SE442147B - Forfarande for kalibrering "in situ" av en i en radioaktiv miljo befintlig apparat for lokal overvakning av effekt jemte anordning for genomforande av forfarandet - Google Patents

Description

a2@@34o~1 12 Uppfinningen kännetecknas av de särdrag som framgår ur närslutna patentkrav, och den kommer nu att beskrivas närma- re med hjälp av av närslutna schematiska ritningar som avser ut- föringsexempel och i vilka fig. 1 är ett längdsnitt genom en del av en apparat för mät- ning av lokalt alstrad energi eller effekt, där föreliggande upp- finning kan användas, fig. 2 är ett tvärsnitt utmed planet 2-2 i fig. 1, fig. 3 är ett tvärsnitt i större skala genom uppvärmnings- kabeln i fig. 2, fig. 4 är ett tvärsnitt genom ett alternativt ut- förande av uppvärmningskabeln, i fig. 5 visas med hjälp av ett för- enklat kopplingsschema ett förfarande för kalibrering "in situ" i enlighet med föreliggande uppfinning, fig. 6 och 7 är diagram vi- sande svarssignaler som erhålles vid kalibrationsförfarandet en- ligt fig. 5, fig. 8 är ett diagram över kalibrationskurvan som er- hålles med utgângspunkt från data enligt fig. 6 och 7, fig. 9 är ett förenklat kopplingsschema över ett annat kalibreringsförfaran- de, fig. 10 är ett diagram över svarssignaler hos förfarandet en- ligt fig. 9, och fig. 11 är ett diagram som visar kalibreringskur- van som erhålles med utgångspunkt från data enligt fig. 10.

I fig. 1 visas en typisk anordning som lämpar sig för an- vändning av föreliggande uppfinning och som beskrivs mera i detalj, i den inledningsvis nämnda patentansökningen. Det gäller en inuti en tryckvattenreaktors bränslepatron placerad apparat 10 för mät- ning av lokalt alstrad energi eller effekt. Apparaten innefattar en långsträckt värmeledande massa eller kropp 12 som omges av ett rörformigt hölje 14. I på axiellt inbördes avstånd belägna mätzo- ner är i kroppen 12 värmemotståndszoner 16 anordnade, där det er- hålles differentiella temperatursignaler tack vare en termoelement- enhet 18 med flera lödställen, vilket element utsträcker sig i en central urborrning 20 i kroppen 12. Apparaten 10 kan före sitt ibruktagande i radioaktiv omgivning kalibreras antingen genom di- rekt elektrisk motståndsuppvärmning av kroppen 12, som det be- skrivs i den inledningsvis nämnda patentansökningen, eller ge- non1mätning av den signalförändring som vid plötslig avkylning av en jämnt uppvärmd apparat inträffar vid utgången av de differential- la termoelementen 18. I enlighet med föreliggande uppfinning genom- förs en omkalibrering (i qfläe att säkerställa konstant känslighet)" av kroppen 12 för uppvärmning "in situ",för att undvika att appa- POOIR QUÄLITYi 8200340-1 raten måste avlägsnas ur reaktorn och manipuleras i högt radioak- tivt tillstånd efter att ha arbetat inuti reaktorn.

Ur fig. 2 framgår att termoelementenheten 18 innefattar en uppsättning av termoelementkablar 18 med lödställpar, vilka kablar i den centrala urborrningen 20 leder till mätzonerna l6. Des- sa termoelementkablar är anordnade kring en uppvärmningskabel 24 som intar ett centralt läge i urborrningen 20. Uppvärmningskabeln 24 åstadkommer under en kalibreringsperiod en extra uppvärmning av kroppen 12 i varje mätzon och matas härvid från en yttre el- strömkälla. Kabeln 24 åstadkommer även en jämn uppvärmning av kab- larna 22.

