Глава 7.
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМОЭМИССИОННЫХ
ЭЛЕКТРОГЕНЕРИРУЮЩИХ СБОРОК И СИСТЕМ ПЕТЛЕВОГО КАНАЛА
Ограниченность непосредственно измеряемых параметров при проведении реакторных испытаний электрогенерирующих сборок
В процессе петлевых реакторных испытаний и исследований ЭГС непосредственно измеряют лишь ограниченный набор параметров и характеристик [29]:
интегральную тепловую (или нейтронно-физическую) мощность Np исследовательского реактора, а также характеристики нейтронно-физической обстановки вблизи петлевой ячейки или даже непосредственно в петлевом канале;
распределение температур вдоль наружной поверхности корпуса (несущей трубки — чехла) ЭГС, а в некоторых случаях, например, при наличии страховочной (охранной) полости — распределение температур лишь в элементах системы теплосброса;
напряжение V и ток I на внешней нагрузке в рабочей точке и статические (изотепломощностные) и изотермические ВАХ испытываемой ЭГС — основные электроэнергетические характеристики испытываемого объекта;
давление и активность откачиваемых газов, как правило, на выходе из петлевого канала, т.е. на достаточно большом удалении от МЭЗ ЭГС; в некоторых случаях возможен и масспектрометрический анализ откачиваемых газов;
температуры термостата или другого источника пара цезия, соединительных (цезий-вакуумных) трактов и других узлов петлевого канала;
расход и подогрев воды (при наличии автономной системы охлаждения петлевого канала).
Очевидно, что этих параметров недостаточно для полного контроля технического состояния и прогнозирования возможного изменения характеристик испытываемой ЭГС. Так, не измеряются такие основополагающие параметры, определяющие не только энергетические, но и ресурсные характеристики ЭГС, как эффективная температура эмиттера Тэ (а также температурные поля Τэ(z) эмиттеров отдельных ЭГЭ) и температура, в том числе максимальная, топливного сердечника Τ0. Непосредственно не измеряется и температура коллектора Тк. В МЭЗ в рабочих условиях испытаний не измеряются работы выхода и теплофизические свойства электродов (эмиттера и коллектора), ширина МЭЗ, давление пара цезия, состав и давление газовой атмосферы. Даже такая основная и наиболее информативная для диагностических целей характеристика как ВАХ, не позволяет сама по себе определить многие энергетические характеристики, например, рабочее напряжение отдельных ЭГЭ, наличие паразитных разрядов и токов утечки, а следовательно, в ряде случаев и истинное значение генерируемой электрической мощности и полного КПД преобразования энергии.
Ограниченный набор непосредственно измеряемых параметров, практическая невозможность использования традиционных методов определения параметров и специфические трудности проведения петлевого реакторного эксперимента привели к необходимости разработки и использованию специализированных методов контроля состояния термоэмиссионных ЭГС при петлевых испытаниях. В целом эти методы, несмотря на независимые исследования, проводимые в каждой из групп организаций, разрабатывающих определенный проект ТРП, оказались практически общими для всех организаций, занимающихся реакторными испытаниями ЭГС. еОсновные особенности такого контроля, следующие:
использование для определения характеристик и контроля состояния специфических особенностей объекта испытаний — ЭГС;
разработка косвенных и дополнительных методов определения или оценок отдельных параметров ЭГС;
широкое использование различных степеней детализации статических и динамических специализированных математических моделей ЭГЭ, ЭГС и ПК для прогнозирования ожидаемых характеристик и определения непосредственно не измеряемых в процессе испытаний параметров методом сравнения рассчитанных (прежде всего вольтамперных) характеристик с экспериментальными;
разработка и внедрение в практику подготовки и проведения петлевых испытаний новых специализированных средств, реализующих методы неразрушающего контроля, таких как импульсный и нейтронно-графический;
совместное использование для определения одного параметра, как правило, нескольких или даже всех возможных методов для последующего согласования и взаимной корректировки получаемых результатов;
использование согласованных значений параметров, полученных в одном из режимов испытаний, в ряде случаев в качестве контрольных опорных значений этих параметров для других режимов испытаний.
Методам определения параметров при петлевых испытаниях ЭГС посвящена работа (29).
