Что такое тдкс. Тепловые параметры реактора, твс и твэлов Данные твс

Внимание! Умножитель дает очень большое ПОСТОЯННОЕ напряжение! Это реально опасно, поэтому если решите повторить - будь предельно аккуратны и соблюдайте технику безопасности. После опытов выход умножителя обязательно разряжать! Установка запросто может убить технику, цифрой снимать только из далека, а опыты проводить подальше от компьютера и прочих бытовых приборов.

Это устройство является логическим завершением темы, по использованию строчного трансформатора ТВС-110ЛА, и обобщением статьи и темы форума .

Полученное в итоге устройство нашло применение в различных экспериментах, где требуется высокое напряжение. Окончательная схема устройства приведена на рис.1

Схема очень проста, и представляет собой обычный блокинг-генератор. Без высоковольтной катушки и умножителя может использоваться там, где нужно переменное высокое напряжение с частотой в десятки Гц, например ее можно использовать для питания ЛДС или для проверки подобных ламп. Более высокое переменное напряжение получается с использованием высоковольтной обмотки. Для получения высокого постоянного напряжения использован умножитель УН9-27.

Рис.1 Принципиальная схема.

Фото 1. Внешний вид источника питания на ТВС-110

Фото 2. Внешний вид источника питания на ТВС-110

Фото 3. Внешний вид источника питания на ТВС-110

Фото 4. Внешний вид источника питания на ТВС-110

30 2 10 9 28 29 S 6 ГТГТПТТТ пттгт 15 U 18 16 22 20 23 21 19 13 12 26 27 7 8 Рис. &2S. Принципиальная электрическая схеыа трансформаторов строчной развертки типа ТВС-90ПЦ12 Трансформаторы выдерживают воздействие: Вибрационных нагрузок с ускорением, не более 5g (49,1 м/с2) в диапазоне частот 1...80 Гц Многократных ударных нагрузок с ускорением, не более 15 g (147,1 м/с2) длительностью удара, не более. . . 2...5 мс Повышенной температуры: для исполнения УХЛ, не более... 55 ° С для исполнения В и Т, не более. . 70 ° С Температура перегрева обмоток ТВС-90ПЦ12, не более 45 ° С Пониженной температуры: для группы II применения -25 ° С для группы 1П применения -10 ° С при транспортировании: для климатического исполнения УХЛ -50 °С для климатического исполнения В или Т -60 ° С Наработка трансформаторов в режимах и условиях, указанных выше, обеспечивается в течение 15 000 ч.

Интенсивность отказов в течение наработки 15 000 ч равна 1,2* 10“® 1/ч при доверительной достоверности 0,6.

Дополнительные электрические параметры ТВС-90ПЦ12 Напряжение питания ТВС 285 В Частота следования импульсов (15,6±2) кГц Длительность обратного хода луча, с предельными отклонениями (12±1,5) мкс Напряжение на выходе высоковольтного выпрямителя, не более 27,5 кВ Ток нагрузки высоковольтного выпрямителя, не более 1200 мкА Номинальное напряжение на выходе высоковольтной обмотки ТВС 128,5 кВ Сопротивление изоляции между обмотками трансформатора, а также между каждой обмоткой и магнитопроводом не менее 10 МОм Минимальное значение предельного напряжения переменного тока частотой 50 Гц 100 В, эфф Сопротивление изоляции обмоток при относительной влажности 85 % при температуре 35 °С, не менее 2 МОм Сигнальные выходные трансформаторы ТВС для цветных телевизоров с кинескопами, имеющими угол отклонения луча 110°. 10* 15 кур Рис. &26. Общий вид выгодных трансформаторов строчной развертки типа ТВС-110ПЦ15, ТВС-110ПЦ16 ПГПР пгттп 15 1^ 12 11 9 10 8 7 6 5 3 2 Рис. &27. Принципиальная электрическая дат трансформаторов строчной развертки типов ТВС-110ПЦ15, ТВС110ПЦ16 Сигнальные выходные трансформаторы типов ТВС110ПЦ15 и ТВС-110ПЦ16 применяются в полупроводниковых выходных каскадах строчной развертки цветного изображения с кинескопами типа 61ЛКЗЦ, имеющим угол отклонения луча 110°, и кинескопами с самосведением лучей типа 51ЛК2Ц. Трансформаторы ТВС-1ЮПЦ15 работают в комплекте с отклоняющей системой типа ОС90.29ПЦ17, выходным транзистором типа КТ838А, демпферным диодом типа Б83Г и высоковольтным выпрямителем-умножителем типа УН9/27-1.3. Трансформаторы ТВС110ПЦ16 используются в комплекте с ОС-90.38ПЦ12 и такими же комплектующими ЭРЭ, как и ТВС-110ПЦ15.

