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 одинаковыми 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. SU А.С. №1012023, G01F 1/00. Приоритет - 12.05.81. Опубл. бюллетень 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.
Известен способ проверки системы контроля расхода теплоносителя в канале ядерного реактора и устройство для его осуществления, заключающийся в том, что из канала реактора посредством разгрузочно-загрузочной машины извлекают установленную сборку и вводят в канал реактора рабочий орган, содержащий штангу с обтекаемым телом, причем обтекаемое тело устанавливают в канале реактора ниже нижней кромки отводящего патрубка на величину 10-15 внутренних диаметров канала реактора и измеряют силу динамического воздействия потока теплоносителя на обтекаемое тело, отградуированную в единицах расхода измеренную величину сравнивают с показаниями расходомера системы контроля расхода и по их разнице определяют погрешность, и разгрузочно-загрузочная машина, содержащая исполнительный механизм с захватом, соединенным с системой контроля сил, причем исполнительный механизм снабжен рабочим органом, выполненным в виде штанги с обтекаемым телом, которая жестко соединена с захватом исполнительного механизма, причем диаметр обтекаемого тела составляет 0,9-0,95 от внутреннего диаметра канала реактора /Ковалев С.М. и др. Способ проверки системы контроля расхода теплоносителя в канале ядерного реактора и устройство для его осуществления. RU. Патент №2071131, G21С 17/00. Приоритет - 11.05.93. Опубл. бюллетень изобретений №36. 27.12.1996 - прототип/.
Недостатком указанного технического решения является то, что при получении информации об измеряемом объекте /расход теплоносителя/ затрагивается только пространство необходимого контроля, при этом с очень жесткими требованиями их получения, но не учитываются те обстоятельства и множество крайне нежелательных процессов и трудностей согласованного взаимодействия с другими узлами оборудования, которые возникают при их реализации, например: большой ход обтекаемого тела при больших величинах расхода, влияние пульсаций расхода, зависимость от вязкости жидкости. Кроме того, это техническое решение невозможно применить в ядерном реакторе типа ВВЭР-1000.
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, содержащий емкость, установленную на ребрах внутри канала соосно его продольной оси, причем содержит измерительный зонд, состоящий из двух трубок по типу «труба в трубе», имеющих отверстие во внутренней трубке и отверстие в наружной трубке, при этом измерительный зонд с зазором установлен в указанную емкость, которая выполнена перфорированной, каплеобразной формы, и расположена коаксиально в канале, и помещен вдоль оси емкости так, что отверстие внутренней трубки измерительного зонда расположено за пределами перфорированной емкости, а внешней трубки - внутри установленного соосно перфорированной емкости перфорированного стакана с седлом, в которое упирается внешняя трубка измерительного зонда.
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 штанги 4, соединенной с исполнительным механизмом /не показан/, через которую устанавливают 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 6, 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 движущего потока. При движении теплоносителя внутри хвостовика 3 кассеты перепад давления между входом в кассету и местом наибольшего сужения проходного сечения для движущего 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.