В ней достаточно подробно изложены использованные при проведении петлевых испытаний энергонапряженных ЭГС известные к тому времени методы определения таких основных параметров и характеристик испытываемой ЭГС, как тепловая мощность и распределение тепловыделения вдоль ЭГС, температур, эмиссионно-адсорбционных и теплофизических свойств эмиттера и коллектора, определение давления пара цезия и состава газов в МЭЗ, размера МЭЗ, числа работоспособных ЭГЭ в ЭГС и других. Однако в ней не были описаны некоторые специализированные методики, которые были опубликованы после издания упомянутой книги, в основном на международных конференциях «Ядерная энергетика в космосе» в Обнинске (1990 г.), в Сухуми (1991 г.), в Подольске (1993 г.). Поэтому в настоящей главе описанные в (29) методики излагаются конспективно или даже лишь упоминаются с соответствующей ссылкой, а материалы, не вошедшие в (29), излагаются в необходимом для понимания полном объеме.
Методы определения тепловыделения в топливных сердечниках и тепловой мощности ЭГС
Контроль тепловыделения в сердечниках ЭГС, а следовательно, и суммарной тепловой мощности ЭГС Qэгс, имеет первостепенное значение при петлевых испытаниях, в особенности для определения таких основополагающих параметров как КПД и температура эмиттера и топливно-эмиттерного узла, а также для грамотной и безопасной организации различных этапов испытаний.
Определение достаточно точного значения Qэгс и распределения тепловыделения, например, по высоте сборки, связано со значительными трудностями. Они вызваны разными причинами, но прежде всего зависимостью
от многих параметров и характеристик исследовательского реактора, ПК и собственно ЭГС. Так, кроме естественной зависимости от тепловой (или нейтронной) мощности реактора Νρ, тепловыделение и Qэгс зависят от конкретного места расположения ПК в активной зоне или отражателе реактора, наличия в соседних ячейках устройств с поглощающими нейтроны материалами, положения органов регулирования, степени выгорания ТВС соседних с ПК, температуры замедлителя и, возможно, других часто не известных параметров. Влияние конструкции ПК связано с поглощающими, а в некоторых случаях и замедляющими свойствами материалов ПК и иногда оказывается существенным. Влияние собственно ЭГС связано с характеристиками топлива и прежде всего его обогащением, с геометрией топливного сердечника, включая наличие внутреннего отверстия и прокладок между топливными таблетками. Небольшое влияние оказывают также поглощающие свойства материалов эмиттерной оболочки и коллекторного пакета. Поэтому практически любые изменения в конструкции ЭГС или ПК могут привести к новой зависимости
Однако и при испытаниях совершенно идентичных ПК с одинаковыми ЭГС нельзя быть уверенным, что значения
будет такими же, как при предыдущих испытаниях, например, из-за перегрузок ТВС реактора, изменения характеристик каналов в соседних ячейках реактора или положения органов регулирования. Поэтому, как правило, необходимы прогнозирование и определение тепловыделения и тепловой мощности для каждого вновь испытываемого ПК.
Методы прогнозирования тепловой мощности ЭГС. В практике петлевых испытаний ЭГС нашли применение в основном два метода прогноза: упрощенный инженерный метод пересчета
с помощью поправочных коэффициентов; определение
по результатам численного расчета пространственного распределения потока нейтронов в связанной системе исследовательский реактор — петлевой канал с ЭГС.
Метод пересчета.
При петлевых испытаниях ПК серии КЭТ в ФЭИ (172] успешно использовалась методика относительного пересчета, сущность которой заключается в том, что если в одном из испытанных ПК относительно надежно известна тепловая мощность
то отклонение конструкций ЭГС и ПК и условий работы следующего ПК от известных может быть учтено введением некоторых поправочных коэффициентов Κμ которые могут быть известны априори, оценены, рассчитаны или определены экспериментально [168] 
Практика показала, что таким образом можно учесть следующие изменения: замену в ЭГС или ПК одного материала другим, в том числе переход на другое обогащение топлива; изменение положения ПК по высоте активной зоны реактора; введение в ПК поглощающих нейтроны материалов; переконденсацию топлива в сердечниках в процессе выхода на мощность и работе на постоянном уровне мощности; присутствие вблизи петлевой ячейки других экспериментальных каналов; перегрузку ТВС и эффект влияния положения органов регулирования реактора. Определение некоторых Ki содержится в [29].
Расчетное прогнозирование
для ЭГС в составе ПК, испытываемого в ячейке исследовательского реактора, связано со значительными трудностями.
Достаточно сложно учесть при расчетах ярко выраженную гетерогенность материалов по радиусу, а также по высоте конструкции ПК. Определенные трудности связаны также с большим градиентом потока нейтронов в ПК и в активной зоне реактора вблизи ПК из-за наличия высокообогащенной топливной композиции в ЭГС, а также поглощающих и в ряде случаев замедляющих материалов.
