SE510529C2 - Apparat för effektmätning i kärnreaktorer och sätt att framställa densamma - Google Patents

Description

510 529 2 drivmekanism anordnas på en plats under reaktortryckkärlet för förflyttning av TIP:n i reaktorn. Drivmekanismen krä- ver mycket underhàllsarbete. Därtill kommer att när TIP:n tas ut ur reaktorn medför hanteringen av TIP:n, vilken är aktiverad, risk för att operatörerna blir utsatta för strålning.

Av dessa skäl har man nyligen planerat att inte an- vända TIP:n och att i stället för denna använda en annan typ av reaktoreffektmätapparat i kombination med LPRM:n.

Denna typ av apparat, som betecknas som en f-termometer, innefattar ett system av sensorer på en bestämd plats i reaktorn. Den erfordrar inte någon drivmekanism och den medför heller ingen väsentlig försämring av känsligheten. 1-termometern är en typ av reaktoreffektmätapparat som detekterar mängden värme som kan hänföras till strål- ning (1-strålar). Närmare bestämt har 1-termometern en struktur av rostfritt stål eller liknande material, som är placerad i dess sensorsektioner och som kan alstra värme genom att absorbera energi till följd av absorptionen eller den oelastiska spridningen av strålning (speciellt 1-strålar) i reaktorn. Den har vidare termoelement eller liknande för att mäta den temperaturfördelning som uppstår när den alstrade värmen överförs till ett externt kylme- del. 1-termometern i princip ingen känslighetsförsämring.

Till skillnad från en fissionsjonkammare undgår I fig 9 till ll visas konstruktionen för en sensor- sektion i en 1-termometer, som tjänstgör som en konventio- nell effektmätapparat för en kärnreaktor, temperaturför- delningen i axiell riktning i ett innerrör i apparaten, och arrangemanget med termoelement och ett uppvärmnings- organ i sensorsektionen. Reaktoreffektmätapparaten bildar en långsträckt, stavformad struktur med ett flertal sådana sensorsektioner i axiell led.

Sensorsektionen har en dubbelrörskonstruktion med ett innerrör l och ett ytterrör 2. En spalt 3 är anordnad mel- lan innerröret 1 och ytterröret 2 kring omkretsen av gränsytan mellan dessa rör 1 och 2. Spalten 3 tjänstgör 510 529 3 som en adiabatisk del för åstadkommande av en temperatur- fördelning med ett stort variationsområde. Värme överförs från innerröret l till ytterröret 2 via kontaktytorna där- emellan. Temperaturfördelningen i axiell led i innerrö- ret l är sådan att när sensorsektionen inte alstrar någon värme är temperaturfördelningen platt, såsom anges med den brutna kurvan a i fig 9, under det att när sensorsektionen alstrar värme på grund av strålning i reaktorn ökar tempe- raturen T i mitten, sett i axiell led, av spalten 3, såsom anges med den heldragna kurvan b.

Orsaken till detta är att när innerröret l i reaktor- effektmätapparaten alstrar värme, på grund av den bestrå- las med 1-strålning, leds värmen från innerröret l till ytterröret 2 via två vägar som går förbi den övre och den nedre delen av spalteln 3 över respektive under mitten av spalten 3 i axiell led. Temperaturökningen AT mellan mitten, sedd i axiell led, av spalten 3 och andra platser i spalten 3 svarar mot värmeeffekt, dvs en strålningsdos eller bränsleeffekt i närheten av sensorsektionen. Mät- ningen av en sådan temperaturökning AT gör det sålunda möjligt att mäta effekten i den relevanta kärnreaktorn.

För att mäta temperaturökningen AT anordnas ett fler- tal termoelement 5 i ett antal som svarar mot antalet sen- sorsektioner, samt ett uppvärmningsorgan 6 för kalibrering av sensorernas känslighet i en inre borrning 4, som är åstadkommen i det inre röret 1. Vart och ett av termoele- menten 5 är, såsom visas i fig ll, täckt med ett isole- rande skikt eller hölje 7a och ett metallskikt eller -hölje 8a, medan uppvärmningsorganet 6 är täckt med ett isolerande skikt eller hölje 7b och ett metallskikt eller -hölje 8b.

För att den konventionella effektmätapparaten för en kärnreaktor skall kunna mäta temperaturen i innerröret l noggrant måste termoelementens 5 metallskikt 8a vara i nära kontakt med innerröret l. Eftersom termoelementens 5 metallskikt 8a inte kan bringas i nära kontakt med inner- röret l genom hàrdlödning eller lödning av metallskikten 510 529 4 8a vid innerröret 1 används emellertid följande process vid tillverkning av en reaktoreffektmätapparat med ovan- nämnda sensorkonstruktion: termoelementen 5 och uppvärm- ningsorganet 6, som vart och ett är täckt med isolerings- skiktet 7a eller 7b och metallskiktet 8a eller 8b, förs in i den inre borrningen 4 i det inre röret. Därefter sänk- smides eller diktas det inre röret l för att bringa det i tryckkontakt med termoelementens 5 metallskikt 8a. Slutli- gen passas ytterröret 2 på utsidan av innerröret l och sänksmides till tryckkontakt på utsidan.

