Средства температурного контроля для современных ЯЭУ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.03, кандидат наук Зайцев, Павел Александрович

• Зайцев, Павел Александрович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Зайцев, Павел Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ЯЭУ

1.1 Особенности организации температурных измерений на АЭС

1.1.1 Измерительные преобразователи для АЭС

1.1.2Устройства подключения, компенсации и защиты ТП

1.1.3 Состояние производства термометрических средств для

АЭС

1.2 Высокотемпературные средства измерений для ЯЭУ

1.2.1 Особенности создания контактных средств измерений температуры в диапазоне 1000-2500°С

1.2.2 Штатные преобразователи для ЯРД

1.2.3 Состояние работ в области высокотемпературной термометрии

к 2008 году

Глава 2 Разработка термопреобразователей для РУ БН

2.1 Термопреобразователь типа ВТП ТХА-08.000-01

2.2 Высокотемпературные термопреобразователи типа ТХА-11

2.3 Термопреобразователь типа ТП ТХА/ТХК-12

2.4 Высокотемпературные термопреобразователи типа ТХА-14

2.5 Высокотемпературные термопреобразователи типа ТХА-15

Глава 3 Совершенствование первичных температурных преобразователей

для АЭС с РУ РБМК И ВВЭР

3.1 Типизация технологических схем производства измерительных преобразователей

3.2 Оптимизация производства измерительных преобразователей

3.3 Улучшение характеристик измерительных преобразователей

3.3.1 Структурные особенности КТМС разных

производителей

3.3.2 Особенности характеристик термоэлектрических преобразователей

3.3.3 Особенности характеристик термометров сопротивления

ГЛАВА 4 МОДЕРНИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИОННОГО ПОДКЛЮЧЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ (УКПТП)

4.1 Разработка технологии литья в металлические формы (кокили)

4.2 Электронный блок УКПТП

4.3 Основные результаты испытаний модернизированных УКПТП

Глава 5 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

5.1 Высокотемпературные термоэлектрические преобразователи в производстве электрогенерирующих каналов термоэмиссионных КЯЭУ

5.2 Исследование возможностей улучшения термоэлектрических свойств вольфрам-рениевых термопар за счет легирования положительного термоэлектрода наночастицами оксида иттрия

5.3 Международная стандартизация НСХ термопары ВР5/20

Глава 6 COBEPIIIEHCTBOBAI1ИЕ ИНФРАСТРУКТУРЫ И УПРАВЛЕНИЯ ЗАТРАТАМИ ПРОИЗВОДСТВА СРЕДСТВ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОНТРОЛЯ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Средства температурного контроля для современных ЯЭУ»

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность проблемы. Температура - один из важнейших параметров, во многом определяющих эффективность разработки, испытаний и эксплуатации ядерных энергетических установок (ЯЭУ) различного назначения.

На атомных станциях (АЭС), например, температурные датчики дислоцируются на нескольких тысячах измерительных позиций. Именно с их помощью получают почти 20% всей измерительной информации о температурных режимах оборудования, функционирующего в среднем температурном интервале (300-700°С) Государственной поверочной схемы вида измерения.

Существенно более высокими уровнями нагрева характеризуются многие ядерные преобразовательные установки. В прототипе ядерного ракетного двигателя, например, температура нагрева рабочего тела даже несколько превосходила верхний температурный предел - 2500°С поверочной схемы.

Особые условия применения термометрических средств ЯЭУ существенным образом отражаются на специфике из конструирования , испытаний и производства, поскольку предъявляемые требования к их прочностным, теплофизическим и надежностным характеристикам, также методы и средства их контроля во многом аналогичны таковым для основных элементов - гвэлов и TBC активных зон реакторных установок.

Значительный вклад в становление отечественной реакторной термометрии внесли Субботин В.И., Арнольдов М.Н., Гордов А.Н., Олейник Б.М., Лысиков Б.В., Прозоров В.К., Фрактовникова A.A., Маркина А.Т., Сулаберидзе В.Ш., Лах В.Н., Тимонин A.C., Конин Д.И., Приймак C.B., Олейников П.П., Котельман В.Я., Конторщиков В.Г. и др.

Развитие высокотемпературного внутриреакторного контроля отражено в трудах Федика И.И., Стадныка Б.И., Денискина В.П., Олейниковой Л.Д., Наливаева В.И., Столярчука П.Г., Волкова Е.П. и др.

Принимая во внимание большое значение температурной тематики для отрасли, Минатом в 1991 году принял решение о создании специализированного производства первичных преобразователей, средств их защиты, коммутации и компенсации рабочих сигналов на базе НИИ НПО «ЛУЧ», где впервые в отечественной практике были разработаны и тиражированы в необходимых объемах средств высокотемпературного контроля, необходимые при отработке наземного прототипа ЯРД и других преобразовательных установок.

Созданное производство длительное время оставалось единственным поставщиком термометрических средств для спроектированных в России АЭС. К сожалению, кризисные явления 2008 г., не благоприятно отразились на состоянии ставшего дотационным производства, возможности которого не отвечали требованиям новых ФЦП «Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007-2010 годы и на перспективу до 2015 года», «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010 - 2015 годов и на перспективу до 2020 года», «Развитие космических средств специального назначения и других космических средств с ядерными энергетическими установками на борту на 2010-2020 г.г.» и т.д.

Разработки инновационной атомной техники делают актуальным совершенствование средств температурного контроля современных ЯЭУ.

Цель работы.

Целью диссертационной работы является создание нового поколения специализированных средств температурного контроля для ЯЭУ и повышение эффективности их производства.

Достижение поставленной цели обеспечивается решением следующих задач:

-системного анализа состояния методов и средств температурного контроля на АЭС, преобразовательных установках, включая военные; а также технологических производствах в их интересах;

-исследования материалов для перспективных средств измерений;

-создания новых типов средств измерений и поиска инновационных решений при отработке технологии их производства;

-оптимизации инфраструктуры и повышения эффективности производства термометрических средств для АЭС с РУ РБМК, ВВЭР, БН и преобразовательных КЯЭУ.

Научная новизна заключается в:

- обосновании концепции разработки средств температурного контроля как элемента конструкции ЯЭУ работоспособных, в том числе в аварийных условиях;

- разработке приемов герметизации свободных концов измерительных преобразователей для исключения попадания теплоносителя в измерительные каналы РУ;

- предложении нового подхода к оценке ресурсной способности кабельных термопар, учитывающего особенности температурного профиля измерительных каналов;

- разработке высокотемпературных термопреобразователей с использованием вольфрам-рениевых термоэлектродов, в том числе упрочненных наночастицами оксида иттрия;

- выявлении факторов и обосновании способов минимизации их влияния на трудозатраты при изготовлении термометрических средств ЯЭУ.

Практическая значимость.

-с учетом требований к работоспособности в условиях LOCA разработаны КД и ТД изготовления новых термоэлектрических преобразователей ТХА-08 и ТХА-11, ТХА-12, ТХА-14, ТХА-15 для РУ БН;

-актуализирована КД и ТД, модернизировано технологическое и испытательное оборудование для выпуска термоэлектричских преобразователей и термометров сопротивления с улучшенными характеристиками для внутриреакторного и технологического контроля на АЭС с РУ РБМК и ВВЭР;

-разработана технология и оборудование кокильного литья корпусных деталей компенсационных устройств подключения термоэлектричских преобразователей (УКПТП);

-на базе термопар ВР5/20 созданы высокотемпературные преобразователи KJI-201, -204, -210, 217, отвечающие потребностям разработки КЯЭУ;

подтверждено соответствие термоэлектрической характеристики термопары ВР5/20 требованиям МЭК;

-с использованием концепции контроллинга предложена система управления затратами и обоснованы предложения по оптимизации инфраструктуры производственного комплекса по выпуску конкурентоспособных термометрических средств для ЯЭУ.

-Эффективность разработок в 2009-2013 годах подтверждена тремя золотыми медалями Федерального Агентства по техническому регулированию и метрологии, присвоению продукции «Знака качества» и ростом технико-экономических показателей производства.

Методы исследования. В диссертационной работе использованы основные положения термодинамики и термометрии, методы математического анализа и статистик, теории надежности, приемы металлофизических исследований и испытаний.

