RU2246144C2 - Method and device for checking gas gap in process channel of uranium-graphite reactor - Google Patents
Method and device for checking gas gap in process channel of uranium-graphite reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2246144C2 RU2246144C2 RU2003109631/06A RU2003109631A RU2246144C2 RU 2246144 C2 RU2246144 C2 RU 2246144C2 RU 2003109631/06 A RU2003109631/06 A RU 2003109631/06A RU 2003109631 A RU2003109631 A RU 2003109631A RU 2246144 C2 RU2246144 C2 RU 2246144C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- graphite
- channel
- sensor
- rings
- zirconium
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Предложение относится к технике эксплуатации уран-графитовых ядерных реакторов типа РБМК и может быть использовано при контроле состояния активной зоны реактора.The proposal relates to the operation technique of RBMK-type uranium-graphite nuclear reactors and can be used to monitor the state of the reactor core.
В процессе эксплуатации реакторов РБМК-1000 под действием радиационного облучения, температуры, а для каналов и давления теплоносителя, происходит изменение формы канальных труб, графитовых блоков и колец за счет явлений ползучести и радиационного роста. При этом до наступления критического флюэнса происходит уменьшение диаметрального зазора “ТК-графитовая кладка” и уменьшение высоты графитовой колонны.During the operation of RBMK-1000 reactors under the influence of radiation exposure, temperature, and for the channels and pressure of the coolant, the shape of channel pipes, graphite blocks and rings changes due to creep and radiation growth phenomena. In this case, before the onset of critical fluence, a decrease in the diametrical gap “TK-graphite masonry” and a decrease in the height of the graphite column occur.
Это в свою очередь может привести к исчерпанию проектного диаметрального зазора между циркониевой трубой технологического канала (ТК) и наружным графитовым кольцом (ГК) и появлению контакта между каналом и графитовой кладкой и, как следствие, их “заклиниванию”. Возникают также дополнительные напряжения в графитовых блоках, что приводит к их преждевременному растрескиванию, искривлению кладки в целом. Все эти обстоятельства являются запроектными и приводят к сокращению срока службы реактора.This, in turn, can lead to the exhaustion of the design diametrical gap between the zirconium pipe of the process channel (TK) and the outer graphite ring (GK) and the appearance of contact between the channel and the graphite masonry and, as a result, their “jamming”. Additional stresses also arise in graphite blocks, which leads to their premature cracking, masonry distortion as a whole. All these circumstances are beyond design and lead to a reduction in the life of the reactor.
В настоящее время срок безопасной эксплуатации многих ТК может быть продлен на несколько лет при условии систематического проведения контроля технического состояния каналов без извлечения каналов (контроль через стенку ТК) с точным измерением величины газовых зазоров “ТК-графит” и выборочной замены потенциально опасных каналов. Это значительно удешевит процесс капитального ремонта, а также сократит срок длительного простоя энергоблоков при массовой замене каналов. Расчетное время исчерпания газового зазора, а также опыт оценки зазора по результатам измерений косвенных размеров показал, что для каждой топливной ячейки зазор индивидуален и процесс его закрытия может растягиваться от 15 до 25 лет. Расчетное время начала периода перехода графитовой кладки и колец от усадки к распуханию составляет ~20 лет эксплуатации (критический флюэнс). Поэтому после выборочной замены части потенциально опасных по критерию исчерпания зазора ТК после ~20 лет эксплуатации в замене оставшихся каналов отпадет необходимость, по крайней мере, до истечения проектного ресурса эксплуатации ТК - 30 лет.Currently, the safe operation period of many TCs can be extended by several years, provided that the technical condition of the channels is systematically monitored without removing channels (control through the TC wall) with accurate measurement of the gas gap “TK-graphite” and selective replacement of potentially dangerous channels. This will significantly reduce the cost of the overhaul process, as well as reduce the length of the long-term downtime of power units during mass replacement of channels. The estimated time of exhaustion of the gas gap, as well as the experience of evaluating the gap according to the results of measurements of indirect dimensions, showed that for each fuel cell the gap is individual and the process of closing it can stretch from 15 to 25 years. The estimated time of the beginning of the transition period of graphite masonry and rings from shrinkage to swelling is ~ 20 years of operation (critical fluence). Therefore, after the selective replacement of some potentially hazardous ones by the criterion of exhaustion of the TC gap after ~ 20 years of operation, replacing the remaining channels will no longer be necessary, at least until the design life of the TC is expired - 30 years.
