Пролог - ИКС-49 Система для внутриреакторных измерений искривлений ТВС реактора РБМК-1000

ИКС-49

Система для внутриреакторных измерений искривлений ТВС реактора РБМК-1000 (ИКС-49)

ИКС-49 предназначен для измерения параметров искривления центральной трубы ТВС, измерительная штанга помещается в отверстие трубы ТВС сб.49

  • Диапазон измерений координат действительной центральной трубы ТВС от -300 до 300 мм
  • Пределы допускаемой погрешности измерения координат действительной оси центральной трубы ТВС ± 5мм
  • Диапазон измерений стрелы прогиба от 0 до 300 мм
  • Диапазон измерений азимута стрелы прогиба от 0 до 360º 
  • Диапазон измерений минимального радиуса кривизны от 10 до 500 м
  • Система аттестована и внесена в Госреестр СИ

Позволяет измерять прогибы ТК без извлечения топлива, что существенно сокращает время ремонта энергоблока.

Свидетельство ИКС-49Блок управления ИКС-49 интерфейс ПО ИПО-Скан

Принцип работы

Чувствительными элементами измерительной штанги являются датчики деформации, расположенные по всей высоте штанги с шагом 0,25 м. На каждой высотной отметке расположено по 2 решетки Брэгга для каждого из двух взаимно перпендикулярных направлений.
В качестве датчиков деформации в ИКС-49 применяются решетки Брэгга - периодические наноструктуры, нанесенные на азотированное кварцевое радиационно-стойкое оптоволокно, которые отражают свет определенной длины волны.

Решетки Брэгга в оптоволокне

При изменении температуры оптоволокна, или если к волокну прилагается усилие растяжения или сжатия, длина волны отражаемого решеткой света изменяется.
Параметрами, характеризующими работоспособность датчика, является амплитуда сигнала, прошедшего через оптоволокно, амплитуда отраженного от решетки Брэгга сигнала, резонансная (брэгговская) длина волны характерного спектрального пика решетки.
Под показаниями датчика понимается резонансная длина волны отражения датчика. Пример спектра для 20 датчиков приведен на рисунке 5.

Спектр отражения для 20-ти решеток Брэгга

Смещение длины волны центра пика пропорционально изменению температуры датчика, а также приложенным к нему механическим растягивающим или сжимающим напряжениям. Этот факт лежит в основе использования решеток в качестве чувствительных элементов датчиков физических величин.
Для измерения смещения длины волны используется измерение спектра пропускания/отражения решетки с помощью узкополосного перестраиваемого лазера и фотоприемника. Такой способ является нечувствительным к оптическим потерям, которые могут возникать в оптическом тракте при проведении измерений, и обеспечивает высокую точность измерений.

При нагреве или деформации пики отражения смещаются. Точность измерения температуры до ~0.1ºС и относительного удлинения до ~10‑6

Принцип работы ИПО-45

Система для внутриреакторных измерений искривлений каналов реактора (ИПО-45)

измерительная штанга ИПО-45

Система ИПО-45 является предшественницей ИКС-49 и требует выгрузки ТК на реакторах типа РБМК-1000 для измерения параметров искривления ТК и КСУЗ.

  • Прецизионный оптоволоконный радиационно-стойкий датчик деформаций
  • Диапазон измерения прогиба от 0 до 300 мм
  • Температурный диапазон работы от +20 до +110°С (опция до +400°С)
  • Погрешность измерения прогиба ±3 мм
  • Диаметр датчика от 20 до 85 мм
  • Длина измерительной части 10 метров
  • Система аттестована и внесена в Госреестр СИ