Основные положения, выносимые на защиту:

-Результаты исследования термоэлектрических свойств и структуры термоэлектродных материалов на базе никелевых и вольфрам-рениевых сплавов

-Результаты отработки конструкций и технологии изготовления оригинальных преобразователей, включая многозонные, для РУ БН.

-Результаты экспериментальных исследований по улучшению рабочих характеристик температурных преобразователей для системы внутриреакторного и технологического контроля РУ с РБМК и ВВЭР.

-Модели дрейфа градуировочных характеристик термоэлектрических преобразователей и термометров сопротивления.

-Способы совершенствования УКПТП и элементов защиты преобразователей.

-Обоснование новых конструктивных решений высокотемпературных термопреобразователей с чувствительными элементами из вольфрам-рениевых сплавов, включая упрочненные наночастицами оксида иттрия.

-Рекомендации по оптимизации инфраструктуры производства специализированных термометрических средств для нужд АЭС и ЬСЯЭУ.

Достоверность результатов работы. Достоверность результатов работы обеспечена детальной методической проработкой поставленных задач, а также соответствием результатов проведенных исследований фактическим данным контроля, в частности, установленным в ходе испытаний с целью утверждения типа модернизированных и вновь разработанных рабочих средств температурных измерений. Подтверждением их характеристик при входном контроле у потребителей и безрекламационной эксплуатацией в условиях российских и зарубежных атомных станций.

Реализация и внедрение результатов. Термопреобразователи ТХА-08, ТХА-11 включены в Государственный Реестр СИ и их штатные партии поставлены на Белоярскую АЭС.

Изготовлены установочные партии преобразователей ТХА-12, ТХА-14, ТХА-15 и проведены их испытания с целью утверждения типа.

Для комплектации АСУ ТП в 2009-2012 г. изготовлено более 15000 шт. актуализированных термоэлектрических преобразователей, термометров сопротивления и средств их защиты 1500 исполнений, которые поставлены на 13 АЭС страны и 3 зарубежные АЭС.

Для Ростовской АЭС и АЭС Куданкулам изготовлено более 150 УКПТП.

Разработанные высокотемпературные преобразователи использованы при технологическом контроле и испытаниях, включая реакторные, ключевых компонентов ЬСЯЭУ типа «Топаз».

Впервые в отечественной практике характеристики термопары BP 5/20 включены в Международные стандарты МЭК №60584-1 и №60584-2.

Сформирован единый конструкторский, технологический и производственный комплекс «Атомтерм» с оптимизированной инфраструктурой.

Апробация.

Основные результаты работ были доложены и обсуждались на:

-Международном симпозиуме «Измерения важные для безопасности в реакторах» (Козлодуй, Болгария, 2010);

-пятой и шестой Международных научно-практических конференциях «Энергосберегающие технологии. Печные агрегаты. Экология, безопасность технологических процессов» (Москва, Россия, 2010,2012г.);

-Международном семинаре «Высокотемпературные измерения» (Нордвик, Нидерланды, 2011);

-четвертой Всероссийской и стран участниц КООМЕТ конференции по проблемам термометрии «Температура 2011», (Санкт-Петербург, Россия, 2011 г.);

-седьмом Международном симпозиуме «Технеций и рений. Наука и практика» (Москва, Россия,2011);

-девятом Международном симпозиуме «Температура 2012» (Лос-Анжелес, США, 2012);

-восьмой Международной научно-технической конференции «Безопасность, эффективность. Экономика атомной энергетики» (Москва, Россия, 2012);

-межотраслевом семинаре «Наномагериалы для атомной энергетики» (Москва, Россия, 2011г.);

-четвертой и пятой отраслевых конференциях «Метрологическое обеспечение измерений в Госкорпорации «Росатом» (Сочи, Россия, 2010, 2012г.);

-восьмой Международной конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР (Подольск, Россия, 2013);

-двенадцатой Международной конференции «ТЕМПМЕКО 2013» (Мадейра, Португалия, 2013г.).

Выполненные лично автором работы состоят:

Лично автору принадлежат - постановка задач, способы и технические предложения по их решению. В опубликованных работах представлены результаты, выполненные лично автором и в соавторстве с коллегами.

В большинстве случаев, автор осуществлял обобщение полученных результатов и организовывал реализацию сделанных выводов. При разработке конструкторской и технологической документации автором формулировались задачи и осуществлялось практическое и методическое руководство работами.

Для решения некоторых задач по модернизации средств температурных измерений автором организована широкая кооперация исполнителей, в том числе родственных подразделений и предприятий метрологического профиля.

Автор непосредственно участвовал в испытаниях модернизированных и новых средств температурного контроля. Им самостоятельно сформулированы и с привлечением ряда подразделений предприятия реализованы предложения по оптимизации инфраструктуры производства термометрической продукции, обеспечивающие рост рентабельности в условиях постоянно изменяемой рыночной конъюнктуры.

Публикации.

Основные результаты и содержание диссертационной работы отражены в двадцати двух публикациях, из которых в журналах, рекомендованных ВАК — 4, в зарубежных научных изданиях - 2, в трудах конференций -7, в одном аналитическом обзоре, в трех описаниях типов средств измерений, а также в нормативных и методических документах.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа, изложена на 167 страницах машинописного текста, 25 таблиц, 49 рисунков и схем, и состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 115 наименований.

Глава 1 СОВРЕМЕННОЕ СООСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ЯЭУ

Детальный анализ организации температурных измерений в ЯЭУ различного назначения выполнен автором в обзоре [1], в котором по результатам более чем полутора сотен публикаций рассмотрены особенности разработки, испытаний, производства и эксплуатации всей номенклатуры термометрических средств, применяемых в отрасли.

Учитывая существенную разницу в способах решения измерительных задач на АС, где температуры оборудования ограничены 500-700°С и пока, по сути, экспериментальных ядерных преобразовательных установках с рабочими температурами, в пределе на 2000 градусов более высокими, обзор разделен на два соответствующих раздела. В одном из них рассмотрены также специфические проблемы технологического контроля при изготовлении тепловыделяющих элементов и электрогенерирующих каналов ЯЭУ, когда контролируемые температуры имеет промежуточные значения.

1.1 Особенности организации температурных измерений на АЭС.

На начальном этапе работ по промышленному освоению станций с реакторами различного типа основной вклад в разработку температурной тематики внесли специалисты головных научно-исследовательских и проектных институтов отрасли - ИАЭ им. И.В.Курчатова, НИКИЭТ, Гидропресс, ФЭИ и др.

С конца 60-х годов в НИКИЭТ были разработаны конструкции шести типов термоэлектрических преобразователей (ТЭП), испытанных в

лабораторных условиях, исследовательских и промышленных реакторах, а также на головных блоках АЭС. Несколько позже аналогичные разработки десятка типов средств измерения (СИ) для ВВЭР выполнило ОКБ «Гидропресс». Кроме того, были разработаны средства защиты преобразователей, коммутации и компенсации их рабочих сигналов.

Накопленные руководящие материалы по всей номенклатуре разработанных средств были переданы головному предприятию Минприбора -КБ «Термоприбор» (г. Львов). Именно там дорабатывался весь объём рабочей конструкторской документации, создавались необходимые производственные линии, испытательные подразделения и накапливалась комплексная информация, включая результаты подконтрольной эксплуатации средств измерений на атомных объектах. Серийный выпуск СИ был организован на ПО «Электротермометрия» (г. Луцк.).

В том же регионе разрабатывалась и производилась вторичная аппаратура для всех систем температурного контроля.

За относительно короткий срок созданное объединение заняло ведущее, по существу, монопольное положение в разработке температурных СИ не только для атомной промышленности, но и для всех отраслей народного хозяйства. Оно во многом определяло направление научно-технической политики и уровень информационного обеспечения вида измерения в стране.

К сожалению, разрыв хозяйственных связей между странами СНГ быстро привел монопольного производителя к неоправданной технической и ценовой политике по отношению к российским потребителям. Несмотря на то, что значительная часть комплектующих как для термоэлектрических преобразователей (термоэлектроды, термопарный кабель, компенсационные провода, электроизоляция), так и термометров сопротивления (платиновая и медная проволока для чувствительных элементов и ряд других материалов), своевременно поставлялись на Украину из России, обеспеченность атомной отрасли температурными преобразователями по данным

«Атомэнергокомплекта» уже с начала 90-х годов оказалась явно недостаточной.