По-видимому, впервые такой расчетный прогноз был выполнен в РКК «Энергия» [233] применительно к испытаниям ЭГС в реакторе ВВР-К с использованием, разработанной в ФЭИ [234] библиотеки программных модулей для расчета ядерных реакторов методом Монте-Карло в многогрупповом (26) транспортном приближении. Такой прогноз может быть выполнен с погрешностью 20—30%. Применительно к реактору АМ в ФЭИ [235] была разработана специализированная программа, которая с успехом использовалась не только для прогнозирования тепловой мощности ЭГС, испытываемой в реакторе АМ, но и для обеспечения требуемого профиля тепловыделения, моделирующего высотный профиль тепловыделения в проектируемом ТРП [236]. На рис.7.1 приведено сравнение рассчитанного и измеренного (методом γ-сканирования после испытаний) профиля тепловыделения.
Теплотехнический способ контроля тепловой мощности ЭГС. При использовании автономной системы охлаждения ПК для нахождения Qэгс можно применить широко распространенный в технике теплотехнический способ контроля тепловой мощности по измеренным значениям расхода теплоносителя и разности энтальпий теплоносителя между точками, соответствующими краям активной части ЭГС
где с — удельная теплоемкость теплоносителя (воды), G — расход теплоносителя, dT — подогрев теплоносителя на длине активной части ЭГС, Qр — радиационное тепловыделение конструкционных материалов ПК, Wэгс — полезная электрическая мощность испытываемой ЭГС.
Теплотехнический способ контроля Qэгс, использованный при петлевых испытаниях ПК серии КЭТ на реакторе АМ [21], характеризуется большой погрешностью (20% и более) в основном вследствие неопределенности значений Qp и возможных неконтролируемых перетечек тепла из графитовой кладки реактора.
Определение тепловой мощности по методу разности теплового баланса ЭГС в точках пересечения динамической и статических ВАХ, измеренных при различных значениях мощности реактора. В основе используемых при реакторных испытаниях ЭГС методов определения тепловой мощности из разности теплового баланса ЭГС в точках пересечения динамической и статических ВАХ лежит предложенный Ю.С. Юрьевым [237] способ определения тепловых параметров термоэмиссионного преобразователя. Метод включает в себя съем изомощностных (статических) ВАХ при двух или более фиксированных значениях подводимой тепловой мощности, съем изотермической ВАХ при скачкообразном изменении сопротивления внешней нагрузки, измерении углов наклона обоих типов ВАХ, определение логарифмической производной тока по мощности из семейства изомощностных ВАХ и определение тепловой мощности и температуры эмиттера преобразователя по полученным соотношениям.
В [238] предложена одна из модификаций этого метода применительно к определению тепловой мощности ЭГС при петлевых испытаниях. Задачей определения тепловой мощности Qэгс испытываемой ЭГС является нахождение коэффициента А в зависимости
(7.1)
где Ν — известная тепловая или нейтронная мощность ядерного реактора (или нейтронно-физической обстановки в испытательной ячейке реактора). Коэффициент А может быть найден из полученного из (7.1) отношения
(7.2)
Рисунок 7.2 поясняет суть предложенного в [238] способа. На графике приведены две экспериментальные изомощностные ВАХ (мощность реактора пропорциональна измеряемому в месте расположения ПК току ДПЗ Iдпз) при примерно одних и тех же значениях температуры несущей трубки (чехла) и давлении пара цезия; изображена также изотермическая ВАХ, снятая из точки а ВАХ № 1. Поскольку температуры эмиттеров Тэ в двух режимах работы в точках а и б пересечения соответственно двух изомощностных ВАХ с изотермической ВАХ практически одинаковы, то можно принять, что тепловые мощности, отводимые от эмиттера излучением, теплопроводностью через цезиевый пар и коммутацию и дистанционаторы равны для рассматриваемых точек а и б.
