RU98824U1

RU98824U1 - SUSPENSION OF RADIATION DETECTORS

Info

Publication number: RU98824U1
Application number: RU2010128731/28U
Authority: RU
Inventors: Герман Иванович Михайлов; Юрий Борисович Прохоров; Тимур Абдлханянович Садеков
Original assignee: Закрытое акционерное общество "СНИИП-СИСТЕМАТОМ"
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2010-10-27

Abstract

1. Подвеска детекторов излучений, содержащая датчики и линии связи с электрическими соединителями, отличающаяся тем, что подвеска выполнена из герметичных модулей детектирования с датчиками излучения, модули детектирования связаны между собой конструктивными соединительными элементами с обеспечением, по меньшей мере, одной степени свободы, при этом линии связи выполнены из металлического терморадиационностойкого кабеля с герметичной оболочкой, внутренним электромагнитным экраном и минеральной изоляцией. ! 2. Подвеска детекторов излучений по п.1, отличающаяся тем, что модули детектирования установлены с возможностью изменения их взаимного расположения. ! 3. Подвеска детекторов излучений по п.1, отличающаяся тем, что модули детектирования установлены с возможностью изменения расстояния между ними. ! 4. Подвеска детекторов излучений по п.1, отличающаяся тем, что соединительные элементы выполнены в виде вилок, шарнирно соединенных с планкой. ! 5. Подвеска детекторов излучений по п.1, отличающаяся тем, что соединительные элементы выполнены в виде проушин, шарнирно соединенных с планками. ! 6. Подвеска детекторов излучений по п.1, отличающаяся тем, что модули детектирования выполнены со скругленными торцами. ! 7. Подвеска детекторов излучений по п.1, отличающаяся тем, что соединительные элементы изолированы от модулей детектирования посредством диэлектрических прокладок. ! 8. Подвеска детекторов излучений по п.7, отличающаяся тем, что диэлектрические прокладки выполнены из слюды, кварцевого волокна, керамики или полиимида. ! 9. Подвеска детекторов излучений по п.1, отличающаяся тем, что модули детектирования изолир 1. Suspension of radiation detectors, containing sensors and communication lines with electrical connectors, characterized in that the suspension is made of sealed detection modules with radiation sensors, the detection modules are interconnected by structural connecting elements with at least one degree of freedom, while communication lines are made of metal thermo-radiation-resistant cable with a sealed sheath, an internal electromagnetic shield and mineral insulation. ! 2. Suspension of radiation detectors according to claim 1, characterized in that the detection modules are installed with the possibility of changing their relative position. ! 3. The suspension of radiation detectors according to claim 1, characterized in that the detection modules are installed with the possibility of changing the distance between them. ! 4. The suspension of radiation detectors according to claim 1, characterized in that the connecting elements are made in the form of forks pivotally connected to the bar. ! 5. Suspension of radiation detectors according to claim 1, characterized in that the connecting elements are made in the form of eyes, pivotally connected to the straps. ! 6. Suspension of radiation detectors according to claim 1, characterized in that the detection modules are made with rounded ends. ! 7. The suspension of radiation detectors according to claim 1, characterized in that the connecting elements are isolated from the detection modules by means of dielectric spacers. ! 8. The suspension of radiation detectors according to claim 7, characterized in that the dielectric gaskets are made of mica, silica fiber, ceramic or polyimide. ! 9. Suspension of radiation detectors according to claim 1, characterized in that the detection modules are isolir

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники, а точнее к устройствам для регистрации плотностей потока ионизирующего излучения ядерных реакторов или ядерных установок исследовательских научных центров, и может быть использована для измерения распределения плотности потока нейтронного излучения, создаваемого источником. Полезная модель может быть применена в аппаратуре защиты и управления атомных реакторов на стационарных атомных станциях.The utility model relates to the field of measurement technology, and more specifically to devices for recording the flux density of ionizing radiation of nuclear reactors or nuclear facilities of research scientific centers, and can be used to measure the distribution of the flux density of neutron radiation generated by the source. The utility model can be applied in equipment for the protection and control of nuclear reactors at stationary nuclear power plants.