Попытки выйти из положения путём привлечения возможностей ряда подразделений научно-исследовательских организаций, имеющих многолетний опыт разработки и изготовления не стандартизованных СИ или использования изделий общепромышленного назначения, могли дать только кратковременный эффект и не гарантировали необходимого уровня надежности. Тем не менее, на станции длительное время в ограниченном объеме продолжали поступать не стандартизованные (экспериментальные) преобразователи РНЦ «КИ» и ВНИИАМ, о которых еще пойдет речь ниже.

Переориентация в сжатые сроки российских производителей СИ бывшего Минприбора или Госстандарта на выпуск продукции в атомном исполнении оказалась практически нереализуемой. Во-первых, для всех отечественных предприятий оказался недоступным весь объем ранее разработанной конструкторской и технологической документации. Во-вторых, из-за давности ее разработки в ней не учитывались требования новых норм и правил, и вряд ли этот недостаток можно было исправить оперативной корректировкой. В-третьих, 'оснащенность действовавших производств была явно недостаточной для выпуска продукции с требуемым уровнем качества, прежде всего из-за отсутствия необходимой испытательной базы.

Именно поэтому Минатом и принял стратегическое решение (№010-141 от 6 февраля 1992 г.) о создании в отрасли самостоятельного специализированного замещающего производства всей номенклатуры необходимых термометрических средств путем конверсии ряда лабораторий НИИ НПО «Луч» [2]. При этом кооперация со смежными организациями и отраслями рассматривалась как одна из возможностей минимизации потенциальных интеллектуальных и финансовых затрат.

Вопросы восстановления надлежащего качества измерений на АЭС решались с учетом:

-принятия в России целого ряда новых основополагающих законов «Об обеспечении единства измерений» (1993г.), «Об использовании атомной энергии» (1994г.), «Об энергосбережении» (1994 г.), «О сертификации продукции и услуг» (1993 г.) и др.;

-введения значительного числа новых ГОСТов, правил, инструкций, указаний, рекомендаций и т.п. как в области, подлежащей государственному контролю и надзору за использованием атомной энергии (Госатомнадзор России), так и при контроле и надзоре за метрологическими нормами и правилами (Госстандарт России);

- внедрения в стране принятой международным сообществом в 1990 г. новой Международной температурной шкалы МТШ-90.

-жестких ограничений правил лицензирования в РФ разных видов деятельности.

Последнее обстоятельство ограничило возможности разработки полного объёма конструкторской документации, отвечающей современным нормативам, главными конструкторами реакторов РБМК (НИКИЭТ) и ВВЭР (ОКБ «Гидропресс»), имеющими необходимые лицензии.

1.1.1 Измерительные преобразователи для АЭС

Типаж термопреобразователей, разработанных ОКБ «Гидропресс» и НИКИЭТ для российских АЭС обсуждался в [3], и приведен в таблицах 1.1-1.3. Таблица 1.1

Термопреобразователи и термометры сопротивления для термоконтроля теплоносителя в активной зоне реакторных установок АЭС

Тип Рабочий диапазон температур, °С Класс допуска Класс безопасности

ТХА/ТХК- 01 -40 - +400 2 2НУ

ТСП-03 -50 -+400 АВС 2НУ (ЗНУ)

ТСП-04 -50 - +400 АВС 2НУ (ЗНУ)

ТХА-08.000-01 0 - +750 2 ЗН

ТХА-1 1 0 - +650 2 ЗН(ЗНУ)

Таблица 1.2

Термопреобразователи и термометры сопротивления для термоконтроля основного технологического оборудования реакторных установок АЭС

Тип Рабочий диапазон температур, °С Класс допуска Класс безопасности

ТХА/ТХК-02 -40 - +400 2 ЗН

ТХА-08 0-+100 2 зн

ТСП-02 -50 - +150 ВС 2НУ(ЗНУ)

ТСП-05 -50 - +400 АВС 2НУ(ЗНУ)

ТСП-06 -50-+150 АВ 2 НУ (3 НУ)

ТСП-08 -50 - +400 В ЗН

ТХА-11 0 - +650 2 ЗН(ЗНУ)

Таблица 1.3

Термопреобразователи и термометры сопротивления для термоконтроля оборудования машзалов АЭС

Тип Рабочий диапазон температур, °С Класс допуска Класс безопасности

ТХА/ТХК- 03 -40 - +400 2 ЗН

ТХК- 04 -40 - +400 2 ЗН

ТХА/ТХК- 05 -50 - +400 2 ЗН

ТХА-09 0 - +500 2 ЗН

ТСМ\ТСП-02 -50-+150 АВС 2НУ(ЗНУ)

Характерной особенностью измерительных позиций в активных зонах (АЗ) ядерных установок являются:

-труднодоступность и большая затеснённость при размещении первичных преобразователей во всех АЗ;

-воздействие на преобразователи интенсивных реакторных излучений;

- механические воздействия (вибрационные и ударные нагрузки); -трудности контроля сохранности их характеристик в процессе эксплуатации, связанные с наведённой активностью и невозможностью демонтажа датчиков с целью их поверки;

-невозможность ремонта и опытной оценки остаточного ресурса преобразователей.

Конструктивные исполнения внутризонных дагчиков показаны на рис. 1.1-1.2.

Риюумок 1

О

Ритсунок ;

л Рисунок 3

г>

и> л

Рисунок

По 1 К*ИГ'Ч 1>

к/йч 21

а)

Пой г/ин 3

б)

Рис*«ж I Рисунок 1

Рисунок 2

В)

Рисунок 1.1 Конструкции термоэлектрических применяемых на АЭС с РУ ВВЭР: а - ТХА/ТХК-01; б ТХА/ТХК-03; г - ТХА/ТХК-05

г)

преобразователей, ТХА/ТХК-02; в -

А

{,«;.! /'SC

А

III« fv< 4

''/Ал ;

i

»ЛИ»

г"

б)

РИСу'1 11 1К 1

В)

■ »1 з 'Д ? ?

1 л -

- ; у,_

■ЗъЬ - X- <

-"лгуне.» й

' * А

-л< •" 1

о

к

г, л/

ус* „<

хХЗдХ

I? .-О

/Л > / //

I »"I

Г ■" Г*^ V

II М «'V"-» «V

~ Г)

Рисунок 1.2 Конструкции термопреобразователей сопротивления: а -ТСП-01; б - ТСП-03; в-ТСП-04; г-ТСП-05

Сопоставление термопреобразователей, разработанных ОКБ «Гидропресс» и НИКИЭТ для российских АЭС и ранее выпускавшихся ОП «Электротермометрия» приведено в таблице 1.4. Таблица 1.4

Первичные измерительные преобразователи для АЭС с РУ ВВЭР

(по классификации НИИ НПО «ЛУЧ» и ПО «Электротермометрия»)

Обознач. типа ТП по каталогу Гос НИИ НПО «Луч» (отд. «Техно-Луч») Обозначение типа гермопреобразователей по каталогу Луцкого ПО «Электротермометрия»

