ВИБРАЦИОННЫЙ РАСХОДОМЕР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ТОПЛИВНЫХ КАНАЛАХ РБМК
VIBRATORY FLOW METER TO DEFINE HEAT CARRIER FLOW RATE IN FUEL CHANNELS OF HPCR

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения расхода теплоносителя в топливных каналах реактора большой мощности канального (РБМК). Кроме того, изобретение может быть использовано в нефтехимической, пищевой, химической промышленностях, тепловой и атомной энергетике, коммунальном хозяйстве и других производствах, где необходимо измерять расход различных жидких и газообразных сред.
Наиболее близким аналогом изобретения, взятым за прототип, является расходомер, раскрытый в патенте ЕР 0564682 А1 (МПК G01F 1/66, G01F 1/78, G01F 1/84, опубл. 13.10.1993). Известный расходомер предназначен для работы в условиях агрессивных сред и может быть использован для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК. Данный расходомер содержит корпус с входными и выходными патрубками, чувствительный элемент, расположенный внутри корпуса и выполненный цилиндрическим, держатель с катушкой съема колебаний и катушкой возбудителя колебаний, выполненный в виде стержня и размещенный внутри чувствительного элемента.
Однако данный расходомер имеет недостатки - недостаточные точность измерения и чувствительность.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что расходомер для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК является вибрационным, содержит корпус с входным и выходным патрубками, чувствительный элемент, выполненный цилиндрическим и расположенный внутри корпуса, и держатель, выполненный в виде стержня с отверстиями, соосно размещенный внутри чувствительного элемента. В отверстия держателя вложены катушка с магнитом съема колебаний и катушка с магнитом возбудителя колебаний. Также расходомер содержит преобразователь, выполненный с возможностью измерения времени затухания колебаний, подключенный к ключу с возможностью управления данным ключом, а также подключенный к усилителю и вторичному прибору. Вторичный прибор выполнен с возможностью отображения величины расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК. Чувствительный элемент прикреплен к корпусу верхним основанием. Держатель прикреплен к чувствительному элементу верхней частью. К чувствительному элементу приварен лопаткообразный лист, расположенный гранью вдоль потока теплоносителя с возможностью рассекания потока ребром лопаткообразного листа. Катушка съема колебаний, усилитель, ключ и катушка возбудителя колебаний образуют автоколебательный контур.
Преимуществами изобретения являются следующие.
Отсутствие подвижных частей.
Возможность измерения расхода на трубопроводах большого диаметра.
Высокая температура эксплуатации (до 600 градусов).
Стойкость к ионизирующему излучению.
Большой срок эксплуатации (до 30 лет).
Ремонтопригодность.
Позволяет снизить дозовые нагрузки ионизирующего облучения на обслуживающий персонал.
Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения, чувствительности, надежности работы, а также увеличение срока эксплуатации.
На фиг.1 изображен расходомер для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК, на фиг.2 - автоколебательный контур расходомера для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК. Конструктивные элементы расходомера для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК обозначены на фиг.1 и 2 следующими позициями: 1 - держатель; 2 - катушка съема колебаний; 3 - магнит съема колебаний; 4 - магнит возбудителя колебаний; 5 - катушка возбудителя колебаний; 6 - чувствительный элемент; 7 - лопаткообразный лист; 8 - фиксирующий замок; 9 - корпус; 10 - входной патрубок; 11 - выходной патрубок; 12 - усилитель; 13 - ключ; 14 - преобразователь; 15 - вторичный прибор.
Как показано на фиг.1, расходомер для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК содержит корпус 9 с входным патрубком 10, расположенным в боковой части корпуса 9, и выходным патрубком 11, расположенным в нижней части корпуса 9. Внутри корпуса 9 установлен чувствительный элемент 6, выполненный в виде полого вертикального цилиндра и прикрепленный к корпусу 9 верхним основанием с помощью фланцевого соединения. К части чувствительного элемента 6, расположенной внутри корпуса 9, приварен лопаткообразный лист 7. Лопаткообразный лист 7 расположен гранью вдоль потока теплоносителя с возможностью рассекания потока ребром листа. Внутри чувствительного элемента 6 соосно ему расположен держатель 1 в виде стержня из нержавеющей стали, прикрепленный к чувствительному элементу 6 верхней частью с помощью фиксирующего замка 8. На держателе 1 выфрезировывают отверстия, в которые вкладывают катушку съема колебаний 2 с магнитом съема колебаний 3 и катушку возбудителя колебаний 5 с магнитом возбудителя колебаний 4.
Как показано на фиг.2, катушка съема колебаний 2 подключена к входу усилителя 12, который первым выходом подключен к первому входу ключа 13, а вторым выходом - к входу преобразователя 14. Катушка возбудителя колебаний 5 подключена к выходу ключа 13. Таким образом, катушка съема колебаний 2, усилителя 12, ключ 13 и катушка возбудителя колебаний 5 образуют автоколебательный контур. Первый выход преобразователя 14 подключен ко второму входу ключа 13, а второй выход преобразователя 14 - к вторичному прибору 15, отображающему выходной сигнал расхода.
Расходомер для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК работает следующим образом.
Поток теплоносителя, являющегося контролируемой средой, поступает в расходомер через входной патрубок 10 и выводится через выходной патрубок 11. Катушка возбудителя колебаний 5, катушка съема колебаний 2, усилитель 12 через замкнутый ключ 13 собраны в автоколебательный контур, который при данном включении возбуждается на резонансной частоте. Резонансная частота определена конструкцией расходомера. При возникновении колебаний в автоколебательном контуре возникают поперечные колебания чувствительного элемента 6. Преобразователь 14 предназначен для управления ключом 13 и измерения времени затухания колебаний. При возникновении колебаний в автоколебательном контуре преобразователь 14 выдает команду на коммутацию ключа 13. Ключ 13 размыкается и отсоединяет катушку возбудителя колебаний 5 от первого выхода усилителя 12, при этом катушка съема колебаний 2 остается присоединенной к входу усилителя 12, со второго выхода которого сигнал также поступает на вход преобразователя 14. Преобразователь 14 считает время затухания колебаний со времени выдачи сигнала на ключ 13 и до установленной уставки затухания колебаний. Изменение времени затухания прямо пропорционально расходу теплоносителя. Данный процесс возобновляется после измерения времени затухания. Величина выходного сигнала, характеризующего величину расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК, отображается на вторичном приборе 75.
Точность измерений расходомера для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК - 2%, срок эксплуатации - не менее 10 лет.
Использование предлагаемого расходомера для определения расхода теплоносителя в топливных каналах РБМК обеспечивает по сравнению с существующими устройствами значительное увеличение срока эксплуатации, снижение дозовых нагрузок ионизирующего облучения на обслуживающий персонал, повышение точности измерения, чувствительности, надежности.
Устройство готовится к использованию на АЭС РБМК для определения расхода теплоносителя в технологических каналах.