Известна сборка детекторов внутриреакторного контроля, содержащая продолговатый корпус с фланцем и герметичной проходкой, в котором расположены детекторы нейтронов с кабелями, при этом все кабели пропущены через проходку (см. патент РФ №2140105, кл. G21C 17/00, G01T 3/00, H01J 49/00 от 20.10.1999).A known assembly of intra-reactor control detectors, comprising an elongated body with a flange and a tight penetration, in which neutron detectors with cables are located, while all cables are passed through the penetration (see RF patent No. 2140105, class G21C 17/00, G01T 3/00, H01J 49/00 from 10.20.1999).

Недостатком известной сборки детекторов является сложность конструкции, ее жесткость, возможность установки только в прямые каналы в одном направлении (сверху вниз) и в заранее заданном положении относительно активной зоны реактора, большие весогабаритные характеристики. Изготовления таких сборок детекторов требует специального длинного монтажного стола и оснастки для испытаний.A disadvantage of the known detector assembly is the design complexity, its rigidity, the ability to install only in direct channels in one direction (from top to bottom) and in a predetermined position relative to the reactor core, large weight and size characteristics. The manufacture of such detector assemblies requires a special long mounting table and testing equipment.

Известна подвеска детекторов излучений, содержащая ионизационные камеры, размещенные в корпусах из нержавеющей стали и соединенные между собой и с головкой подвески герметичным металлорукавом (Аристов И.Н., Данилов В.Ф, Клейменов А.В. «Новые подвески ионизационных камер для АЭС и ЯЭУ», Ядерные измерительно-информационные технологии №4(8), 2003, стр.50-54).A known suspension of radiation detectors containing ionization chambers placed in stainless steel housings and connected to each other and to the suspension head by a sealed metal hose (Aristov I.N., Danilov V.F., Kleimenov A.V. “New suspensions of ionization chambers for nuclear power plants and NPP ”, Nuclear Measuring and Information Technologies No. 4 (8), 2003, pp. 50-54).

Недостатком известной подвески является растягивание металлорукава в процессе эксплуатации под весом головной части с детекторами и смещение центра чувствительного объема детекторов относительно центра активной зоны реактора, что влияет на достоверность их показаний.A disadvantage of the known suspension is the stretching of the metal hose during operation under the weight of the warhead with the detectors and the shift of the center of the sensitive volume of the detectors relative to the center of the reactor core, which affects the reliability of their readings.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является датчик для контроля энерговыделения, представляющий собой подвеску, содержащую протяженный детектор нейтронов и два взаимно смещенных по оси датчика локальных детектора ионизирующих излучений, соединенных кабелями связи, заполненными порошком окиси алюминия, допускающими возможность изгибов датчика без ухудшения технических характеристик (см. патент РФ №2190888, кл. G21C 17/00, G21C 17/10 от 10.10.2002).Closest to the proposed technical solution is a sensor for controlling energy release, which is a suspension containing an extended neutron detector and two mutually offset localizing ionizing radiation detectors along the sensor axis, connected by communication cables filled with alumina powder, allowing the sensor to bend without compromising technical characteristics ( see RF patent No. 2190888, class G21C 17/00, G21C 17/10 dated 10/10/2002).

Недостатком известного технического решения является необходимость определения еще на этапе проектирования расстояния от фланца с выводами соединителей до каждого детектора, что делает изделие фактически эксклюзивным, изготовленным индивидуально для каждой реакторной установки. Недостатком также является невозможность изменения расстояния между датчиками, и как следствие низкая точность размещения в канале реакторной установки, что связано с тем, что местоположение центра активной зоны и распределение плотности потока излучения наиболее точно могут быть определены только после пуска реакторной установки. Следствием является понижение эффективности работы аппаратуры управления и защиты.A disadvantage of the known technical solution is the need to determine at the design stage the distance from the flange with the leads of the connectors to each detector, which makes the product virtually exclusive, made individually for each reactor installation. The disadvantage is the impossibility of changing the distance between the sensors, and as a result, the low accuracy of placement in the channel of the reactor installation, due to the fact that the location of the center of the active zone and the distribution of the radiation flux density can most accurately be determined only after the reactor installation is started. The consequence is a decrease in the efficiency of the control and protection equipment.