1991 г 1975 г

1 2 3

ТХА-01 ТХА-1590 ТХА-2076

ТХК-01 ТХК-1590 'ГХК-2076

ТХА-02 ТХА-1690 ТХА-2077

ТХК-02 ТХК-1690 ТХК-2077

ТХА-03 ТХА-1090 ТХА-0179, ТХА-0515, ТХА-1479, ТХА-2088

ТХК-04 'ГХК-1190 ТХК-0379-01, ТХК-2488, ТХК-0529, ТХК-0539

ТХА-05 А н а л о га не т

ТХК-05 - ТХКП-ХУШ

ТХА-07 - ТХА-2388, ТХА-0279. ТХА-1439

ТХК-07 - ТХК-0279, ТХК-0806, ТХК-2388

ТХА-08 - ТХА-1439

ТХА-09 - ТХА-1449

ТХА-10 - ТХА-0188, ТХАП-15М

ТХК-10 - ТХК-0188, ТХКП-15

ТПП-01 - ТПП-0679

ТПП-02 - ТПГ1-0679-01

ТПР-01 - ТПР-0679

ТПР-02 - ТПР-0679-01

ТВР-01 - ТВР-0687

ТСП-01 Рис.1* ТСП-1390 Рис. 9. 12 ТС11-0879 Рис.1

ТСП-05 Рис.1

ТСП-01 Рис.2 Рис. 10, 13 Рис.2

ТСП-05 Рис.2

ТСП-01 Рис.3 Рис. 11, 14 Рис.3

ТСП-05 Рис.3

ТСП-02 Рис.1 ТСП-0690 Рис.3 ТСП-0879-01 Рис.1

Рис.4,5 ТСП-0690 Рис.5 ТСГ1-0979 Рис. 1,2,3

ТСП-01 Рис.2 ТСП-1088 Рис.1

Рис.1 Рис.2

Рис.3 Рис.3

ТСП-02 Рис.2 - - ТСП-1388 Рис.1

Рис.4.5 Рис.2

ТСП-08 - - - ГСП-3008 -

ТСП-01 Рис. 1, 2,3 - - ТС11-5071 Рис. 1,2,

Продолжение таблицы 1.4

1 2 3

ТСП-04 Рис.2 ТСП-1790 Рис.2 ТС11-5076 -

ТСП-02 Рис.1 ТСМ-0690 Рис.3 ТСП-6097 Рис.1

ТСП-05 Рис.3 ТСП-1390 Рис.7 ТСП-8040 Рис.1

ТСП-03 Рис. 1,2 ТСП-1390 Рис. 1,2 ТСП-8053 Рис.1, 2

Рис.3 Рис.7 Рис.7

Рис.4 Рис.6 Рис.4

Рис.5 Рис.8 Рис.8

ТСП-04 Рис.1 ТСП-1790 Рис.1 ТСП-8054 Рис.*

* Рис. — тип (вид) исполнения.

Очевидно, что удалось обеспечить полную взаимозаменяемость преобразователей обоих изготовителей, что было важно в начальный переходный период.

Естественно, что все перечисленные преобразователи должны были отвечать вновь установленным ограничениям по прочности и герметичности их узлов герметизации, электросопротивления изоляции, стойкости к механическим и иным воздействиям при хранении и транспортировке.

Работоспособность датчиков должна сохраняться в аварийных условиях, когда всё оборудование подвергается воздействию сначала паровой смеси, а затем горючих дезактивационных растворов. При этом длительность воздействий зависит от тяжести аварии (так называемая «малая» и «большая» течи) и в пределе может составлять сотни часов. С аварийными ситуациями на АЭС при землетрясениях связан целый комплекс требований по сейсмостойкости, ударной и вибропрочности и т.д.

Именно поэтому потребовалось значительно расширить объёмы испытаний и контроля, которым должны подвергаться все термометрические средства при приемосдаточных, периодических испытаниях и испытаниях с целью утверждения типа. Их номенклатура, для ТЭП отечественных станций включала 24 позиции. Для экспортной продукции в объём типовых испытаний преобразователей были дополнительно включены [4]: -проверка на устойчивость к опрессовке помещения;

-проверка сейсмостойкости при сейсмических перегрузках МРЗ и вибростойкости при вибрационных нагрузках, вызванных падением самолета и ударной волной;

-испытания на устойчивость к возникновению плесневых грибов;

-проверка устойчивости к воздействиям соленого (морского) тумана, а также атмосферы типа IV;

-дополнительные испытания на воздействия магнитного поля.

Итоговым показателем являлась надежность изделий, регламентированная в каждом ТУ.

Особенности организации производства термометрических изделий детально охарактеризованы в [2].

Их разработка и постановка па производство полностью соответствовали требованиям ПНАЭ Г-1-028-91 (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 Структурная схема разработки и внедрения изделий в производство

Все технологические приемы изготовления преобразователей, а также других элементов измерительных каналов разработаны специалистами НИИ НПО «ЛУЧ», нашли исчерпывающее отражение в [5].

Разработанная при этом система качества полностью отвечала требованиям ПН-011-99 Госатомнадзора России, инспекция которого осуществляла приёмку продукции и систематически ко1гтролировала состояние оборудования и технологии.

Принимая во внимание повышенные требования к надёжности изделий, соответствующий испытательный комплекс с использованием ранее созданной в НИИ НПО «ЛУЧ» стендовая база, включавшей установки для вибрационных, ударных, климатических и транспортных испытаний широкого спектра изделий, ранее выпускавшихся на предприятии в так называемом атомном исполнении.

Часть стендов была спроектирована, изготовлена и аттестована с учётом специальных требований ТУ (ТУ 95 2380-92, ТУ 95 2381-92, ТУ 95 2464-93, ТУ 95 2465-93, ТУ 95 2466-93, ТУ 95 2541-94, ТУ 95 2573-94, ТУ 95 2672-97), так как не удалось подобрать промышленно выпускаемое оборудование с необходимыми характеристиками.

Среди нескольких десятков потребовавшихся испытательных установок и стендов только половина могла быть отнесена к стандартизованным, выпускавшимся серийно и реализовавшим хорошо апробированные методики. К таковым, прежде всего, относились процедуры и оборудование контроля и испытаний электрических параметров различных элементов преобразователей при разных температурных и климатических воздействиях: электросопротивление чувствительных элементов, сопротивление изоляции, се электрическая прочность, термоэлектрические характеристики термопар, их стабильность и т.п. При этом для реализации методик испытаний требовались простейшие приспособления, например к камерам Т-1000 (устойчивость ТП к повышенным температурам) и КТЛК-1250 (устойчивость ТП к воздействию повышенной влажности). Простыми приспособлениями ограничились и при организации неразрушающего контроля (рентгеновского, капиллярного, ультразвукового и некоторых других), предусмотренного правилами контроля сварных швов, утвержденными Госатомнадзором РФ, а также при испытаниях на устойчивость к межкристаллитной коррозии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Зайцев, Павел Александрович, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Зайцев П.А.Состояние температурных измерений на АЭС и в атомной промышленности (разработка и производство термометрических средств контроля), // Аналитический обзор, ДСП. №1024, Подольск (ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», 2013г-С. 91.

2. Денискин. В.П., Наливаев В.И., Конторщиков В.Г.и др. Развитие производства ТП и ТС для нужд АЭС и атомной промышленности //Бюлл. «Управление качеством» ЦНИИАтоминформ - М., 1997- №1(14)-С. 108

3. Денискин В.П. Продукция Отделения «Техно-Луч» Гос НИИ НПО «ЛУЧ» //Приборы, 2000-№4-С. 14-21.

4. Васильев Е.В., Конторщиков В.Г., Наливаев В.И. и др. Утверждение типа преобразователей температуры для АЭС в экспортном исполнении. //Тр.конфер., «ДД АЭС», НИИФИ, Пенза, 2002-С. 157-160.

5. Драгунов Ю.Г., Коноилев Н.П., Федик И.И. и др. Состояние и перспективы оснащения АЭС преобразователями температуры, коммутационными и компенсационными устройствами. //Тр. Конфер. «ДД АЭС», НИИФИ, Пенза-2002-C.l 10-115.

6. Денискин В.П., Наливаев В.И., Никульшин B.C. и др. Испытательный комплекс для первичных преобразователей температуры для АЭС и атомной промышленности // Приборы, 2000-№4-С.30-36

7. Олейников П.Г1., Денискин В.П., Наливаев В.И. Об особенностях сертификации температурных преобразователей // Приборы, 2000-№4-С.57-60.

8. Иванов В.Б., Феднк И.И., Дснискнн В.П. Основные проблемы температурных измерений в атомной промышленности // Бюлл. «Управление качеством» ЦНИИАтоминформ, М- 2002 -№1(23) -С.101

9. Драгунов Ю.Г., Рыжов С.Б., Конторщиков В.Г. и др. Контроль основных теплотехнических параметров реакторных установок АЭС с ВВЭР. //Тр. Конфер. «ДД АЭС», НИИФИ, Пенза, 2004-С.277-289.

10. Васильев Е.В., Наливаев В.И., Олейников П.П.. Методика и оборудование для индивидуальной градуировки температурных преобразователей. //Тр. Конфер. «ДД АЭС», НИИФИ, Пенза, 2002-С.148.

П.Васильев Е.В., Васильева H.JL, Кадыева JI.X., Олейников П.П. Методика определения индивидуальной статической характеристики преобразования внутризонных термоэлектрических преобразователей. //Ядерные измерительно-информационные технологии, М., 2005-1 (13)-С.56-60.

12.Зайцев П.А., Усачев В.Б., Олейников П.П. «Работы ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» по обеспечению надежности термометрических средств для АЭС».//Тр. симпозиума «Измерения, важные для безопасности в реакторах», Козлодуй (Болгария), 2010.-V. 1-8/7.

