RU2163401C2

RU2163401C2 - Nuclear reactor control member position detector

Info

Publication number: RU2163401C2
Application number: RU99105947/06A
Authority: RU
Inventors: И.В. Иванов; Б.А. Масленок; В.И. Разбитсков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ижорские заводы"
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2001-02-20

Abstract

FIELD: control member actuators. SUBSTANCE: detector has rod rigidly fixed to control member, shunt, and shunt position indicator. Newly introduced in detector are step-down transformer, current transformers, power plug, compensating wire turn connected to step-down transformer secondary in parallel with shunt position indicator and made in the form of running wire turn; compensating turn is enclosed in magnetic screen in vicinity of shunt displacement. EFFECT: improved precision of shunt displacement detection, simplified resign, improved operating reliability of detector. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам ядерной техники и может быть использовано в приводах регулирующих органов систем управления и защиты ядерных реакторов для контроля за положением и перемещением регулирующих органов. The invention relates to devices of nuclear technology and can be used in the drives of regulatory bodies of control systems and protection of nuclear reactors to control the position and movement of regulatory bodies.

Известен датчик положения регулирующего органа, содержащий магнитный шунт, прикрепленный к регулирующему органу внутри прочного корпуса, первичную и вторичную обмотки, расположенные снаружи корпуса (патент Франции 2182400, 1974 г.). A known position sensor of the regulatory body, containing a magnetic shunt attached to the regulatory body inside a strong housing, the primary and secondary windings located outside the housing (French patent 2182400, 1974).

Известен механизм управления ядерного реактора (а. с. 1012708, СССР, 1990 г.), который содержит шток, жестко соединенный с регулирующим органом, шунт и приводное устройство, расположенные внутри герметичного корпуса заполненного водой первого контура, индикаторы положения шунта и обмотки злектромагнитоприводного устройства, расположенные снаружи герметичного корпуса. A known control mechanism of a nuclear reactor (a.s. 1012708, USSR, 1990), which contains a rod rigidly connected to the regulatory body, a shunt and a drive device located inside the sealed housing filled with water in the primary circuit, indicators of the position of the shunt and the windings of the electromagnetically driven device located outside the sealed enclosure.

Задачей изобретения является повышение точности определения положения и перемещения шунта, упрощение конструкции и повышение надежности работы датчика. The objective of the invention is to increase the accuracy of determining the position and movement of the shunt, simplifying the design and improving the reliability of the sensor.

Задача достигается тем, что в датчике положения регулирующего органа, содержащем шток, жестко соединенный с регулирующим органом, шунт, индикатор положения шунта, дополнительно введены понижающий трансформатор, трансформаторы тока, электрический штепсель, компенсирующий виток провода, подключенный ко вторичной обмотке понижающего трансформатора параллельно индикатору положения шунта, выполненного в виде рабочего витка провода, при этом компенсирующий виток провода окружен магнитным экраном в зоне перемещения шунта. The task is achieved by the fact that in the position sensor of the regulatory body, containing the rod, rigidly connected to the regulatory body, the shunt, the indicator of the position of the shunt, a step-down transformer, current transformers, an electric plug compensating the turn of the wire connected to the secondary winding of the step-down transformer parallel to the position indicator are additionally introduced a shunt made in the form of a working coil of wire, while the compensating coil of wire is surrounded by a magnetic screen in the area of movement of the shunt.

Сущность изобретения поясняется чертежами:
на фиг. 1 изображен предлагаемый датчик;
на фиг. 2 изображена электрическая схема датчика.The invention is illustrated by drawings:
in FIG. 1 shows the proposed sensor;
in FIG. 2 shows the electrical circuit of the sensor.

Датчик содержит понижающий трансформатор 1, трансформаторы тока 2, 3, 4, индикатор положения шунта 5, выполненный в виде рабочего витка, шток 6, шунт 7, корпус 8, компенсирующий виток 9, магнитные экраны 10, 11, электрический штепсельный разъем 12. The sensor contains a step-down transformer 1, current transformers 2, 3, 4, the indicator of the position of the shunt 5, made in the form of a working coil, rod 6, shunt 7, housing 8, compensating coil 9, magnetic shields 10, 11, electrical connector 12.

Работает датчик следующим образом. The sensor operates as follows.

