ДАТЧИК
SENSOR

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в качестве устройства для профилирования поля скоростей потока жидкости и измерения перепада давления в канале на входе теплоносителя в имитатор топливной кассеты активной зоны ядерной энергической установки (ЯЭУ), преимущественно серийного блока типа ВВЭР-1000 при подтверждении гидравлических параметров первого контура.
Известен способ измерения расхода потоков жидкости или газа путем теплового воздействия на поток и измерения температуры, зависящей от расхода, причем создают ламинарный и турбулентный режимы течения, поддерживают перепады давлений на этих участках одинаковым изменением степени теплового воздействия на поток, а температуру потока измеряют между упомятутыми участками /Древецкий В.В. и др. Способ измерения расхода потоков жидкости или газа. А.с. SU № 1012023, G01F 1/00. Приоритет - 12.05.81. Опубл. в Бюллетене изобретений № 14 15.04.1983 - аналог/.
Недостатком этого технического решения является то, что он требует проводить несколько видов измерений, каждый из которых имеет погрешность, что при взаимосвязанном пересчете будет получен неточный результат измерения. Кроме того, данная конструкция требует установки дросселей для создания соответствующего режима течения, гидравлические потери которого могут привести к существенно большей величине погрешности, тем самым снизит объективность измерения, а при движении по измерительному каналу потока при значительных величинах давления, расхода, температуры в затесненных условиях измерения это техническое решение становится трудноприменимым.
Известны измерительные устройства для контроля физических параметров и химических характеристик однофазного водного теплоносителя при входе в активную зону ядерного реактора под давлением с соответствующими основными требованиями, предъявляемыми на разных этапах их использования и гипотетического применения: эксперимент, наладка, обкатка, эксплуатация, в том числе при переменных режимах эксплуатации /Лысиков Б.В. и др. Термометрия и расходометрия ядерных реакторов. М.: Энергоатомиздат.1985. С.12-19. Табл.1.3/.
Недостатком указанных технических решений является то, что они при получении информации об измеряемом объекте, затрагивают только пространство необходимого контроля, при этом с очень жесткими требованиями их получения, но не учитывают те обстоятельства и множество крайне нежелательных процессов и трудностей согласованного взаимодействия с другими узлами оборудования, которые возникают при их реализации.
Технический результат предлагаемого изобретения - улучшение удобства измерения, повышение эксплуатационной надежности измерительного зонда и достижение необходимой объективности величин измерений.
Указанный технический результат достигается тем, что датчик для измерения расхода жидкости в канале на входе жидкости в имитатор топливной кассеты активной зоны ядерного реактора типа ВВЭР-1000 по перепаду давления в двух точках потока жидкости, содержащий измерительный зонд, состоящий из двух трубок по типу «труба в трубе», имеющих отверстие во внутренней трубке и отверстие в наружной трубке, причем содержит перфорированную емкость каплеобразной формы, в которую вдоль ее оси помещен измерительный зонд, расположенную коаксиально и установленную на ребрах внутри канала соосно его продольной оси, при этом отверстие внутренней трубки измерительного зонда расположено за пределами перфорированной емкости каплеобразной формы, а внешней трубки - внутри перфорированного стакана с седлом, установленного соосно перфорированной емкости каплеобразной формы, причем внешняя трубка измерительного зонда упирается в седло стакана.
Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показан продольный разрез датчика.
Датчик содержит перфорированную емкость каплеобразной формы 0 с равномерной в один ряд по окружности перфорацией 1 в сечении наибольшего сужения проходного сечения для движущего потока, причем перфорированная емкость каплеобразной формы 0 укреплена с помощью консольных ребер 2 в хвостовике кассеты 3 на конце направляющей трубы 4, через который устанавливается измерительный зонд 5, состоящий из двух трубок 6 и 7 по типу «труба в трубе». Перфорированная емкость каплеобразной формы 0 снабжена стаканом 8 с отверстиями в боковых его стенках, жестко скрепленным с эллиптическим днищем перфорированной емкости каплеобразной формы 0, при этом внутренняя полость стакана 8 имеет седло 9, в которое упирается внешняя трубка 7, причем трубки 6 и 7 имеют отверстия 10 и 11.
Датчик работает следующим образом.
Поток жидкости, омывая перфорированную емкость каплеобразной формы 0, стабилизируется в проходном сечении перфорированной части датчика. За счет чего внутри перфорированной емкости каплеобразной формы 0 устанавливается давление, равное средней величине давления в месте наибольшего сужения проходного сечения для движущегося потока. При движении теплоносителя внутри хвостовика 3 кассеты перепад давления между входом в кассету и местом наибольшего сужения проходного сечения для движущегося потока пропорционален величине расхода во второй степени. Установка перфорированной емкости каплеобразной формы 0 ведет как к уменьшению расхода на входе в кассеты, где они установлены, так и к сглаживанию неравномерности расхода на входе в активную зону ядерного реактора по сравнению с фактической. Первый эффект устраняется установкой перфорированной емкости каплеобразной формы 0 во все ячейки топливных кассет. Для устранения влияния неравномерности расходов в активную зону ядерного реактора перфорированную емкость каплеобразной формы 0 делают обтекаемой для исключения турбулентных зон у ее поверхности с небольшим по величине гидравлическим сопротивлением.
Применение конструкции датчика предлагаемого вида позволяет получить объективную величину расхода теплоносителя через активную зону ЯЭУ и тем самым сделать вывод о готовности первого контура к эксплуатации, а также подтвердить выполнение требований технических условий монтажа оборудования, а при необходимости обосновать изменения в конструкторской документации за счет того, что полномасштабная предэксплуатационная проверка предоставит более точные результаты:
- расходных параметров по циркуляционным контурам, идентичности величин в соответствующих точках экспериментальной проверки и расчета;
- устойчивости параллельного функционирования главных циркуляционных насосов;
- расходов теплоносителя через реактор и активную зону, равномерность распределения расходов на входе в кассеты тепловыделяющих сборок с ядерным топливом;
- перепадов давления на отдельных участках проточного тракта первого контура и коэффициентов гидравлического сопротивления этих участков.