13. Данишевский С.К., Сведе-Швец И.И. Высокотемпературные термопары. - М., Металлургия, 1977-С.232

14. Трахтенберг Л.И., Олейников П.П., Пилюгин А.Н. и др. Применение вольфрам-рениевых термопар для измерения высоких температур.// Отчет Предприятие п/я 12, инв. №1267н/б, 1965-С.75.

15. Трахтенберг Л.И., Олейников П.П. Опыт применения вольфрам-рениевых термопар для измерения температур в вакуумных печах. Доклад на Втором Всесоюзном совещании по методам исследований при высоких температурах. КБ «Термоприбор», //Программа конференции по термометрии, Львов, 1962.

16. Гуревич A.M., Ипатова С.И., Олейников П.П., и др. Исследование и разработка высокотемпературных термопар для измерения специальных

условиях, изготовление опытных образцов. //Отчет Организации п/я 12, Предприятия п/я 4106, ЦЛА, 1963-С. 58.

17. Данишевский С.К., Олейникова Л.Д., Трахтенберг Л.И., и др. Градуировочные характеристики вольфрам - рениевых термопар ВР5/20. //Измерительная техника-М, 1968-№ 7-С.20-21.

18. Олейникова Л.Д. Исследования новых типов термопар для измерения высоких температур //Диссертация канд. технич. наук, ВНИИМ. Ленинград, 1969.

19. СУ0.021.142. ТУ Проволока из сплавов вольфрама с рением отожженная градуированная для термоэлектродов термопар. //Технические условия МЭЛЗ, 1974.

20. Амосов В.М., Данишевский С.К., Олейникова Л.Д., и др. Разработка и исследование легированных вольфрам-рениевых сплавов и термопар на их основе. //Тр.конференции «Рений в новой технике», М., Наука, 1971-С. 191-193.

21. Данишевский С.К., Амосов В.М., Олейникова Л.Д., и др. Термопара для измерения высоких температур из вольфрам-рениевых сплавов. //Авторское свидетельство № 268698, 1967.

22. Владыкина М.Б., Алексеева A.A., Олейников П.П., и др. Исследование физико - механических и электроизоляционных свойств органосиликатного материала «10Б». //Отчет предприятия п/я А-1857, инв. № 3163-н/б, 1974-С. 45.

23. Владыкина М.Б., Алексеева A.A., Олейников П.П., и др. Исследование физико-химических превращений в полиметилфенилсилоксане в композитном материале, используемом в качестве связующего для высокотемпературных терморезисторов. //Сб трудов «Химия и технология органических веществ и высокомолекулярных соединений», МХТИ, 1975-№36-С.78-80.

24. Ермоленко II.В., Владыкина М.Б., Олейников П.П., и др. Электроизоляционные свойства полимерных покрытий, модифицированных стеклами. //Изв. ВУЗов, «Энергетика», 1983-N» 3-С. 41-43.

25. Функе В.Ф., Косухин В.В., Клементьев A.A. и др. Процесс осаждения нитрида алюминия из газовой фазы. //Изв. АН СССР. Неорганические материалы, M., 1984- № 1(Т.20)-С. 73-76.

26. Махинко В.В., Олейников П.П. Разработка способа образования и исследования свойств тонких покрытий из окиси иттрия. //Доклад. Первая Всесоюзная конференция «Применение летучих соединений для получения чистых металлов, сплавов и металлидов, М, МИФИ, 1979,

27. Наливаев В.И., Волков Е.П., Константинов B.C. и др. Вольфрам-рениевые преобразователи для измерения температур газовых потоков. // Тез. докл., Совещание «Состояние и перспективы методов и средств измерения температуры в теплоэнергетике и металлургии». -Славское (КБ «Термоприбор»), 1981-С. 10.

28. Власов Н.М., Федик И.И. Тепловыделяющие элементы ядерных ракетных двигателей, М., ЦНИИАтоминформ, 2001-С.208.

29. Волков Е.П., Косухин В.В., Наливаев В.И. и др. Многослойный чехол для высокотемпературной термопары. //Авторское свидетельство № 93070, 1976.

30. Волков Е.П., Константинов В.Н., Наливаев В.И. Высокотемпературный термоэлектрический преобразователь для контроля температуры в начальной стадии развития тяжелых аварий АЭС с ВВЭР. //Бюл. Управление качеством, ЦНИИАтоминформ, 1997-№ 1 (14)-С. 69-73.

31. Волков Е.П., Наливаев В.И., Алексеев Г.А. и др. Исследование термоэлектрической неоднородности вольфрам-рениевых термоэлектродов. //Отчет предприятия п/я А-1857, инв. № 5884 н/б, 1974-С.39

32. Волков Е.П., Приймак C.B., Федик И.И. и др. Расчегно-экспериментальные методы определения погрешностей термометрических преобразователей в реакторных условиях. //Тез.докл. 5-ая Всесоюзная конференция «Состояние и перспективы развития средств измерения температуры», Львов (КБ «Термоприбор»), 1984-С.112.

33. Приймак C.B., Таубин M.JI., Семирак М.Н. и др. Термометрия поверхности теплообмена электропроводящих сборок. //Тез. докл. 6-ая Всесоюзная конференция «Электрические методы и средства измерения температуры», Луцк, 1988-С.214.

34. Наливаев В.И., Константинов B.C., Пампура В.Б. и др. Контроль рабочих параметров при испытаниях двигательно-энергетических установок. //Тез.докл. Отраслевая конференция «Ядерная энергетика в космосе» -Обнинск, 1990- Ч.1-С.375.

35. Волков Е.П., Константинов В.Н., Наливаев В.И. и др. Высокотемпературная термопара. //Авторское свидетельство № 116393, 1978.

36. Акутин М.С., Осипчик B.C., Владыкина М.Б. и др. Способ получения органосиликатного покрытия //Авторское свидетельство №593753, 1976.

37. Федик И.И. Приймак C.B. Способ определения температуры тепловыделяющего элемента. //Авторское свидетельство №818944, 1992.

38. Денискин В.П., Наливаев В.И., Паршин Н.Я., и др. Проблемы высокотемпературных измерений в TBC ЯРД. //Приборы +автоматизация, 2002-№ 3 (21)-С. 20-27.

39. Стаднык Б.И., Яцишин С.П., Соляник Л.М. О причинах изменения термоЭДС вольфрам-рениевых сплавов. M., ТВТ, 1976-№3(Т.14)-С.533-537.

40. Приймак C.B., Фсдик И.И. О методике измерения термо-ЭДС в условиях ядерных излучений. - //Атомная энергия, -M, 1981 -№5 ( Т.51 ) -С. 320-323.

41. Приймак C.B., Таубин М.Л., Олейников П.П. и др. Особенности метрологического обеспечения измерений температуры термоэлектрическими преобразователями в условиях интенсивного реакторного облучения. //Сб.Тр., Третья конференция «Ядерная энергетика в космосе», Подольск, ПНИТИ, 1993 -Т 2-С. 327-336.

42. Денискин В.П., Олейников П.П., Приймак C.B. Метрологические проблемы реакторной термометрии. //Приборы и автоматизация. 2007-№7(85)-С.5-15.

43. Зайцев П.А., Никульшин B.C., Олейников П.П., Усачев В.Б. Совершенствование термоэлектрических средств измерений, //Тез. докл. 3-я конференция по метрологическому обеспечению измерений в Росатоме -Сочи, ВНИИМ, 2010-С.51.

44. «Исходные технические требования на разработку высокотемпературных термопреобразователей для энергоблока БН-800 Белоярской АЭС»// ФГУП «ОКБМ имени И. И. Африкантова», Нижний Новгород, 2008.

45. Зайцев П.А. «Описание типа средства измерений Преобразователи термоэлектрические ТХА-08», Приложение к свидетельству № 13321/1 об утверждении типа средств измерений // Госстандарт, 2012.

46. Комплект документов на ГТП изготовление преобразователей термоэлектрических ТХА -08.000-01. ВШКЛ.02388.00050 //-Подольск, ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», 2009 -инв № ETI 084- 35л.

47. Преобразователь термоэлектрический ТХА -08.000-01. Технические условия ТУ 6937-001-08624303-2010 // ОАО «НИКИЭТ», -М., 2010 г.

