катушка съема колебаний 2, усилителя 12, ключ 13 и катушка возбудителя колебаний 5 образуют автоколебательный контур. Первый выход преобразователя 14 подключен ко второму входу ключа 13, а второй выход преобразователя 14 - к вторичному прибору 15, отображающему выходной сигнал расхода.As shown in figure 2, the oscillation pickup coil 2 is connected to the input of the amplifier 12, which is connected to the first input of the switch 13 by the first output and to the input of the converter 14. The oscillator 5 coil is connected to the output of the key 13. Thus, the coil oscillation pick-up 2, amplifier 12, key 13 and the coil of the exciter 5 form a self-oscillating circuit. The first output of the converter 14 is connected to the second input of the key 13, and the second output of the converter 14 is connected to the secondary device 15, which displays the output signal of the flow.

Расходомер для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК работает следующим образом.The flow meter for determining the flow rate of the coolant in the fuel channels RBMK works as follows.

Поток теплоносителя, являющегося контролируемой средой, поступает в расходомер через входной патрубок 10 и выводится через выходной патрубок 11. Катушка возбудителя колебаний 5, катушка съема колебаний 2, усилитель 12 через замкнутый ключ 13 собраны в автоколебательный контур, который при данном включении возбуждается на резонансной частоте. Резонансная частота определена конструкцией расходомера. При возникновении колебаний в автоколебательном контуре возникают поперечные колебания чувствительного элемента 6. Преобразователь 14 предназначен для управления ключом 13 и измерения времени затухания колебаний. При возникновении колебаний в автоколебательном контуре преобразователь 14 выдает команду на коммутацию ключа 13. Ключ 13 размыкается и отсоединяет катушку возбудителя колебаний 5 от первого выхода усилителя 12, при этом катушка съема колебаний 2 остается присоединенной к входу усилителя 12, со второго выхода которого сигнал также поступает на вход преобразователя 14. Преобразователь 14 считает время затухания колебаний со времени выдачи сигнала на ключ 13 и до установленной уставки затухания колебаний. Изменение времени затухания прямо пропорционально расходу теплоносителя. Данный процесс возобновляется после измерения времени затухания. Величина выходного сигнала, характеризующего величину расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК, отображается на вторичном приборе 75.The flow of the coolant, which is a controlled medium, enters the flowmeter through the inlet pipe 10 and is output through the outlet pipe 11. The oscillator exciter coil 5, the oscillation pick-up coil 2, the amplifier 12 are assembled into a self-oscillating circuit through a closed key 13, which is excited at a resonant frequency with this inclusion . The resonant frequency is determined by the design of the flowmeter. When vibrations occur in a self-oscillating circuit, transverse vibrations of the sensing element 6 occur. The transducer 14 is designed to control the key 13 and measure the oscillation decay time. When oscillations occur in the self-oscillating circuit, the converter 14 issues a command for switching the key 13. The key 13 opens and disconnects the coil of the pathogen 5 from the first output of the amplifier 12, while the pickup coil 2 remains connected to the input of the amplifier 12, from the second output of which the signal also comes to the input of the transducer 14. The transducer 14 calculates the damping time of the oscillations from the time the signal was issued to the key 13 and to the set vibration damping setting. Changing the decay time is directly proportional to the flow rate of the coolant. This process resumes after measuring the decay time. The value of the output signal characterizing the amount of coolant flow in the RBMK fuel channels is displayed on the secondary device 75.

Точность измерений расходомера для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК - 2%, срок эксплуатации - не менее 10 лет.The accuracy of the flow meter measurements to determine the coolant flow rate in the RBMK fuel channels is 2%, the service life is at least 10 years.

Использование предлагаемого расходомера для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК обеспечивает по сравнению с существующими устройствами значительное увеличение срока эксплуатации, снижение дозовых нагрузок ионизирующего облучения на обслуживающий персонал, повышение точности измерения, чувствительности, надежности.Using the proposed flow meter to determine the flow rate of the coolant in the RBMK fuel channels provides, compared with existing devices, a significant increase in the service life, lower dose loads of ionizing radiation on maintenance personnel, and increase measurement accuracy, sensitivity, and reliability.

Устройство готовится к использованию на АЭС РБМК для определения расхода теплоносителя в технологических каналах.The device is being prepared for use at RBMK NPPs to determine the coolant flow rate in technological channels.

