Устройство для определения положения регулирующего органа ядерного реактора

Устройство для определения положения регулирующего органа ядерного реактора

Реферат

 

Изобретение относится к ядерной энергетике и измерительной технике, и может быть использовано для определения положения регулирующего органа системы управления и защиты ядерного реактора и измерения его перемещения. Целью изобретения является повышение точности и метрологической надежности. Устройство содержит размещенный внутри корпуса шток, жестко связанный с регулирующим органом реактора, систему датчиков, расположенных вдоль рабочего хода штока, источник электрических колебаний и блок обработки, подключенные к линиям связи. Датчики выполнены в виде неподвижных электродов, размещенных вдоль рабочего хода штока. Шток снабжен по крайней мере одним изолированным электродом. Пронумерованные линии связи, подключенные к электродам, образуют комбинаторную кодовую шкалу. При этом источник электрических колебаний выполнен в виде генератора сигналов, различающихся во временной области. Кроме того, шток снабжен узлом с проводящими элементами, который выполнен в виде диэлектрической подложки с закрепленной на ней системой электродов. Узел может быть также выполнен в виде электрического изолятора с проходниками, например в виде экрана с отверстиями. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике в ядерной энергетике и может быть использовано для определения положения и измерения перемещения регулирующего органа системы управления и защиты ядерного реактора. Целью изобретения является повышение точности и метрологической надежности. На фиг.1 приведена упрощенная функциональная схема устройства для определения положения регулирующего органа ядерного реактора; на фиг.2 его электрическая схема; на фиг.3 вариант функциональной схемы устройства с системой электрически связанных электродов; на фиг.4 вариант функциональной схемы устройства, снабженного экраном с отверстиями. Устройство (фиг. 1,2) содержит жестко связанный с регулирующим органом шток 1, размещенный в заполненном теплоносителем 2 корпусе 3, систему датчиков 4, размещенных вдоль рабочего хода штока 1, источник электрических колебаний 5 и блок обработки 6, подключенные к датчикам через линии связи 7-1. 7-4. Система датчиков 4 выполнена в виде неподвижных электродов 8-1.8-6, контактирующих с теплоносителем 2. Шток 1 снабжен узлом 9 с проводящими элементами 10, электрически связывающими через теплоноситель 2 не менее пары из электродов 8, так что пронумерованные линии связи 7, подключенные к электродам 8, соединенным через проводящие элементы 10, образуют комбинаторную кодовую шкалу. Особенностью комбинаторной шкалы является то, что при образовании новой кодовой комбинации из предыдущей происходит сдвиг кода на один разряд, а в освободившийся разряд кода записывается новое число. При этом кодовая комбинация может измениться как в одном, так и в нескольких разрядах. Источник электрических колебаний 5 выполнен в виде генератора сигналов, различающихся предпочтительно во временной области (например, генератор, к выходу которого подключен распределитель сигналов, или генератор с различными периодами колебаний). Возможно использование генератора сигналов, различающихся по амплитуде, но такой вариант менее помехоустойчив. В устройстве используется эффект протекания токов между неподвижными электродами в теплоносителе с кодированием положения штока в дискретных точках диапазона. Устройство работает следующим образом. Пусть источник колебаний 5 выполнен в виде генератора с распределителем. Тогда в положении штока, показанном на фиг.1, 2, ток поступает по линии связи 7-1 на электроды 8-1 и 8-5, проходит через теплоноситель 2, проводящий элемент 10, снова через теплоноситель 2, поступает на электрод 8-2 и далее по линии связи 7-2 в блок обработки 6, куда также подается сигнал от источника колебаний 5. Затем с помощью распределителя, входящего в состав источника колебаний 5, сигнал подается по линии связи 7-2 на электрод 8-2 и блок обработки 6, а затем на линию связи 7-3. При этом соответственно сигнала на линии связи 7-3, а в другой момент на линии связи 7-4 не будет. Анализ сигналов осуществляется в блоке обработки 6, где в зависимости от того, на каких линиях связи появляется сигнал, определяется положение регулирующего органа ядерного реактора. В случае аварии после перерыва в питании всего устройства цикл подачи сигналов по линиям связи и их обработки повторяется, и информация о местонахождении регулирующего органа автоматически восстанавливается. Спецификой устройства для измерения положения регулирующего органа ядерного реактора является ограничение количества линий связи ввиду жестких ограничений по габаритам. Предлагаемое устройство позволяет при максимально допустимом количестве линий связи значительно увеличить число точек, которые могут быть определены. Результаты измерения положения не зависит от свойств металлов и параметров внешних магнитных полей. Все это повышает точность устройства. Если требуемая точность достигнута, то можно с учетом допустимого количества линий связи увеличить число датчиков. Формируемая при этом кодовая избыточность позволяет даже при выходе из строя отдельных датчиков (например, при обрыве провода) получить информацию о положении регулирующего органа. Тем самым обеспечивается повышение метрологической надежности устройства. Дополнительно метрологическая надежность увеличивается за счет очень высокой надежности и технологичности основных узлов устройства электродов. Узел 9 с проводящими элементами 10 может быть выполнен в различных конструктивных вариантах: например, в виде диэлектрической подложки с закрепленной на ней системой связанных электродов, как на фиг.3 (эта конструкция позволяет уменьшить паразитное влияние заземленного штока), или в виде электрического изолятора с проходниками, например экрана 11 с отверстиями, как на фиг.4. Экран 11 может быть изготовлен из диэлектрика или из металла, который, будучи заземленным, выполняет функцию изолятора. Этот вариант решения эффективнее в тех установках, где внутренний диаметр штока достаточно велик. Таким образом, устройство позволяет при ограниченном количестве линий связи увеличить число индицируемых точек и использовать явление электропроводности теплоносителя. Все это в совокупности дает возможность повысить точность определения положения регулирующего органа и метрологическую надежность устройства.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содержащее жестко связанный с регулирующим органом шток, размещенный в заполненном теплоносителем корпусе, систему датчиков, расположенных вдоль рабочего хода штока, источник электрических колебаний и блок обработки, подключенные к датчикам через линии связи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и метрологической надежности, датчики выполнены в виде неподвижных электродов, контактирующих с теплоносителем, шток снабжен узлом с проводящими элементами, электрически связывающими через теплоноситель не менее пары из электродов, так что пронумерованные линии связи, подключенные к электродам, соединенным через указанные проводящие элементы, образуют комбинаторную кодовую шкалу, при этом источник электрических колебаний выполнен в виде генератора сигналов, различающихся во временной области. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел с проводящими элементами выполнен в виде диэлектрической подложки с закрепленной на ней системой электрически связанных электродов. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел с проводящими элементами выполнен в виде электрического изолятора с проходниками, например экрана с отверстиями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4