RU2543677C1 - Измеритель искривления трубчатого канала - Google Patents
Измеритель искривления трубчатого канала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2543677C1 RU2543677C1 RU2013139094/28A RU2013139094A RU2543677C1 RU 2543677 C1 RU2543677 C1 RU 2543677C1 RU 2013139094/28 A RU2013139094/28 A RU 2013139094/28A RU 2013139094 A RU2013139094 A RU 2013139094A RU 2543677 C1 RU2543677 C1 RU 2543677C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bending
- tubular channel
- meter
- gap
- curvature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения профиля искривления протяженных трубчатых каналов. Измеритель искривления трубчатого канала содержит датчики изгиба (4), подключенные к измерительной схеме. Измеритель искривления трубчатого канала выполнен в виде несущего корпуса (2), размещенного внутри трубчатого канала (1) по всей его длине и жестко связанного с внутренними стенками трубчатого канала (1) радиальными перемычками (3). На несущем корпусе (2) закреплен, по меньшей мере, один механический преобразователь радиуса изгиба в величину зазора между перемещаемыми при изгибе деталями, на которых установлены датчики изгиба (4). В частных случаях исполнения устройства датчик изгиба (4) выполнен в виде конденсаторов, пластины которых закреплены на деталях, образующих зазор, или в виде магнитопроводов с обмотками и магнитных сердечников, закрепленных на деталях, образующих зазор. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей измерителя искривления трубчатого канала. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения профиля искривления протяженных трубчатых каналов, преимущественно каналов активной зоны ядерных реакторов.
Известно устройство по патенту РФ на изобретение №2200301, содержащее диагностический зонд с датчиками контроля профиля трубопровода, перемещаемый вдоль оси трубопровода, фиксирующий параметры трубопровода в памяти, и устройство считывания записанной информации.
Недостатком известного устройства является невозможность его использования для контроля искривления каналов ядерного реактора, так как при работе реактора не допускается перемещение внутри активной зоны каких-либо элементов, нарушающих герметичность каналов активной зоны.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому измерителю искривления трубчатого канала является устройство для контроля внутреннего профиля протяженных трубопроводов по патенту РФ на изобретение №2164661. Это устройство представляет собой несущий корпус с установленными на нем датчиками измерения дефектов полости трубопроводов и средствами обработки и хранения данных измерений. Информация о состоянии профиля трубопровода передается на датчики с помощью чувствительных рычагов, прижимаемых к внутренней поверхности трубопровода. Считывание записанной информации производится после извлечения зонда из трубопровода.
Недостатком известного устройства является использование датчиков, содержащих полупроводниковые элементы, которые не могут работать в условиях интенсивных радиационных полей и высоких температур в активной зоне ядерного реактора.
Задача изобретения состоит в создании устройства, сохраняющего свою работоспособность в условиях интенсивных радиационных полей и высоких температур в активной зоне ядерного реактора.
Для исключения указанного недостатка в измерителе искривления трубчатого канала, содержащем датчики изгиба, подключенные к измерительной схеме, предлагается:
- выполнить его в виде несущего корпуса, размещенного внутри трубчатого канала по всей его длине и жестко связанного с внутренними стенками трубчатого канала радиальными перемычками;
- на несущем корпусе закрепить, по меньшей мере, один механический преобразователь радиуса изгиба в величину зазора между перемещаемыми при изгибе деталями, на которых установлены датчики изгиба.
В частных случаях выполнения устройства предлагается датчик изгиба выполнить в виде конденсаторов, пластины которых закреплены на деталях, образующих зазор, или в виде магнитопроводов с обмотками и магнитных сердечников, закрепленных на деталях, образующих зазор.
Конструкция измерителя искривления трубчатого канала поясняется фигурами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства; на фиг.2 и 3 - продольные осевые сечения датчиков изгиба с прямым и искривленным трубчатыми каналами, а на фиг.4 - поперечное сечение датчика изгиба на неискривленном канале. На фигурах 1-4 приняты следующие обозначения: 1 - трубчатый канал; 2 - несущий корпус; 3 - радиальная перемычка; 4 - датчик изгиба; 5 - держатель; 6 - изолятор; 7 - пластины конденсатора.
Сущность изобретения состоит в следующем.
