Способ периодического измерения давления жидкометаллического теплоносителя в циркуляционном контуре

 

ОПИСАНИЕ H305PKTKHH)

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации

По патентам и тонарньтм знакам (21) 4943443/10 (22) 07.06.91 (46) 30.1093 Бюп. hh 39-40 (71) Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Энергия" (72) Левин М.H. (73) Головное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Энергия" им.акадС.П.Королева (54) СПОСОБ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ТЕП- .

ЛОНОСИТ1ЛЯ В ЦИРКУЛЯЦИОННОМ КОНТУРЕ (57) Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления с высокой точностью и надежностью в циркуляционных контурах высокотемпературных энергетических установок Сущность изобретения заключается в тощ что до начала измерения давления осуществляют нагрев контура и Аагчика давления, измерение и поддержание в процессе измерения давления температуры датчика (В) КЦ (11) 2002220 С1 (51) 5 GOI L7 ОО GO1L11 ОО давления на уровне, превышающем температуру плавления жидкометаплического теплоносителя.

После измерения давления производят охлаждение контура и в процессе охлаждения контура дополнительно измеряют температуру жидкометаллического теплоносителя в месте отбора давления в кон.туре. а при достижении значения этой температуры ниже 0,9 температуры плавления жидкометаплического теплоносителя отключают обогрев датчика даления. В процессе последующего нагрева контура сначала разогревают датчик давления до температуры; превышающей температуру плавления жидкометаллического теплоносителя в 1.1 раз а потом нагревают контур. Такой способ измерения давления в циркуляционных контурах энергетических установок исключает пластическую деформацию упругих чувствительных элементов датчиков давления в процессе неоднократных циклов захолаживания и разогрева этих контуров и тем самым повышает точность и надежность измерения давления. f итт

2002220

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления в циркуляционных контурах высокотемпературных энергетических установок.

Современные энергетические установки используют атомные реакторы с жидкометаллической системой охлаждения. В качестве жидкометаллического теплоносителя широко используются литий, натрий, калий и их сплавы. В процессе эксплуатации. энергетических установок, а также при стендовой отработке их узлов и агрегатов в составе циркуляционных контуров . необходимо измерять давление теплоносителя в этих контурах.

Известен способ. измерения давления жидкометаллического теплоносителя (ЖМТ) в циркуляционном контуре (1), заключающийся .в том, что давление теплоносителя измеряют с помощью стандартного необогреваемого манометра, подключенного к контуру через разделительный бачок, При этом манометр измеряет давление газа над поверхностью теплоносителя, Такой способ пригоден только для кратковременных измерений, т.к. при длительйой работе манометр выходит из строя из-за. застывающего на чувствительном элементе .и в соединительной линии конденсата теплоносителя.

Наиболее близким.па технической сущности и достигаемому эффекту является способ измерения давления жидкометаллического теплоносителя в циркуляционном контуре (2), принятый автором за прототип и базовый объект.

Сущность метода состоит в том, что в циркуляционном контуре, представляющем собой. совокупность источника тепловой энергии, холодильника, насоса, трубопроводов, расходомера, запорно-регулировочных вентилей; заправочного и расширительного бачков, с помощью нагревательных элементов таких датчиков измеряют давление

ЖМТ, В качестве упругих чувствительных элементов таких датчиков используются сильфоны, мембранные коробки, пружины

Бурдона f2). Давление теплоносителя преобразуется в перемещение чувствительного элемента, которое в свою очередь преобразуется в электрический сигнал. Поскольку тепло носитель имеет температуру плавления, значительно превышающую комнатную, контура снабжены системой предварительного разогреватеплоносителя. Наиболее распространен электрообогрев распределенными по контуру нагревателями сопротивления, При этом. чувствительные элементы датчиков давления обогреваются от общей системы электрообогрева контура, 45

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Контур состоит из источника 1 тепловой энергии (ядерный реактор или электрический теплогенератор), холодильника 2 (теплообменник или холодильник-излучатель), насоса

3, расходомера 4, расширительного бачка 5, сливного бака 6 с жидкометаллическим теплоносителем 7, вентиля 8, трубопроводов 9 и технологических нагревателей 10. На всасывающей и нагнетательной линиях насоса 3 установлены да гчики 11 давления, состоящие из упругих чувствительных элементов и преобразователей перемещения этих элементов в электрический сигнал, Датчики 11 соединены с измерительными приборами

12, снабжены нагревателями 13 и датчиками

14 температуры. Кроме того, в местах измерения давления на контуре установлены

Существенным недостатком указанного способа измерения давления. жидкометаллического теплоносителя является большая вероятность повреждения чувствительных

5 элементов датчиков в процессе циклов разогрева и охлаждения контуров. из-эа расширения при. нагреве находящегося в чувствительных элементах теплоносителя.

Целью изобретения является повыше10 ние точности и надежности измерения давления за. счет исключения пластической деформации упругого чувствительного элемента в процессе циклов охлаждения и на. грева контура.

