RU2399970C2 - Control device of gas pressure in fuel element of nuclear reactor - Google Patents
Control device of gas pressure in fuel element of nuclear reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2399970C2 RU2399970C2 RU2008141222/06A RU2008141222A RU2399970C2 RU 2399970 C2 RU2399970 C2 RU 2399970C2 RU 2008141222/06 A RU2008141222/06 A RU 2008141222/06A RU 2008141222 A RU2008141222 A RU 2008141222A RU 2399970 C2 RU2399970 C2 RU 2399970C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel element
- sensors
- gas pressure
- inductor
- heat
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 229930182670 Astin Natural products 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 2
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 235000012907 honey Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 102200052313 rs9282831 Human genes 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля давления газа внутри тепловыделяющего элемента (ТВЭЛа) ядерного реактора. Давление газа внутри ТВЭЛа - один из параметров, определяющих безопасность ядерных реакторов, а потому подлежащий контролю в процессе их производства. Изобретение может быть использовано также для измерения давления газа внутри герметических сосудов без их разгерметизации.The invention relates to devices for non-destructive testing of gas pressure inside a fuel element (fuel element) of a nuclear reactor. The gas pressure inside the fuel rod is one of the parameters that determine the safety of nuclear reactors, and therefore must be controlled during their production. The invention can also be used to measure the gas pressure inside the sealed vessels without their depressurization.
Известен способ определения давления газа в герметичных тонкостенных изделиях, заключающийся в том, что к внешней поверхности оболочки изделия прикладывают тепловой импульс и измеряют ее температуру на некотором расстоянии от точки приложения импульса [Авторское свидетельство СССР №1306295, кл. G01L 11/00. 1991].A known method of determining the gas pressure in sealed thin-walled products, which consists in the fact that a thermal pulse is applied to the outer surface of the product shell and its temperature is measured at a distance from the point of application of the pulse [USSR Author's Certificate No. 1306295, class. G01L 11/00. 1991].
Недостатком способа является то, что нагрев осуществляется с помощью накладного нагревателя, что не обеспечивает необходимую воспроизводимость нагревания оболочки, а возбуждаемые конвективные потоки газа имеют малую мощность.The disadvantage of this method is that the heating is carried out using an overhead heater, which does not provide the necessary reproducibility of heating the shell, and the excited convective gas flows have a low power.
Известно устройство для контроля давления газа в ТВЭЛе, которое принято за прототип, в котором ТВЭЛ располагается горизонтально, нагреватель выполнен кольцевым, причем его ось совпадает с осью контролируемого ТВЭЛа, а датчики расположены по одну сторону от нагревателя, причем один выше, а другой ниже оси ТВЭЛа и на расстоянии (0,25-2)Do от центра кольцевого нагревателя, где Do - диаметр контролируемого ТВЭЛа [Авторское свидетельство СССР №1316446, кл. G21C 17/06. 1985].A device for controlling the gas pressure in a fuel rod is known, which is taken as a prototype in which the fuel rod is horizontal, the heater is circular, its axis coinciding with the axis of the controlled fuel rod, and the sensors are located on one side of the heater, one above and the other below the axis Fuel rod and at a distance of (0.25-2) Do from the center of the ring heater, where Do is the diameter of the controlled fuel rod [USSR Author's Certificate No. 1316446, cl. G21C 17/06. 1985].
Недостатком известного устройства является то, что разность температур от датчиков, по которой определяется давление, зависит не только от давления под оболочкой, но и от движения наружного воздуха, вызывающего изменения температуры участков оболочки, контролируемых датчиками, от изменения теплового контакта между датчиками и оболочкой, а также подвержена разбросу из-за статистического характера конвективных потоков газа.A disadvantage of the known device is that the temperature difference from the sensors, which determines the pressure, depends not only on the pressure under the shell, but also on the movement of outside air, causing temperature changes in the sections of the shell controlled by the sensors, on the change in thermal contact between the sensors and the shell, and also subject to scatter due to the statistical nature of convective gas flows.