Задачей полезной модели является создание подвески, позволяющей свободно изменять тип детекторов, местоположение детекторов в подвеске и расстояние между ними, пригодной для установки в технологические измерительные каналы любого типа, повышение помехозащищенности в условиях тяжелой электромагнитной обстановки при работе в окружении промышленных источников электромагнитных помех.The objective of the utility model is to create a suspension that allows you to freely change the type of detectors, the location of the detectors in the suspension and the distance between them, suitable for installation in technological measuring channels of any type, increasing noise immunity in severe electromagnetic conditions when working in the environment of industrial sources of electromagnetic interference.

Технический результат, достигаемый от применения полезной модели, заключается в снижении весогабаритных характеристик, существенном упрощении конструкции устройства и его изготовления, увеличении расстояния от источника излучения до соединителей, повышении надежности функционирования аппаратуры управления реакторной установки в случае разгерметизации одного из детекторов, обеспечении унификации подвесок для применения их в измерительных каналах любого типа, в повышении чувствительности детекторов и надежности функционирования аппаратуры управления реакторной установкой за счет устранения влияния токов наведенных электромагнитными и ионизирующими излучениями на соседние модули в составе подвески, стенки технологического канала и трос подъемного механизма.The technical result achieved by the application of the utility model is to reduce the weight and size characteristics, significantly simplify the design of the device and its manufacture, increase the distance from the radiation source to the connectors, increase the reliability of the operation of the reactor control equipment in the event of depressurization of one of the detectors, and ensure the unification of suspensions for use them in measuring channels of any type, in increasing the sensitivity of the detectors and the reliability of operation reactor control equipment by eliminating the influence of currents induced by electromagnetic and ionizing radiation on adjacent modules in the suspension, the walls of the process channel and the cable of the lifting mechanism.

Указанный технический результат достигается тем, что подвеска детекторов излучений содержит герметичные модули детектирования с датчиками излучения и линии связи с разъемами. Модули детектирования связаны между собой конструктивными соединительными элементами с обеспечением, по меньшей мере, одной степени свободы, при этом линии связи выполнены из металлического терморадиационностойкого кабеля с герметичной оболочкой, внутренним электромагнитным экраном и минеральной изоляцией.The specified technical result is achieved by the fact that the suspension of radiation detectors contains sealed detection modules with radiation sensors and communication lines with connectors. The detection modules are interconnected by structural connecting elements with at least one degree of freedom, while the communication lines are made of metal thermo-radiation-resistant cable with a sealed sheath, an internal electromagnetic shield and mineral insulation.

Модули детектирования установлены с возможностью изменения их взаимного расположения.Detection modules are installed with the possibility of changing their relative position.

Модули детектирования установлены с возможностью изменения расстояния между ними.Detection modules are installed with the ability to change the distance between them.

Соединительные элементы выполнены в виде вилок шарнирно соединенных с планкой.The connecting elements are made in the form of forks pivotally connected to the bar.

Соединительные элементы выполнены в виде проушин шарнирно соединенных с планками.The connecting elements are made in the form of eyes pivotally connected to the strips.

Модули детектирования выполнены со скругленными торцами.The detection modules are made with rounded ends.

Соединительные элементы изолированы от модулей детектирования посредством диэлектрических прокладок. Диэлектрические прокладки выполнены из слюды, кварцевого волокна, керамики или полиимида.The connecting elements are isolated from the detection modules by means of dielectric spacers. Dielectric gaskets are made of mica, silica fiber, ceramic, or polyimide.