Общий вид и габаритные размеры трансформаторов показаны на рис. 8.26. Принципиальная электрическая схема трансформаторов ТВС-110ПЦ15 и ТВС-110ПЦ16 дана на рис. 8.27. Намоточные данные трансформаторов приведены в табл. 8.8.

Изготавливают выходные трансформаторы на стержневых П-образных магнитопроводах из ферромагнитного сплава, конструкция и электромагнитные параметры которых рассмотрены во второй главе справочника Устойчивая эксплуатация трансформаторов обеспечивается климатическими исполнениями: УХЛ, В или Т; категориями 4.2; 3 или 1.1 по ГОСТ 15150-69 и группами применения. Трансформаторы I группы применения в климатическом исполнении УХЛ изготавливают двух видов: с обычной и повышенной влагоустойчивостью. 291

В табл. 5.15 приведены максимально - возможные в течение кампании значения коэффициентов неравномерностей энерговыделений и мощности ТВС для типовых ячеек активной зоны реактора. Значения коэффициентов неравномерностей энерговыделений приняты по данным раздела 5.3.6, полученным при моделировании на физической модели реактора последовательных загрузок в каждой из этих ячеек свежей ТВС при среднем выгорании по активной зоне около 20%.

Таблица № 5.15

Максимально-возможные в течение кампании мощностные характеристики ТВС в типовых ячейках активной зоны

Цифры в скобках первой строки табл. № 5.15 соответствуют округленному до целого значения количеству полномасштабных ТВС (в расчете на 188 твэлов), находящихся в энерговыделяющем пространстве активной зоны на момент ее состояния, соответствующего максимальным значениям коэффициентов неравномерности энерговыделений для типовой ячейки. Это количество определяется положением КО (долей введенной в зону топливной подвески) и количеством ТВС 184.05 (160 твэлов), находящихся в активной зоне (для данных, приведенных в табл.5.15, оно принято равным 6).

Расчеты максимальных значений температурных параметров твэлов, которые могут реализовываться в течение кампании в типовых ячейках активной зоны, для стационарного режима работы реактора на номинальном уровне мощности 100 МВт проводился по программе КАНАЛ-К . В каждой ТВС по табл. № 5.15 обсчитывался фрагмент из 8 соседних наиболее напряженных твэлов, включая и твэл с максимальным энерговыделением. Исходные данные и результаты расчета сведены в табл. № 5.16.

Таблица № 5.16

Расчетные параметры ТВС и твэлов при мощности реактора100 МВт

Параметр	Значение
Мощность реактора, МВт
Температура теплоносителя на входе в активную зону, о С
Давление теплоносителя на входе в реактор, МПа
Температура теплоносителя в нижней камере смешения, о С	88,5
Номер типовой ячейки
Расход теплоносителя через ТВС, м 3 /ч	40,2	49,9	37,8	65,7	121,8
Средняя скорость теплоносителя, м/с	3,9	4,9	3,7	6,6	12,0
Температура теплоносителя на выходе из расчетной ячейки с максимальным энерговыделением, о С
Максимальная температура оболочки твэла во впадине креста, о С	300,1	301,1	298,1	304,7	313,5
Максимальная температура топливной композиции в центре креста, о С	416,2	428,1	398,3	463,6	575,0
7,0	8,4	6,3	10,8	17,6
Максимальный расчетный коэффициент запаса по критическим тепловым нагрузкам, Ккр	1,51	1,51	1,51	1,51	1,51

Следствием используемого на реакторе СМ-3 режима частичных перегрузок распределение энерговыделений по активной зоне изменяется как от кампании к кампании, так и в процессе каждой отдельной кампании. При перегрузках свежие ТВС устанавливаются, как правило, по две во внутренний и наружный слои зоны и не более двух ТВС в квадранте. В процессе кампании распределение энерговыделений зависит от перемещения РО СУЗ, изменения объема зоны за счет ввода топливных догрузок КО, неравномерных по зоне выгорания и отравления. С учетом этого и реализация приведенных в табл. № 5.16 режимов охлаждения твэлов в том или ином наборе топливных ячеек также будет зависеть от конкретной кампании и ее протекания.

