SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Обзор ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

luch.jpg

Одно из старейших отечественных предприятий, работающих на нужды атомной промышленности, было создано в 1946 году в подмосковном городе Подольске. Сегодня ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» решает задачу по разработке и обеспечению атомной промышленности тепловыделяющими элементами и сборками для ядерных энергодвигательных установок, а также создает тепловыделяющие элементы нового поколения. В этом институте были созданы уникальные разработки, в частности технологии и конструкции металлических и керамических зеркал из широкой номенклатуры материалов (медь, молибден, вольфрам, бериллий, карбид кремния и др.) для лазерных установок, анодов для металлокерамических рентгеновских трубок, оснастки для электронной промышленности и пеналов для хранения и захоронения высокоактивных отходов и отработанного ядерного топлива из карбида кремния и многое другое. В нашем обзоре ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» также представляет новую технологию: прибор, позволяющий решить проблему учета погрешностей при измерении температуры с помощью термопреобразователей сопротивления, – измеритель показателя тепловой инерции.

Читать в PDF весь обзор

Мнение Алексея Владимировича Бугаева, зам. директора отделения «Атомтерм» ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ».


Наверное, главный вопрос, который волнует большинство заказчиков: каковы долговременная воспроизводимость и стабильность параметров, срок службы изделий, гарантийный и межповерочный интервал? Есть ли перспективы к их увеличению?

Выпускаемые нашим предприятием термопреобразователи предназначены в основном для контроля режимов энергоблоков АЭС. Внутризонные термопары в результате длительного воздействия ядерных излучений и температуры испытывают дрейф градуировочных характеристик, достигающих в течение 3 лет ~2–3 °C. В связи с этим термопары, применяемые для измерения температуры теплоносителя первого контура реакторов типа ВВЭР (в составе систем внутриреакторного контроля (СВРК) или управляющих систем безопасности (УСБ)), имеют межповерочные интервалы (МПИ), равные 2 годам, при назначенном сроке службы от 7,5 до 10 лет.

Анализ методов контроля и прогнозирования дрейфа градуированных характеристик показал, что расширение МПИ (как наиболее приемлемый вариант) может быть обеспечено на основе расчетных моделей дрейфа, построенных по экспериментальным данным. Основным источником данных для создания метрологически надежной модели дрейфа в обоснование расширения МПИ следует считать результаты периодических проверок термопар СВРК в квазиизотермических режимах энергоблоков, обеспечивающих близость поверочных и эксплуатационных температурных градиентов.

На выпуске каких термопреобразователей и с какими чувствительными элементами специализируется ваше предприятие?

ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» является разработчиком и изготовителем средств температурного контроля для АЭС и других отраслей промышленности. Предприятие выпускает: термоэлектрические преобразователи (ТП), термопреобразователи сопротивления (ТС), средства коммутации: устройства компенсационные подключения термоэлектрических преобразователей (УКПТП), устройства подключения термэлектрических преобразователей (УПТП).

Термопреобразователи сопротивления изготавливаются с номинальными статическими характеристиками согласно ГОСТ 6651 из медных или платиновых чувствительных элементов, а термоэлектрические преобразователи – из термопарного кабеля или термоэлектродов в соответствии с ГОСТ 6616.

Кратко остановимся на технических характеристиках.

  • Диапазон измеряемых температур, °C.
Для термоэлектрических преобразователей: от –40 до +1800 °C.
Для термопреобразователей сопротивления: от –50 до +400 °C.
  • Устойчивость к внешним вибрационным воздействиям, ускорению, ударным нагрузкам.
Выпускаемые нашим предприятием ТП и ТС должны быть устойчивыми и прочными к воздействию синусоидальных вибраций, допустимых для групп исполнений V4 и F3 по ГОСТ Р 52931-2008, а также быть устойчивыми к вибрационным воздействиям, вызванным падением самолета и ударной волной.
  • Предел допускаемого отклонения от номинальной статической характеристики преобразования, °C.
При выпуске из производства предел допускаемого отклонения от НСХ ТП должен соответствовать классу 2 по ГОСТ Р 8.585-2001. ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» изготавливает ТП с индивидуальной статической характеристикой (ИСХ) и пределом допускаемого отклонения при выпуске из производства не более ±0,5 °C. Отклонение сопротивления ТС от НСХ при выпуске из производства соответствует ГОСТ 6651-2009. Изготавливаемые предприятием ТС имеют класс допуска до АА. Допуск ТС, изготавливаемых с ИСХ, составляет ±0,2 °C.
  • Показатель тепловой инерции.
В зависимости от типа и конструкции показатель тепловой инерции у ТП может достигать 0,5 с, у ТС – 1 с.