Измеритель искривления трубчатого канала содержит датчики изгиба 4, подключенные к измерительной схеме. Измеритель искривления трубчатого канала выполнен в виде несущего корпуса 2, размещенного внутри трубчатого канала 1 по всей его длине и жестко связанного с внутренними стенками трубчатого канала 1 радиальными перемычками 3.
На несущем корпусе 2 закреплен по меньшей мере один механический преобразователь радиуса изгиба в величину зазора между перемещаемыми при изгибе деталями, на которых установлены датчики изгиба 4.
В частных случаях исполнения устройства датчик изгиба 4 выполняют в виде конденсаторов, пластины которых закреплены на деталях, образующих зазор, или в виде магнитопроводов с обмотками и магнитных сердечников, закрепленных на деталях, образующих зазор.
Предложенное устройство работает следующим образом.
Внутри трубчатого канала 1, профиль изгиба которого необходимо контролировать, вставлен несущий корпус 2, жестко связанный с трубчатым каналом 1 рядом радиальных перемычек 3, передающих изгибные усилия на несущий корпус 2, на котором закреплены один или несколько датчиков изгиба 4, преобразующих радиус изгиба несущего корпуса 2 в величину зазора между деталями, попарно закрепленными на несущем корпусе 2, с последующим контролем этого зазора, например емкостными или индуктивными чувствительными элементами, закрепленными на перемещаемых деталях. На несущем корпусе 2 неподвижно закреплены два держателя 5, представляющие собой обечайки с фланцами на торцах. На фланцах, обращенных навстречу друг другу, на изоляторах 6 закреплены металлические пластины 7, представляющие собой обкладки конденсаторов. Датчик изгиба 4, изображенный на фиг.2, содержит четыре пары конденсаторных пластин 7, образующих соответственно четыре воздушных конденсатора, по одному в каждом из четырех секторов поперечного сечения измерителя искривления. Емкость конденсаторов зависит от величины воздушного зазора между конденсаторными пластинами 7 в каждой паре. Если оси трубчатого канала 1 и, соответственно, несущего корпуса 2 прямолинейны (фиг.2), то зазоры h0 между парами конденсаторных пластин 7 во всех секторах одинаковы и емкости всех конденсаторов равны. При изгибе трубчатого канала 1 (фиг.3) зазор между парами конденсаторных пластин на выпуклой стороне изогнутого несущего каркаса 2 будет увеличиваться и составит величину h1, а на вогнутой стороне уменьшаться и составит величину h2. Так как емкость воздушного конденсатора обратно пропорциональна величине зазора между пластинами 7, то емкость конденсатора на вогнутой стороне несущего каркаса 2 увеличится, а емкость конденсатора на выпуклой стороне уменьшится. Каждый из четырех конденсаторов подключен к своему измерителю емкости (на рисунке не показан), и, таким образом, по величинам изменившихся емкостей конденсаторов вычисляется величина и направление изгиба трубчатого канала 1.
Датчики изгиба 4 могут быть не только емкостного, но и индуктивного типа. В этом случае на перемещаемых при изгибе поверхностях деталей устанавливаются не конденсаторные пластины, а магнитопроводы с индуктивными обмотками на одной из деталей и магнитного сердечника на другой. Перемещение деталей при изгибе в этом случае приводит к изменению магнитных потоков через обмотки и, соответственно, к изменению индуктируемых в них ЭДС.
Задача контроля искривления каналов активной зоны ядерных реакторов является особенно актуальной для реакторов типа РБМК, так как в этих реакторах искривление каналов является следствием деформации графитовой кладки - составной части активной зоны реактора, служащей замедлителем нейтронов.