Особенностью работы твэлов в реакторе СМ-3, как и в СМ-2, является использование форсированного охлаждения самых энергонапряженных твэлов за счет допущения поверхностного кипения теплоносителя во всех типовых ячейках зоны в режимах с максимальным энерговыделением в ТВС этих ячеек (гидропрофилирование с обеспечением одинакового запаса до кризиса). На части твэлов с максимальным энерговыделением температура наружной поверхности оболочки твэлов выше температуры насыщения, что вызывает образование пузырей в микровпадинах ее поверхности. В свою очередь, недогрев теплоносителя до температуры насыщения приводит к быстрой конденсации паровых пузырьков, и, таким образом, объемное паросодержание в потоке отсутствует. Подкипание теплоносителя увеличивает коэффициент теплоотдачи, что обуславливает сохранения температуры оболочки твэлов на сравнительно низком уровне. За все время эксплуатации реакторов СМ-2 и СМ-3 гидравлической и нейтронной нестабильностей в работе активной зоны и СУЗ не отмечено.

Рассматриваемое устройство вырабатывает электрические разряды с напряжением порядка 30кВ, поэтому просим соблюдать предельную осторожность во время сборки, монтажа и дальнейшего использования. Даже после отключения схемы, в умножителе напряжения остается часть напряжения.

Конечно, это напряжение не смертельно, но вот включенный умножитель может представлять опасность для вашей жизни. Соблюдайте все меры по безопасности.

А теперь ближе к делу. Для получения разрядов высокого потенциала использованы компоненты из строчной развертки советского телевизора. Хотелось создать простой и мощный высоковольтный генератор с питанием от сети 220 вольт. Такой генератор был нужен для опытов, которые я ставлю регулярно. Мощность генератора достаточно высокая, на выходе умножителя разряды достигаю-т до 5-7см,

Для питания строчного трансформатора был использован балласт ЛДС, который продавался отдельно и стоил 2$.

Такой балласт предназначен для питания двух ламп дневного освещения, каждая на 40 ватт. Для каждого канала из платы выходят 4 провода, два из которых назовем "горячими", поскольку именно по ним течет высокое напряжение для питания лампы. Остальные два провода подключены между собой конденсатором, это нужно для пуска лампы. На выходе балласта образуется высокое напряжение с большой частотой, которое нужно подать на строчный трансформатор. Напряжение подается последовательно через конденсатор, иначе балласт сгорит за несколько секунд.

Конденсатор подбираем с напряжением 100-1500 вольт, емкость от 1000 до 6800пФ.
Не советуется включать генератор на долгое время или же следует установить транзисторы на теплоотводы, поскольку после 5 секундной работы уже наблюдается повышение температуры.

Строчный трансформатор использовался типа ТВС-110ПЦ15, умножитель напряжения УН9/27-1 3.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Схема подготовленного балласта.
VT1, VT2	Биполярный транзистор	FJP13007	2			В блокнот
VDS1, VD1, VD2	Выпрямительный диод	1N4007	6			В блокнот
С1, С2		10 мкФ 400 В	2			В блокнот
С3, С4	Электролитический конденсатор	2.2 мкФ 50 В	2			В блокнот
С5, С6	Конденсатор	3300 пФ 1000 В	2			В блокнот
R1, R6	Резистор	10 Ом	2			В блокнот
R2, R4	Резистор	510 кОм	2			В блокнот
R3, R5	Резистор	18 Ом	2			В блокнот
	Катушка индуктивности		4			В блокнот
F1	Предохранитель	1 А	1			В блокнот
	Дополнительные элементы.
С1	Конденсатор	1000-6800 пФ	1			В блокнот
	Трансформатор строчной развертки	ТВС-110ПЦ15	1			В блокнот
	Умножитель напряжения	УН 9/27-13	1