Рис. 7.2. Схема определения тепловой мощности ЭГС из пересечения изомощностных (1 и 2) и изотермической (3) ВАХ
Следовательно, разность тепловых мощностей, подводимых к ЭГС в этих режимах, равна разности тепловых мощностей электронного охлаждения эмиттеров
Электронное охлаждение n-элементной ЭГС складывается из мощности электронного охлаждения отдельных ЭГЭ
(7.4)
Работы выхода коллекторов всех ЭГЭ можно принять одинаковыми, некоторая неопределенность в температурах эмиттеров ЭГЭ не приводит к заметной погрешности определения электронного охлаждения, поэтому можно записать
(7.5)
Поскольку падения напряжения на электродах ЭГЭ незначительны, то можно принять, что выходное напряжение ЭГС равно сумме средних напряжений ЭГЭ за вычетом падения напряжения на межэлементной коммутации и токовыводах ЭГС
(7.6)
причем Vкт=IR, где R — сумма сопротивлений межэлементной коммутации и токовыводов ЭГС.
Преобразуя (7.3)—(7.6) с помощью (7.2) и (7.1), получим следующее выражение для определения тепловой мощности ЭГС при известной тепловой мощности реактора (или нейтронной обстановке вблизи испытываемого ПК) Νρ
где к — постоянная Больцмана, п — число ЭГЭ в ЭГС.
Определение тепловой мощности ЭГС из сравнения экспериментальных ВАХ с расчетными. Одним из эффективных методов определения тепловой мощности ЭГС непосредственно во время петлевых испытаниях является метод, основанный на сравнении его расчетных и экспериментальных статических ВАХ [29]. Он основан на исключительной чувствительности генерируемого тока к температуре эмиттера, а следовательно, и к тепловой мощности. При этом полагается, что при одних и тех же исходных параметрах расчетные и экспериментальные ВАХ практически совпадают. Для расчета должны использоваться наиболее детальные и точные алгоритмы, выполняться тщательный анализ исходных данных с целью их максимального соответствия реальным режимам работы ЭГС. В практике петлевых испытаний ЭГС для диагностических целей использовались практически все разработанные методы расчета ВАХ ЭГЭ и ЭГС. Точность метода зависит в основном от тщательности учета при расчетах всех составляющих теплового баланса (электронного охлаждения, потерь через излучение, потерь теплопроводностью через цезиевый пар, коммутационную перемычку и дистанционаторы). Следует подчеркнуть обязательность учета при расчете ВАХ влияния температуры коллектора, так как это влияние существенно и аналогично по характеру влиянию изменения тепловой мощности. В то же время некоторое несоответствие реальных режимов работы ТЭП и используемых в расчетах исходных ВАХ ТЭП допустимо, так как статические ВАХ относительно слабо зависят от изотермических ВАХ ТЭП.
Сравнение характеристик желательно осуществлять при нескольких значениях тепловой мощности реактора в развитом разрядном режиме работы ТЭП во всех ЭГЭ при давлении пара цезия не ниже оптимального, когда гарантированно отсутствуют «узкие» ЭГЭ, ограничивающие полный ток ЭГС. Практические способы реализации метода могут быть различными: возможно сравнение собственно статических ВАХ или зависимостей электрической мощности от тока или напряжения. В качестве примера на рис.7.3 приведены результаты определения QЭГС по этому методу при испытаниях семиэлементной ЭГС на реакторе АМ [238, 239]. Тепловая мощность ЭГС дана в зависимости от тока ДПЗ, пропорционального потоку нейтронов и, следовательно, мощности реактора.
Отметим, что расчеты по методике [240] были проведены в предположении, что в ЭГС реализовано требуемое распределение тепловыделения по высоте
где Hэфф= 65 см — эффективная высота активной зоны ТРП, для которого предназначен испытываемый ЭГС.
При наличии заметных токов утечки или так называемых «обратных» разрядов, существенно искажающих ВАХ, необходимо сравнивать токи короткого замыкания, так как на Iк з указанные параметры практически не влияют.
Определение тепловой мощности ЭГС по тепловой проводимости рабочего участка системы теплосброса петлевого канала. Этот метод является модификацией известного метода радиального теплового потока для измерения коэффициентов теплопроводности. Здесь он решает обратную задачу и служит для определения тепловой мощности ЭГС по известной тепловой проводимости элементов системы теплосброса. Однако практическая реализация метода может иметь модификации.
На первых этапах петлевых испытаний ЭГС [39] в элементах системы теплосброса, например, графитовой втулке, устанавливался блок дифференциальных термопар, который предварительно в лабораторных условиях тарировался по проходящему тепловому потоку. Из-за большой погрешности (более 20%, в основном вследствие сложности учета радиационного тепловыделения в материале блока и трудностей учета тепловых потерь) он не получил дальнейшего распространения.