В настоящее время контроль искривления производится во время плановых остановок реакторов, при нулевой мощности реактора, когда температуры в активной зоне относительно низкие, а радиационные потоки нейтронного и гамма-излучений значительно меньше, чем в режиме работы реактора на номинальной мощности. В этих условиях контроль кривизны канала может производиться разными методами, например при помощи оптоволокна, ультразвука или путем перемещения внутри канала передвижных зондов, которые измеряют степень отклонения от прямолинейности оси канала - т.н. стрелу прогиба. Безопасная эксплуатация реактора возможна при условии, что производится непрерывный, а не периодический контроль степени искривления канала. В этих условиях при достижении критической величины стрелы прогиба канала во избежание зажатия тепловыделяющей сборки (ТВС) могут быть предприняты оперативные действия по предотвращению опасной ситуации (например, остановка реактора и перегрузка ТВС, находящихся под угрозой). Такой контроль должен проводиться на работающем реакторе, когда температура в зоне контроля составляет +270°C, а плотность нейтронного потока достигает величины 2*1013 n/см2с. В таких условиях работы конструкционные материалы датчиков искривления должны работать не менее года - периода между остановками реактора на планово-предупредительный ремонт (ППР). Измерения искривления канала необходимо проводить в трехмерном пространстве (высота и деформация по двум координатам в горизонтальной плоскости) с тем, чтобы получать детальную информацию о величине и направлении смещения канала, происходящих на разных высотах.
В предложенном устройстве для обеспечения заданных требований по точности измерения радиуса прогиба в условиях высоких рабочих температур и интенсивного радиационного излучения используются датчики из конструкционных материалов, стойких в указанных условиях.
Для подтверждения работоспособности предложенного устройства изготовлен макетный образец, в котором трубчатый канал 1 выполнен из нержавеющей трубы диаметром 73 мм, толщиной стенки 3 мм и длиной 2800 мм, внутри трубчатого канала 1 с помощью перемычек 3 крепился несущий корпус 2, изготовленный из трубы диаметром 32 мм, на котором установлено пять датчиков изгиба 4, отстоящих друг от друга по высоте на 400 мм. Каждый из датчиков изгиба 4 представлял собой пару обечаек, закрепленных на несущем корпусе 2 с расстоянием 100 мм между точками крепления. На каждой из этих обечаек были закреплены на изоляторах 6 четыре пары конденсаторных пластин 7 с радиальным зазором между пластинами 2 мм. С помощью экранированных проводов пластины 7 были подключены к электронной схеме измерения емкостей на основе зарядовых усилителей. В собранном виде измеритель искривления устанавливался на испытательный стенд, где измеритель искривления подвергался воздействию радиальных изгибных усилий, создававших деформацию измерителя в пределах от 1,5 мм до 58 мм. Величина деформации контролировалась механическими микрометрами, по которым градуировались измерительные каналы. Результаты испытаний показали, что чувствительность измерителя составляет величину менее 1 мм поперечной деформации, погрешность измерения стрелы прогиба составляет от 0,05 мм до 0,15 мм. Полученные результаты с большим запасом обеспечивают соответствие техническим требованиям на измеритель искривления каналов реактора РБМК.
Технический результат - расширение функциональных возможностей измерителя искривления трубчатого канала 1, проявляющееся в том, что он обеспечивает надежный контроль искривления трубчатых каналов в условиях высоких температур и интенсивных радиационных полей активной зоны ядерного реактора.
Claims (3)
1. Измеритель искривления трубчатого канала, содержащий датчики изгиба, подключенные к измерительной схеме, отличающийся тем, что он выполнен в виде несущего корпуса, размещенного внутри трубчатого канала по всей его длине и жестко связанного с внутренними стенками трубчатого канала радиальными перемычками, а на несущем корпусе закреплен, по меньшей мере, один механический преобразователь радиуса изгиба в величину зазора между перемещаемыми при изгибе деталями, на которых установлены датчики изгиба.
2. Измеритель искривления трубчатого канала по п.1, отличающийся тем, что датчик изгиба выполнен в виде конденсаторов, пластины которых закреплены на деталях, образующих зазор.