В связи с вышесказанным особое значение приобретает разработка способов и аппаратных средств для проведения периодических измерений зазоров в системе “ТК-графит” неразрушающим методом (контроль через стенку канала, без извлечения ТК).In connection with the foregoing, the development of methods and hardware for the periodic measurement of gaps in the TK-graphite system with a non-destructive method (control through the channel wall, without removing the TC) is of particular importance.
Целью изобретения является создание способа и устройства прямого замера (через стенку канальной трубы ТК) величины газового зазора на любой топливной ячейке уран-графитового ядерного реактора без извлечения ТК.The aim of the invention is to provide a method and device for direct measurement (through the wall of the channel pipe TK) of the gas gap on any fuel cell of a uranium-graphite nuclear reactor without removing the TC.
Поставленная цель достигается за счет того, что в способе контроля газового зазора ТК уран-графитового ядерного реактора, включающем измерение внутренних диаметров отверстий в блоке из графитовых колец и канальной трубе технологического канала, воздействие электромагнитным излучением на циркониевую трубу, сопрягаемую с графитовыми кольцами, улавливание дифференциального сигнала отклика от каждого графитового кольца и циркониевой трубы, интегрирование полученного сигнала, фиксирование составляющих электромагнитного поля от канальной трубы технологического канала и графитовых колец, выделение полезного сигнала и определение величины зазора по разнице величин амплитуд сигналов от внутренних и наружных графитовых колец, при этом воздействие ведут излучением с амплитудой 3-5 В и частотой 2-7 кГц. При этом устройство для осуществления контроля газового зазора ТК уран-графитового ядерного реактора выполнено в виде устанавливаемой на канальной трубе технологического канала калибровочной циркониевой трубы с аксиально расположенным вертикально подвижным дифференциальным векторно-разностным датчиком электромагнитного излучения с механизмом его перемещения, блока электронной обработки сигнала, коммутированного с датчиком и компьютером, при этом датчик выполнен в виде двух измерительных и одной катушек возбуждения, собранных на П-образном ферритовом магнитопроводе, причем измерительные катушки датчика включены встречно и скомпенсированы на поверхности однородной проводящей среды, например воздухе, а на наружной поверхности калибровочной трубы собран блок из графитовых колец с фиксированными зазорами.This goal is achieved due to the fact that in the method of controlling the gas gap of the fuel cell of a uranium-graphite nuclear reactor, which includes measuring the internal diameters of the holes in the block of graphite rings and the channel pipe of the process channel, electromagnetic radiation impacts on a zirconium pipe mating with graphite rings, trapping differential response signal from each graphite ring and zirconium pipe, integration of the received signal, fixing the components of the electromagnetic field from the channel of the technological channel and graphite rings, the selection of the useful signal and the determination of the gap by the difference in the amplitudes of the signals from the inner and outer graphite rings, the exposure being radiation with an amplitude of 3-5 V and a frequency of 2-7 kHz. Moreover, the device for monitoring the gas gap of the fuel cell of a uranium-graphite nuclear reactor is made in the form of a calibration zirconium tube mounted on a channel of a technological channel with an axially located vertically movable differential vector-difference electromagnetic radiation sensor with its moving mechanism, an electronic signal processing unit, switched with a sensor and a computer, while the sensor is made in the form of two measuring and one excitation coils, assembled on A U-shaped ferrite magnetic core, and the measuring coils of the sensor are turned on and compensated on the surface of a homogeneous conductive medium, such as air, and a block of graphite rings with fixed gaps is assembled on the outer surface of the calibration tube.
При поиске аналогов и прототипа не обнаружены технические решения, сходные с отличительными признаками заявленного решения, что доказывает соответствие заявляемой совокупности признаков критерию изобретения “Изобретательский уровень”.When searching for analogues and prototype, no technical solutions were found that are similar to the distinguishing features of the claimed solution, which proves the compliance of the claimed combination of features with the criteria of the invention “Inventive step”.
Сущность заявляемого технического решения раскрывается применительно к реактору РБМК-1000, фрагмент объекта контроля которого с предварительно извлеченной тепловыделяющей сборкой изображен на фиг.1.The essence of the proposed technical solution is disclosed in relation to the RBMK-1000 reactor, a fragment of the control object of which with a previously extracted fuel assembly is shown in figure 1.
