В статье представлены результаты теоретически-экспериментальных исследований методов измерения уровня теплоносителя применительно к перспективным реакторным установкам на быстрых нейтронах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем (свинцовый теплоноситель и свинец-висмутовый эвтектический сплав), имеющим интегральную компоновку, а также стендовых и экспериментальных циркуляционных и статических установок. Данный обзор показывает недостаточную надежность и точность существующих методов и приборов.
Коллективом авторов предложены перспективные методы измерения уровня свинцового или свинец-висмутового теплоносителей для условий циркуляционных контуров РУ и стендовых установок.
Проведен ряд экспериментальных исследований, направленных на подтверждение применения рефлекс-радарного метода для измерения уровня свинцового и свинец-висмутового теплоносителей в емкости при достаточной простоте метода и его воплощения. При этом планируется провести работы по разработке и изготовлению опытного образца и его отработке на циркуляционном стенде со свинцово-висмутовым теплоносителем при ресурсных испытаниях, приближенных к условиям реальной реакторной установки.
Предложен метод поплавково-дискретного измерения уровня тяжелого жидкометаллического теплоносителя с использованием герметизированных магнитоуправляемых контактов в качестве чувствительного элемента, регистрирующего уровень в магнитном поле постоянного магнита на поверхности тяжелого жидкометаллического теплоносителя. Данный метод ещё более прост, но имеет сложности в сохранении целостности герметизированных магнитоуправляемых контактов при высоких температурах тяжелого жидкометаллического теплоносителя.
Таким образом, коллективом авторов предложены и отработаны достаточно точные, технологичные и надежные методы измерения уровня теплоносителя реакторных установок на быстрых нейтронах, стендовых и экспериментальных установок с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями.
1. Адамов Е.О., Большов Л.А., Ганев И.Х. и др. Белая книга ядерной энергетики. М-во Рос. Федерации по атом. энергии. М.: Изд-во ГУП НИКИЭТ, 2001. 269 с.
2. Безносов А.В., Бокова Т.А. Оборудование, компоновка и режимы эксплуатации контуров с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями в атомной энергетике. Нижний Новгород: Нижегород. гос. техн. ун-т 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. Сборник трудов четвертой конференции «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях (ТЖМТ-2013)». Обнинск: АО «ГЦН РФ – ФЭИ», 2013, с. 81–91.
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: 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. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2020, № 1, с. 132–139.
6. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной энергетики: справочник. 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. Нижний Новгород: НГТУ, 2006. 435 с.
9. Методы измерения и контроля уровня. Виды уровнемеров. Сравнение и обзор уровнемеров. [Электронный ресурс]. ЭлектроТехИнфо: Электротехнический портал. 2017. 22 января. Доступно на: https://eti.su/articles/izmeritelnaya-tehnika/izmeritelnaya-tehnika_1521.html (дата обращения 01.02.2021).
10. Кузьменко В.П., Сиренко Н.И., Мовчан А.П. Контроль уровня теплоносителя в реакторе ВВЭР-1000 при тяжелых авариях с использованием ТИУ. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Автоматика та приладобудування, 2013, № 8 (982), c. 69–75.
11. Лешков В.В., Таранин В.Д. Индуктивный уровнемер. Патент РФ 2328704. № 2006141311/28; Заявл.: 23.11.2006; Опубл. 07.10.2008.
12. Таранин В.Д. Индуктивный уровнемер жидкометаллического теплоносителя. Патент РФ 2558010. № 2013146131/28; Заявл.: 15.10.2013; Опубл. 27.07.2015.
13. Трахтенберг Л.И., Денискин В.П. Устройство для бесконтактного измерения уровня и удельного сопротивления расплавленных металлов. Патент на изобретение СССР 197214. № 1018402/26-10; Заявл.: 12.07.1965; Опубл. 31.05.1967.
14. Кириллов П.Л., Колесников В.Д., Кузнецов В.А., Турчин Н.М. Приборы и методы измерения давления, расхода и уровня расплавленных металлов. Атомная энергия, 1960, т. 10, вып. 3, с. 173–181.
15. Воронцов A.C., Фролов П.А. Импульсные измерения коаксиальных кабелей связи. М.: Радио и связь, 1985, 96 с.
16. Тарасов Н.А. Использование метода импульсной рефлектометрии для определения повреждений кабельных линий. Электронный ресурс «СТЭЛЛ». Доступно на: http://reis.narod.ru/metod.htm (дата обращения 11.02.2021).
17. Needle D., Shepard S.F. Apparatus and methods for time domain reflectometry. Патент США 5726578A. Опубл. 10 марта 1998.
18. Инструкции по установке и эксплуатации уровнемера BM100 фирмы KROHNE. Электронный ресурс “KROHNE”. Доступно на: www.ste.ru/krohne/pdf/rus/russ_op_manualBM100.pdf (дата обращения 01.08.2020).
19. 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.
20. 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: 10.26583/npe.2018.2.02.
21. Тренкаль Е.И., Лощилов А.Г. Измерение уровней жидкостей методом импульсной рефлектометрии (обзор). Доклады ТУСУРа, 2016, т. 19, № 4, с. 67–73. Доступно на: https://journal.tusur.ru/ storage/57419/14-%D0%A2%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D1%8C-%D0%9B%D0%BE%D1%89%D0%B8%D0%BB%D0%BE%D0%B2.pdf?1489565764&ysclid=l5kokenrq3429075271 (дата обращения 14.07.2022). DOI: 10.21293/1818-0442-2016-19-4-67-73.
22. Лобаева Н.А. Экспериментальные исследования применимости рефлекс-радарного метода измерения уровня тяжёлого жидкометаллического теплоносителя: маг. дисс. Нижний Новгород, 2021. 73 с.
23. Азимов А.А., Гулямов Ш.М., Хамадов И.Б. Дискретный уровнемер. Патент на изобретение СССР 469890. № 196580/18-10; Заявл.: 18.10.1973; Опубл. 05.05.1975.
24. Поляев Г.В., Тельминов П.В., Цымбалист В.А. Дискретный уровнемер. Патент на изобретение РФ 2193165. № 2001107906/28; Заявл.: 23.03.2001; Опубл. 20.11.2002.
