Zariadenie pre meranie stavu naplnenia

Číslo patentu: E 10076

Dátum: 13.03.2007

Autori: Kaercher Sacha, Vogt Wolfgang, Harfst Wilfried

Je ešte 13 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Zariadenie pre meranie stavu naplneniaVynález sa týka zariadenia pre meranie stavu naplnenia v nádrži na kvapaliny, najmä v nádrži reaktora jaderného zariadenia,založeného na použití vyhrievaných a nevyhrievaných termočlánkovMeracie zariadenia alebo sondy stavu naplnenia, u ktorých sa podľa termoelektrického napätia vytváraného vyhrievaným termočlánkom usudzuje na výšku stavu naplneniu v nádrži na kvapalinu, sa používajú najmä v jaderných elektrárňach, pretože sú na rozdiel od meracích zariadení založených na iných princípoch merania pomerne necitlivé na rádioaktívne žiarenie, a môžu preto spoľahlivo pracovat i pri poruche s prípadne zvýšenými hodnotami žiarenia. Také meracie zariadenia sa používajú najmä v tlakovej nádrži tlakovodného reaktora, aby tam monitorovali výšku hladiny chladiacej kvapaliny, prúdiacej primárnym okruhom jadernéhoTento princíp merania využíva rôzne charakteristiky prestupu tepla, ktoré vznikajú pri prestupe tepla z vykurovacieho elementu do kvapalného chladiaceho prostriedku obklopujúcelío tento vykurovací element na jednej strane a do plynnćho media alebo média vo forme pary na druhej strane. Ak je vykurovací element obklopený kvapalným chladiacim médiom, je ním vytvárané tcplo rýchlo odvádzanć. takže už v jeho bezprostrcdnom okolí leží teplota lennepodstatne nad teplotou okolia, ktorá by sa nastavilavnevyhrievanom prípade. Ked nastane teraz napríklad v priebehu pravidelnej prevádzky reaktora alebo i pri poruche reaktora situácia,že V dôsledku prevádzky alebo na základe tlakovej straty v primárnom okruhu klesne hladina kvapaliny v tlakovej nádrži reaktora pod výšku vykurovacieho elementu, obklopí sa tento vykurovací element chladiacim prostriedkom vo forme pary a tak sa zhorší vlastnosti pre prestup tepla. To má za následok, že teplota v okolí vykurovacieho elementu stúpne, čo sa nechá dokázať termometrom alebo čidlom na meranie teploty umiestneným v susedstve vykurovacieho elementu. Na základe svojho spoľahlivého a robustného spôsobu prevádzky sa čidlá pre meranie teploty používajú spravidla ako tepelné články, ktoré poskytujú termoelektricke napätiev podstate priamo úmerne teplote.Obvykle je Väčší počet vyhrievaných termočlánkov usporiadaný vo väčšinou pravidelných odstupoch od seba navzájom na nosiči vo forme tyče alebo rúrky alebo na pozdĺžnej meracej rúrke, ktorá sa ohľadne svojho stavu hladiny ponorí do monitorovanej kvapaliny,avktorej vnútri sú vedené i vykurovacie elementy pre napájanie prúdom a napájacie a signálne vedenia potrebné pre prenos signálov na externú vyhodnocovaciu jednotku. Senzory alebo meracie polohy Lisporiadané V rôznych výškach preto umožňujú digitálne, priestorové diskrétne zobrazenie stavov naplnenia v nádrži, pričom (miestne) rozlíšenie závisí na počtu tepelných senzorov na jednu výškovú časť. Meracie zariadenie tohto druhu je známe napríklad RU 2 153 712 Cl. Okrem vyhrievaných termočlánkov činných ako primárne vysielače signálov je pritom ešte vnútri meracej rúrky usporiadaný väčší počet nevyhrievaných termočlánkov, ktore vydávajú referenčný signál priradený vždy príslušnému primárnemtt signálu. Týmto spôsobom je možné pri vyhodnocovaní teplotných informácii a z nich odvodzovaného zisťovania výšky stavu naplnenia zohľadňovatičasovú zmenu teploty kvapaliny alebo teploty okolia, Bez takehoopatrenia by napríklad rast alebo klesanie teploty kvapaliny mohlo pôsobit nesprávne ako zmena výšky naplncnia čiže skutočná zmena výšky naplnenia