На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 2 is a section aa in figure 1.
На фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.Figure 3 is a section bB in figure 1.
На фиг.4 - структурная схема устройства для контроля газового зазора ТК.Figure 4 is a structural diagram of a device for monitoring the gas gap of the TC.
На фиг.5 - разрез В-В на фиг.4. Принципиальная схема датчика электромагнитного излучения.Figure 5 is a section bb in figure 4. Schematic diagram of the electromagnetic radiation sensor.
На фиг.6 - фрагмент диаграммы с сигналами от дистанционирующих решеток и от графитовых колец, полученной при контроле зазора ТК, эксплуатировавшегося 19 лет.Figure 6 is a fragment of a diagram with signals from spacing grids and from graphite rings obtained by monitoring the clearance of a TC that has been operating for 19 years.
На фиг.7 - фрагмент диаграммы с мешающими факторами.7 is a fragment of a chart with interfering factors.
На фиг.8 - фрагмент диаграммы с системой отстройки от мешающих факторов.On Fig is a fragment of a diagram with a system detuning from interfering factors.
На фиг.9 - фрагмент диаграммы измерений на новом канале, не имеющем мешающих факторов.Figure 9 is a fragment of a measurement chart on a new channel that does not have interfering factors.
Объект контроля ядерного реактора РБМК-1000 имеет следующие конструктивные размеры (фиг.1):The control object of the nuclear reactor RBMK-1000 has the following structural dimensions (figure 1):
- труба 1 средней части технологического канала выполнена из сплава Zr+2,5% Nb (сплав Э125 по ТУ 95.535-78) и имеет наружный диаметр 
- внутреннее графитовое кольцо 2 имеет внутренний диаметр - 88+0,23 мм и наружный диаметр - 111-0,23 мм;- the
- наружное графитовое кольцо 3 имеет внутренний диаметр - 91+0,23 мм и наружный диаметр - 114,3-0,23 мм;- the
- графитовая кладка 4 по высоте состоит из 14 графитовых блоков высотой 200, 300, 500 и 600 мм; геометрические параметры блока - прямоугольник сечением 250×250 мм с внутренним отверстием диаметром - 114+0,23 мм;-
- зазор “ТК-наружное графитовое кольцо” (диаметральный) - 
В соответствии с заявленным способом контроль величины газового зазора ТК на топливной ячейке уран-графитового ядерного реактора осуществляют следующим образом.In accordance with the claimed method, the control of the gas gap of the fuel cell on the fuel cell of a uranium-graphite nuclear reactor is as follows.
Внутрь циркониевой трубы вводят датчик электромагнитного излучения и с помощью его воздействуют электромагнитным излучением на систему “ТК-графит”. Воздействие ведут излучением с амплитудой 3-5 В и частотой 2-7 кГц. При этом одновременно регистрируют ответный сигнал и записывают его в виде диаграмм (фиг.6 и 7). Сигналы отклика содержат сложный дифференциальный спектр частотных характеристик, в который входят:An electromagnetic radiation sensor is introduced inside the zirconium tube and, with the help of it, acts on the TK-graphite system with electromagnetic radiation. The exposure is carried out by radiation with an amplitude of 3-5 V and a frequency of 2-7 kHz. At the same time, the response signal is recorded and recorded in the form of diagrams (Fig.6 and 7). The response signals contain a complex differential spectrum of frequency characteristics, which includes:
- изменение зазора между циркониевой трубой ТК и графитовым кольцом наружным (полезный сигнал);- a change in the gap between the zirconium pipe TC and the outer graphite ring (useful signal);
- изменение зазора между датчиком и внутренней поверхностью трубы (зазор “датчик-труба”);- change the gap between the sensor and the inner surface of the pipe (the gap "sensor-pipe");
- изменение удельной электрической проводимости и магнитной проницаемости материалов трубы, графитовых колец и блоков;- change in electrical conductivity and magnetic permeability of pipe materials, graphite rings and blocks;
- изменение толщины стенки трубы;- change in the wall thickness of the pipe;
- изменение внутреннего и наружного диаметров трубы;- change in the inner and outer diameters of the pipe;
- наличие разрезов в графитовых кольцах;- the presence of cuts in graphite rings;
- наличие окисных (ZrO2) и коррозионных (Fе2О3) отложений на внутренней поверхности трубы;- the presence of oxide (ZrO 2 ) and corrosive (Fe 2 O 3 ) deposits on the inner surface of the pipe;
- изменение контактного сопротивления между кольцами;- change in contact resistance between the rings;
- наличие дефектов типа нарушений несплошности в металле канальной трубы и, в частности, на внутренней поверхности трубы.- the presence of defects such as discontinuities in the metal of the channel pipe and, in particular, on the inner surface of the pipe.