Denna metod medför emellertid vissa problem. När sänksmidningen av innerröret 1 är så otillräcklig att ter- moelementens 5 metallskikt 8a inte kommer i nära kontakt med innerrörets l insida kan temperaturen inte mätas nog- grant. När innerröret l diktas så kraftigt att kraften på innerröret l medför deformation av de isolerande skikten 7a och metallskikten 8a på termoelementen 5 kan detta med- föra problem i apparaten, såsom bristfällig förbindelse eller isoleringsfel.

Liknande problem kan uppstå i den konventionella apparaten på grund av att uppvärmningsorganet 6, som är anordnat i den inre borrningen 4, i syfte att kalibrera varje sensors känslighet, bringas att värma upp det inre röret 1, så att en temperaturfördelning som approximerar den temperaturfördelning som åstadkommes av värmealst- ringen pà grund av strålning bildas i det inre röret l. I det konventionella arrangemanget kan termoelementen 5 vär- mas upp för mycket, eftersom de är anordnade i närheten av uppvärmningsorganet 6, och detta medför risk för brist- fällig förbindelse, isoleringsfel, etc.

Sammanfattning av uppfinningen Mot bakgrund av ovanstående är ett ändamål med före- liggande uppfinning att åstadkomma en apparat för mätning av effekten i en kärnreaktor, vilken apparat kan tillver- kas enkelt, har hög precision i temperaturmätningen och har tillräckligt hög tillförlitlighet för att reducera så- dana problem som bristfällig förbindelse och isolerings- 510 529 fel. Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att anvisa ett sätt för tillverkning av en sådan apparat.

För uppnående av ovannämnda ändamål har enligt före- liggande uppfinning åstadkommits en apparat för mätning av effekten i en kärnreaktor, vilken apparat har ett sensor- aggregat, som är anordnat i en härdsektion inuti kärnreak- torn. Sensoraggregatet har ett flertal temperatursensorer för detektering av temperaturfördelning i sensorsektioner i sensoraggregatet och ett uppvärmningsorgan för kalibre- ring av temperatursensorernas känslighet. Temperatur- sensorerna är anordnade kring uppvärmningsorganet. Sensor- aggregatet innefattar: ett stavformat innerrör av metall; ett ytterrör av metall, som är presspassat på utsidan av innerröret; ett flertal ringformiga spalter mellan ytter- röret och innerröret på olika platser som är åtskilda från ett flertal, varandra i axiell led av innerröret; i inner- röret utformade axiella spår, som öppnar sig på utsidan av innerröret och sträcker sig i axiell led av innerröret; och ett flertal temperatursensorer, som är individuellt styrda i de axiella spåren från utsidan av innerröret och placerade på innerröret, varvid temperatursensorerna i sensoraggregatet detekterar temperaturfördelningen i delar av innerröret som är vända mot de ringformiga spalterna för mätning av effekten i kärnreaktorn.

I en annan utföringsform av en apparat för mätning av effekten i en kärnreaktor enligt föreliggande uppfinning har innerröret en inre borrning, som är utformad i en cen- tral del av innerröret, och ett flertal ringformiga urtag (spalter), som är utformade kring periferin av innerröret genom urtagning i innerröret från dess utsida på olika platser på innerröret som är åtskilda från varandra i axi- ell led av innerröret, varvid den inre borrningen mottar ett stavformat uppvärmningsorgan, som är presspassat och kvarhàlls däri, varvid varje par av angränsande ringfor- miga urtag står i förbindelse med varandra via ett av de axiella spåren som innefattar spår som är anordnade i ett radiellt mönster med sina djup i radiell riktning och som 510 529 6 sträcker sig i axiell led av innerröret. Innerröret kan anordnas så att det bildar ett metallskikt för det stav- formade uppvärmningsorganet, vilket metallskikt är anord- nat på ett isolerande skikt på det stavformade uppvärm- ningsorganets kropp.