Claims (1)

Расходомер для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, чувствительный элемент, выполненный цилиндрическим и расположенный внутри корпуса, держатель, выполненный в виде стержня с отверстиями, соосно размещенный внутри чувствительного элемента, причем в отверстия держателя вложены катушки с магнитом съема колебаний и катушка с магнитом возбудителя колебаний, отличающийся тем, что расходомер содержит преобразователь, выполненный с возможностью измерения времени затухания колебаний, подключенный к ключу с возможностью управления данным ключом, а также подключенный к усилителю и вторичному прибору, выполненному с возможностью отображения величины расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК, при этом чувствительный элемент прикреплен к корпусу верхним основанием, держатель прикреплен к чувствительному элементу верхней частью, к чувствительному элементу приварен лопаткообразный лист, расположенный гранью вдоль потока теплоносителя с возможностью рассекания потока ребром лопаткообразного листа, причем катушка съема колебаний, усилитель, ключ и катушка возбудителя колебаний образуют автоколебательный контур. A flowmeter for determining the flow rate of the coolant in the RBMK fuel channels, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a sensing element made cylindrical and located inside the housing, a holder made in the form of a rod with holes coaxially placed inside the sensing element, and coils with a vibration removal magnet and a coil with a vibration exciter magnet, characterized in that the flowmeter comprises a transducer configured to measure time for vibration, connected to a key with the ability to control this key, and also connected to an amplifier and a secondary device configured to display the flow rate of the coolant in the RBMK fuel channels, while the sensitive element is attached to the housing by the upper base, the holder is attached to the sensitive element by the upper part , a shovel-like sheet is welded to the sensitive element, located facet along the coolant flow with the possibility of dissecting the flow by the edge of the shovel-like hundred, and the coil of the oscillations, the amplifier, the key and the coil of the pathogen of oscillations form a self-oscillating circuit.
RU2009145302/28A 2009-12-08 2009-12-08 Vibratory flow meter to define heat carrier flow rate in fuel channels of hpcr RU2430335C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009145302/28A RU2430335C2 (en) 2009-12-08 2009-12-08 Vibratory flow meter to define heat carrier flow rate in fuel channels of hpcr

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009145302/28A RU2430335C2 (en) 2009-12-08 2009-12-08 Vibratory flow meter to define heat carrier flow rate in fuel channels of hpcr

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009145302A RU2009145302A (en) 2011-06-20
RU2430335C2 true RU2430335C2 (en) 2011-09-27

Family

ID=44737370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009145302/28A RU2430335C2 (en) 2009-12-08 2009-12-08 Vibratory flow meter to define heat carrier flow rate in fuel channels of hpcr

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2430335C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009145302A (en) 2011-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4696191A (en) Apparatus and method for void/particulate detection
US7454981B2 (en) Apparatus and method for determining a parameter in a wet gas flow
AU2012225475B2 (en) Apparatus and method for acoustic monitoring of steam quality and flow
WO2009045363A1 (en) Noninvasive fluid density and viscosity measurement
CA2711625A1 (en) Wet gas metering using a differential pressure and a sonar based flow meter
EP3775794B1 (en) Location and flow rate meter
KR101777486B1 (en) Monitoring of a condensate drain
KR102649113B1 (en) Reactor coolant system piping temperature distribution measurement system
RU2430335C2 (en) Vibratory flow meter to define heat carrier flow rate in fuel channels of hpcr
Zhang et al. Experimental investigation on vibration characteristics of subcooled and saturated pool boiling
RU2430334C1 (en) Flow rate transducer with flow-type closed oscillatory system
RU2413190C1 (en) Vibratory pressure gauge
RU2498228C2 (en) Sensor for determining flow rate, density and temperature with closed system of oscillations
Cedolin et al. Vibrations Induced By the Two-Phase (Gas+ Liquid) Coolant Flow in the Power Channels of a Pressure Tube Type Nuclear Reactor (º)
RU2470274C1 (en) Method and device to measure pressure inside pipelines
RU74710U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE COMPOSITION AND CONSUMPTION OF MULTICOMPONENT LIQUIDS BY THE NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE METHOD
RU2718123C1 (en) Device for measuring flow rate of liquid medium
Suesser Performance of classical Venturi tubes for application in cryogenic facilities
KR100917045B1 (en) The monitoring device for scale in tube
CN117109698A (en) Method for analyzing oil level of transformer by resonance frequency
RU2335741C1 (en) Vibrating liquid level indicator
Lisowski et al. Report on Year-2 of Water NSTF Matrix Testing
Wang et al. System design of ultrasonic oil production flowmeter based on time difference method
RU137962U1 (en) DEVICE FOR MEASURING OIL VISCOSITY IN A PIPELINE
Spiridonov et al. Modern high-temperature electron diffraction

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121209