by bola zakrytěr súčasnou zmenou teploty kvapaliny.U meracieho zariadenia podľa spisu RU 2 153 312 C 1 sú nevyhrievane termočlánky usporiadané vždy výškovo presadene voči vyhrievaným termočlánkom vnútri meracej rúrky tak, že sú aspoň určitou mierou chránené pred vplyvom vykurovacích elementov alebo vykurovacích zón pôsobiacich na vyhrievané termočlánky. Vzájomné tepelné ovplyvňovania, to znamená nežiadúci ohrev o seba nevyhrievaných termočlánkov, však nie sú vylúčené a môžu podľa okolností skresľovať výsledky merania. Inak ležia navzájom k sebe priradené vyhrievané a nevyhrievané termočlánky na rôznej výškovej úrovni. To môže viest k nepresným výsledkom merania a chybnej interpretácii vtedy, keď - čo v praxi často nastáva - na výške kvapaliny obklopujúcej meracie zariadenie existuje nezanedbateľný teplotný gradient. Ďalej je u takého uskutočnenia meracieho zariadenia počet možných meracích polôh, a preto i výškové rozlíšenie ukazovateľa stavu naplnenia, na základe geometrických údajov telesa sondy, prípadne telesa meracej rúrky, silne obmedzený. Pre jednu danú výšku je okrem toho možné realizovať len jednu meracíu jednotku pripadne jeden tepelný senzor redundancia nie je upravená. Konečne zariadenie podľa spisu RU 2 153 712 Cl má. ešte tu nevýhodu, že všetky vyhrievané termočlánky sú vyhrievané jedným spoločným vykurovacím drôtom S vykurovacími zónami zapojenými do série. Ked sa tento drôt poruší a tok prúdu sa preruší, vypadneDokument US 4.785.665 obsahuje zariadenie pre meranie stavu naplneniu s »Iäčším počtom pozdlžnych meracích rúrok, usporiadaných so vzájomnými odstupmi od seba. pričom každámeracia rúrka obsahuje väčší počet termočlánkov usporiadaných rozložene v pozdlžnom smere, a pričom termočlánku usporiadanému na prvej meracej rúrke, vyhrievanému jedným vykurovacím elementom a pôsobiacemu ako vysielač primárneho signálu, je priradený nevyhrievaný termočlánok pôsobiaci ako vysielač referenčného signálu, ktorý je usporiadaný na meracej rúrke odlišnejod prvej meracej rúrky.Úkolom vynálezu preto je vytvoriť zariadenie pre meranie stavu naplnenia V úvode zmieneného druhu, ktoré pri jednoducho pojatom uskutočnení a pri vysokom zabezpečení proti výpadku umožní zvlášťpresné a spoľahlivé meranie stavu naplnenia.Tento úkol je podľa vynálezu vyriešený zariadením podľaVynález vychádza z úvahy, že-síce by neustále bolo možné dosahovať redundancie a zabezpečenia proti výpadku súčasným použitím väčšieho počtu už známych meracích zariadení. Tým by sa však vyššie opisané nedostatky jednotlivých meracích zariadení kompenzovali len z časti, najmä pokiaľ ide o dosažiteľnú presnosť merania. Miesto toho by sa následne mal využiť poznatok, že práve u chladiacej kvapaliny v tlakovej nádrži reaktora, avšak i v mnohých iných systémoch, má zmena teploty kvapaliny v bočnom, to znamená vodorovnom smere, všeobecne menšiu váhu než v geodeticky zvislom smere. To znamená, že lokálne teplotné gradienty vnútri kvapaliny,ktoré sú napred stanovené alebo vytvárané vonkajšími (okrajovými) podmienkami a dynamikou tekutiny, ako aj dopravou tepla vnútri kvapaliny, majú v smere výškového rozloženia väčšinou väčšiu váhu než v smere k nemu kolmom, a musí byt preto pri zisťovaní stavu naplnenia z teplotných dát i viacej zohľałdňované. Je preto možné bezďalšieho a bez straty informačného obsahu alebo presnosti merania

MPK / Značky

MPK: G01F 23/22, G21C 17/022

Značky: naplnenia, meranie, stavu, zariadenie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/21-e10076-zariadenie-pre-meranie-stavu-naplnenia.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zariadenie pre meranie stavu naplnenia</a>

Podobne patenty