Указанные характеристики сигнала отклика кроме первого являются мешающими факторами.The indicated characteristics of the response signal, in addition to the first, are interfering factors.
На диаграмме участка ТК, проработавшего непрерывно более 19 лет (фиг.6), видны характерные сигналы от графитовых колец, которые расположены на трубе с большим вкладом мешающих факторов, основными из которых являются коррозионные отложения, особенно в местах расположения дистанционирующих решеток тепловыделяющей сборки (ТВС) и изменения электропроводности циркониевой трубы и графитовых колец.On the diagram of the section of the TC, which has worked continuously for more than 19 years (Fig. 6), characteristic signals from graphite rings are visible that are located on the pipe with a large contribution of interfering factors, the main of which are corrosion deposits, especially at the locations of the spacer grids of the fuel assembly (FA) ) and changes in the electrical conductivity of the zirconium pipe and graphite rings.
Для отстройки от влияния мешающих факторов (разброс электросопротивления циркониевой трубы, графитовых колец, коррозионные отложения на внутренней поверхности ТК и т.д.) осуществляют амплитудно-фазовую регистрацию и обработку сигналов отклика. Одновременная запись амплитудного и фазового сигналов отклика и их совместная обработка на компьютере позволяет электронным образом разделить сигналы от циркониевой трубы и от графитового кольца, поскольку вносимая активная составляющая электросопротивления датчика обусловлена компонентой среды с высокой проводимостью (т.е. циркониевой трубой). Вносимая реактивная составляющая обусловлена действием низкопроводящей компонентой среды, т.е. с графитовыми кольцами.For detuning from the influence of interfering factors (the scatter of the electrical resistance of the zirconium pipe, graphite rings, corrosion deposits on the inner surface of the TC, etc.), amplitude-phase registration and processing of response signals are carried out. Simultaneous recording of the amplitude and phase response signals and their combined processing on a computer allows electronic separation of the signals from the zirconium tube and the graphite ring, since the introduced active component of the sensor's electrical resistance is caused by a component of a highly conductive medium (i.e., zirconium tube). The introduced reactive component is due to the action of the low conductive component of the medium, i.e. with graphite rings.
Для получения корректных значений полученный сигнал интегрируют, отстраивают от мешающих факторов и выделяют из ответного сигнала составляющие электромагнитной проницаемости циркониевой трубы и графитовых колец. Отстроенный от мешающих факторов сигнал отклика изображен на фиг.9. Используя приведенную диаграмму, определяют газовый зазор между наружной стенкой циркониевой трубы и любым из 272 графитовых колец ТК. Он равен расстоянию между максимальными и минимальными значениями амплитуд (пиков) зафиксированных ответных сигналов.To obtain the correct values, the received signal is integrated, detuned from interfering factors, and the electromagnetic permeability components of the zirconium tube and graphite rings are extracted from the response signal. Detached from the interfering factors, the response signal is depicted in Fig.9. Using the above diagram, a gas gap is determined between the outer wall of the zirconium pipe and any of the TC 272 graphite rings. It is equal to the distance between the maximum and minimum values of the amplitudes (peaks) of the recorded response signals.
