SE445273B - Gammastralningstermometer for kernreaktorer - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 8004101-5 korrigeras för att ta hänsyn till den ovan anförda sekun- dära variationen i den termiska konduktiviteten hos den bana som värmet följer vid variationer i temperaturen hos ytterhölje vilket tjänar som värmestrå- gammatermometerns lare.

Men eftersom gammatermometern enligt nämn- da patentansökan är införd i ett torrt hål i en kärnreak- tors härd, kan det hända att termometerns ytterhölje inte uppvisar likformig temperatur, då dess temperatur varie- rar allt eftersom det aktuella partiet berör hålet eller ej. De partier av ytterhöljet som berör hålet förblir till följd av kontakten vid en ganska låg temperatur, medan de partier som inte berör hålet uppvärmes under in- verkan av gammaflödet.

Enligt uppfinningen upptar ett elastiskt organ hela det ringformiga utrymme som förefinnes mellan gammatermometern och det hål i vilket den är införd. Det- ta elastiska organ har den dubbla uppgiften att åstad- komma en termobrygga vid det ställe av gammatermometern vilket lämpar sig som värmestrålare, och att utgöra ett centrerelement för termometern i det hål i vilket termo- metern är införd.

Uppfinningen kommer nu att förklaras när- mare.med ledning av bifogade ritningar som avser utför- ringsexempel och i vilka: 5 fig. 1A visar ett längdsnitt genom en känd fast gammatermometer; fig. 1B återger fördelningskurvor för tem- peraturen utmed en sådan fast gammatermometer, dels i fallet med den önskvärda normala symmetriska fördelningen, och dels i fallet med en skadligt osymmetrisk fördelning som åstadkommes när kylningen själv är osymmetrisk, var- vid som abscissor har avsatts olika punkter utmed gamma- meterns längd och som ordinator hålets temperatur; fig. 2 visar ett längdsnitt genom en i ett 126221110 hål anordnad gammatermometer med en termobrygga som li- kaså utgör ett centrerdon av typen med ring och stödfjä- der; fig. 2A är en perspektivvy av denna cent- rerande termobrygga; 8004101-5 fig. 3 visar ett längdsnitt genom en i ett hål förlagd gammatermometer med en centrerande termobryg- ga av typ med veckad bandfjäder; fig. 3A är en perspektivvy av denna termo- brygga,och fig. 4 är ett längdsnitt genom en gamma- termometer som är placerad i ett för instrument avsett rör och som har en centrerande termobrygga av ett avfukt- ningsmaterial.

. Den i fig. 1A visade kända gammatermometern är av den typ som beskrivits i ovannämnda patentansökan.

I dess ytterhölje 11 är en liten metallmassa 12 förlagd, bestående av ett tunnväggigt rör som vid sina båda ändar är anslutet till två större massor 14 och 15 som utgörs av tjockväggiga rör.

Under inverkan av det omgivande gammaflö- det uppvärmes metallmassorna 12, 14 och 15. Det i massor- na 14 och 15 alstrade värmet kan bortgâ radiellt utåt i riktning mot höljet 11 och sedan till det medium som om- ger sistnämnda, till exempel det cirkulerande kylfluidet eller kylmedlet, eller det torra hålet i ett rör för instrument. Däremot kan det i metallmassan 12 alstrade värmet inte bortgå radiellt utåt, eftersom det tomma ut- rymmet 16 verkar som värmeisolerande organ, och detta värme måste sålunda bortgå genom att längdvis strömma i massan 12 och sedan radiellt passera genom massorna 14 och 15. Detta har till följd att massan 12 antar en hög- re temperatur än massorna 14 och 15. Temperaturvariatio- nen utmed kanalens eller hålets 17 axellinje är återgi- ven med kurvan 18 i fig. 1B för det fall att höljets 16 åtemperatur likformigt sänks till ett konstant värde. Tem- peraturen hos den varma punkten och temperaturen hos de kalla punkterna detekteras av ett differentiellt termo- element som innefattar ett varmt lödställe 19 och ett ikallt lödställe 20, och den avgivna strömmen, som är en .linjär funktion av den termiska gradienten, ger ett mått på gammaflödet.

Temperaturen hos höljet 11 skulle sänkas likformigt till ett känt värde, om ett kylmedelsfluidum skulle omgiva höljet frân alla håll, men om gammatermo- 8004101-5 metern är införd i ett torrt instrumentrör, så har vissa t dålig termisk kontakt med detta rör. partier av hölje om befinner sig Om det parti av höljet 11 s misk kontakt med röret, med den geometriska axeln 1A mot den streckade kur- flöde som i föregående trisk, och ovanför massan 14 har dålig ter svarar temperaturvariationen ut av gammatermometern enligt fig. van 21' i fig. 1B (vid samma gamma fall). Man kan se att denna kurva inte är symme att den angivna temperaturdifferensen inte är korrekt, samt att den varma punkten inte längre befinner sig vid termoelementets lödställe 19.