Технический результат, получаемый при реализации данного изобретения, заключается в улучшении точностных характеристик измерения давления газа внутри ТВЭЛа. Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройство контроля давления газа в ТВЭЛе ядерного реактора, содержащее кольцевой индукционный нагреватель (индуктор), датчики температуры, расположенные по одну сторону от нагревателя на расстоянии, близком к диаметру ТВЭЛа, на противоположных образующих оболочки ТВЭЛа соосно перпендикулярно к оси ТВЭЛа, дополнительно введены теплоизоляционные накладки между датчиками температуры в зоне теплового контакта, а датчики имеют металлические башмаки в виде прямоугольных медных пластин, согнутых по радиусу поверхностной образующей оболочки ТВЭЛа, покрытые электроизоляционной теплопроводной пленкой, и эластичные (например, резиновые) муфты, а также имеется устройство поворота ТВЭЛа на 180° относительно его продольной оси вместе с индуктором, датчиками и теплоизоляционными накладками.The technical result obtained by the implementation of this invention is to improve the accuracy of the measurement of gas pressure inside the fuel rod. The specified technical result is achieved due to the fact that in the device for monitoring the gas pressure in the fuel rod of a nuclear reactor containing an annular induction heater (inductor), temperature sensors located on one side of the heater at a distance close to the diameter of the fuel rod, on the opposite forming shell of the fuel rod coaxially perpendicular to the axis of the fuel rod, heat-insulating linings between temperature sensors in the zone of thermal contact are additionally introduced, and the sensors have metal shoes in the form of rectangular honey s plates bent radially cladding surface forming a coated electrical insulating heat-conducting film, and the elastic (e.g., rubber) sleeve and has a rotation device TVEL 180 ° about its longitudinal axis together with the inductor, the sensors and the insulating plates.
На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство для контроля давления газа в ТВЭЛе, которое включает в себя цангу 2 для фиксации ТВЭЛа 1, датчики температуры 3, нагреватель (индуктор) 4, теплоизоляционные диэлектрические накладки 5, механизм поворота 6, башмаки датчиков 7 и муфты 8.Figure 1 schematically shows the proposed device for monitoring the gas pressure in the fuel rod, which includes a
Чувствительным элементом датчика температуры 3 является термопарный спай, закрепленный к башмаку 7 с выпуклой стороны. Вогнутая поверхность башмака, контактирующая с оболочкой, покрыта электроизоляционной теплопроводной пленкой, которая исключает влияние электрических помех на измерительную цепь термопар.The sensitive element of the temperature sensor 3 is a thermocouple junction fixed to the shoe 7 from the convex side. The concave surface of the shoe in contact with the shell is covered with an insulating heat-conducting film, which eliminates the influence of electrical noise on the measuring circuit of thermocouples.
Башмак 7 с термопарой прикреплен к стойке, с помощью которой осуществляется прижим к оболочке ТВЭЛа, через муфту 8.The shoe 7 with a thermocouple is attached to the rack, with the help of which the clamp is pressed against the fuel rod shell through the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
С помощью цанги 2 фиксируют положение ТВЭЛа 1 относительно индуктора 4 и датчиков 3. Одновременно с действием цанги датчики 3 входят в теплоизоляционные накладки 5, которые исключают влияние внешних потоков воздуха на показания датчиков, и прижимаются к оболочке ТВЭЛа устройством, обеспечивающим равные, с высокой точностью, усилия прижима. Производят замер исходной разности температур участков оболочки, к которым прижаты датчики (Vd1), и абсолютной температуры, которую показывает один из датчиков (Vt1).Using the
Затем от генератора индукционного нагрева в индуктор 4 подают кратковременно (примерно 1,0 с) высокочастотный ток и через определенное время τ1 снова измеряют разность температур (Vd2) и абсолютную температуру, которую показывает один из датчиков (Vt2). Рассчитывают дифференциальную разность Vdd1=Vd2-Vd1.Then, a high-frequency current is supplied briefly (about 1.0 s) from the induction heating generator to the inductor 4 and after a certain time τ1 the temperature difference (V d2 ) and the absolute temperature, which is shown by one of the sensors (V t2 ), are measured again. The differential difference V dd1 = V d2 -V d1 is calculated.