Модули детектирования, изолированы от стенок технологического канала посредством изолирующих чашек. Изолирующие чашки выполнены из полиимида, керамики, стали, покрытой электроизоляционной эмалью, или из диэлектрического прессматериала с наполнителем на основе кварцевого волокна.Detection modules are isolated from the walls of the process channel by means of insulating cups. The insulating cups are made of polyimide, ceramic, steel coated with electrical insulating enamel, or of dielectric press material with a filler based on silica fiber.

Устройство поясняется чертежами.The device is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена подвеска с модулями, соединенными посредством вилок и планки.Figure 1 shows the suspension with modules connected by forks and straps.

На фиг.2 изображена подвеска с модулями, соединенными посредством проушин и планки.Figure 2 shows the suspension with modules connected by eyelets and straps.

На фиг.3 изображено сечение А-А на фиг.1 и фиг.2.Figure 3 shows a section aa in figure 1 and figure 2.

На фиг.4 изображен пример изолирования конструктивного соединительного элемента.Figure 4 shows an example of insulating a structural connecting element.

Полезная модель может быть осуществлена следующим образом.A utility model can be implemented as follows.

Модули 1 детектирования, связанные кабельными линиями 2 с электрическими соединителями, соединены конструктивными соединительными элементами. Соединительные элементы выполнены в виде установленных на модуле вилок 3, шарнирно соединенных с планкой 4 (фиг.1) или в виде проушин 5, шарнирно соединенных с планками 6 (фиг.2). Соединение осуществлено посредством штифта 7, образующего ось и закрепленного шплинтом 8, или любым другим известным способом. Соединение может быть образовано конструктивными элементами, составляющими кинематическую пару с, по меньшей мере, одной степенью свободы.Detection modules 1, connected by cable lines 2 with electrical connectors, are connected by structural connecting elements. The connecting elements are made in the form of forks 3 mounted on the module, pivotally connected to the bar 4 (Fig. 1) or in the form of eyes 5, pivotally connected to the strips 6 (Fig. 2). The connection is made by means of a pin 7, forming an axis and secured with a cotter pin 8, or by any other known method. The connection can be formed by structural elements that make up a kinematic pair with at least one degree of freedom.

Кабельные линии 2 связи модулей 1 детектирования выполнены на основе металлического терморадиационностойкого кабеля с герметичной оболочкой, внутренним электромагнитным экраном и минеральной изоляцией, например марки КНМС2С или КНММС с изоляцией из порошка окиси алюминия. Внешняя герметичная оболочка кабеля герметично соединена с кожухом модуля 1 детектирования, а внутренний электромагнитный экран - с корпусами датчиков. При этом каждый кабель линии 2 связи с разъемами проходит через герметичный фланец технологического измерительного канала и выводится за пределы биологической защиты источника излучения, что упрощает обслуживание подвески и повышает уровень техники безопасности за счет снижения радиационной нагрузки на обслуживающий персонал.Cable lines 2 of the connection of the detection modules 1 are made on the basis of a metal thermo-radiation-resistant cable with a sealed sheath, an internal electromagnetic shield and mineral insulation, for example, KNMS2C or KNMMS with insulation from aluminum oxide powder. The external hermetic cable sheath is hermetically connected to the casing of the detection module 1, and the internal electromagnetic shield is connected to the sensor housings. In this case, each cable of the communication line 2 with connectors passes through a sealed flange of the technological measuring channel and extends beyond the biological protection of the radiation source, which simplifies suspension maintenance and increases the level of safety by reducing the radiation load on maintenance personnel.

Конструктивные соединительные элементы, расположенные на внешней стороне модулей 1 детектирования позволяют соединять несколько модулей 1 в подвеску в необходимом количестве и последовательности. Изменение расстояния между модулями 1 осуществляют изменением длины конструктивных соединительных элементов, в частности планок 4, 6. Длину элементов выбирают таким образом, чтобы центры чувствительных объемов модулей были разнесены на расстояние, необходимое для контроля источника ионизирующего излучения на заданных по высоте уровнях.Structural connecting elements located on the outside of the detection modules 1 allow several modules 1 to be connected to the suspension in the required quantity and sequence. Changing the distance between the modules 1 is carried out by changing the length of the structural connecting elements, in particular strips 4, 6. The length of the elements is chosen so that the centers of the sensitive volumes of the modules are spaced apart by the distance necessary to control the source of ionizing radiation at predetermined height levels.