Цель достигается тем, что в способ измерения давления жидкометаллического теплоносителя в циркуляционном контуре при помощи датчика давления с упругим чувствительным элементом, заключающий20 ся в том, что до начала измерения осуществляют нагрев контура и датчика давления, измерение и поддержание в процессе измерения давления температуры датчика давле ния на уровне, превышающем температуру плавления жидкометаллического теплоносителя. а после измерения давления производят охлаждение контура. вводятся новые операции. Эти операции. заключаются в том, что в процессе охлаждения контура допол30 нительно измеряют температуру жидкометаллического теплоносителя в месте давления в контуре и при достижении значения этой температуры ниже 0,9 температуры плавления жидкометаллического.

35 теплоносителя отключают обогрев датчика давления, а в процесс нагрева контура сначала разогревают датчик давления до темпера-. туры, превышающей температуру плавления жидкометаллического теплоносителя в 1,1 ра40 за, а потом нагревают контур.

2002220

При переходе из жидкого состояния в твердое обьем теплоносителя уменьшается от 1.5 до 3,0"-,ь. Так как теппоноситель в датчиках 11 находится в это время в жид5 ком состоянии, то он всасывается из чувствительных элементов, образуя в них вакуумированные усадочные раковины. При достижении в местах измерения давления температуры контура, контролируемой

10 датчиками 15 температуры и прибором 16 уровня 0,9 температуры плавления жидкометаллического теплоносителя, нагреватели 13 и датчиков 14 отключают.

Для нагрева контура включают нагрева15 тели 13 и при достижении на датчиках 11 давления температуры, превышающей па показаниям датчиков 14 и прибора 16 температуру плавления теплоносителя в 1,1 раза, включают нагреватели 10, В процессе

20 плавления теплоноситель заполняет полости упругих чувствительных. элементов.

Таким образом, предложенный способ измерения давления жидкометаплического теплоносителя в циркуляционном контуре

25 исключает пластическую деформацию упругих чувствительных элементов датчиков давления в процессе циклов охлаждения и разогрева этих контуров и тем самым повышает точность и надежность измерения дав30 пения. (56) 1. Турчин Н,M., Дробышев А,B. Экспериментальные жидкометаллйческие стенды. М., Атомиздат, 1978, с. 170, 175.

2. Яловега Н.В. Специальные измере35 ния теплотехнических параметров высокотемпературных энергетических установок.

M., 1970, с. 39 — 46, 165 — 168, .

Формула изобретен ия

СПОСОБ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ИЗМЕ, РЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕ, СКОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В

ЦИРКУЛЯЦИОННОМ КОНТУРЕ при помощи датчика давления с упругим чувствительным элементом, заключающийся в том, что до начала измерения осуществляют нагрев контура и датчика давления, издатчики 15 температуры. Датчики 14 и 15 температуры подключены к измерительному прибору 16.

В исходном состоянии весь теплоноситель 7 находится в спивном баке 6, вентиль

8 открыт. Нагревателями 10 и 13 прогревают контур и датчики давления до температуры, превышающей температуру . плавления жидкометаллического теплоносителя на менее чем в 1,1 раза.

Запас по.температуре связан с погрешностью в измерении температуры. а также с возможным отклонением реальной темпе-ратуры плавления ЖМТ от паспортной. При этом контроль температуры осуществляют по датчикам 14 и 15 температуры в комплекте с измерительным прибором 16. Затем теплоноситель 7 из сливного бака 6 передавливают инертным газом в контур, закрывают вентиль 8, включают насос 3 и по расходомеру4 устанавливают нужный режим циркуляции ЖМТ. Давление теплоносителя преобразуется в датчиках 11 в перемещениях их чувствительных элементов, которые, в свою очередь, преобразуются в электрические сигналы, контролируемые измерительными приборами 12.

Дпя охлаждения контура при включенном насосе 3 отключают питание нагревателей 10. После прекращения циркуляции, вызванного затвердеванием теплоносителя в тракте контура и определяемого по показаниям расходомера 4, насос 3 отключают.

Обычно теплоноситель застывает в первую очередь в холодильнике 2, а фронт застывания идет от него по контуру в обе стороны. мерение и поддержание в процессе измерения давления температуры датчика давления на уровне, превышающем температуру плавления жидкометаллического теплоносителя, а после измерения давления производят охлаждение контура, отличающийся тем. что, с целью повышения точности и надежности измерения давле40. ния эа счет исключения пластической деформации упругого чувствительного элемента датчика давления в процессе, :циклов охлаждения и нагрева контура, в

45 процессе охлаждения контура дополнительно измеряют температуру жидкометаплического теплоносителя в месте отбора давления в контуре и при достижении значения этой температуры ниже 0,9 температуры плавления жидкаметаплическо го теплоносителя отключают нагрев датчика давления, а в процессе нагрева контура

: сначала разогревают датчик давления до температуры, превышающей температуру

55, плавления жидкометаллического теплоно- . сителя в 1,1 раза. а потом нагревают кон; тур

2002220 ЕО

g5

I3

I4

Составитель M. Левин

Редактор Т. Лошкарева Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С, Лисина

Заказ 3170 Тираж Подписное

НПО Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул. Гагарина, 101