För uppnàende av ovannämnda ändamål anvisas vidare enligt föreliggande uppfinning ett sätt att tillverka en apparat för effektmätning i en kärnreaktor. Apparaten har ett sensoraggregat som är anordnat i en härdsektion inuti kärnreaktorn. Sensoraggregatet har ett flertal temperatur- sensorer för detektering av temperaturfördelning i sensor- sektioner i sensoraggregatet och ett uppvärmningsorgan för kalibrering av temperatursensorernas känslighet. Tempera- tursensorerna är anordnade kring uppvärmningsorganet för mätning av effekten i kärnreaktorn. Sättet innefattar stegen att: presspassa ett stavformat uppvärmningsorgan i en inre borrning i ett centralt parti av ett stavformat innerrör av metall; bilda ett flertal ringformiga urtag kring innerrörets periferi genom urtagning i innerröret från dess utsida på olika platser på innerröret som är åtskilda från varandra i axiell led av innerröret; bilda ett flertal axiella spår i innerröret, så att de axiella spåren öppnar sig på utsidan av det inre röret och sträcker sig i axiell led på detta; placera ett flertal temperatursensorer i de enskilda axiella spåren från ut- sidan av innerröret; och presspassa ett ytterrör av metall på utsidan av innerröret.

En effektmätapparat för en kärnreaktor enligt före- liggande uppfinning har ett sensoraggregat som är så kon- struerat att ett flertal ringformiga spalter är definie- rade mellan ett stavformat innerrör av metall och ett ytterrör som är presspassat på utsidan av innerröret, vilka ringformiga spalter är åstadkomna på platser som är åtskilda från varandra i axiell led av innerröret, och att ett flertal temperatursensorer är individuellt anordnade i ett flertal axiella spår, som är utformade i innerröret, varvid de öppnar sig på utsidan av innerröret och sträcker 510 529 7 sig i axiell led av detta. Denna konstruktion gör det möj- ligt för temperatursensorerna att hållas kvar i de axiella spåren genom att temperatursensorerna bringas i nära kon- takt med bottnarna på de axiella spåren från utsidan av innerröret. Reaktoreffektmätapparaten, som har ringformiga spalter mellan ytterröret och innerröret och som vidare har temperatursensorer som befinner sig i nära kontakt med innerröret, kan sålunda tillverkas enkelt.

Eftersom reaktoreffektmätapparaten har ringformiga spalter mellan ytterröret och innerröret och vidare har temperatursensorer som befinner sig i nära kontakt med innerröret har apparaten hög noggrannhet vid temperatur- mätning under det att den är mindre känslig för sådana problem som bristfällig förbindelse och isoleringsfel, vilket betyder att den är mycket tillförlitlig.

När ett stavformat uppvärmningsorgan presspassas och kvarhålls i en inre borrning, som är utformad i ett cen- tralt parti av innerröret kan sensoraggregatets känslighet kalibreras genom uppvärmning med hjälp av uppvärmnings- organet utan risk för att temperatursensorerna, vars mät- organ innefattar termoelement eller liknande, kan värmas upp för mycket. Detta är en annan konstruktion som hjälper apparaten att reducera sådana problem som bristfällig för- bindelse och isoleringsfel.

Kort beskrivning av ritningarna Fig l avser att förklara principerna för en effekt- mätapparat för en kärnreaktor enligt föreliggande upp- finning; Fig 2 visar konstruktionen hos en sensorsektion i en utföringsform av en effektmätapparat för en kärnreaktor enligt föreliggande uppfinning samt temperaturfördelningen i axiell led i ett innerrör i apparaten; Fig 3A är en tvärsnittsvy tagen i ett plan som indi- keras med en linje IIIA-IIIA i fig 2; Fig 3B är en tvärsnittsvy som är tagen i ett plan som indikeras med en linje IIIB-IIIB i fig 2; 510 529 8 Fig 4 är en uppförstorad vy och visar arrangemanget av temperatursensorer och ett uppvärmningsorgan i den i fig 2 visade apparaten; Fig 5 är en uppförstorad vy av en del V i fig 1 och visar konstruktionen hos en sensorsektion i den i fig l visade apparaten, samt principerna för mätning av tempera- turfördelningen i axiell led i innerröret; Fig 6 visar konstruktionen hos en sensorsektion i en annan utföringsform av föreliggande uppfinning; Fig 7A är en tvärsnittsvy tagen i ett plan som indi- keras med en linje VIIA-VIIA i fig 6; Fig 7B är en tvärsnittsvy som är tagen i ett plan som indikeras med en linje VIIB-VIIB i fig 6; Fig 8 är en uppförstorad vy och visar ett exempel på arrangemanget av temperatursensorer och ett uppvärmnings- organ i den i fig 6 visade utföringsformen; Fig 9 visar konstruktionen hos en sensorsektion i en konventionell effektmätapparat för en kärnreaktor, samt temperaturfördelningen i axiell led i ett innerrör i den konventionella apparaten; Fig 10 är en tvärsnittsvy som är tagen i ett plan som indikeras med en linje X-X i fig 9; och Fig ll är en uppförstorad vy och visar ett exempel på arrangemanget av termoelement och ett uppvärmningsorgan i den i fig 9 visade konventionella apparaten.