Сейчас очень часто можно найти на помойке устаревшие кинескопные телевизоры, с развитием технологий они стаи не актуальны, поэтому теперь от них в основном избавляются. Пожалуй, каждый видел на задней стенке такого телевизора надпись в духе «Высокое напряжение. Не открывать». И висит она там не с проста, ведь в каждом телевизоре с кинескопом имеется весьма занятная вещица, называемая ТДКС. Аббревиатура расшифровывается как «трансформатор диодно-каскадный строчный», в телевизоре он служит, в первую очередь, для формирования высокого напряжения для питания кинескопа. На выходе такого трансформатора можно получить постоянное напряжение величиной аж 15-20 кВ. Переменное напряжение с высоковольтной катушки в таком трансформаторе увеличивается и выпрямляется с помощью встроенного диодно-конденсаторного умножителя.
Выглядят трансформаторы ТДКС вот так:

Толстый красный провод, отходящий от верхушки трансформатора, как не трудно догадаться, и предназначен для снятия с него высокого напряжения. Для того, чтобы запустить такой трансформатор, необходимо намотать на него свою первичную обмотку и собрать не сложную схему, которая зовётся ZVS-драйвером.

Схема

Схема представлена ниже:

Эта же схема в другом графическом представлении:

Несколько слов о схеме. Ключевое её звено – полевые транзисторы IRF250, сюда хорошо подойдут так же IRF260. Вместо них можно ставить и другие аналогичные полевые транзисторы, но лучше всего в этой схеме себя зарекомендовали именно эти. Между затвором каждого из транзисторов и минусом схемы устанавливаются стабилитроны на напряжение 12-18 вольт, я поставил стабилитроны BZV85-C15, на 15 вольт. Также к каждому из затворов подключаются ультрабыстрые диоды, например, UF4007 или HER108. Между стоками транзисторов подключается конденсатор 0,68 мкФ на напряжение не меньше 250 вольт. Его ёмкость не так критична, можно спокойно ставить конденсаторы в диапазоне 0,5-1 мкФ. Через этот конденсатор протекают довольно значительные токи, поэтому возможен его нагрев. Желательно поставить несколько конденсаторов параллельно, либо же взять конденсатор на большее напряжение, 400-600 вольт. На схеме присутствует дроссель, номинал которого также не сильно критичен и может находиться в пределах 47 – 200 мкГн. Можно намотать 30-40 витков провода на ферритовом колечке, работать будет в любом случае.

Изготовление

Если дроссель сильно нагревается, значит следует убавить количество витков, либо взять провод сечением потолще. Главное преимущество схемы – большой КПД, ведь транзисторы в ней почти не нагреваются, но, тем не менее, их стоит установить на небольшой радиатор, для надёжности. При установке обоих транзисторов на общий радиатор обязательно нужно использовать теплопроводящую изолирующую прокладку, т.к. металлическая спинка транзистора соединена с его стоком. Напряжение питания схемы лежит в пределах 12 – 36 вольт, при напряжении в 12 вольт на холостом ходе схема потребляет примерно 300 мА, при горящей дуге ток повышается до 3-4 ампер. Чем больше напряжение питания, тем большее напряжение будет на выходе трансформатора.
Если внимательно присмотреться к трансформатору, то можно увидеть зазор между его корпусом и ферритовым сердечником примерно 2-5 мм. На сам сердечник нужно намотать 10-12 витков провода, желательно медного. Наматывать провод можно в любую сторону. Чем больше сечение провода, тем лучше, однако провод слишком большого сечения может не пройти в зазор. Также можно использовать эмалированную медную проволоку, она пролезет даже в самый узкий зазор. Затем необходимо сделать отвод от середины этой обмотки, оголив проводов в нужном месте, как показано на фото:

Можно намотать в одну сторону две обмотки по 5-6 витков и соединить их, в этом случае также получается отвод от середины.
При включении схемы электрическая дуга будет возникать между высоковольтным выводом трансформатора (толстый красный провод наверху) и его минусом. Минус – это одна из ножек. Определить нужную минусовую ножку можно достаточно просто, если поочерёдно подносить «+» к каждой ножке. Воздух пробивается на расстоянии 1 – 2.5 см, поэтому между нужной ножкой и плюсом сразу возникнет плазменная дуга.
Можно использовать такой высоковольтный трансформатор для создания другого интересного устройства – лестницы Иакова. Достаточно расположить два прямых электрода буквой «V», к одному подключить плюс, к другому минус. Разряд возникнет внизу, начнёт ползти вверх, наверху разорвётся и цикл повторится.
Скачать плату можно тут:

(cкачиваний: 581)