Устройство для контроля газового зазора (фиг.4) выполнено в виде калибровочной циркониевой трубы 1, на наружной поверхности которой поочередно расположены внутренние 2 и наружные 3 графитовые кольца с фиксированными зазорами. Всю эту систему в рабочем положении устанавливают на ячейку технологического канала (не показана) с предварительно извлеченной тепловыделяющей сборкой. Аксиально калибровочной трубе 1, а следовательно, и ТК, расположен вертикально подвижный датчик 5 электромагнитного излучения. Датчик 5 связан с приводным механизмом 6, предназначенным для вертикального перемещения датчика по высоте циркониевой трубы. Датчик 5 коммутирован с блоком 7 электронной обработки сигнала и компьютером 8 кабелем связи 9 и выполнен в виде двух измерительных катушек 10 и одной катушки возбуждения 11, собранных на П-образном ферритовом магнитопроводе 12.A device for monitoring the gas gap (Fig. 4) is made in the form of a calibration zirconium pipe 1, on the outer surface of which the inner 2 and outer 3 graphite rings are alternately located with fixed gaps. The whole system in the working position is installed on the cell of the technological channel (not shown) with the previously extracted fuel assembly. Axially calibration pipe 1, and hence the TC, is located vertically
При измерении величины зазора между графитовым кольцом 3 и циркониевой трубой 1 вносимое сопротивление определяется параметрами графитового кольца и циркониевой трубы. Поскольку электромагнитное поле датчика экранировано циркониевой трубой, проводимость которой, по крайней мере, в 10 раз выше, чем у графита, а расположена труба значительно ближе к датчику, чем графит, абсолютные значения вносимых графитовым кольцом сопротивлений крайне малы. В то же время градиенты электромагнитных свойств трубы ТК дают вклад, сравнимый или больший вклада от графитовых колец. Для того чтобы в этих условиях можно было зарегистрировать слабо меняющийся сигнал от графитовых колец, требуется скомпенсировать сигнал от циркониевой трубы. Это достигается за счет того, что датчик выполнен дифференциальным векторно-разностным, состоящим из двух измерительных катушек 10 и одной катушки 11 возбуждения, установленных на общем П-образном ферритовом магнитопроводе 12. Измерительные катушки 10 датчика 5 включены встречно и скомпенсированы на поверхности однородной проводящей среды, например на воздухе, так что суммарная ЭДС, снимаемая с катушек, равна 0 при симметричной установке датчика на поверхности однородной проводящей среды, в частности на поверхности циркониевой трубы. При наличии какой-либо неоднородности вблизи одного из полюсов магнитопровода возникает разностная ЭДС, пропорциональная величине вносимого сопротивления, что отражается на диаграмме измерений.When measuring the gap between the
Устройство мало чувствительно к окисным пленкам и к коррозионным отложениям на внутренней поверхности циркониевой трубы. В качестве датчика использован накладной векторно-разностный вихретоковый преобразователь (фиг.5). В датчике 5 возбудителями и приемниками электромагнитных полей в ближней локальной зоне являются катушки индуктивности с ферритовым магнитопроводом.The device is little sensitive to oxide films and to corrosion deposits on the inner surface of the zirconium pipe. As the sensor used invoice vector-difference eddy current transducer (figure 5). In the
Измерения производят на частоте электромагнитных колебаний 2-7 кГц.Measurements are made at a frequency of electromagnetic oscillations of 2-7 kHz.
Ввод электромагнитных колебаний и прием сигналов отклика осуществляют с помощью одного датчика 5, установленного на фиксированном расстоянии от внутренней поверхности циркониевой части ТК.The input of electromagnetic oscillations and the reception of response signals is carried out using a
Измерение зазоров всех 272 колец ТК проводят при непрерывном перемещении электромагнитного датчика 5 по внутренней поверхности циркониевой трубы с записью полученной информации в персональном компьютере 8. Для этого ответные сигналы датчика предварительно усиливают, преобразуют в цифровую форму в электронном блоке 7 и передают для хранения и последующей обработки в компьютере 8. Устройство просматривает небольшой участок графитового кольца и трубы, находящиеся непосредственно перед датчиком. Анализ сигналов отклика позволяет установить детальную картину расположения каждого из 272 графитовых колец на циркониевой трубе канала.The gaps of all 272 TC rings are measured by continuously moving the
Конструктивно электромагнитный датчик установлен в полом цилиндре (фиг.4) на колесных опорах, имеющем с противоположной от колес стороны подпружиненную упорную планку. Датчик 5 размещен в середине цилиндра в гнезде с устройством регулировки положения. Синусоидальное напряжение с амплитудой порядка 3-5 В и частотой 2-7 кГц подается на катушку возбуждения датчика по многожильному кабелю 9. Сигнал ответа с сигнальных катушек 10 по тому же кабелю передается в электронный блок 7. Выводы кабеля 9 прикреплены к клеммам датчика 5 и герметизированы эпоксипластами.Structurally, the electromagnetic sensor is mounted in a hollow cylinder (Fig. 4) on wheel bearings having a spring-loaded stop bar on the opposite side of the wheels. The
Механизм перемещения 6 предназначен для равномерного перемещения датчика по высоте ТК, а в случае необходимости для его остановки на заданной высоте. Механизм состоит из опорно-калибровочной трубы 1, лебедки и электродвигателя с редуктором (не показаны.)The
Калибровочная труба 1 выполнена из циркониевого сплава и в нижней своей части имеет узел, позволяющий жестко фиксировать конструкцию относительно ТК, на наружной поверхности которой поочередно расположены внутренние 2 и наружные 3 графитовые кольца с фиксированными зазорами. При опускании датчика в ТК обычно производят запись данного участка калибровочной трубы с кольцами, и эту информацию используют для абсолютной калибровки чувствительности датчика электромагнитного излучения.Calibration tube 1 is made of zirconium alloy and in its lower part has a unit that allows rigidly fixing the structure relative to the TC, on the outer surface of which the inner 2 and outer 3 graphite rings with fixed gaps are alternately located. When lowering the sensor in the TC, this section of the calibration tube with rings is usually recorded, and this information is used to absolutely calibrate the sensitivity of the electromagnetic radiation sensor.