48. Преобразователи термоэлектрические ТХА-08.000-01 Программа и методика испытаний на сейсмостойкость и воздействие динамической нагрузки.Ц2673 ПМ // ООО «ЦГИ», -М., 2010.

49. Зайцев П.А., Горшков А.Е., Донецкий В.И. и др. Термоэлектрические преобразователи для контроля температуры в реакторах БН./ЛГез. докл., 4-тая Всероссийская и стран участниц КООМЕТ конференция по проблемам термометрии «ТЕМПЕРАТУРА 2011», С-Петербург, 2011- С. 118.

50. Комплект документов на ГТП изготовление преобразователей термоэлектрических ТХА -11. ВШКЛ.02388.00050// Подольск, ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», 2009- инв № ET 1087- 35л.

51 .«Преобразователь термоэлектрический ТХА-11», Технические условия 6937-002- 0862430-2010, // ОАО «НИКИЭТ», -Москва, 2010.

52. Преобразователи термоэлектрические типа ТХА-12, Комплект конструкторской документации ВШКЛ.405221.003//Подольск, ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», 2010.

53. Преобразователи термоэлектрические типа ТХК-12, Комплект конструкторской документации ВШКЛ.405222.003//Подольск, ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», 2010.

54.Высокотемпературный термопреобразователь ТХА-14. Комплект конструкторской документации ВШКЛ.405221.005, // Подольск, ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», 2012.

55. Гильзы защитные ГЗ-014, ВШКЛ.305135.014-20 //Подольск, ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», 2007.

56. Высокотемпературный термопреобразователь ТХА-14. Комплект конструкторской документации ВШКЛ.405221.006 // Подольск, ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», 2012.

57. Перечень нормативной документации, определяющей требования к качеству и надежности оборудования, изготавливаемого отделением «Техно-Луч» ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» для объектов атомной энергетики. //Огчег, Подольск, ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», 2008-инв.№1/176

58. Денискин В.П., Наливаев В.И., Зайцев П.А и др. Технология изготовления и обеспечения качества средств измерений температуры для АЭС, энергетики и промышленности. //Отчет, Подольск, ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», 2009 -инв. № ц 2653 ДР-2 -С.54.

59. Комплексная оптимизация производства по продукту «Средства температурного контроля для АЭС» // Проект, ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», 2012.

бО.Зайцев П.А., Усачев В.Б., Олейников П.П. Некоторые особенности термоэлектродных материалов для ТЭГ1, разработанных в атомной промышленности. //Цветные металлы, 2011-№4-С.106-109.

61. Игнатьев Д.Н., Олейников П.П., Сенчуков А.Д., Турчин В.Н Структурные особенности КТМС разных производителей.//Новые промышленные технологии, 2008 -№1-С.39

62.Геращенко O.A., Гордов А.Н. и др. Температурные измерения. //Киев. Наукова Думка, 1989-С. 288.

63. Фракговникова A.A. О термической нестабильности преобразования на основе термопарного кабеля. //Бюл.Управление качеством ЦНИИАТОМ ИНФОРМ, М., 1997-№ 1 (14)-С.31-37.

64.Никоненко В.А. Разработка эталонных и рабочих контактных и бесконтактных средств измерения температуры. //Дис. Канд. технич. наук, Подольск, 2006.

65.Тимонин A.C. Проблемы эксплуатации термопар в реакторах ВВЭР.// Бюл. Управление качеством, ЦНИИАтоминформ, М., 1997-№1 (14)-С.49.

66.Шаповалов IO.J1. Ресурсно-эксплуатационные характеристики оборудования термоконтроля. //Тез.докл. 1-ая Всероссийская конференция по проблемам термометрии «Темперагура-2001», Подольск, ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», 2001-С.41.

67.ASTM Е220-07а Stndart Test Method for Calibration of Tehrmocouples By Comparison Ttechniques. //USA, ASTM International, 2003.

68.SAE AMS 2750D Pyrometry.//SAE International, 2005.

69.Павлов Б.П., Сермягина Л.П., Константинова Г.И. Об оценке стабильности термоэлектродных материалов. //Тез. докл., конф.«Состояние и перспективы развития средств измерения температуры контрактными и бесконтактными методами», Львов 1984 -Т. 1-С.28.

70.Нужнов А.Г., Рогельберг И.Л. Методика испытаний термоэлектродных сплавов на электрическую стабильность. Исследование сплавов для термопар. //Труды «Гипроцветметобработка», 1964-№.22-С.159.

71.Рогельберг И. Л. Изменение термоэлектродвижущей силы сплавов хромель, алюмель, копель при отжиге на воздухе. Исследование сплавов для термопар. //Труды «Гипроцветметобработка», 1967-вып.25-С.75.

72.Рогельберг И.Л., Пигидина Э.Н. Влияние K-состояния на изменения тэдс сплавов хромель, алюмель, копель при отжиге и эксплуатации. Исследование сплавов для термопар. //Сб.Тр. «Гипроцветметобработка», 1971-вып. 33-С.73.

73.Волков Е.П., Денискин В.П., Приймак C.B. Исследования стабильности ХА и ХК ТЭП. //Измерительная техника, 1977-№8-С.70.

74.Арнольдов М.Н., Котов А.К., Острейковский В.А. и др. О метрологической надежности измерения температуры в ядерных энергетических установках. //Атомная энергия, 1987-Т.62(вып.1)-С.10.

75.Лысиков Б.В., Прозоров В.К, Фрактовникова A.A. и др. Контрольный эксперимент по исследованиям мгновенных эффектов термоэлектрических преобразователей в условиях реакторов ИВВ-2М. //Атомная энергия, 1986-Т.60(вып.1)-С.22.

76.Слеваревский С.О., Белавский A.M., Корогченко М.Н. и др. Погрешность измерения температуры теплоносителя в ВВЭР 440. //Атомная энергия, 1989-Т.67(вып.5)-С.68.

77.Брагин В.А., Батенин Н.В., Головков H.H. и др. Система внутриреакторного контроля АЭС с реакторами ВВЭР. //М., Энергоатомиздат, 1987-С.125.

78.Никульшин B.C. Стендовая база для испытания надежности ТЭП и ТС. //Бюл. Управление качеством, I ЦШИАтоминформ, М., 1997-№.1 (14)-С.128.

79.Приймак C.B., Федик И.И., Фоменко В.В. и др. об одном из подходов повышения точности реакторных измерений температуры. //Бюл. Управление качеством, ЦНИИАтоминформ, М., 1997-№.1 (14), с.57.

80.Турчанинов B.K. Исследования и проектирование ресурса термоэлектрических преобразователей космических ЯЭУ //Диссертация канд. технич. наук, Подольск, 2001

81.Приймак C.B. Методы и средства метрологического обеспечения измерений температуры в ядерных установках. //Диссертация докт. технич. наук., Подольск, ФГУГ1 «НИИ НПО «ЛУЧ», 2003.

82.Прокопенко И.Ф., Рыбкин Б.И., Турчанинов В.К. Оценка долговременной стабильности кабельных ТЭП по экспериментальным данным. //Инженерная физика, 2000-№2-С.41.

83. Алексеев C.B., Рыбкин Б.Н, Турчанинов В.К. Прогнозирование изменений термоэдЭДС кабельных ТТЭ по воздействующим факторам температура - время - вакуум. //Приборы и системы (Управление. Контроль. Диагностика), 2001- №1-С.70.

84.Олейников Г1.П., Приймак C.B., Турчанинов В.К. Экспериментально-расчетные оценки стабильности термоэлектрических преобразователей. //Труды конф. «ДД АЭС-2002», НИИФИ, Пенза, 2002-С.166.

85.Приймак C.B. Коиотопов А.И, Ляхов Д.Н. и др. О дрейфе градуировочных характеристик термоэлектрических преобразователей в реакторных условиях. //Новые промышленные технологии, 2007-№6-С.38.

86.Логинов В.Н., Серов Н.С., Исаев A.A., Магдеев В.Ш. Состояние и пути повышения достоверности измерения температуры в ЯЭУ. //Новые промышленные технологии, 2007-№6-С.35.

87.Васильева Н.Л., Паливаев В.И., Никулынин B.C. и др. Некоторые результаты испытаний стабильности ТЭП типа ТХА-01. //Новые промышленные технологии, 2008-№1-С.44.

88.Каржавин В.А. Влияние термоэлектрической неоднородности на точность измерения температуры термопарами. //Автореферат диссерт. канд. техн. наук., 2010.