I den i fig. 3 visade utföringsformen av uppfinningen upp- visar uppvärmningskabeln ett yttre hölje 26 av rostfritt stål och ett inre element 28 för elektrisk motståndsuppvärmning i form av en tråd av Nichrome. En kopparledare 30 bildar en återföringsbana för strömmen. Såväl tråden av Nichrome, som koppartråden är inbäddade i ett isolerande medium 32 såsom aluminiumoxid. Uppvärmningsele- mentets (Nichrome-trädens) yttre diameter är 0,15 mm. Koppartråden har t.ex. en diameter av 0,1 mm och stålhöljet har exempelvis en diameter av 1,0 mm. Under dessa förutsättningar kan värmeeffekter ända upp till 5 watt per 1 cm kabellängd erhållas.

I fig. 4 visas en annan utföringsform av uppvärmningskabeln 24' som här innefattar endast ett uppvärmningselement 28' av Nich- rome som är inbäddat i ett isolerande medium 32'. Strömmen åter- vänder via det yttre höljet 26' av rostfritt stål. Hos denna ut- föringsform kan en uppvärmningseffekt ända upp till 10 watt per centimeter erhållas.

Fig. 5 är ett schema som visar att uppvärmningskabeln 24 är belägen i närheten av termoelementenheten 18 för att vid matning från en yttre strömkälla 34 yia en brytare 36)åstadkomma extra upp- värmning. Som det redan har anförts, så alstras av termoelementen- heten 18 vid gammauppvärmning i allmänhet en utgångssignal AT. En extra uppvärmning under perioden för “in situ" kalibrering åstad- kommes genom att brytaren 36 slutes, som det grafiskt visas av kur- van 38 i fig. 6. Härvid âstadkommes en motsvarande ökning, exempel- vis från 40°C till 66°C hos den differentiella utgàngssignalen AT, som det framgår av kurvan 40 i fig. 6. Den av kurvan 40 visade signalförändringen medger att mäta känsligheten, exempelvis 22°C per watt per gram, vilket kan fastställas med hjälp av amplituden T fixa-T hÉïY Poßïflf-Q' "

Claims (9)

1. 8200340-1 hos den del av kurvan 40 som motsvarar signaländringen. En känslighetsmätning genom omkalibrering under kalibre- ringsperioden kan emellertid även åstadkommas på ett annat sätt, nämligen genom att den extra uppvärmningen plötsligen avbrytes när en högre värmejämviktsnivå har uppnåtts. Ett sådant plötsligt avbrott av den extra uppvärmningen, exempelvis genom att brytaren 36 öpp- nas, visas grafiskt av kurvan 42 i fig. 7, där vidare en kurva 44 anger den motsvarande svarssignalen AT vid termoelementenhetens ut- gång. Lutningen hos den del av kurvan 44 som motsvarar svarssigna- len kan mätas av en voltmeter för att fastställa känsligheten, som det schematiskt visas i fig. 5. Känslighetsanalysatorn 46 kan utgö- ras av varje lämplig datoranordning som arbetar med en kod som re- laterar svarstiden till känsligheten. Med utgångspunkt från data erhållna under den extra uppvärm- ningen, har signalen AT jämförts med uppvärmningsmängden för att er- hålla avkännarens känslighetsfunktion, som det visas med kurvan 48 i fig. 8. Eftersom denna kurva förlöper linjärt, kunde genom extra- polation inom det streckade området 50 även avkännarenkänslighet un- der reaktoruppvärmningen fastställas. Kalibreringsoperationen skul- le också kunna genomföras under nolleffektbetingelserna hos reak- torn, i vilket fall någon extrapolation av kurvan 48 inte skulle vara nödvändig. I fig. 9 visas ett annat sätt av omkalibreringen, där upp- värmningskablens 24 yttre strömkälla innefattar en oscillator 52 som levererar sinusformig ström med varierande frekvens, som det visas av kurvan 54 i fig. 10. En från kurvan 56 i fig. 10 härledd omvandlingsfunktion I erhålles från svarssignalen till den sinus- formiga uppvärmningsströmmen som under kalibreringsperioden till- förs uppvärmningskabeln 24. Genom en analys av denna omvandlings- funktion i analysanordningen 46' kan känsligheten av den inuti reak- torn befintliga apparaten 10 exakt fastställas genom att omvand- lingsfunktionen I jämförs med signalen (fig. 11) för att genom an- vändning av det kända förhållandet mellan omvandlingsfunktionen och avkännarsignalen erhålla en kurva 58 för känslighetsfunktionen. Patentkrav 1 Förfarande för kalibrering "in situ" av en i en radioaktiv miljö befintlig apparat för lokal övervakning av effekt vilken dels uppvisar en av gammastrålning uppvärmbar . i QÜÄplTï -«-., a 8200340-1 långsträckt kropp H2) av ett vänmr-cnh elledande material, dels i kroppen anordnade termoelektriska element (22) från vilka en differentiell utsignal för temperaturen kan erhållas, varvid den lângsträckta kroppen under en kalibreringsperiod elektriskt uppvärms av en yttre, utanför den radioaktiva miljön belägen Silrömkälla (34) , och förändringar av utsignalen hos ifrågavarande termoelektriskt element under kalibreringsperioden övervakas och apparatens känslighetsfunktion för effektkontrollen under kroppens elektriska uppvärmning kan fastställas genom analys av dessa förändringar, k ä n n e t e c k n a t av att den elektriska uppvärmningen antingen avbryts plötsligt när jämnvikt har uppnåtts vid ökad värmebelastning, varvid analysen av utsignalens förändringar inskränks till analysen av signal- svaret vid detta avbrott, eller att den under en kalibrerings~ period sinusformigt ändras vid en föränderlig frekvens för att erhålla nämnda signalsvar som övervakas och analyseras för att erhålla en överföringsfunktion fràiwdlken känslighete- funktionen fastställs.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e - t e c k n a t av att den långsträokta kroppen uppvärms elektriskt samtidigt som den uppvärms också av gammastrâlning, och att genom extrapolation uppnås att den fastställda känslighets~ funktionen svarar endast mot uppvärmningen genom gammastrålning.

3. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e - t e c k n a t av att den långsträckta kroppen uppvärms elektriskt när den inte uppvärms av gammastrålning.

4. Anordning för genomförande av förfarandet enligt patentkrav 1 eller 2, innefattande en av gammastrålning uppvärmd längsträokt kropp (12) och termoelektriska element (22) för mätning av värmeskillnader i ett flertal på avstånd från varandra belägna mätzoner (16), k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar ett av en strömkälla (34) matat uppvärmnings- organ (24) för uppvärmning av den lángsträckta kroppen och antingen en anordning (36) för plötsligt avbrytande av nämnda uppvärmning när värmebelasnnngens jämviktsnivâ har nåtts för' åstadkommande av motsvarande förändring av signalen (A T) från termoelementens utgång, eller en oscillator (52) för soon a 8200340-1 med föränderlig frekvens åstadkommen sinusfcrmig förändring av den till uppvärmningsorganet (24) levererade strömmen för åstadkommde av en motsvarande förändring hos utsignalen från de termoelektriska elementen, ur vilken signalförändring en överföringsfunktion (T) kan härledas.

5. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e - t e c k n a d av att uppvärmningsorganet består av en lång- sträckt uppvärmningskabel som intar ett centralt läge mellan de termoelektriska elementen och åstadkommer deras jämna upp- värmning.

6. Anordning enligt patentkrav 5, k ä n n e - t e c k n a d av att uppvärmningskabeln (24, 24') innefattar ett yttre hölje (26, 26'), ett inre motståndsuppvärmnings- element (28, 28') som är anslutet till den yttre strömkällan, och en isoleringssubstans (32, 32') som omsluts av det yttre höljet och i vilken motståndsuppvärmningselementet är inbäddat.

7. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e - t e c k n a d av att det yttre höljet är av rostfritt stål, det inre motståndsuppvärmningselementet utgörs av en kromnickel- ståltråd och isoleringssubstansen är aluminiumoxid.

8. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e _ t e c k n a d av en ledare (30) för återföring av strömmen, vilken ledare är inbäddad i den isolerande substansen och ansluten till strömkällan.

9. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e - t e c k n a d av att strömkällan är elektriskt ansluten till det yttre höljet vilket således bildar en âterförenings- bana för strömmen.