Оценка тепловой мощности ЭГС и даже распределение тепловыделения вдоль ЭГС могут быть выполнены по показаниям термопар, установленных на чехле ЭГС, желательно напротив середины каждого ЭГЭ. Тепловая мощность ЭГЭ и ЭГС будет пропорциональна регистрируемому перепаду температуры ΔТг на регулировочном зазоре (при отсутствии эксцентриситета в нем), заполненном высокотеплопроводящим газом (гелием) при давлении, когда его теплопроводность практически перестает зависеть от давления (для гелия — более 100 мм рт.ст.).
Рис. 7.4. Полученное в процессе реакторных испытаний распределение тепловыделения вдоль пятиэлементной ЭГС в рабочем режиме (7) и на пониженной мощности в режиме впуска пара цезия (2)
Модификация этого метода с повышением точности предложена в [239, 241] и заключается в том, что при определении тепловой мощности ЭГС используются экспериментальные значения температуры несущей трубы в центральном сечении рабочего участка СТС и расчетные зависимости этой температуры от тепловой мощности ЭГС. В тепловых расчетах учитывалось изменение размеров конструкционных элементов СТС в пределах полей допусков на их изготовление, γ-разогрев элементов, а также распределение тепловыделения по высоте ЭГС.
Рис. 7.5. Экспериментальное определение тепловой мощности на этапе методического пуска по изменению давления откачиваемых газов в линии МЭЗ:
1 — давление откачиваемых газов; 2 — изменение тепловой мощности реактора
Следует подчеркнуть, что тепловая мощность ЭГС этим методом может быть определена при обезгаживании ЭГС (до получения его первой ВАХ), когда значение тепловой мощности, как правило, известно с большой погрешностью, а также при ресурсных испытаниях в режиме преобразования, когда изменение рабочей точки, в том числе съем ВАХ, нежелательны (рис. 7.4).
Определение тепловой мощности по изменению вакуума в линии МЭЗ при напуске пара цезия в ЭГС. Сущность предложенного в [241] способа определения тепловой мощности заключается в следующем. Перед впуском пара цезия регистрируют мощность реактора, например, тока ДПЗ в петлевой ячейке, и вакуума на выходе из ЭГС. Подача пара цезия приводит к появлению генерируемого тока и напряжения. Вместе с появлением тока возникает электронное охлаждение эмиттеров, в результате чего их температура снижается. Снижение температуры эмиттеров и, следовательно, топлива в сердечниках, в свою очередь приводит к уменьшению газовыделения и соответственно к улучшению вакуума (уменьшению давления остаточных газов на выходе из ЭГС). Давление парая цезия устанавливается близким к рабочему. После стабилизации электрических характеристик и вакуума на выходе из ЭГС проводят дальнейший подъем мощности реактора с одновременной регистрацией вакуума. При определенном значении мощности вакуум становится равным зарегистрированному перед впуском цезия в ЭГС, что свидетельствует о возвращении средней температуры эмиттерных узлов к исходному уровню. Зафиксировав это значение мощности реактора (тока ДПЗ), определяют тепловую мощность ЭГС по разности его теплового баланса в рабочих точках с одинаковым значением вакуума до впуска цезия и после него.
Разность тепловых мощностей ЭГС в этих точках в основном определяется электронным охлаждением эмиттеров и вычисляется по формулам, аналогичным приведенным в предыдущем параграфе, в которые введен член, учитывающий появление теплопередачи через пар цезия в МЭЗ при его подаче в ЭГС. В расчетах должна также учитывается поправка, вызванная наличием перепада температуры между топливом и эмиттерной оболочкой и его изменением при подъеме мощности реактора.
На рис. 7.5 приведен пример использования этого метода. Тепловая мощность определялась на этапе методического пуска ПК. Измеренное на этом этапе изменение давления откачиваемых газов в линии МЭЗ дано в относительных единицах в зависимости от выходного тока ЭГС. Началу координат (Iэгс= 0) соответствует момент начала впуска пара цезия в ЭГС. При токе Iэгс= 17А начался ступенчатый подъем мощности реактора. Выходной ток ЭГС возрастал по мере увеличения давления пара цезия и при последующем подъеме мощности реактора. Из рисунка видно, что давление газов в линии МЭЗ возвращается к своему исходному уровню при Iэгс = 40 А. При определении тепловой мощности использовались выходные параметры ЭГС этой рабочей точки.