Блок 7 электронной обработки вырабатывает сигналы опроса датчика, осуществляет запись и хранение сигналов отклика, производит передачу всей записанной информации в виде файла данных в компьютер 8 для последующей обработки, при этом осуществляется оперативное отображение текущих показаний датчика на экране дисплея.The
Время измерения одного канала - 5 мин.The measurement time of one channel is 5 minutes.
Типичная запись участка ТК с размещенными на циркониевой трубе графитовыми кольцами показана на фиг.6, 7, 8 и 9. Пики с максимальной амплитудой соответствуют внутренним графитовым кольцам с нулевым зазором, а пики с малой амплитудой - внешним графитовым кольцам, установленным с проектным зазором 1,5 мм. Разность между амплитудными значениями от внутренних и наружных графитовых колец соответствует величине радиального зазора 1,5 мм. Записывая такую информацию по каждому каналу ежегодно в течение нескольких лет и сравнивая ее между собой, можно получить значения скоростей радиационного распухания графита и пластической деформации (ползучести) циркониевой трубы для различных областей активной зоны реактора. Эта информация позволит отслеживать динамику радиационного распухания графита и прогнозировать реальные сроки исчерпания зазора для каждого канала, причем точность прогнозов будет возрастать по мере сбора информации.A typical record of a TC section with graphite rings placed on a zirconium pipe is shown in Figs. 6, 7, 8, and 9. Peaks with a maximum amplitude correspond to internal graphite rings with a zero gap, and peaks with a small amplitude correspond to external graphite rings installed with a design gap 1 5 mm. The difference between the amplitude values from the inner and outer graphite rings corresponds to a radial clearance of 1.5 mm. By recording such information on each channel annually for several years and comparing it with each other, it is possible to obtain the values of the rates of radiation swelling of graphite and plastic deformation (creep) of a zirconium tube for various regions of the reactor core. This information will allow tracking the dynamics of radiation swelling of graphite and predicting the actual deadlines for exhausting the gap for each channel, and the accuracy of the forecasts will increase as information is collected.
На диаграмме участка ТК, проработавшего непрерывно более 19 лет, (фиг.6) видны характерные сигналы от графитовых колец, которые расположены на трубе с большим вкладом мешающих факторов, основными из которых являются коррозионные отложения, особенно в местах расположения дистанционирующих решеток ТВС, а также изменения электропроводности циркониевой трубы.On the diagram of the section of the TC, which has worked continuously for more than 19 years (Fig. 6), typical signals from graphite rings are visible, which are located on the pipe with a large contribution of interfering factors, the main of which are corrosion deposits, especially at the locations of the fuel assembly spacer grids, as well as changes in the electrical conductivity of the zirconium pipe.
Для отстройки от влияния мешающих факторов (разброс электросопротивления циркониевой трубы, графитовых колец, коррозионные отложения на внутренней поверхности ТК и т.д.) осуществляют амплитудно-фазовую регистрацию и интегральную обработку сигналов отклика.For detuning from the influence of interfering factors (the scatter of the electrical resistance of the zirconium tube, graphite rings, corrosion deposits on the inner surface of the TC, etc.), amplitude-phase registration and integrated processing of response signals are carried out.