Enligt uppfinningen anor a lödställe don avsedda att förebygga ljet och instrumentröret. dnas i närheten av termoelementets kall dålig termisk kontakt mellan hö Pig. 2 visar en gammatermometer av typ en- ligt patentansökan 7902418-8, som är försedd med don av-o att säkerställa god termisk kontakt med det hål 22 vari termometern 21 är förlagd. Termometern 21 innefattar en tjock metallmassa 23 och mindre metallmassor 24 och 25. Ett medelst stukning påbragt hölje 26 har god kon- takt med den tjocka metallmassan 23 men ligger på ett visst avstånd från de små massorna 24 och 25 och kvar- lämnar sålunda tomma utrymmen 27 och 2 a 24 och 25. På detta sätt h 25 av det omgivande gam- sedda 8 som tjänar till att värmeisolera de små massorn uppvärmes de små massorna 24 oc maflödet mera än den tjocka massan 23.

För att temperaturen av 23 skall förbli i närheten av hâlets 22 temperatur, an- ordnas ringar 29 med D-formigt tvärsnitt och en fjäder 30. Dessa delars konstruktion är âtergiven i perspektiv' i fig. 2A. Tack vare att de tvâ ringarna 29 kan separe- kan man fast hopföra dem i maskinbearbetade spår Skruvfjädern 30, vars tvenne ändar är hop- denna tjocka massa IäS , 31 (fig. 2). hakade, utdrages och införes i det perifera spår som finns i ytterkanten pâ ringarna med D-sektion. Genom fjä- thålles de båda ringarna. fjädern 30 till- derns 30 inneboende spänning fas Elasticiteten hos de enskilda varven i låter den att ansmyga sig till hâlets 22 form, även om detta hâls diameter undergâr oförutsedda variationer. _5_ soo41o1-s Eftersom spåret 31 har stor yta och'varven i fjädern 30 är stadigt ansatta mot ringarna 29 med D- sektion och mot hålet 22, är den termiska resistansen mellan höljet 26 och hålet 22 betydligt lägre än mellan ett hål och ett löst däri anordnat hölje.

Om hålet är fuktigt, så kommer det där strömmande kylmedlet inte avsevärt att störas i sitt flöde, eftersom kylmedelsfluidet kan passera emellan varven hos skruvfjädern 30.

I den i fig. 3 visade utföringsformen är en bandfjäder 35, vilken bättre syns i fig. 3A och vilken tjänar som termobrygga, fjädrande ansatt i spåret 36.

Fjädern 35 uppvisar en slits 37 som tillåter den att pâ- trädas över omkretsen med större diameter hos höljet 38.

I alla övriga avseenden liknar gammatermometern enligt fig. 3 den enligt fig. 2.

Fast den termiska resistansen hos den i fig. 3 visade termobryggan är något större än hos bryg- gan i fig. 2A, lämpar sig denna brygga för många använd- ningar och den har även en enklare konstruktion. Band- fjädern 35 stör inte kylfluidets eller kylmedlets ström- ning.

I utföringsformen enligt fig. 4 utgörs ter- mobryggan av en elastisk massa 41 som består av en väv av metalltrådar av rostfritt stål anordnade i form av ett rör vilket är hoppressat till 30% densitet och bil- dar då en muff somliknaren svamplikartadnæd de svampar som används för avfuktning av komprimerade gaser. Denna muff skjuts över gammatermometerns hölje42 och fästes medelst svetsning. För att underlätta motståndssvetsning av metallsvampen på höljet, är det lämpligt att under stukningsoperationen, med valsar åstadkomma räfflor med skarpa kanter på höljet då det ju är lättare att svetsa svampen mot en utskjutande kant än mot en platt yta.

Den elastiska massan 41 minskar den ter- 'miska resistansen mellan höljet 42 och hålet 43 samtidigt som den tillåter kylmedlet attstfiïma i längdriktningen.

Utföringsformen enligt fig. 4 uppvisar den uppenbara för- delen med en termobrygga som är fastsatt på en gammater- mometer.

Claims (5)

1. 8004101-5 Patentkrav 1 Gammastrålningstermometeranordning för kärnreaktorer, innefattande ett cylindriskt hölje (26,38, 42,42,51) och en däri anonàmd cylindrisk stav vilken i längdled omväxlande uppvisar avsnitt med större diameter som bildar kalla zoner och är i kontakt med höljet samt avsnitt med mindre diameter som bildar varma zoner och inte är i kontakt med höljet, varvid höljet med staven är i värmeledande kontakt med väggen av en kanal i reaktorhärden, k ä n n e t e c k - n a d av att höljet är i nivån av åtminstone några kalla zoner försedd med åtminstone ett yttre ringspâr (31) och att i varje sådant ringspår är en värmeledande och i radiell riktning elastiskt deformerbar konstruktionsdel (29,30;35;41) anordnadsom.är i kontakt med nämnda vägg och bildar en i radiell riktning verksam termobrygga och samtidigt ett i radiell riktning verksamt mekaniskt centreringsdon för nämnda stav.

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda konstruktionsdel utgörs av ett flertal ringsegment (29) och en dessa omslutande ringformig spiralfjäder (30).

3. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda konstruktionsdel utgörs av en veckad bandfjäder (35).

4. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda konstrukflionsdel utgörs av en väv (41) av metalltråd.

5. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att väven är vid sin inre periferi fastsvetsad till höljets yttre yta.