89.Комплекг документации на разработку и эксплуатацию испытательной установки «ПРОГОН» //Подольск, ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», 2005.

90.ТУ 5609.000 Комплект рабочей конструкторской документации на преобразователи термоэлектрические специального назначения исполнения 5609.000 и 5610.000 // РНЦ «КИ», M., 1991 -201 л.

91. Арнольдов М.Н., Каржавин В. А., Трофимов А.И. Основы метрологического обеспечения температурного контроля реакторных установок, //М, Издательский Дом МЭИ, 2012-С. 168.

92.3айцев П.А. , Приймак C.B., Логинов В.Н. и др. Модели дрейфа градуировочнных характеристик термоэлектрических преобразователей и термометров сопротивления в реакторных условиях. //Тез.докл. 4-ая конф. по проблемам термометрии «ТЕМПЕРАТУРА -2011», С-Петербург, 2011-С. 122123

93.Зайцев П.А., Приймак C.B., Логинов В.Н. и др.Модели дрейфа градуировочнных характеристик термоэлектрических преобразователей и термометров сопротивления в реакторных условиях.// Атомная энергия, 2012, -№.113 (вып.3)-Л79.

94.Васильева PI. Л., Кадыева Л. X., Олейников П. П. Особенности индивидуальной калибровки термометрических средств для АЭС. //Новые промышленные технологии, 2007-№6-С.18

95.Рогожина И.В., Кушнер Ю.А. Метрологические исследования платиновых термометров сопротивления, бывших в эксплуатации 30 лет. //Тез.докл. 1-ой конф. по проблемам термометрии «ТЕМПЕРАТУРА-2001», Подольск, ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», 2001-С.41.

96.Зайцев П.А., Олейников П.П., Улановский A.A. и др. Проблемы высокотемпературной контактной термометрии. //Сб.труд. 5-той конф. «Энергосберегающие технологии в промышленности», Москва, МИСИС 2010-С. 12-20.

97.Пампура В.Б., Еремин Г.А., Пономарева А.П., и др. Экспериментальные исследования тепловых полей в печах СВШЭ 1.2,5/25-ИЗ. Отчет по договору 734/92-/33 НИИ НПО «ЛУЧ», инв. № 7883, Подольск, 2002 г.

98.Улановский А.А., Шмырев Б.Л., Алтухов Ю.Н., Универсальные вольфрам-рениевые преобразователи в высокотемпературной термометрии. //Приборы +автоматика, 2006-№5, (71)-С. 4-13

99.3айцев П.А., Приймак С.В., Солдаткин Б.Н. и др. Особенности температурного контроля оболочки ТВЭЛа реактора ВВЭР-1000 при имитации аварийных ситуаций //Ядерные измерительно-информационные технологии, 2012-№3 (43)-С.53-62

100.Зайцев П.А., Турчин В.Н., Ненашев С.Н. Дисперсноупрочненные композиционные материалы в термометрии. //Тез. докл. конф. «Наноматериалы для атомной техники» «НаноМатАЭ», М., 2011 - С.51.

101.Олейников П.П., Зайцев П.А., Улановский А.А. и др. Использование сплавов вольфрама и рения для производства высокотемпературных термопар ВР5/20. //Тез.докл. конфер. по технецию и рению - Исследования и применение, РАН, Москва 2011- С. 166.

102.3айцев П.А., Турчин В.И., Улановкий А.А. Термоэлектрические свойства вольфрам-рениевых композитов, упрочненных наночастицами оксида иттрия. //Сб.трудов, 9-тый Международный температурный симпозиум, Лос-Анжелес, США, Американский институт физики, Мелвил, Нью-Йорк, 2013.

103.Ulanovskiy A., Medvedev V., Nenashev S., Matveev M., Sild Yu., Oleynikov P., Pokhodun A. Reproducibility of Thermoelectric characteristics for the High-temperature thermocouples WRe5/20. //Report TEMPMEKO- 2010, Slovenija, Portoroz, Book of Abstracts, Vol. B, p.330

104.Hanssen L.M. and other Adtermination stady of cavity emissivity of the eutectic fixed point Co-C, Pt-C and Re-C. //INT.SYMP.TEMPMECO-2010, PORTOROZ, SLOVENIA, Books of Abstract, V.B, P.348

105.Susajma N. and other A W-cell fixed point for in situ calibration of radiation thermometry in an induction furnace //INT.SYMP.TEMPMECO-2010, PORTOROZ, SLOVENIA, Books of Abstract, V.A, P.l 18

106.Зайцев П. А., Эдлер Ф., Фишер Дж. и др. Особенности высокотемпературной калибровки ВР-термопар. //Доклад, ТЕМПМЕКО-, Мадейра, Португалия, 2013г.

107.Gotoh М. Assessment of Tungsten-Rhenium with Cobalt-Carbon Eutectic Point.//Report 9t International Temperature Symposium, Los Angeles, USA March 19-23,2012, Abstract, p. 131

108.0gura H. and other Stability of tungsten-rhenium thermocouples in the range from 0°C to 1500°C //INT.SYMP.TEMPMECO-2010, PORTOROZ, SLOVENIA, Books of Abstract, V.B, P.391

109.Pearce J.V, Elliot C.J., Machin G., Ongrei O. Self-validating Type С Thermocouples to 2300°C Using High Temperature Fixed Points. //Report 9t International Temperature Symposium, Los Angeles, USA March 19-23, 2012, Abstract.

1 Ю.Зайцев П. А., Олейников П.П., Усачев В.Б. О международной стандартизации высокотемпературных термопар. //Сб.Трудов конфер. «Энергосберегающие технологии в промышленности», Москва, МИСИС, 2012-С. 197-207

Ш.Зайцев П. А., Олейников П.П., Усачев В.Б. Международная стандартизация метрологических характеристик высокотемпературных вольфрам-рениевых термопар. //Тез.докл. конфер. «Метрологическое обеспечение измерений Госкорпорации Росатом», Сочи, 2012-С.34.

112.Фалько С. Г. Контроллинг для руководителей и специалистов. //М. : Финансы и статистика, 2008 - 272 с.

113.Фейгенбаум А. Контроль качества продукции: пер. с англ.// М. Экономика, 1986.-С.471.

1 М.Богданова JT. В., Денискин В. П., Зайцев П. А., Наливаев В. И. Датчики температуры ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» - фактор надежности для АЭС // Атомкон, 2010-№ 1 (6)-С. 56-59.

115.Зайцев П.А., Усачев В.Б.Управление затратами производства средств температурного контроля на основе концепции контроллинга. //Цветные металлы, 2011-№1-С.7-10.

СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ЯЭУ

Рисунок 1.1 Конструкции термоэлектрических преобразователей, применяемых на АЭС с РУ ВВЭР: а - ТХА/ТХК-01; б - ТХА/ТХК-02; в -ТХА/ТХК-03; г - ТХА/ТХК-05.

Рисунок 1.2 Конструкции термопреобразователей сопротивления: а -ТСП-01; б - ТСП-03; в-ТСП-04; г-ТСП-05.

Рисунок 1.3 Структурная схема разработки и внедрения изделий в производство.

Рисунок 1.4 Гистограмма распределения термоэлектрических преобразователей типов ТХА/ТХК-02, изготовленных в 1997-1998гг (752 шт.) по тепловой инерции.

Рисунок 1.5 Гистограмма распределения термоэлектрических преобразователей типов ТХА -03 (809 шт.), ТХК -03 (566 шт.), изготовленных в 1998 г из проволоки диаметром 1,2 мм, по электрическому сопротивлению (на 1 м длины ТЭП).

Рисунок 1.6 Гистограмма распределения термоэлектрических преобразователей изготовленных в 1997-1998гг (681 шт.) по отклонениям термоЭДС при 300 °С от НСХ ХА (в температурном эквиваленте °С).

Рисунок 1.8 Устройство компенсационное подключения термоэлектрических преобразователей УКПТП: В1...В6 - вводы «холодных» концов ТЭП; XI ...ХЗ - входы от усилителя.

Рисунок 1.9 Защитные гильзы . а-427.08, 6-427.09, в-427.14, г-427.17.

Рисунок 1.10 Консольный термометрический термометр (КТТ) в газовом тракте жаровой трубы.

Таблица 1.1. Термопреобразователи и термометры сопротивления для термоконтроля теплоносителя в активной зоне реакторных установок АЭС.