Beskrivning av föredragna utföringsformer En utföringsform av en apparat för effektmätning i en kärnreaktor enligt föreliggande uppfinning kommer att be- skrivas under hänvisning till bifogade ritningar.

I fig 1 visas schematiskt en effektmätapparat för en kärnreaktor, såsom en kokvattenreaktor, enligt förelig- gande uppfinning. Ett flertal reaktoreffektmätapparater 10 är anordnade på olika platser i en härdsektion 12 inuti en kärnreaktor ll, varvid endast en av apparaterna 10 visas i fig l. Varje reaktoreffektmätapparat 10 har ett lokal- effektintervallövervakningssystem (LPRM) 13, som tjänstgör som en fissionsjonkammare pà en bestämd plats i reaktorn, 510 529 9 och en stavformad 1-termometer 14, som är anordnad på en bestämd plats i reaktorn för att tjänstgöra som en detek- tor för kalibrering av reaktoreffektmätningen i reaktorn.

LPRM:n 13 har en konstruktion som överensstämmer med den för en konventionell LPRM. Denna konstruktion kommer inte att beskrivas. 1-termometern 14 utgörs av ett långsträckt stavformat sensoraggregat med en ytterdiameter av ca 10 mm. 1-termo- metern 14 behöver inte användas för att kalibrera reaktor- effektmätningen i reaktorn, utan kan användas för mätning av reaktoreffekten. 1-termometern 14 kan vidare vara ut- formad antingen som en struktur som är integrerad med LPRM:n 13 för att inkluderas i en LPRM-sträng 16, som visas i fig 1, eller som en struktur som är skild från LPRM:n 13 och som skall anordnas oberoende. 1-termometern 14 har en känslig del, vars höjd svarar mot den effektiva höjden H för härdsektionen 12 i reak- torn ll. Ett flertal, exempelvis åtta, sensorsektioner 15 är anordnade i den känsliga delen av 1-termometern 15.

Sensorsektionerna 15 är anordnade med lämpliga spalter i en följd som sträcker sig i axiell led av 1-termometern 14. Såsom visas i fig 2 bildar 1-termometern 14 en stav- formad struktur med en dubbelrörskonstruktion, i vilken ett innerrör 18 av metall är presspassat och kvarhållet i ett ytterrör 17, så att detta utgör ett yttre skyddsrör, medan innerröret 18 utgör ett inre metallrör. Ytterröret 17 och innerröret 18 består av ett metallmaterial med ypperlig korrosionsbeständighet vid hög temperatur och ypperlig värmekonduktivitet, såsom rostfritt stål eller en zircaloy.

Innerröret 18 har ett flertal ringformiga urtag (spalter) 20, tagning i innerröret 18 från dess utsida. De ringformiga som är bildade kring dess periferi genom ur- urtagen 20 är täckta och tätt förslutna med hjälp av ytterrörets 17 insida, varigenom ett flertal ringformiga spalter 21 definieras eller bildas mellan ytterröret 17 och innerröret 18. Antalet ringformiga spalter 21 är det- 510 529 samma som antalet sensorsektioner 15. De är anordnade på olika platser av den känsliga delen av 1-termometern 14 och åtskilda från varandra med lämpliga spalter i axiell led av den känsliga delen, varvid varje ringformig spalt 21 tjänstgör som en adiabatisk del. De ringformiga spal- terna 21 är fyllda med en inert gas, såsom argongas.

Innerröret 18 har vidare ett flertal axiella spår 23, som är utformade däri på så sätt att varje ringformigt ur- tag 21 står i förbindelse med ett angränsande ringformigt urtag 20 via ett av de axiella spåren 23. Såsom visas i fig 3A, 3B och fig 4 är antalet axiella spår 23, vilka vart och ett sträcker sig i axiell led av innerröret 18, detsamma som antalet sensorsektioner 15. De axiella spåren är anordnade i ett radiellt mönster, i vilket de axiella spårens 23 djup ligger i radiella riktningar. Varje axi- ellt spår 23 öppnar sig på innerrörets 18 yttre omkrets- yta.

En temperatursensor 25 är anordnad i varje axiellt spår 23. Såsom visas i fig 4 innefattar varje temperatur- sensor 25 ett mätelement, som innefattar ett differenti- ellt termoelement 26, som är täckt med ett isolerande skikt eller hölje 27 och ett metallskikt eller -hölje 28.

Metallskiktet 28 på varje temperatursensor 25 förbinds med innerröret 18 genom att det exempelvis hårdlöds med ett hårdlod 50. Temperatursensorerna 25 hålls sålunda på plats genom hårdlödning, lodning eller liknande på så sätt att temperatursensorerna 25 står i kontakt med de axiella spå- rens 23 och de ringformiga urtagens 20 bottnar i tillräck- lig utsträckning.