Сейчас в промышленности наблюдается явный тренд в сторону комплексности решений (когда всё – от одного производителя). Можно ли этот тренд спроецировать на производителей термопреобразователей (ассортимент, защитные гильзы, различная арматура, ПО)?

ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» является разработчиком и изготовителем первичных средств измерения температуры, гильз защитных, крепежных и присоединительных изделий для монтажа и эксплуатации выпускаемой продукции. В перспективе мы рассматриваем возможность изготовления вторичной измерительной аппаратуры и разработки ПО.

Сегодня у большинства компаний весьма неплохие показатели качества продукции, но вот цена разнится значительно. Есть ли у вас, чем на этом фронте потеснить конкурентов?

Стоимость типовой продукции, выпускаемой нашим предприятием, является минимальной и конкурентоспособной на рынке средств измерительного контроля. ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» с 1992 года является изготовителем средств измерения температуры для АЭС в России и за рубежом. В Госкорпорации «Росатом» мы являемся единственным производственным предприятием по выпуску средств измерения и контроля температуры.

Конкурентов в сегменте средств измерения температуры достаточно. Большое количество частных фирм и организаций занимаются выпуском типовой продукции. Но можно отметить, что точность измерения, качество применяемых материалов и высокая надежность продукции, выпускаемой ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ», позволяют нам занимать лидирующие позиции среди поставщиков.

Представляемое решение


Одним из важных параметров энергоблока ядерного реактора является температура теплоносителя на выходе из кассет. Требуется обеспечить предельную точность измерения температуры, что, в частности, связано с учетом погрешностей. Об этой проблеме писали Приймак С.В., Васильева Н.Л., Кичигин А.Б. и другие сотрудники ФГУП «НИИ НПО «Луч» в своей статье «Проблема теплового контакта в реакторной термометрии» (Ядерные измерительно-информационные технологии. 2010. № 4). Погрешность измерения температуры, проведенного в реакторных условиях с помощью термопары, установленной в защитную гильзу, определяется качеством теплового контакта между наконечником гильзы и рабочим концом термопары. При его «досыле» до посадочного гнезда погрешность из-за радиационного разогрева составляет ~0,5 °C, при «недосыле» достигает ~5–6 °C. Существенно возрастает и динамическая погрешность. Следовательно, в целом проблема учета погрешностей состоит в адекватном учете качества теплового контакта термопары с объектом контроля.

Ris_Luch.jpg

Устройства для контроля и измерения температур

Показатель тепловой инерции (ПТИ) системы «термопреобразователь – объект контроля», характеризующий теплообмен (качество теплового контакта) между чувствительным элементом и объектом, входит во все расчетные формулы температурных погрешностей реакторной термометрии. Прототип измерителя ПТИ, прошедший успешные испытания на 3‑м блоке Нововоронежской АЭС, создан в НИИ НПО «Луч». Прибор обеспечивает импульсный токовый неразрушающий нагрев термопары в ее штатной (измерительной) позиции, регистрацию отклика, его обработку и вычисление ПТИ.

Проект «Устройство для контроля теплового контакта термопар» отмечен дипломом победителя 3‑го Инновационного форума «Росатома» в номинации «Промышленная диагностика». Исследовано влияние эксплуатационных факторов на ПТИ. Показано, что данные ПТИ, полученные в ходе ПНР или перемонтажа (замены) термопар при ППР на энергоблоках, допустимо использовать для прогнозирования статических и динамических температурных погрешностей на работающем реакторе.

В учете тепловой энергии не последнюю роль в измерении разности температур играет соблюдение существующих нормативных требований к монтажу комплектов непосредственно на трубопроводах. В институте запатентован способ контроля качества монтажа внутриреакторных термодатчиков (патент 2542356 РФ, МПК G21С17/00; заявл. 19.11.2014), основанный на применении измерителя ПТИ. Он заключается в регистрации в процессе досыла рабочего конца до посадочного гнезда сигнала термопары, предварительно нагретой в недосланном положении.

Применение прибора обеспечит экспресс-диагностику по данным ПТИ, высокое качество монтажа термопар на любых объектах, в том числе на трубопроводах.

По просьбам заказчиков ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» разрабатывает и изготавливает необходимый крепеж или инструмент для облегчения выполнения монтажных работ с соблюдением необходимых нормативных документов.

ФГУП «НИИ НПО ЛУЧ»,
г. Подольск Московской обл.,
тел.: +7 (495) 502-7841,
e-mail: com@sialuch.ru,
сайт: sialuch.com

Опубликовано в журнале "ИСУП" № 5(71)_2017

Читать мнение других участников >>>