УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ ВНУТРИ АТОМНОГО РЕАКТОРА

Полезная модель относится к области измерительной техники и в частности предназначена для измерения пульсаций давления теплоносителя внутри корпуса атомного реактора при статических и динамических нагрузках.
Известно устройство для измерения пульсаций давления, содержащий чувствительный элемент в виде мембраны, с закрепленными на ней термостойкими тензорезисторами.
(а.с.1296870, публ. бюл. «Открытия. Изобретения», 1986 №11).
В известном устройстве в качестве чувствительного элемента используется толстостенная пластина, воспринимающая внешнее гидростатическое и пульсирующее давление и балка с термостойкими тензорезисторами воспринимающая через стержень усилия от толстостенной пластины.
Недостатком вышеназванного устройства является чувствительный элемент значительной толщины, который не разгружен от высокого гидростатического давления и, соответственно, чувствительность известного датчика пульсации давления ниже предлагаемого. При этом, как описано в авторском свидетельстве, балка с термостойкими тензорезисторами НМТ- 450 при рабочем давлении внутри реактора Р=20Мпа (при гидроиспытаниях) полностью исчерпывает упругие свойства и термостойкие тензорезисторы, соответственно, испытывают высокие деформации (выше допустимых > 0,25 %), что значительно увеличивает погрешность измерений.
Техническим результатом разработки является повышение чувствительности устройства к малым пульсациям давления.
Поставленная задача решается благодаря тому, что устройство для измерения пульсации давления, содержащее чувствительный элемент в виде мембраны с закрепленными на ней термостойкими тензорезисторами, оснащено компенсатором давления, выполненным в виде пары полых, разделенных полусферической эластичной перегородкой полусфер, каждая из которых снабжена трубопроводами, соединяющими внутренние полости полусфер с пространством над и под чувствительным элементом.
Сущность предлагаемой полезной модели и ее работы поясняется чертежами.
В предложенной устройстве для изготовления мембраны используется нержавеющая сталь толщиной 0,1 мм, термостойкие тензорезисторы типа НМТ - 450 без металлической подложки, трубки из нержавеющей стали ϕ 0,8×0,1 мм и ϕ 4×0,5 мм.
На фиг.1 изображен общий вид устройства.
Устройство содержит датчик - Д пульсации давления и компенсатор - К давлений, соединенные трубопроводами.
Датчик пульсации давления состоит из корпуса 1, на поверхности которого установлена мембрана 2 с наклеенными на нее термостойкими тензорезисторами 3. Между корпусом и мембраной в датчике имеется внутренняя полость 4. Сигналы от датчиков с помощью термостойкого соединительного кабеля 5 передаются к регистрирующей аппаратуре (на чертеже не показана). Компенсатор давлений состоит из двух скрепленных между собой корпусов с внутренними полостями, выполненными в виде полусфер, разделенных эластичной перегородкой 6. С помощью трубопровода 7 (ϕ 4 мм) одна из полусферических полостей 8 компенсатора давления соединена с внутренней полостью атомного реактора (на чертеже условно показан пунктирными линиями), а трубопровод 9 (ϕ 0,8 мм) соединяет другую полусферическую полость 10 компенсатора давления с внутренней полостью датчика.
Устройство работает следующим образом.
Датчик Д устанавливают таким образом, чтобы, установленная на корпусе 1, мембрана 2, имела непосредственной сообщение с рабочей камерой реактора. При работе атомного реактора пульсации гидростатического давления теплоносителя в его рабочей камере, вызывают колебания мембраны и изменяют электрическое сопротивление, закрепленных на ней тензорезисторов 3. Сигнал от датчика по кабелю 5 передается в регистрирующую аппаратуру. При этом, по трубопроводу 7 в полусферическую полость 8 компенсатора поступает паровоздушная смесь из внутренней камеры реактора, под давлением которой полусферическая эластичная перегородка 6 компенсатора К прогибается, сжимая, находящийся в противоположной полусферической полости 10 компенсатора, воздух, который по трубопроводу 9 поступает во внутреннюю полость 4 в корпусе датчика. Таким образом, гидростатическое давление с двух сторон мембраны при работе реактора будет одинаковое, и сама мембрана будет чувствовать только пульсации давления.
Проведенные исследования энергетического оборудования с использованием предлагаемого устройства на ряде атомных энергетических установок при горячих обкатках оборудования на параметрах Р=25Мпа и t=300°C показали его надежность и чувствительность к малым пульсациям давления, а поступающий на регистрирующую аппаратуру от тензорезисторов сигнал практически не имеет погрешности.