Ett stavformat uppvärmningsorgan 31 är presspassat och hålls på plats i en inre borrning 30, som är utformad i axiell led i ett centralt parti av innerröret 18. Upp- värmningsorganet 31 innefattar en stavformad uppvärmnings- kropp 32, som är täckt med ett isolerande skikt 33 och ett metallskikt 34. lO 510 529 ll Härefter skall ett sätt att tillverka 1-termometern 14 i till reaktoreffektmätapparaten beskrivas under hänvisning fig 2. 1-termometern 14, med vilken effekten i den relevanta reaktorn skall mätas genom utnyttjande av värmealstring som beror på 1-strålning, tillverkas på följande sätt: Först presspassas det stavformade uppvärmningsorganet 31 och hålls kvar i innerrörets 18 inre borrning 30. Därefter bildas de ringformiga urtagen 20 och de axiella spåren 23, i vilka temperatursensorerna 25 skall mottas, genom att partier på utsidan av innerröret 18 skärs ut.

Därefter placeras temperatursensorerna 25 med termo- elementen 26 och skikten 27 och 28 därpå i de ringformiga urtagen 20 och de individuella axiella spåren 23. Efter det att varje temperatursensor 25 har blivit sålunda placerad, kvarhålles en del av sensorn 25 med en högtempe- raturskontaktpunkt Th, som skall bilda en mätpunkt i mot- svarande ringformiga urtag 20, exempelvis genom hårdlöd- ning av delen, och kvarhålles en del med en lågtemperatur- kontaktpunkt Tc i motsvarande axiella spår 23 genom exem- pelvis hårdlödning av delen. Därefter kvarhålles varje temperatursensor 25 i motsvarande axiella spår 23 från ut- sidan av innerröret 18 genom användning av ett hårdlod 50 eller liknande. Slutligen presspassas ytterröret 17 på ut- sidan av innerröret 18.

I den resulterande strukturen kvarhàlls temperatur- sensorerna 25, som har termoelementen 26 som sina mätele- ment, i de ringformiga urtagen 20 och de axiella spåren 23, med hjälp av hårdlödningsteknik eller liknande, och bringas sålunda i kontakt med innerröret 18. Den resulte- rande strukturen har följaktligen hög värmekonduktivitet under det att den är fri från deformation och risken för bristfällig isolering eller liknande har sålunda reduce- rats. Det är alltså möjligt att noggrant mäta temperaturer i punkterna Th och Tc, såsom de som visas i fig 2 och 5. 510 529 12 Eftersom temperatursensorerna 25, som har termoele- menten 26, inte står i direkt kontakt med det stavformade uppvärmningsorganet 31 förhindrar den ovan beskrivna kon- struktionen att termoelementen 26 värms upp för mycket under drift av uppvärmningsorganet 31. Detta gör det möj- ligt att minska risken för problem av typen avbrott och bristande isolering.

Temperaturfördelningen i axiell led av 1-termometerns 14 innerrör 18 är densamma som den i den konventionella apparaten, eftersom de ringformiga spalterna 21 (de ring- formiga urtagen 20) tjänstgör som adiabatiska delar, såsom visas i fig 2 och 5. När v-termometern 14, som tjänstgör som ett sensoraggregat, inte alstrar någon värme, är tem- peraturfördelningen platt, såsom anges med den brutna kur- van a i fig 2 och 5. När 1-termometern 14 alstrar värme på grund av 1-strålning i härdsektionen 12, till följd av drift andra av kärnreaktorn ll har temperaturfördelningen å sidan den form som indikeras med den heldragna kur- van b och i vilken temperaturen ökas på platserna för de adiabatiska ringformiga spalterna 21 i motsvarighet till reaktorns ll effekt. När en sådan temperaturökning AT mäts med temperatursensorer 25 som har mätelement innefattande termoelementen 26 eller liknande är det alltså möjligt att mäta effekten i kärnreaktorn ll.

