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

Принцип действия потенциалометра.

(Компенсационный метод измерения)

Прибор состоит из трех смежных электрических контуров. Контур I образует измерительную цепь, в которую включены: источник постоянного тока Б, переменный резистор (реостат) Rр.т. для измерения величины тока, сравнительный резистор Rс, уравновешивающий резистор (реохорд) Rр и кнопка К. Контур II представляет собой цепь нормального элемента НЭ, а контур III – цепь термоэлектрического термометра Т. В контуры II и III поочередно включается посредством переключателя П гальванометр Г.

Включенный в схему нормальный гальванический элемент НЭ развивает при температуре 10оС строго постоянную ЭДС равную 1.0186В. Сравнительный резистор Rс изготавливается из манганина и имеет постоянное и точно известное сопротивление.

Измерение температуры с помощью потенциометра производится следующим образом. Устанавливая переключатель П в положение 1, замыкают цепь контура II нормального элемента. Затем нажатием на кнопку К замыкают цепь измерительного контура I и реостатом Rр.т. регулируют рабочий ток до тех пор, пока стрелка гальванометра Г не установится на нулевую отметку. Отсутствие тока в контуре II наступает в тот момент, когда э.д.с. нормального элемента Ес будет уравновешена обратным ей по знаку падением напряжения на сравнительном резисторе Rс (на участке ab). В этом случае рабочий ток I в измерительной цепи будет равен:

 (1)

После того как в измерительной цепи потенциометра установлен постоянный и точно известный ток I, размыкают кнопку К и переводят переключатель П в положение 2, в результате чего к измерительному контуру I подключается контур термоэлектрического термометра III.

Вновь замыкают кнопкой К измерительную цепь и при помощи скользящего по реохорду Rр движка «С» изменяют сопротивление Rр¢ участка реохорда «bc» до момента установки стрелки гальванометра на нулевую отметку. Указанное положение движка «С» характеризует состояние электрического равновесия, при котором ток в цепи термометра I отсутствует, так как измеряемая термо-э.д.с. ЕАВ (t, to) термометра компенсируется равным ей по величине и обратным по знаку падением напряжения на участке реохорда «bc». При полной компенсации термо-э.д.с. получим.

ЕАВ (t, to) =IRp¢  (2)

или, заменяя I по уравнению (1), будем иметь

ЕАВ (t, to)= Rp¢

Таким образом, определение развиваемой термоэлектрическим термометром термо-э.д.с. ЕАВ (t, to) сводится к измерению сопротивления Rр¢ так как э.д.с. нормально элемента Ес и сопротивление сравнительного резистора Rс имеют постоянные и известные значения. Следовательно, шкала потенциометра, нанесенная вдоль реохорда Rр, может быть проградуирована непосредственно в мВ.

Приложение 2

Уравновешенный измерительный мост

Мост состоит из 4 резисторов (плеч), образующих 2 параллельные ветви: acb и adb.

Два плеча моста R1 и R2 имеют постоянные и точно известные сопротивления. Третье плечо R3 состоит из градуированного переменного резистора (реохорда) и четвертое – из термометра сопротивления Rт и сопротивления 2 проводов соединительной линии Rл. В диагональ моста ab включен источник питания Б постоянного тока, а в диагональ cd – нулевой гальванометр Г и кнопка К.

При измерении температуры, перемещая движок «е» по риохорду R3 приводят мост в состояние равновесия, при которой ток Iо в диагонали «cd» будет равен нулю, на что укажет стрелка гальванометра. В этом случае потенциалы в вершинах моста «с» и «d» равны и ток I от источника питания разветвляется в вершине «а» моста на две части I1 и I2 вызывающие одинаковое падение напряжения на плечах R1 и R2 т.е.

I1R1 = I2R2

Поскольку падения напряжения на плечах моста R3 и RТ и RЛ также равны, имеем:

I3R3 = Iт(Rт + Rл)

Разделив нулевое равенство на второе, получим:

 (1)

При Iо = 0 имеем: I1=I3 и I2=Iт

Тогда уравнение примет вид:

 R1(RT+RЛ)=R2R3 (2)

Таким образом, при равновесии моста произведения сопротивлений противолежащих плеч равен.

Из уравнения (2) искомое сопротивление термометра равно:

 (3)

Для приведения моста в состояние равновесия более удобным является не изменение сопротивления его реохорда «R3», а изменение при помощи реохорды «Rр» отношение сопротивлений R2/R1. В этом случае исключается возможная погрешность измерения из-за меняющегося переходного сопротивления подвижного контакта “е” на переменном плече R3, так как этот контакт (а на реохорде Rр) переносится в диагональ моста «ab», т.е. в цепь источника питания, где изменение сопротивления контакта не оказывает влияния на точность измерений. В зависимости от положения движка «а» реохорда Rр сопротивление его частей суммируется: r1-еR1, r2-еR2. Тогда уравнение (3) получит вид:

 (3)

Для обоснования водородной безопасности необходимо рассматривать аварии, сопровождающиеся максимальными пиковыми и интегральными выбросами водорода в конфайнмент.
При проектных авариях не создаются условия для возникновения пароциркониевой реакции в активной зоне реактора. Внутрикорпусные источники водорода формируются за счет содержания растворенного водорода в теплоносителе 1 контура, разложения гидразина и аммиака в теплоносителе и радиолиза пара и воды в реакторе. Количество и темпы поступления водорода при этом незначительны.
Из запроектных аварий наибольшую опасность представляют тяжелые аварии с повреждением а.з., сопровождающиеся окислительными реакциями с цирконием и сталью с выделением водорода.
В соответствии с принятой международной практикой оценку последствий запроектных аварий рекомендуется проводить с использованием реалистического подхода и кодов улучшенной оценки. Исходные данные должны находиться в диапазонах реалистичных значений, а физические модели расчетных кодов должны соответствовать моделям, принятым в международной практике. При выполнении расчетного анализа тяжелых аварий необходимо не только учитывать большой спектр конкретных физических явлений, но и обеспечить взаимосогласованное моделирование теплогидравлических и физико-химических процессов в рамках сквозного моделирования всех стадий аварии.
Для адекватного моделирования этих явлений в настоящее время разработан российский интегральный код РАТЕГ/СВЕЧА/ГЕФЕСТ, включающий в себя:
o код РАТЕГ, предназначенный для моделирования полноконтурной
двухжидкостной теплогидравлики в РУ;
o программный пакет СВЕЧА [2], позволяющий на ранней фазе разрушения а.з.
детально описать динамику ее разогрева и изменения геометрии;
o код ГЕФЕСТ, предназначенный для самосогласованного моделирования
теплофизических явлений в кориуме и термомеханического поведения корпуса
реактора.
o Системный теплогидравлический код РАТЕГ предназначен для численного
моделирования нормальных и аварийных режимов работы ядерных энергетических
установок (ЯЭУ) и других теплогидравлических систем различного типа.


На главную