3. Измеритель искривления трубчатого канала по п.1, отличающийся тем, что датчик изгиба выполнен в виде магнитопроводов с обмотками и магнитных сердечников, закрепленных на деталях, образующих зазор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013139094/28A RU2543677C1 (ru) | 2013-08-23 | 2013-08-23 | Измеритель искривления трубчатого канала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013139094/28A RU2543677C1 (ru) | 2013-08-23 | 2013-08-23 | Измеритель искривления трубчатого канала |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013139094A RU2013139094A (ru) | 2015-02-27 |
RU2543677C1 true RU2543677C1 (ru) | 2015-03-10 |
Family
ID=53279376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013139094/28A RU2543677C1 (ru) | 2013-08-23 | 2013-08-23 | Измеритель искривления трубчатого канала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2543677C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714488C1 (ru) * | 2019-01-15 | 2020-02-18 | Акционерное общество "Диаконт" | Способ и устройство измерения искривления технологического канала ядерного реактора |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3496644A (en) * | 1967-10-05 | 1970-02-24 | Don L Short | Internal measuring device to determine pipe curvature |
US4628613A (en) * | 1986-01-13 | 1986-12-16 | Electronic Diggins Systems, Inc. | Bend detector for a pipeline pig |
US4930223A (en) * | 1989-02-27 | 1990-06-05 | Tdw Delaware, Inc. | Bend detector pig |
RU2164661C1 (ru) * | 2000-06-30 | 2001-03-27 | ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" | Внутритрубный многоканальный профилемер |
EP2518436A1 (de) * | 2011-04-28 | 2012-10-31 | Storz Endoskop Produktions GmbH | Biegesensor |
-
2013
- 2013-08-23 RU RU2013139094/28A patent/RU2543677C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3496644A (en) * | 1967-10-05 | 1970-02-24 | Don L Short | Internal measuring device to determine pipe curvature |
US4628613A (en) * | 1986-01-13 | 1986-12-16 | Electronic Diggins Systems, Inc. | Bend detector for a pipeline pig |
US4930223A (en) * | 1989-02-27 | 1990-06-05 | Tdw Delaware, Inc. | Bend detector pig |
RU2164661C1 (ru) * | 2000-06-30 | 2001-03-27 | ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" | Внутритрубный многоканальный профилемер |
EP2518436A1 (de) * | 2011-04-28 | 2012-10-31 | Storz Endoskop Produktions GmbH | Biegesensor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714488C1 (ru) * | 2019-01-15 | 2020-02-18 | Акционерное общество "Диаконт" | Способ и устройство измерения искривления технологического канала ядерного реактора |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013139094A (ru) | 2015-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9640285B2 (en) | Probe and apparatus for measuring thickness of oxide layer of fuel rod | |
US4108719A (en) | Method and apparatus for gauging the radial spacing between fuel and surrounding cladding of a fuel rod for nuclear reactors | |
RU2626301C1 (ru) | Способ измерения искривления технологического канала ядерного реактора типа РБМК и устройство для его осуществления | |
JP5586814B1 (ja) | 長さ測定計器、および燃料ロッドのサイズを制御する方法および装置 | |
JPS62251606A (ja) | 渦電流プロ−ブ | |
RU2543677C1 (ru) | Измеритель искривления трубчатого канала | |
EP3457101B1 (en) | Contact force measurement method | |
RU2685070C1 (ru) | Устройство для измерения деформации труб | |
US5661766A (en) | Nuclear fuel assembly bow and twist measurement apparatus | |
US8065810B2 (en) | Apparatus and systems for measuring elongation of objects, methods of measuring, and reactor | |
US20150027663A1 (en) | Instrumented Steam Generator Anti-Vibration Bar | |
US20160041127A1 (en) | Support structure location and load measurement | |
JP3469029B2 (ja) | 原子炉用燃料集合体の制御棒案内管変形計測装置 | |
RU2714488C1 (ru) | Способ и устройство измерения искривления технологического канала ядерного реактора | |
Jia et al. | Design and verification of a sensing device for deformation measurement of high temperature pipes | |
Sanborn et al. | Distributed fiber optic strain measurement using Rayleigh scatter in composite structures | |
CN105674944A (zh) | 一种在介质环境中直接测量试样应变的方法 | |
Fleming et al. | An impedance-based diameter gauge for in-pile fuel deformation measurements | |
RU2494344C1 (ru) | Устройство для измерения отклонений от вертикали | |
US5098643A (en) | Method for detecting leaky rods in a nuclear fuel assembly | |
Skifton et al. | In-pile measurements of fuel rod dimensional changes utilizing the test reactor loop pressure for motion | |
KR200307293Y1 (ko) | 경수로형 원자로 제어봉집합체 와전류검사 탐촉자 | |
RU110835U1 (ru) | Измеритель овальности | |
RU2545521C2 (ru) | Способ и устройство для непрерывного контроля изгиба трубы технологического канала | |
CN113532347B (zh) | 基于应变测量的传热管振动位移测量系统及方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20160315 |