Det faktum att uppvärmningsverkan från det stavfor- made uppvärmningsorganets 31 uppvärmningskropp 32 värmer upp innerröret 18 direkt gör det möjligt att bilda en tem- peraturfördelning som approximerar den temperaturfördel- ning som bildas genom värmealstring på grund av strålning (1-strålning). Det är sålunda möjligt att kalibrera tempe- ratursensorernas 25 känslighet utan risk för alltför stor uppvärmning av termoelementen 26. 1-termometern 14 mäter med hjälp av termoelementen 26 1-strålarnas värmeeffekt, en form av strålning, för mät- ning av effekten från perifert kärnbränsle, vilken effekt Prin- är proportionell mot värmeeffekten från 1-strålarna. ciperna för denna mätning visas i fig 5. 510 529 13 När 1-termometern 14, som befinner sig på en bestämd plats i härdsektionen 12 av reaktorn ll, bestrålas med 1-strålar från bränslet vid 1-termometerns 14 periferi och sålunda värms upp medför förekomsten av ringformiga spal- ter 21, som tjänstgör som adiabatiska delar, att värme som alstras innanför varje ringformig spalt 21, strömmar mot ändpartierna av den ringformiga spalten 21 i de båda mot- satta axiella riktningarna, såsom indikeras med korta vita pilar i fig 5. Värmeströmmen (värmeflödet) i de båda mot- satta axiella riktningarna skapar en temperaturfördelning i axiell riktning i motsvarande sensorsektion 15. En tem- peraturskillnad som mäts av varje differentiellt termoele- ment 26 är proportionell mot 1-strålarnas värmeeffekt och också proportionell mot värmeeffekten från perifert bräns- le. När värmeeffekten från 1-strålarna mäts kan bränsle- effekten på 1-termometerns 14 periferi sålunda erhållas.

En signal som indikerar resultaten av mätningen med hjälp av varje 1-termometer 14 har ett värde som approxi- meras fritt med hjälp av följande formel när exempelvis rost- stål används som material för innerröret och ytter- röret som bildar 1-termometern 14: p ° W - L U = Se - Zk är värdet av mätsignalen (p V) Seebeck-koefficienten (40 u V/°C) där U: Se: w: värmeeffekt från 1-strålar (W/g) L: halva axiella längden av den gasfyllda delen (ringformig spalt) (cm) k: värmekonduktiviteten för rostfritt stål (W/°C - cm) p: densiteten för rostfritt stål (g/cm3) Fig 6 till fig 8 visar en annan utföringsform av en apparat för effektmätning i en kärnreaktor enligt före- liggande uppfinning. 510 529 14 I denna utföringsform har reaktoreffektmätapparaten en 1-termometer som innefattar ett stavformat innerrör 40 av metall, vilket är anordnat att tjänstgöra som både innerrör för apparaten och ett metallskikt eller -hölje för ett stavformat uppvärmningsorgan 41 för densamma. Den i fig 6 till 8 visade utföringsformen saknar med andra ord ett element som svarar mot metallskiktet 34 för det stav- formade uppvärmningsorganet 31 som visas i fig 4. Såsom visas i fig 6 har det stavformade uppvärmningsorganet 41 en uppvärmningskropp 43, som är presspassad och kvarhålls i innerröret 40 med ett isolerande skikt 44 mellan upp- värmningskroppen 43 och innerröret 40. Det stavformade uppvärmningsorganets 41 uppvärmningskropp 43 är sålunda täckt med ett relativt tjockt metallskikt.

Innerröret 40, som bildar metallskiktet över uppvärm- ningskroppen 43, har ett flertal ringformiga urtag 45, som är anordnade i omkretsled och öppnar sig på utsidan av innerröret 40, varvid varje ringformigt urtag 45 har det i fig 7A visade utseendet. Antalet ringformiga urtag 45 är detsamma som antalet sensorsektioner i 1-termometern och de ringformiga urtagen àstadkommes genom urtagning i som är åt- 40.

SOITI innerröret 40 från dess utsida på olika platser skilda från varandra i axiell led av innerröret Inner- röret 40 har också ett flertal axiella spår 46, sträcker sig i dess axiella riktning på så sätt att varje ringformigt urtag 45 står i förbindelse med ett angrän- sande ringformigt urtag 45 via ett av de axiella spåren 46. Temperatursensorerna 25 är anordnade i de ringformiga urtagen 45 och de individuella axiella spåren 46. Såsom visas i fig 7B och fig 8 är de axiella spåren 46 anordnade i ett radiellt mönster, i vilket de har sina öppningar på utsidan av innerröret 40 och sina djup i radiella rikt- ningar. Detta gör det möjligt att enkelt bringa tempera- tursensorerna 25 i kontakt med innerröret 40 när de place- ras i de ringformiga urtagen 45 och de axiella spåren 46.

Temperatursensorerna 25 bringas i kontakt med bottnarna i de ringformiga urtagen 45 och de axiella spåren 46 i det 510 529 inre elementet 40 genom hårdlödning, lödning eller lik- nande teknik med användning av ett hårdlod 50.

Det är speciellt fördelaktigt att ge de axiella spå- rens 46 bottnar en tvärsnittskonfiguration som är anpassad till tvärsnittskonfigurationen för temperatursensorn, så att de axiella spåren 46 har en halvcirkulär konfiguration vid sina bottnar när temperatursensorerna 25 har en halv- cirkulär ytterkonfiguration, såsom visas i fig 7B och fig 8. sträckning förbättra kontakten mellan innerröret 40 och Detta arrangemang gör det möjligt att i hög ut- temperatursensorerna 25 utan att använda en teknik av typen sänksmidning.