Далее для компенсации влияния на конвективные потоки ассиметрии оболочки и элементов внутри механизмом поворота 6 поворачивают ТВЭЛ вместе с накладками 5, датчиками 3 и индуктором 4 на угол 180° и после поворота через определенное время τ2 измеряют разность температур (Vd3) и абсолютную температуру, которую показывает один из датчиков (Vt3). Рассчитывают дифференциальную разность Vdd2=Vd2-Vd3.Further, to compensate for the influence on the convective flows of the asymmetry of the shell and the elements inside the
От генератора индукционного нагрева в индуктор 4 вновь подают кратковременно (примерно 1,0 с) высокочастотный ток и через определенное время τ1 снова измеряют разность температур (Vd4) и абсолютную температуру, которую показывает один из датчиков (Vt4). Рассчитывают дифференциальную разность Vdd3=Vd3-Vd4. Механизмом поворота 6 поворачивают ТВЭЛ вместе с накладками 5, датчиками 3 и индуктором 4 на 180° обратно в исходное положение, снова через время τ2 измеряют разность температур (Vd5) и абсолютную температуру, которую показывает один из датчиков (Vt5). Рассчитывают дифференциальную разность Vdd4=Vd5-Vd4.From the induction heating generator, the high-frequency current is again briefly (approximately 1.0 s) applied to the inductor 4 and after a certain time τ1 the temperature difference (V d4 ) and the absolute temperature, which is indicated by one of the sensors (V t4 ), are measured again. The differential difference V dd3 = V d3 -V d4 is calculated. The
Затем для уменьшения разброса значений дифференциальной разности температуры участков оболочки за счет статистического характера конвективных потоков газа внутри ТВЭЛа указанный цикл операций повторяют, после чего определяют сумму дифференциальных значений разности температур участков оболочки Vdr=ΣVddi и абсолютное изменение температуры оболочки dVe=Vtk-Vt1.Then, to reduce the scatter in the values of the differential temperature difference of the cladding sections due to the statistical nature of the convective gas flows inside the fuel rod, this cycle of operations is repeated, after which the sum of the differential values of the temperature difference of the cladding sections Vdr = ΣVddi and the absolute change in the shell temperature dV e = V tk -V t1 .
Давление газа в ТВЭЛе определяют по формуле:The gas pressure in the fuel rod is determined by the formula:
P=[A·ln(Vdr·(C/dVe))-B] ·0.1 (МПа),P = [A · ln (Vdr · (C / dV e )) - B] · 0.1 (MPa),
где А, В, С - градуировочные коэффициенты, значение которых устанавливают при градуировке для конкретного типа ТВЭЛов.where A, B, C are calibration coefficients, the value of which is set during calibration for a specific type of fuel elements.
Экспериментальные исследования, проведенные на предлагаемом устройстве, подтвердили эффективность заявленных технических решений и обеспечили снижение погрешности измерений в 1,5-2 раза. Характерные зависимости Vd (кривая 2), Vt (кривая 1), получаемые при контроле давления, представлены на фиг.2.Experimental studies conducted on the proposed device, confirmed the effectiveness of the claimed technical solutions and ensured a decrease in measurement error by 1.5-2 times. Typical dependences V d (curve 2), V t (curve 1) obtained during pressure control are presented in FIG. 2.