Возможны различные варианты соединения модулей в подвеску: с помощью цепей, петли из металлического троса и т.п.Various options for connecting modules to the suspension are possible: using chains, metal cable loops, etc.

При такой конструкции соединения модулей 1 детектирования, подвеска будет обладать необходимыми степенями свободы для установки в изогнутые технологические каналы.With this design, the connection of the detection modules 1, the suspension will have the necessary degrees of freedom for installation in curved technological channels.

Конструктивные соединительные элементы также используют при установке подвески в технологический канал с помощью троса подъемного механизма при установке снизу или под действием собственного веса при установке сверху. Подвеска при установке может удерживаться непосредственно за кабели линии 2 связи, поскольку они обладают достаточной прочностью на разрыв, чтобы выдержать такие нагрузки.Structural connecting elements are also used when installing the suspension in the technological channel using the cable of the lifting mechanism when installing from below or under the influence of its own weight when installing from above. The suspension during installation can be held directly by the cables of the communication line 2, since they have sufficient tensile strength to withstand such loads.

При необходимости модули 1 детектирования заменяют на исправные, на модули другого типа, изменяют взаимное расположение модулей и расстояние между ними, подбирают оптимальную длину и тип конструктивных соединительных элементов.If necessary, the detection modules 1 are replaced by serviceable ones, by modules of a different type, the relative position of the modules and the distance between them are changed, the optimal length and type of structural connecting elements are selected.

Пример изолирования конструктивного соединительного элемента, выполненного в виде вилки 3, представлен на фиг.4. Аналогичное соединение может быть выполнено для конструктивного соединительного элемента другого типа.An example of insulating a structural connecting element made in the form of a plug 3 is shown in Fig.4. A similar connection can be made for another type of structural connector.

Вилка 3 установлена в отверстии резьбовой стойки на торце модуля 1, изолирована прокладкой 9 и кольцом 10, закреплена гайкой 11 с поджимающей втулкой 12. Плоские шайбы 13 и пружинная шайба 14 предохраняют гайку 11 от самоотвинчивания под воздействием вибрации.The plug 3 is installed in the hole of the threaded stand on the end of the module 1, is insulated by a gasket 9 and a ring 10, secured by a nut 11 with a pressing sleeve 12. Flat washers 13 and a spring washer 14 protect the nut 11 from self-unscrewing under the influence of vibration.

Изолирующие прокладка 9 и кольцо 10 выполнены из диэлектрического материала, стойкого к воздействию большого интегрального потока нейтронов и гамма-излучения, например из слюды, кварцевого волокна, керамики или полиимида (терморадиационностойкого полипиромеллитимида).The insulating gasket 9 and ring 10 are made of a dielectric material that is resistant to the large integrated neutron flux and gamma radiation, for example, mica, silica fiber, ceramic, or polyimide (thermo-radiation-resistant polypyromellitimide).

Для изоляции модулей 1 детектирования от стенок технологического канала на торцы кожухов дополнительно установлены изолирующие чашки 15 из полиимида, керамики, стали, покрытой жаростойкой электроизоляционной эмалью типа ЭВ-300-60М, или из диэлектрического прессматериала с наполнителем на основе кварцевого волокна.To isolate the detection modules 1 from the walls of the process channel, insulating cups 15 of polyimide, ceramics, steel coated with heat-resistant electrical insulating enamel of the type EV-300-60M, or from a dielectric press material with a silica-based filler are additionally installed on the ends of the casings.

