Канальный кипящий графитовый реактор Реакторы водо-водяного типа Реакторы на быстрых нейтронах Физика ядерного реактора Авария на ЧАЭС Повышение безопасности АЭС Системы контроля на атомной станции Авария на ЧАЭС

Термометры сопротивления

Назначение, устройство и принцип работы

Прежде чем начать эту тему, вкратце мы вспомним о таких термометрах, как их называем в быту - “градусником”, а на производстве - “техническими ртутниками”. Стеклянные термометры (рис. 4) работают на принципе зависимости объемного расширения жидкости от температуры. Они отличаются высокой точностью, простотой устройства и дешевизной. Однако стеклянные термометры хрупки, как правило, не ремонтопригодные и не могут передавать показания на расстояния.

Основными элементами конструкции являются резервуар с припаянным к нему капилляром, заполненным частично термометрической жидкостью. Этой жидкостью могут быть спирт или ртуть, в зависимости от величины измеряемой температуры.

Стеклянные термометры расширения выпускаются для измерения температур от минус 100оС до 600°С.

Для защиты от механических повреждений их помещают в защитную арматуру “чехол” таким образом, чтобы шкала термометра была хорошо видна в разрезе арматуры. Для удобства наблюдения технические термометры и защитная арматура к ним выпускаются - прямые и угловые.

Выпускаются также ртутные электроконтактные термометры, предназначенные  для сигнализации или поддержания заданной температуры. Термометры выпускаются с заданным постоянным контактом (ТЗК) или подвижным контактом (ТПК).

Кроме электроконтактных термометров выпускаются бесшкальные термоконтакторы, которые настроены на определенные температуры замыкания электрических контактов.

Манометрические термометры (рис. 3) работают на принципе изменения давления (объема) рабочего тела в замкнутом объеме в зависимости от температуры чувствительного элемента.

Основными частями манометрического термометра являются - термобаллон (чувствительный элемент), капилляр и деформационный манометрический преобразователь (трубка Бурдона) со стрелкой прибора.

По принципу действия различаются - газовые, жидкостные и конденсационные манометрические термометры.

Газовые и жидкостные имеют линейную шкалу. У кондесационных шкала - не линейная.

1 – термобаллон; 2 – соединительный капилляр; 3 – манометрическая пружина; 4 – держатель; 5 – трибка; 6 – сектор; 7 – стрелка; 8 – циферблат; 9 – тяга; 10 – биметаллическая скоба (для ТГП-3Сг); 11 – ведущий поводок; 12, 13 – датчики; 14 – блок БС; 15 – шторка

Рис. 3. Схема принципиальная термометров ТГП-3Сг, ТКП-3Сг.


Рис. 4. Термометры технические ртутные типа ТТ и оправы защитные для стеклянных ртутных термометров

Различие в положении термобаллона и измерительного прибора относительно уровня вызывает так называемую гидростатическую погрешность. Она имеет место у жидкостных и кондесационных монометрических термометров.

Изменение барометрического давления практически не влияет на показания. Возможно небольшое влияние на начальном участке шкалы у кондесационных термометров.

Манометрические термометры выпускаются на температуры минус 200оС до 600°С.

Главным достоинством манометрических термометров является возможность их применение в пожаро- и взрывоопасных условиях любых категорий. Большинство манометрических термометров обладают хорошей вибростойкостью. К числу недостатков следует отнести невысокую точность (класс большинства приборов 1,5; 2,5;) и большие размеры чувствительных элементов: длина - от 80 мм до 630 мм; диаметр - 16 мм и 20 мм.

О классе точности, мы поговорим на второй части наших занятий, где вы узнаете, для чего он нужен, как обозначается на приборах и примеры расчета допустимой погрешности.

А сейчас приступим к изучению термопреобразователей сопротивлений “термометры сопротивления”( ТС).

Если согласно проектных данных на реакторе и вспомогательных системах первого контура предусмотрено около 800 контрольных точек измерения температуры( из них- 352 на самом реакторе и 413 на вспомогательных системах), то

это составляет 90% всех замеров с помощью ТС.

Принцип действия основан на свойстве проводника( или полупроводника) изменять свое сопротивление с температурой.Т. е., при изменении температуры, будет меняться сопротивление металла, а в данном случае проводника в виде намотанной спиралью тонкой медной или платиновой проволоки на каркас (рис. 5).

Основными частями ТС являются:

чувствительный элемент;

защитная арматура;

головка преобразователя с зажимами для подключения чувствительного элемента и соединительных проводов.

Чувствительные элементы медных ТС представляют собой медную проволоку, покрытую эмалевой изоляцией, которая биополярно намотана на каркас ( либо без каркаса), помещенную в тонкостенную оболочку. Чувствительный элемент помещается в защитную арматуру.

Платиновая проволока ТС не может быть покрыта слоем изоляции. Поэтому платиновые ТС спиралью располагают в тонких керамических каналах, заполненных керамическим порошком. Этот порошок выполняет функции изолятора, осуществляет фиксацию положения спирали в каналах и препятствует межвитковому замыканию. Такая конструкция чувствительного элемента позволяет обеспечить высокую механическую прочность, вибростойкость и малую инерционность.

1 – чувствительный элемент; 2 – корпус; 3 – бусы; 4 – уплотнение; 5 – клеммы; 6 – штуцер

Рис. 5. Термометр сопротивления.