Ett ytterrör 17 av metall presspassas och kvarhålls på utsidan av innerröret 40 som bildar metallhöljet över uppvärmningskroppen 43. Andra konstruktioner i den i fig 6 till 8 visade utföringsformen än de som beskrivs ovan och som inte skiljer sig från motsvarande konstruktioner i den i fig 2 till 4 visade 1-termometern 14 (sensoraggregatet), betecknas med motsvarande hänvisningsnummer och kommer inte att beskrivas.

När givaraggregatet i 1-termometern enligt den andra utföringsformen alstrar värme på grund av strålning i kärnreaktorn eller när uppvärmningsorganet 32 i sensor- aggregatet också alstrar värme, uppstår temperaturökningar i de ringformiga spalterna 21 som delvis definieras av innerröret 40 som bildar det stavformade uppvärmningsorga- nets 41 metallskikt. Följaktligen erhålls samma verkan och effekt som den hos 1-termometern i den föregående utfö- ringsformen.

Såsom har beskrivits ovan har en effektmätapparat för en kärnreaktor enligt föreliggande uppfinning ett sensor- aggregat som innefattar ett flertal ringformiga spalter, vilka är definierade mellan ett stavformat innerrör av me- tall och ett ytterrör, som är presspassat på utsidan av innerröret, och vilka är utformade på olika platser, som är åtskilda från varandra i axiell led av innerröret. Ef- fektmätapparaten innefattar vidare ett flertal temperatur- "510 529 16 sensorer, som är anordnade i ett flertal axiella spår, som är utformade i innerröret under det att de sträcker sig i axiell led av innerröret och öppnar sig på utsidan av detta. temperatursensorerna enkelt hållas kvar Till följd av den ovan beskrivna konstruktionen kan i de axiella spå- ren i nära kontakt med innerröret och detta är fördelak- tigt i det att en effektmätapparat för en kärnreaktor, som har ringformiga spalter mellan ytterröret och innerröret och som vidare har temperatursensorer som står i nära kon- takt med innerröret, kan tillverkas enkelt. En speciell fördel med ovannämnda konstruktion är att temperatursenso- rerna kan fästas genom att de hårdlöds vid innerröret från utsidan av innerröret. Detta förenklar sammansättningen av de olika elementen i sensoraggregatet.

Eftersom effektmätapparaten för en kärnreaktor enligt föreliggande uppfinning innefattar ett flertal ringformiga spalter mellan ytterröret och innerröret och också inne- fattar ett flertal temperatursensorer, som står i nära kontakt med innerröret, har apparaten stor noggrannhet i temperaturmätningen och risken för sådana problem som bristfällig förbindelse och isoleringsfel är reducerad, varvid apparaten har hög tillförlitlighet.

När apparaten innefattar ett stavformat uppvärmnings- organ, som är presspassat och kvarhålls i en inre borr- ning, som är utformad i en central del av innerröret, kan känsligheten hos sensoraggregatet kalibreras genom upp- värmning med hjälp av uppvärmningsorganet. Eftersom sådan kalibrering inte medför någon risk för att temperatursen- sorerna värms upp för mycket, är reaktoreffektmätapparaten ännu mindre känslig för sådana problem som bristfällig förbindelse och isoleringsfel.

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 510 529 17 PATENTKRAV

1. Apparat för effektmätning i en kärnreaktor, vilken apparat har ett sensoraggregat (14) anordnat i en härdsek- tion inuti kärnreaktorn (11), varvid sensoraggregatet har ett flertal temperatursensorer (25) för detektering av temperaturfördelning i sensorsektioner i sensoraggregatet (14) och ett uppvärmningsorgan (31, 41) för kalibrering av temperatursensorernas (25) känslighet, varvid nämnda fler- tal temperatursensorer (25) är anordnade kring uppvärm- ningsorganet (31, 41) för mätning av effekten i kärnreak- torn (11), gatet (14) innefattar: ett stavformat innerrör (18, 40) av k ä n n e t e c k n a d av att sensoraggre- metall; ett ytterrör (17) av metall, som är presspassat på utsidan av innerröret (18, 40); ett flertal ringformiga spalter (21) mellan ytterröret (17) och innerröret (18, 40) på olika platser som är åtskilda från varandra i axiell led av innerröret (18, 40); ett flertal, i inner- röret (18, 40) utformade axiella spår (23, 46), som öppnar sig på utsidan av innerröret (18, 40) och sträcker sig i axiell led av innerröret (18, 40); och ett flertal temp- eratursensorer (25), som är individuellt styrda i de axiella spåren (23, 46) från utsidan av innerröret (18, 40) och placerade på innerröret (18, 40), och att tempera- tursensorerna (25) i sensoraggregatet (14) detekterar temperaturfördelningen i delar av innerröret (18, 40) som är vända mot de ringformiga spalterna (21) för mätning av effekten i kärnreaktorn (ll).

2. Apparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att innerröret (18, 40) har en inre borrning (30) i ett centralt parti av innerröret (18, 40), och ett flertal ringformiga urtag (20, 45), som är utformade kring inner- rörets (18, 40) periferi genom urtagning i innerröret (18, 40) från dess utsida på olika platser på innerröret (18, 40) som är åtskilda från varandra i axiell led av inner- röret (18, 40), varvid den inre borrningen (30) mottar ett 510 529 10 15 20 25 30 35 18 stavformat uppvärmningsorgan (31, 41), som är presspassat och kvarhålles däri, varvid varje par av angränsande ring- formiga urtag (20, 45) står i förbindelse med varandra via ett av nämnda axiella spår (23, 46), som innefattar spår som är anordnade i ett radiellt mönster med sina djup lig- gande i radiella riktningar och som sträcker sig i axiell 40). krav 2, led av innerröret (18,

3. Apparat enligt k ä n n e t e c k n a d av att det stavformade uppvärmningsorganet (31, 41) har en 43), ett isolerande skikt (33, 44) på uppvärmningskroppen (32, 43) och ett metallskikt (34) på det isolerande skiktet (33, 44), varvid metallskiktet (34) utgörs av det inre röret (18, 40). uppvärmningskropp (32,

4. Apparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de axiella spåren (23, 46), som mottar temperatur- sensorerna (25), har bottnar som är konfigurerade för att passa med temperatursensorernas (25) yttre konfiguration, så att temperatursensorerna (25) står i nära kontakt med de axiella spårens (23, 46) bottnar.

5. Apparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att innerröret (18, 40) och ytterröret (17) består av en värmebeständig och korrosionsbeständig legering, såsom rostfritt stål eller en zirkoniumlegering.

6. Apparat enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att var och en av temperatursensorerna (25) har ett mätelement som innefattar ett termoelement (26).

7. Apparat enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att de axiella spåren (23, 46) är parallella utmed väsentligen hela sin längd.

8. Apparat enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d har väsentligen konstant (18, 40). ä n n e t e c k n a d av att de axiella spåren (23, 46) djup från en utsida av innerröret

9. Apparat enligt krav l, k av att de axiella spåren (23, 46) har sådant djup att ett mellanrum är bildat mellan var och en av temperatursenso- rerna (25) och ytterröret (17). lO 15 20 25 30 35 51 Ü 529 19

10. Sätt att tillverka en apparat för effektmätning i en kärnreaktor, vilken apparat har ett sensoraggregat (14) anordnat i en härdsektion inuti kärnreaktorn (ll), varvid sensoraggregatet har ett flertal temperatursensorer (25) för detektering av temperaturfördelning i sensorsek- tioner i sensoraggregatet (14) och ett uppvärmningsorgan (31, 41) för kalibrering av temperatursensornas (25) käns~ lighet, varvid nämnda flertal temperatursensorer (25) är anordnade kring uppvärmningsorganet (31, 41) för mätning av effekten i kärnreaktorn (ll), k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar stegen att: presspassa ett stavformat uppvärmningsorgan (31, 41) i en inre borrning (30) i ett centralt parti av ett stav- 40) av metall; bilda ett flertal ringformiga urtag (20, 45) kring format innerrör (18, innerrörets (18, 40) periferi genom urtagning av inner- röret (18, 40) från dess utsida på olika platser på inner- 40) som är åtskilda från varandra i axiell led av innerröret (18, 40); bilda ett flertal axiella spår (23, 46) i innerröret röret (18, (18, 40) så att nämnda axiella spår (23, 46) öppnar sig på utsidan av innerröret (18, 40) och sträcker sig i axiell led av innerröret (18, 40); placera ett flertal temperatursensorer (25) i de individuella axiella spåren (23, 46) från utsidan av 40); presspassa ett ytterrör (17) av metall på utsidan av innerröret (18, och innerröret (18,40).

11. ll. Sätt enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av att bildandet av de axiella spåren (23, 46) innefattar bildande av spåren (23, 46) så att de är parallella utmed väsentligen hela sin längd.

12. Sätt enligt krav 10, av att bildandet av de axiella k ä n n e t e c k n a t spåren (23, 46) innefattar bildande av spåren (23, 46) på så sätt att de har ett väsentligen konstant djup mätt från en utsida av inner- röret (18, 40). 510 529 lO 15 20 25 30 35 20

13. Sätt enligt krav 10, av att temperatursensorerna (25) placeras i de indivi- k ä n n e t e c k n a t duella axiella spåren (23, 46) på så sätt att ett mellan- rum bildas mellan var och en av temperatursensorerna (25) och ytterröret (17).