Экспериментальное исследование микроволнового рефлекс-радарного уровнемера жидкометаллического теплоносителя

20.03.2022 2022 - №01 Безопасность, надежность и диагностика ЯЭУ

В.И. Мельников Т.А. Бокова В.В. Иванов А.Р. Маров Н.А. Лобаева А.С. Квашенников П.А. Боков Н.С. Волков

https://doi.org/10.26583/npe.2022.1.07

Представлены результаты работ, направленных на решение проблемы измерения уровня теплоносителя в емкостях реакторных установок различного назначения с жидкометаллическим теплоносителем преимущественно интегральной компоновки со свободным уровнем теплоносителя первого контура. Выбор средств и методов измерения уровня ограничен экстремальными параметрами ЖМТ и условиями эксплуатации. Традиционные средства измерения практически непригодны, вследствие чего измерение уровня ТЖМТ является сложной технической задачей. Предложен и описан метод импульсной микроволновой рефлектометрии как наиболее перспективный с точки зрения сочетания характеристик точности, простоты изготовления и использования. Приведены результаты экспериментального исследования работоспособности уровнемера, работающего по данному методу, при измерении уровня свинцово-висмутового теплоносителя в контрольной емкости в условиях, приближенных к натурным. Анализ результатов подтверждает возможность применения данного метода для контроля уровня расплавов различных металлов применительно к реакторным установкам с ТЖМТ.

Устройство для измерения уровня, работающее по предлагаемому методу, позволяет контролировать уровень расплава различных металлов в емкостях в режиме реального времени без необходимости перемещения различных частей чувствительного элемента уровнемера с сохранением герметичности контура. Данное устройство применимо для различных ядерных энергетических установок, ускорительно-управляемых систем, исследовательских реакторов и различных экспериментальных стендов с жидкометаллическими теплоносителями.

Ссылки

1. Адамов Е.О., Большов Л.А., Ганев И.Х. и др. Белая книга ядерной энергетики. – М.: Изд-во ГУП НИКИЭТ, 2001. – 269 с. ISBN 5-86324-035-0. Электронный ресурс: http://elib.biblioatom.ru/text/belaya-kniga-yadernoy-energetiki_2001/go,0/ (дата доступа 27.09.2021).
2. Безносов А.В., Бокова Т.А. Оборудование, компоновка и режимы эксплуатации контуров с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями в атомной энергетике. – Нижний Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2011. – 536 с.
3. Джангобеков В.В., Степанов В.С., Дедуль А.В., Климов Н.Н., Болванчиков С.Н., Вахрушин М.П. Реакторная установка СВБР-100 для модульных атомных станций малой и средней мощности. / Труды IV конференции «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях» (ТЖМТ-2013)». Обнинск, АО «ГЦН РФ-ФЭИ», 23-26 сентября 2013 г. – Обнинск: АО «ГЦН РФ ФЭИ», 2013. Электронный ресурс: http://www.gidropress.podolsk.ru/files/publication/publication2013/documents/245.pdf (дата доступа 27.09.2021).
4. Безносов А.В., Бокова Т.А., Боков П.А., Маров А.Р., Львов А.В., Волков Н.С. Обоснование технических решений реакторного контура установок БРС-ГПГ малой и средней мощности с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем для наземных и плавучих АЭC. // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. – 2020. – № 2 (129). – С. 64-75. DOI: https://doi.org/10.46960/1816-210X_2020_2_64 .
5. Безносов А.В., Бокова Т.А., Боков П.А., Маров А.Р., Львов А.В., Волков Н.С. Обоснование технических решений реакторного контура установок БРС-ГПГ малой и средней мощности с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2020. – № 1. – С. 132-139. DOI: https://doi.org/10.55176/2414-1038-2020-1-132-139 .
6. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной энергетики. – М.: Атомиздат, 1968. – 484 с.
7. Чечеткин А.В. Высокотемпературные теплоносители. – М.: Энергия, 1971. – 496 с.
8. Безносов А.В., Драгунов Ю.Г., Рачков В.И. Тяжелые жидкометаллические теплоносители в атомной энергетике. – М.: ИздАТ, 2007. – 432 с. ISBN: 5-86656-202-2. Электронный ресурс: https://search.rsl.ru/ru/record/01003085239 (дата доступа 27.09.2021).
9. Методы измерения и контроля уровня. Виды уровнемеров. Сравнение и обзор уровнемеров. Электронный ресурс: https://eti.su/articles/izmeritelnaya-tehnika/izmeritelnaya-tehnika_1521.html (дата доступа 27.09.2021).
10. Лешков В.В., Таранин В.Д. Индуктивный уровнемер. – Патент РФ, №2328704. – 2008.
11. Таранин В.Д. Индуктивный уровнемер жидкометаллического теплоносителя. – Патент РФ, №2558010. – 2015.
12. Трахтенберг Л.И., Денискин В.П. Устройство для бесконтактного измерения уровня и удельного сопротивления расплавленных металлов. – Патент СССР, №197214. – 1967.
13. Кириллов П.Л., Колесников В.Д., Кузнецов В.А., Турчин Н.М. Приборы для измерения давления, расхода и уровня расплавленных щелочных металлов. // Атомная энергия. – 1960. – Т. 9. – Вып. 3. – С. 173-181. Электронный ресурс: http://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t9-3_1960/go,4/ (дата доступа 27.09.2021).
14. Воронцов A.C., Фролов П.А. Импульсные измерения коаксиальных кабелей связи. – М.: Радио и связь, 1985. – 96 с.
15. Тарасов Н.А. Использование метода импульсной рефлектометрии для определения повреждений кабельных линий. Электронный ресурс: http://reis.narod.ru/metod.htm (дата доступа 27.09.2021).
16. Needle D., Shepard S.F. Apparatus and methods for time domain reflectometry. Патент США, No. 5726578A. – 1998. Опубл. 10 марта 1998.
17. Инструкции по установке и эксплуатации уровнемера BM100 фирмы KROHNE. Электронный ресурс: www.ste.ru/krohne/pdf/rus/russ_op_manualBM100.pdf (дата доступа 27.09.2021).
18. Мельников В.И., Иванов В.В., Тепляшин И.А., Тимонин М.А. Разработка и исследование микроволнового рефлекс-радарного уровнемера жидкости. // Датчики и системы. – 2017. – №3. – с.50-54.
19. Мельников В.И., Иванов В.В., Тепляшин И.А., Тимонин М.А. Разработка и исследование микроволнового рефлекс-радарного уровнемера теплоносителя ЯЭУ. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2018. – № 2. – С. 15-24. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2018.2.02 .
20. Тренкаль Е.И., Лощилов А.Г. Измерение уровней жидкостей методом импульсной рефлектометрии (обзор). // Доклады ТУСУР. – 2016. – Т. 19. – № 4. DOI: https://doi.org/10.21293/1818-0442-2016-19-4-67-73 .

реактор на быстрых нейтронах жидкометаллический теплоноситель уровень теплоносителя измерение методы измерения уровня

Ссылка для цитирования статьи: Мельников В.И., Бокова Т.А., Иванов В.В., Маров А.Р., Лобаева Н.А., Квашенников А.С., Боков П.А., Волков Н.С. Экспериментальное исследование микроволнового рефлекс-радарного уровнемера жидкометаллического теплоносителя. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2022. – № 1. – С. 79-89. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2022.1.07 .