Одновременная запись амплитудного и фазового сигналов отклика, их совместная обработка на компьютере позволяет электронным образом разделить и выделить сигналы отклика отдельно от циркониевой трубы и от графитового кольца, поскольку вносимая активная составляющая электросопротивления преобразователя обусловлена компонентой среды с высокой проводимостью (т.е. циркониевой трубой). Вносимая реактивная составляющая обусловлена действием низкопроводящей компонентой среды, т.е. графитовыми кольцами.Simultaneous recording of the amplitude and phase response signals, their combined processing on a computer, allows electronic separation and separation of the response signals separately from the zirconium tube and from the graphite ring, since the introduced active component of the electrical resistance of the converter is caused by a component of a highly conductive medium (i.e., zirconium tube) . The introduced reactive component is due to the action of the low conductive component of the medium, i.e. graphite rings.
На фиг.7 (правая часть диаграммы) отчетливо видны сигналы от мешающих факторов на участке циркониевой трубы, свободной от графитовых колец, связанные в основном с разностенностью циркониевой трубы, наличием окисной пленки ZrO2 и коррозионных отложений Fe2О3. Указанные мешающие факторы создают для полезного сигнала неравномерную подложку, которая в значительной мере искажает полезный сигнал и не позволяет корректно определить зазор. Поэтому для выделения лишь полезной составляющей в дифференциальном сигнале отклика его интегрируют с учетом геометрических параметров колец, разделяют и выделяют сигналы отклика отдельно от циркониевой трубы и каждого графитового кольца по составляющим электромагнитной проницаемости. После очистки от мешающих факторов запись на диаграмме приобретает вид, приведенный на фиг.8 и фиг.9. Очевиден сглаженный по ординате отклик мешающих факторов и, как следствие, стабильные амплитуды в сигналах отклика от наружных и внутренних колец.In Fig. 7 (right side of the diagram), signals from interfering factors are clearly visible in the area of the zirconium pipe free of graphite rings, mainly associated with the difference in the zirconium pipe, the presence of an oxide film of ZrO 2 and corrosion deposits of Fe 2 O 3 . These interfering factors create an uneven substrate for the useful signal, which significantly distorts the useful signal and does not allow to correctly determine the gap. Therefore, to isolate only the useful component in the differential response signal, it is integrated taking into account the geometric parameters of the rings, the response signals are separated and separated separately from the zirconium tube and each graphite ring in terms of electromagnetic permeability. After clearing the interfering factors, the record in the diagram takes the form shown in Fig. 8 and Fig. 9. The ordinate response smoothed by ordinate is obvious and, as a result, stable amplitudes in the response signals from the outer and inner rings.
Таким образом, предложенное техническое решение в совокупности заявленных признаков позволяет не только оценить состояние газового зазора ТК в индикаторном режиме, но и после отстройки от мешающих факторов (коррозионных отложений, разностенности, выбоин в местах расположения дистанционирующих решеток ТВС, изменений электропроводности циркониевой трубы и графитовых колец и пр.) определить его фактическую величину.Thus, the proposed technical solution in the totality of the declared features allows not only to evaluate the state of the gas gap of the fuel cell in the indicator mode, but also after detuning from interfering factors (corrosion deposits, difference, potholes at the locations of the fuel assembly spacer grids, changes in the electrical conductivity of the zirconium pipe and graphite rings etc.) determine its actual value.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003109631/06A RU2246144C2 (en) | 2003-04-07 | 2003-04-07 | Method and device for checking gas gap in process channel of uranium-graphite reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003109631/06A RU2246144C2 (en) | 2003-04-07 | 2003-04-07 | Method and device for checking gas gap in process channel of uranium-graphite reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003109631A RU2003109631A (en) | 2004-10-20 |
| RU2246144C2 true RU2246144C2 (en) | 2005-02-10 |
Family
ID=35209069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003109631/06A RU2246144C2 (en) | 2003-04-07 | 2003-04-07 | Method and device for checking gas gap in process channel of uranium-graphite reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2246144C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2510682C1 (en) * | 2012-11-22 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет приборостроения и информатики" | Method for nondestructive inspection of technical state of graphite stack of uranium-graphite nuclear reactors |
| RU2626301C1 (en) * | 2016-11-15 | 2017-07-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Пролог" | Method of measuring technological channel curvature of rbmk-type nuclear reactor and device for its implementation |
| RU2645307C1 (en) * | 2017-02-10 | 2018-02-20 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Device for express control of uranium enrichment in powders |