Таблица 1.2. Термопреобразователи и термометры сопротивления для термоконтроля основного технологического оборудования реакторных установок АЭС.

Таблица 1.3. Термопреобразователи и термометры сопротивления для термоконтроля оборудования машзалов АЭС.

Таблица 1.4. Первичные измерительные преобразователи для АЭС с РУ ВВЭР (по классификации НИИ НПО «ЛУЧ» и ПО «Электротермометрия»).

Таблица 1.5. Испытательные стенды, разработанные в НИИ НПО «ЛУЧ» в 19921994гг. при организации производства ТЭП.

Таблица 1.6. Модификации устройств подключения термоэлектрических преобразователей.

Таблица 1.7. Характеристики защитных гильз 427.08, 427.09 (на низкое давление).

Таблица 1.8. Характеристики защитных гильз 427.14 (на низкое давление).

Таблица 1.9. Характеристики защитных гильз 427.17 (на высокое давление).

Таблица 1.10. Выпуск температурных датчиков для АЭС.

Таблица 1.11. Изменения термоЭДС термопар ВР5/20 с разными диаметрами термоэлектродов в ходе отжига при 1600°С [18].

Таблица 1.12. Изменения выходного сигнала высокотемпературных вольфрам-рениевых термопар через 20 часов отжига в чистом аргоне [20].

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ РУ БН

Рисунок 2.1. Устройство ВТП ТХА-08.000-01.

Рисунок 2.2. Внешний вид ТХА-08.000-01.

Рисунок 2.3. Устройство и схема подключения ВТП ТХА-11 (вариант исполнения - однозонный).

Рисунок 2.4. Устройство и схема подключения ВТП ТХА-11 (вариант исполнения -трехзонный).

Рисунок 2.5. Устройство и схема подключения ВТП ТХА-11 (вариант исполнения - четырехзонный).

Рисунок 2.6. Внешний вид преобразователя ТХА-11.

Рисунок 2.7. Преобразователи термоэлектрические ТХА-12(два исполнения).

Рисунок 2.8. Преобразователь термоэлектрический ТХК-12.

Рисунок 2.9. Высокотемпературные термопреобразователи типа ТХА-14 (а), б) - два исполнения термопреобразователя).

Таблица 2.1. Объём испытаний термопреобразователей типа ТХА-08. 000-01.

ГЛАВА 3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПЕРВИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ АС С РУ РБМК И ВВЭР

Рисунок 3.1. Схема универсального технологического процесса изготовления термоэлектрических преобразователей.

Рисунок 3.2. Схема технологического процесса изготовления термометров сопротивления.

Рисунок 3.3. Укрупненная схема потока сборки термопреобразователей сопротивления.

Рисунок 3.4. Укрупненная схема потока сборки и сварки арматуры средств температурного контроля.

Рисунок 3.5. Зависимость доли технологических отклонений термометров сопротивления от содержания влаги в окружающем воздухе.

Рисунок 3.6. Укрупненная схема потока сборки термометров сопротивления.

Рисунок 3.7. Отклонение термоЭДС от IICX (в °С) кабеля КТМС d=l,5 мм (Россия, Кирскабель) а) бухта №0659(1), б) бухта №0659 (2).

Рисунок 3.8. Кабель KSKP2B15-C d=l,5 мм , -фирма "Pirotenax" Англия а)бухта №В006811,6) бухта №В006821.

Рисунок 3.9. Кабель TM-KS(2K-2A 15) <1=1,5мм фирма YAMARI Япония бухта № 60-184740.

Рисунок 3.10. Кабель d=l,5 мм -фирма ABB, Германия бухта № 2-4816; 7960327.

Рисунок 3.11. Геометрические характеристики термопарного кабеля: а-термоэлектроды хромель-алюмель, б-электоризолирующий слой между термоэлектородом и оболочкой.

Рисунок 3.12. Электронная микроскопия граничных зон: а- алюмель-изолятор, б- изолятор-защитная оболочка.

Рисунок 3.13. Сравнительное геометрические характеристики компонентов КТМС различных производителей: I-з-д Кирскабель, II - ABB (Германия), III -"Pirotenax", (Англия) IV :Уатап"(Япония). Cr - хромель, AI -алюмель.

Таблица 3.1. Целевые показатели проекта [59].

Таблица 3.2. Микротвердость термоэлектродиых жил в кабеле разных изготовителей.

Таблица 3.3. Содержание основных элементов в разных компонентах микроструктуры хромеля (КТМС завода «Кирскабель).

Таблица 3.4. Содержание основных химических элементов в разных компонентах микроструктуры алюмеля (КТМС завода «Кирскабель).

Таблица 3.5. Изменение рабочего сигнала термопары ТХА-01, изготовленной из исходного термопарного кабеля, в ходе изотермической выдержки при 320 °С.

Таблица 3.6. Значение ЛТН0, для различных значений Ф.

ГЛАВА 4 МОДЕРНИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИОННОГО ПОДКЛЮЧЕНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ (УКПТП)

Рисунок 4.1. Станки кокильные: а - УКГ 1 ; б - КСУ.

Рисунок 4.2. Общий вид кокильных отливок: а - корпус; б - крышка; в -коробка; г - крышка коробки.

Рисунок 4.3. Принципиальная схема электрических подключений блока питания БП-906.

Рисунок 4.4. Схема испытаний УКПТП по определению влияния изменений внутри корпуса на выходные параметры.

Рисунок 4.5. Схема испытаний УКПТП при охлаждении и нагревании устройства.

Таблица 4.1. Сравнительные характеристики отливок УКПТП, изготовленных литьем в песчано-глинистые формы и в кокиль.

Таблица 4.2. Производительность кокильных станков литейного участка.

Таблица 4.3. Перечень испытаний УПТП и УКПТП при утверждении тина.

ГЛАВА 5 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Рисунок 5.1. Термопреобразователь высокотемпературный со сменной вставкой КЛ-202 (комплект КД КЛ-202).

Рисунок 5.2. Термопреобразователь высокотемпературный газонаполненный KJI-204 (комплект КД КЛ-204).

Рисунок 5.3. Преобразователь высокотемпературный с двойным защитным чехлом КЛ-210 (комплект КД КЛ-210).

Рисунок 5.4. Преобразователь высокотемпературный многозонный КЛ-217 с подвижной термопарой для периодической бездемонтажной калибровки стационарных термопар (комплект КД КЛ-210).

Рисунок 5.5. Схема для расчета: 1 - оболочка ТВЭЛА; 2 - термопара; 3 -хомут.

Рисунок 5.6. Микроструктура дисперсионноупрочненного термоэлектрода ВР5/20, содержащего 0,1% наночастиц оксида иттрия (ВИР5), а) - металлографиический шлиф; б) - электронная фотография.

Рисунок 5.7. Изменение термоЭДС пары ВР5 (0,1% наночастиц оксида иттрия) /ВР20 (бухта 311 градуировка А1) в трёх последовательных циклах нагрев-охлаждение в интервале 700-1700°С.

Рисунок 5.8. Изменение термоЭДС пары ВР5 (0,1 % наночастиц оксида иттрия) /ВР20 (бухта 311 градуировка А1) относительно начального значения в первом цикле в ходе изотермического отжига при 1700°С.

Рисунок 5.9. Отклонение термоЭДС термопары ВР5 (0,1%) наночастиц оксида иттрия) /СОТМ2 от НСХ А1 в ходе нагрева-охлаждения с часовой выдержкой при температуре 2000°С.

Рисунок 5.10. Исходная и конечные кривые калибровки ОТК для термопары 89/95, калибровочные кривые РТВ и ВНИИМ.

Таблица 5.1. Перечень документов и операций, реализуемых с использованием термопар ВР5/20.

Таблица 5.2. Неопределенность воспроизведения температур в эвтектических реперных точках.

Таблица 5.3. Результаты калибровки термопары с диаметром термоэлектродов 0,5 мм из пары бухт 89/95 РТВ (Германия).

ГЛАВА 6 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИНФРАСТРУКТУРЫ И УПРАВЛЕНИЯ ЗАТРАТАМИ ПРОИЗВОДСТВА СРЕДСТВ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОНТРОЛЯ

Рисунок 6Л. Структурная схсма отделения «Атомтерм».

Рисунок 6.2. Экономические показатели производства за последние 5 лет.