Контроль тепловыделения в отдельных ЭГЭ испытываемой ЭГС встроенным в петлевой канал секционированным калориметрическим устройством. При наличии в системе теплосброса ПК устройства контроля тепловой мощности Qi в каждом ЭГЭ испытываемой ЭГС в виде секционированного калориметра интегрального теплового потока [218, 219] (см. § 5.5), называемого также блоком детектирования тепловыделения (БДТ), при проведении петлевых испытаний с помощью зондов-термопар измеряют электрический сигнал Ei и среднюю температуру Τi- каждой секции калориметра. После этого тепловую мощность каждого ЭГЭ определяют по соотношению
Q = KtEi,
где Кi — тарировочные коэффициенты, полученные в стендовых условиях до установки БДТ в ПК.
При испытаниях работоспособной ЭГС существует возможность повышения точности измерения тепловой мощности ЭГЭ и ЭГС посредством периодической корректировки тарировочных коэффициентов. При наличии в БДТ специальных тарировочных электронагревателей периодически в процессе ресурсных испытаний проводится корректировка градуировочной характеристики. Для этого измеряют подводимую к каждому нагревателю электрическую мощность Wэн, измеряют изменение электрического сигнала каждой секций ΔΕi. Повторив это для разных температур секций, получают новую градуировочную характеристику каждой секции
Однако и при отсутствии встроенных в БДТ электронагревателей при испытании работоспособной ЭГС также возможна корректировка тарировочных характеристик за счет периодического переключения электрической нагрузки с заметным изменением генерируемой мощности. Она проводится аналогично описанной выше. После этого определение тепловой мощности проводится с использованием новой градуировочной характеристики.
Определение тепловой мощности с помощью теплофизических макетов петлевого канала с моделью ЭГС. В практике РКК «Энергия» организации петлевых реакторных испытаний ЭГС широко использовалось определение абсолютного значения и пространственного распределения тепловыделения с помощью описанных выше (§ 4.8) специальных теплофизических макетов (ТФМ) с моделями ЭГЭ, точнее топливно-эмиттерных узлов, размещенных внутри высокотемпературных калориметров интегрального теплового потока [156]. Испытания ТФМ проводятся до начала петлевых испытаний ЭГС. Для перевода электрических сигналов калориметра в тепловую мощность каждый калориметр должен быть отградуирован. Для этого внутри калориметра размещается электронагреватель, который позволяет проводить градуировку калориметра и непосредственно во время реакторных испытаний ТФМ.
Метод определения тепловой мощности ЭГЭ
заключается в определении коэффициента пропорциональности Ai между измеряемой при испытаниях ТФМ тепловой мощностью в топливном сердечнике каждого ЭГЭ и тепловой мощностью Νρ конкретно набранной активной зоны исследовательского реактора. Задачей испытаний ТФМ является нахождение коэффициента Ai для каждого ЭГЭ в ЭГС, который будет испытываться в этой же ячейке реактора.
Рассматриваемый калориметр будет регистрировать суммарную тепловую мощность, выделяющуюся в топливном сердечнике ЭГЭ и радиационного тепловыделения в конструкционных элементах измерительной оболочки до слоя термоэлементов. Для нахождения тепловой мощности собственно ЭГЭ надо знать радиационное тепловыделение в материалах измерительной оболочки. Возможно также размещение в ТФМ «фонового» (без топливно-эмиттерного узла) калориметра для определения собственного тепловыделения калориметра.
Погрешность измерения тепловыделения при испытаниях ТФМ невелика (несколько процентов) и зависит в основном от погрешности градуировки. Источником возникновения систематических погрешностей могут быть нелинейность температурного поля в объеме термоэлементов, их неидентичность и изменение теплофизических свойств материалов под действием ионизирующих излучений, а также утечки тепла, не зарегистрированные при градуировке. Для уменьшения погрешности, связанной с неточностью определения тепловой мощности реактора, калориметры должны быть высокотемпературными, а испытания ТФМ должны проводиться при максимально допустимых тепловых мощностях реактора. Необходим также учет изменения тепловыделения вследствие процессов переконденсации оксидного топлива в сердечниках, поправка зависит от соответствия наружной конфигурации топливного сердечника в исходном состоянии и после переконденсации (29). Был предложен также ТФМ, в котором до измерения осуществлялась переконденсация оксидного топливного материала.
В результате достигнута высокая для условий реакторного эксперимента достоверность измеренных значений тепловыделения: средняя квадратическая погрешность определения тепловой мощности в топливном образце составила примерно 3%, средняя квадратическая погрешность определения тепловыделения в ЭГЭ термоэмиссионной ЭГС уже непосредственно при петлевых испытаниях равна примерно 8%.