Включается питание на первичную обмотку 13 понижающего трансформатора 1 (см. фиг. 2). На вторичных обмотках 14 и 15 понижающего трансформатора 1 наводится ЭДС. Под воздействием ЭДС по рабочему 5 и компенсирующему 9 виткам потекут электрические токи. При изменении положения шунта 7 реактивное сопротивление рабочего витка 5 будет изменяться в значительной степени в результате электромагнитного взаимодействия с шунтом 7, а в компенсирующем витке 9 - незначительно, т. к. компенсирующий виток 9 окружен магнитными экранами 10 и 11. Соответственно и ток в рабочем витке 5 будет изменяться в значительной степени, а в компенсирующем витке 9 незначительно. Токи в рабочем витке 5 и компенсирующем витке 9 во много раз больше, чем ток первичной обмотки 13, и измеряются с помощью трансформаторов тока 2,3,4 соответственно. Напряжения с измерительных обмоток 16, 17, 18 трансформаторов 2,3,4 подаются на электрический разъем 12, а далее в измерительную схему. The power to the primary winding 13 of the step-down transformer 1 is turned on (see Fig. 2). On the secondary windings 14 and 15 of the step-down transformer 1, an EMF is induced. Under the influence of EMF, working currents and compensating 9 turns will flow electric currents. When changing the position of the shunt 7, the reactance of the working coil 5 will change to a large extent as a result of electromagnetic interaction with the shunt 7, and in the compensating coil 9 it will be insignificant, since the compensating coil 9 is surrounded by magnetic screens 10 and 11. Accordingly, the current in the working coil 5 will vary significantly, and in the compensating coil 9 slightly. The currents in the working coil 5 and compensating coil 9 are many times greater than the current of the primary winding 13, and are measured using current transformers 2,3,4, respectively. Voltages from the measuring windings 16, 17, 18 of the transformers 2,3,4 are supplied to the electrical connector 12, and then to the measuring circuit.

Измерительная схема может быть выполнена по различным вариантам, известным из технической литературы. Один из вариантов может быть следующим. The measuring circuit can be performed according to various options known from the technical literature. One of the options may be as follows.

Обмотки трансформаторов 16, 18 соединяются последовательно, и напряжение с них подается на однополупериодный выпрямитель. Напряжение с обмотки трансформатора 17 также подается на однополупериодный выпрямитель. После выпрямления эти напряжения включаются встречно и измеряется разность напряжений. С помощью дополнительных регулировочных сопротивлений разность напряжений доводится до нуля в нижнем положении шунта, а в верхнем положении шунта 7 разность напряжений будет достигать максимального значения. Зависимость разности напряжений (сигнала) от перемещения шунта 7 будет линейной. Шкала измерительного прибора может быть проградуирована в единицах длины. Конкретная измерительная схема в материалах заявки не изображена. Учитывая линейный и непрерывный характер зависимости сигнала от перемещения шунта, точность определения величины перемещения и положения шунта, а следовательно, и регулирующего органа, жестко связанного с шунтом, будет высокой. The windings of the transformers 16, 18 are connected in series, and the voltage from them is supplied to a half-wave rectifier. The voltage from the winding of the transformer 17 is also supplied to a half-wave rectifier. After rectification, these voltages are turned on in the opposite direction and the voltage difference is measured. With the help of additional adjusting resistances, the voltage difference is brought to zero in the lower position of the shunt, and in the upper position of the shunt 7, the voltage difference will reach the maximum value. The dependence of the voltage difference (signal) on the movement of the shunt 7 will be linear. The meter scale can be graduated in units of length. A specific measuring circuit is not shown in the application materials. Given the linear and continuous nature of the dependence of the signal on the shunt's movement, the accuracy of determining the magnitude of the movement and the position of the shunt, and therefore the regulatory body rigidly connected with the shunt, will be high.

Предлагаемый датчик проще по конструкции и значительно надежнее в работе, чем ранее известный датчик. Температура окружающей среды около индикаторов положения шунта - 320^oC, размеры индикаторов в направлении, перпендикулярном перемещению шунта, очень малы. Изготавливать индикатор в виде длинного витка из толстого провода значительно проще, чем несколько индикаторов в виде индуктивных катушек с обмоткой из тонкого провода. Можно применить жаростойкую изоляцию из керамики, толстый провод будет дольше работать до разрушения из-за окисления.The proposed sensor is simpler in design and much more reliable in operation than the previously known sensor. The ambient temperature near the indicators of the position of the shunt is 320 ^o C, the dimensions of the indicators in the direction perpendicular to the movement of the shunt are very small. It is much simpler to make an indicator in the form of a long coil of thick wire than several indicators in the form of inductive coils with a winding of thin wire. Heat-resistant ceramic insulation can be used; a thick wire will last longer until it breaks due to oxidation.

Электрическое напряжение на проводе рабочего витка предлагаемого датчика - 1-2 В, следовательно, повышается надежность по электрической изоляции. The voltage on the wire of the working coil of the proposed sensor is 1-2 V, therefore, the reliability of electrical insulation is increased.

Claims

The position sensor of the regulatory body of a nuclear reactor, comprising a rod rigidly connected to the regulatory body, a shunt, a shunt position indicator, characterized in that a step-down transformer, current transformers, an electrical plug, a compensating coil of a wire connected in parallel to the secondary winding of the step-down transformer are additionally introduced into the sensor the indicator of the position of the shunt, made in the form of a working turn of wire, while the compensating turn of the wire is surrounded by a magnetic screen in the zone of movement of the shunt a.