| RU2714488C1 (en) * | 2019-01-15 | 2020-02-18 | Акционерное общество "Диаконт" | Method and device for measuring deviation of a process channel of a nuclear reactor |
| RU2768260C1 (en) * | 2021-09-29 | 2022-03-23 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") | Method for measuring the deflection of the technological channel of a nuclear reactor |
| RU2774260C1 (en) * | 2021-09-29 | 2022-06-16 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") | Method for measuring the deflection of an extended vertically directed channel |
| WO2023055253A1 (en) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" | Method of measuring bending of an elongate vertically oriented channel |
-
2003
- 2003-04-07 RU RU2003109631/06A patent/RU2246144C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2510682C1 (en) * | 2012-11-22 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет приборостроения и информатики" | Method for nondestructive inspection of technical state of graphite stack of uranium-graphite nuclear reactors |
| RU2626301C1 (en) * | 2016-11-15 | 2017-07-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Пролог" | Method of measuring technological channel curvature of rbmk-type nuclear reactor and device for its implementation |
| RU2645307C1 (en) * | 2017-02-10 | 2018-02-20 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод" | Device for express control of uranium enrichment in powders |
| RU2714488C1 (en) * | 2019-01-15 | 2020-02-18 | Акционерное общество "Диаконт" | Method and device for measuring deviation of a process channel of a nuclear reactor |
| RU2768260C1 (en) * | 2021-09-29 | 2022-03-23 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") | Method for measuring the deflection of the technological channel of a nuclear reactor |
| RU2774260C1 (en) * | 2021-09-29 | 2022-06-16 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") | Method for measuring the deflection of an extended vertically directed channel |
| WO2023055251A1 (en) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" | Method of measuring bending of a nuclear reactor fuel channel |
| WO2023055253A1 (en) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" | Method of measuring bending of an elongate vertically oriented channel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200056975A1 (en) | Magnetic induction particle detection device and concentration detection method | |
| JP2738732B2 (en) | Deterioration degree prediction apparatus and method | |
| JP4083382B2 (en) | Method for measuring hydrogen concentration in members for nuclear fuel assemblies | |
| EP1817601B1 (en) | Method and apparatus for measuring hydrogen concentration in zirconium alloy components in the fuel pool of a nuclear power plant | |
| RU2246144C2 (en) | Method and device for checking gas gap in process channel of uranium-graphite reactor | |
| US4145924A (en) | Method and apparatus for measuring the flow speed and the gas volume proportion of a liquid metal stream | |
| JP2766929B2 (en) | Non-destructive inspection equipment | |
| CN110701990A (en) | Furnace tube carburized layer thickness evaluation method and system based on magnetic field disturbance and magnetic force double detection rings | |
| Tesfalem et al. | Study of asymmetric gradiometer sensor configurations for eddy current based non-destructive testing in an industrial environment | |
| CN105116049A (en) | Eddy current detection method | |
| US7019518B2 (en) | Non-contacting apparatus and method for measurement of ferromagnetic metal thickness | |
| JP5347102B2 (en) | Predictive diagnosis of irradiation induced stress corrosion cracking of austenitic stainless steel by neutron irradiation | |
| RU2377672C1 (en) | Device for controlling gas gap of graphite-uranium reactor process channel | |
| EP3322976B1 (en) | Method and device for determining the wear of a carbon ceramic brake disc in a vehicle by impedance measurements | |
| RU2526598C1 (en) | Electromagnetic control over turbojet hollow blade | |
| JP3917941B2 (en) | Fuel rod inspection device | |
| EP1381826A1 (en) | System and method for the measurement of the layer thicknesses of a multi-layer pipe | |
| WO2005074349A2 (en) | Non-destructive method for the detection of creep damage in ferromagnetic parts with a device consisting of an eddy current coil and a hall sensor | |
| CN112098306A (en) | Steel bar corrosion detection device based on spontaneous magnetic flux leakage | |
| Chen et al. | Pulsed eddy current testing for gap measurement of metal casing | |
| RU2400839C1 (en) | Method for determining overlapping value of telescopic joint of upper path with flange of graphite column of channel nuclear reactor, and device for its implementation | |
| CN116297881A (en) | High-precision Barkhausen noise detection method | |
| Hayes | Instrumentation for liquid sodium in nuclear reactors | |
| Prestwood et al. | NDT for irradiated reactor fuel pins by eddy currents and gamma scanning | |
| Wang et al. | A Novel Pulsed Eddy Current Inspection Technique for Non-Ferromagnetic Metal Defect Detection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050408 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120408 |