Указанные отличительные признаки в предложенном функционально-конструктивном единстве необходимы и достаточны для обеспечения заявленного технического результата.These distinctive features in the proposed functional-structural unity are necessary and sufficient to ensure the claimed technical result.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008141222/06A RU2399970C2 (en) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | Control device of gas pressure in fuel element of nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008141222/06A RU2399970C2 (en) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | Control device of gas pressure in fuel element of nuclear reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2399970C2 true RU2399970C2 (en) | 2010-09-20 |
Family
ID=42939369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008141222/06A RU2399970C2 (en) | 2008-10-17 | 2008-10-17 | Control device of gas pressure in fuel element of nuclear reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2399970C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025136137A1 (en) * | 2023-12-18 | 2025-06-26 | Акционерное общество "Машиностроительный завод" | Device for monitoring pressure in a nuclear reactor fuel element |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1483321A (en) * | 1975-01-29 | 1977-08-17 | Westinghouse Electric Corp | Acoustic method for measuring gas pressure |
| SU1362229A1 (en) * | 1985-09-10 | 1991-09-07 | Предприятие П/Я Р-6575 | Device for measuring gas pressure in fuelcells of nuclear reactors |
| RU2109259C1 (en) * | 1996-03-27 | 1998-04-20 | Акционерное общество открытого типа "Машиностроительный завод" | Method of gas pressure checking in fuel element of nuclear reactor |
-
2008
- 2008-10-17 RU RU2008141222/06A patent/RU2399970C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1483321A (en) * | 1975-01-29 | 1977-08-17 | Westinghouse Electric Corp | Acoustic method for measuring gas pressure |
| SU1362229A1 (en) * | 1985-09-10 | 1991-09-07 | Предприятие П/Я Р-6575 | Device for measuring gas pressure in fuelcells of nuclear reactors |
| RU2109259C1 (en) * | 1996-03-27 | 1998-04-20 | Акционерное общество открытого типа "Машиностроительный завод" | Method of gas pressure checking in fuel element of nuclear reactor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025136137A1 (en) * | 2023-12-18 | 2025-06-26 | Акционерное общество "Машиностроительный завод" | Device for monitoring pressure in a nuclear reactor fuel element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Polito et al. | A needlelike probe for temperature monitoring during laser ablation based on fiber Bragg grating: Manufacturing and characterization | |
| CN102798645A (en) | Heat conduction coefficient and contact thermal resistance testing device | |
| CN103630236B (en) | A kind of conical cavity type high-energy laser total-absorption energy meter | |
| CN109253818A (en) | High temperature contact formula surface temperature sensor | |
| RU2267751C2 (en) | Method of continuous measurement of molten steel temperature and pipe used for realization of this method | |
| CN101852752B (en) | Device and method for measuring heat conductivity of poor heat conductive materials | |
| CN103389320B (en) | A kind of measurement mechanism with the radial Equivalent Thermal Conductivities of roll of material and measuring method | |
| CN109253817A (en) | Low temperature contact surface temperature sensor | |
| CN105571708A (en) | Apparatus for ultrasonic high-temperature detection sound speed calibration | |
| CN102062642A (en) | High-precision temperature sensitive probe | |
| JPS58795A (en) | Gamma ray senser having heat flow path in radius direction | |
| CN206321592U (en) | A kind of differential thermal analysis device for high temperature strong corrosion fused salt | |
| CN102156009B (en) | A thermal power measuring device | |
| CN115452180A (en) | High-enthalpy airflow recovery temperature measuring method and measuring device | |
| CN103398798B (en) | A kind of thermocouple temperature measuring apparatus for hyperbaric environment | |
| CN102778475B (en) | Method for measuring solid-solid thermal contact resistance via up-and-down constant temperature parameter identification method | |
| RU2399970C2 (en) | Control device of gas pressure in fuel element of nuclear reactor | |
| CN208847366U (en) | Low temperature contact surface temperature sensor | |
| TW201416697A (en) | Ionization chamber with built-in temperature sensor | |
| CN102426129B (en) | Sample heating device used in integrating-sphere reflectivity measurement | |
| CN106191416A (en) | A kind of steel pipe senses measuring method and the device in temperature field in heating process | |
| CN103712716A (en) | Thermal power measuring device | |
| CN204188310U (en) | A kind of dynamically K value calorimeter temperature element device | |
| RU2408098C2 (en) | Control method of gas pressure in fuel element of nuclear reactor | |
| CN205653472U (en) | Iron -smelting blast furnace cooling water temperature sensor based on fiber grating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 26-2010 FOR TAG: (73) |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131018 |