ТС выпускаются для измерения температур в диапазоне от минус 260оС до 1100°С следующих исполнений:

- погружаемые и непогружаемые;

- стационарные и переносные;

- негерметичные и герметичные;

- обыкновенные, пылезащитные, водогерметичные, взрывобезопасные, защищенные от агрессивных сред и других внешних воздействий;

- малоинерционные, средней и большой инерционности;

- обыкновенные и виброустойчивые;

- одинарные и двойные;

- 1-2 классов точности;

- с двумя или четырьмя выводами.

В соответствии с существующими стандартами, выпускаются ТС следующих номинальных статических характеристик преобразования: - платиновые - 1П; 5П; 10П; 50П; 100П; 500П; - медные - 10М; 50М; 100М;

Число в условном обозначении характеристики показывает сопротивление ТС при 0°С ( в Ом ).

Номинальное значение отношения W100 = R100/R0 для платины 1,3910, для меди 1,4280. Допускается изготовлять по заказам внешнеторговых организаций и отдельных потребителей термопреобразователи сопротивления с 100=1,3850 и W100=1,4260.

К числу достоинств следует отнести высокую точность (меньшую, чем у стеклянных термометров, но большую, чем у термоэлектрических преобразователей и у всех остальных контактных термообразователей и термометров) и стабильность характеристики преобразователя, возможность измерять криогенные температуры ( от минус 260°С ).

К недостаткам следует отнести большие размеры чувствительного элемента, не позволяющего измерять температуру в точке объекта или измеряемой среды (диаметр чехла или чувствительного элемента -от 6 мм до 20 мм., длина от 50 мм до 180мм.).

Контроль окружающей среды при выводе АЭС из эксплуатации
Основные принципы радиационного контроля окружающей среды при выводе из эксплуатации, заключаются в следующем:
- объем радиационного, контроля во внешней среде за пределами промплощадки блока зависит от состояния выводимого из эксплуатации блока и конкретных условий расположения площадки. Он определяется и корректируется службой радиационного контроля окружающей среды АЭС и промышленной санитарной лабораторией в соответствии с их положениями, закрепляется в их планах-графиках проведения радиационного контроля, которые утверждаются и согласовываются в установленном порядке;
- при выводе из эксплуатации энергоблока и при наличии на промплощадке других действующих блоков объем радиационного контроля во внешней среде не может быть уменьшен по сравнению с объемом радиационного контроля при нормальной эксплуатации энергоблоков АЭС;
- решение о прекращении радиационного контроля во внешней среде вокруг промплощадки АЭС во всех случаях может быть принято только после подробного обоснования возврата территории промплощадки АЭС для неограниченного использования в народном хозяйстве, что оформляется отдельным актом в установленном порядке.
Если на промплощадке АЭС все энергоблоки находятся на стадии вывода из эксплуатации,то:
- при наличии остановленных, но неразгруженных от ядерного топлива блоков, радиационной контроль за внешней средой производится в том же объеме, что и при нормальной эксплуатации;
- при разгруженных энергоблоках, находящихся на стадии консервации, периодичность радиационного контроля может быть уменьшена с обязательным обоснованием, в котором должна быть указана и согласована с местными органами надзора степень герметизации здания и оборудования;
- при наличии на промплощадке АЭС энергоблоков на стадии консервации в зависимости от местных гидрогеологических условий проводится радиационный контроль грунтовых вод за пределами промплощадки АЭС;
- при производстве демонтажных работ на энергоблоках, выводимых из эксплуатации, или при ликвидации энергоблоков АЭС, что связано с транспортировкой радиоактивных демонтажных отходов в хранилища за пределами промплощадки, должен


проводиться контроль радиоактивного загрязнения дорог и прилегающей к ним территории.
- при транспортировке демонтажных отходов энергоблоков в специальных контейнерах и спецтранспорте должен быть установлен радиационный контроль загрязнения контейнеров и спецтранспорта на выезде и территории производства демонтажных работ с мест хранения демонтажных отходов;
- при производстве широкомасштабных дезактивационных работ в период вывода из эксплуатации энергоблоков АЭС периодичность контроля радионуклидного состава жидких сред, удаленных с АЭС, должна быть увеличена в зависимости от объемов, продолжительности дезактивационных работ и типа дезактивируемых помещений и оборудования;
- при ограниченном повторном использовании в народном хозяйстве части демонтажных материалов, образующихся при выводе из эксплуатации энергоблоков (металл, бетон, песок и т.п.), должен проводиться входной и выходной радиационный контроль их объемной активности для соблюдения соответствующих нормативов на всех этапах их движения и переработки, включая места использования готовой продукции.
Вывод из эксплуатации блока АЭС можно считать экологически безопасным в том случае, если приняты все разумные меры по сохранению природного окружения в состоянии, предшествующем или близком к моменту начала вывода из эксплуатации блока, а в процессе его вывода из эксплуатации все показатели состояния природного окружения либо не меняются, либо изменяются не более, чем это признано допустимым для региона размещения АЭС и данного вида деятельности. При этом характеристики среды обитания людей должны соответствовать действующим требованиям санитарно-гигиенических нормативных документов, а все отклонения от нормальной реализации процесса вывода из эксплуатации блока не приводить к ущербу для природного окружения и среды обитания людей большему, чем это признано приемлемым.

 


На главную