Предложенное техническое решение удовлетворяет условию патентоспособности «новизна» поскольку совокупность изложенных в нем признаков, взятая в новой взаимосвязи, позволяет изготовить аппаратуру для измерения плотности потока ионизирующего излучения с увеличенной чувствительностью и функцией контроля энергораспределения без изменения количества и конструкции технологических измерительных каналов, предназначенных для установки детекторов, за счет разделения подвески на независимые герметичные модули детектирования и устранения влияния токов, наведенных электромагнитными и ионизирующими излучениями на соседние модули в составе подвески, стенки технологического канала и трос подъемного механизма, при этом обеспечена установка подвески в измерительный канал любого типа, ее оперативное изменение и ремонт. Это особенно актуально в современных условиях, когда все имеющиеся проекты энергетических и исследовательских реакторов характеризуются уникальными конструктивными параметрами измерительных каналов, различающихся диаметром, формой (прямая или изогнутая) и способом установки детекторов (подвешивание сверху вниз на кабелях или подъем на тросе из подреакторного помещения).The proposed technical solution satisfies the condition of patentability “novelty” since the combination of the features set forth in it, taken in a new relationship, allows us to manufacture equipment for measuring the ionizing radiation flux density with increased sensitivity and the function of energy distribution control without changing the number and design of technological measuring channels for installing detectors due to the separation of the suspension into independent sealed detection modules and eliminated I influence of currents induced by electromagnetic and ionizing radiation in adjacent modules in the composition of the suspension, the process channel wall and the cable of the lifting mechanism, wherein the installation is provided in the measuring channel the suspension of any type, its quick change and repair. This is especially true in modern conditions, when all existing projects of energy and research reactors are characterized by unique design parameters of the measuring channels, which differ in diameter, shape (straight or curved) and the method of installation of the detectors (hanging from top to bottom on cables or lifting on a cable from a subreactor room).

Предложенная подвеска детекторов излучений на основе ионизационных камер была изготовлена для контроля относительной физической мощности, периода реактора по значению плотности потока тепловых нейтронов и формы энергораспределения активной зоны и испытана при работе реакторной установки ВВЭР-1000 и модернизации реактора ВВЭР-440 и показала высокую надежность в сочетании с технологичностью конструкции.The proposed suspension of radiation detectors based on ionization chambers was made to control the relative physical power, the period of the reactor by the value of the thermal neutron flux density and the shape of the energy distribution of the core and was tested during the operation of the VVER-1000 reactor and the modernization of the VVER-440 reactor and showed high reliability in combination with manufacturability of the design.

Claims

1. Suspension of radiation detectors, containing sensors and communication lines with electrical connectors, characterized in that the suspension is made of sealed detection modules with radiation sensors, the detection modules are interconnected by structural connecting elements with at least one degree of freedom, while communication lines are made of metal thermo-radiation-resistant cable with a sealed sheath, an internal electromagnetic shield and mineral insulation.

2. Suspension of radiation detectors according to claim 1, characterized in that the detection modules are installed with the possibility of changing their relative position.

3. The suspension of radiation detectors according to claim 1, characterized in that the detection modules are installed with the possibility of changing the distance between them.

4. The suspension of radiation detectors according to claim 1, characterized in that the connecting elements are made in the form of forks pivotally connected to the bar.

5. Suspension of radiation detectors according to claim 1, characterized in that the connecting elements are made in the form of eyes, pivotally connected to the straps.

6. Suspension of radiation detectors according to claim 1, characterized in that the detection modules are made with rounded ends.

7. The suspension of radiation detectors according to claim 1, characterized in that the connecting elements are isolated from the detection modules by means of dielectric spacers.

8. The suspension of radiation detectors according to claim 7, characterized in that the dielectric spacers are made of mica, silica fiber, ceramic or polyimide.

9. Suspension of radiation detectors according to claim 1, characterized in that the detection modules are isolated from the walls of the process channel by means of insulating cups.

10. Suspension of radiation detectors according to claim 9, characterized in that the insulating cups are made of polyimide, ceramic, steel coated with electrical insulating enamel, or from a dielectric press material with a filler based on silica fiber.