HU215985B - Berendezés reaktor biztonsági tartályán belüli légkör felügyeletére - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya berendezés reaktőr biztőnsági tartályán (1) belülilégkör felügyeletére, ahől a biztőnsági tartály (1) egy mintavevővel(41) van ellátva, és egy gáz keverékéből vett minta mérővezetéken (42)keresztül egy mérőszakaszba (14) van vezetve, és űtána el vantávőlítva, őly módőn kialakítva, hőgy a biztőnsági tartályhőz (1) amérőszakasz (14) előtt egy, a gázkeverék aktivitás kőncentrációjátcsökkentő hígítóberendezés (40) van hőzzárendelve, amelyhez szükségesnyőmásszabályzőtt hígítógáz egy, a biztőnsági tartályőn (1) kívülifőrrásból van származtatva. A hígítóberendezésbe (40) bevezetetthígítógáz fűtés (40) útján fel van melegítve, tővábbá a gázkeverékhígítása több főkőzatban megy végbe. ŕ

Description

A találmány tárgya berendezés reaktor biztonsági tartályán belüli légkör felügyeletére, ahol a biztonsági tartály egy mintavevővel van ellátva, és egy gáz keverékéből vett minta mérővezetéken keresztül egy mérőszakaszba van vezetve, és a mérés után el van távolítva.

Mint ismeretes, egy magreaktor biztonsági tartályában a légkör rendszerint vízgőzből, hidrogénből, széndioxidból, nemesgázokból, jódból és aeroszolokból tevődik össze. A berendezés normál üzemében ez a gázkeverék, amelynek aktivitása 10³ Bq/m³, a biztonsági tartályból egy szellőztetőberendezésen keresztül egyenesen egy kürtőbe van vezetve. A primer rendszerben bekövetkező kismértékű szivárgás okozta zavarásnál, 10³ Bq/m³ és 10⁸ Bq/m³, a gáz ugyancsak közvetlenül a kürtőbe lesz vezetve. Nagyfokú zavarásnál, például megolvadásnál, a gáz aktivitása nagyobb lehet, mint 10¹⁴ Bq/m³. A szellőztetőberendezés nagyfokú zavarnál lezárul, amelynek hatására a nyomás a biztonsági tartályban megemelkedik. A nagy túlnyomás elkerülésére a biztonsági tartály egy szűrőberendezéssel van tehermentesítve. Ebben a szűrőberendezésben (például száraz szűrő, nedves szűrő) a jód és az aeroszolok aktivitása legalább 1000 faktorral lesz lecsökkentve. A gáz aktivitása a szűrőberendezésen való keresztüláramoltatás után egy mérőszakaszban lesz meghatározva.

A kürtőhöz vezetendő tiszta gázhoz csatlakozó, nagyon magas maradandó aktivitású gáz miatt, a normál üzemben alkalmazott mérőkészülékek, mint az egyensúlyszűrők és az aeroszolmonitor, nincsenek üzembe helyezve, mivel az a mérőtartományt túllépné, és a mérőszűrő kezelése nem valósulhatna meg. Ezért a szokásos alkalmazott műszerek egy nagyobb méréstartománnyal és költséges árnyékolással rendelkeznek, valamint komplikált felépítésű mérőműszerek, hogy alkalmasak legyenek a mérőszűrő kezelésére. Ilyen megoldások ismerhetők meg a DE 3 637845 Al és a JP 120496 A számú leírásokból.

Üzemzavarnál az ismert megoldás nem nyújt lehetőséget arra, hogy a biztonsági tartály belsejében lévő légkört ellenőrizzük, mivel nincs nyomáscsökkenés addig az ideig, hogy megkapjuk az emelkedő és elvárható aktivitás mérhető értékét. Még ebben az esetben is túl magas a mintagáz aktivitása a normál üzemben alkalmazott kiértékelőkészülék számára.

A találmány célja ezen hátrányok kiküszöbölése. A találmány feladata azon alapul, hogy a berendezésnél a bevezetőben megnevezett módon, zavaró esetben is a berendezést rendelkezésre álló mérőműszerekkel és készülékkel egészítsük ki.

A találmányi gondolat azon alapul, hogy a gáz aktivitási koncentrációját a mérőszakasz előtt egy hígítóberendezésben lecsökkentsük.

A találmány előnyei abban rejlenek, hogy többek között valamennyi mérőszakasz eddig szokásos erős árnyékolása elmaradhat. Továbbá megszűnik az árnyékolás a mérőszűrőhöz való szállítás számára is, miáltal a kezelő személy veszélyeztetettsége is erősen lecsökken.

A találmányt kiviteli példa kapcsán, egy nyomóvízreaktor levegőelvezető részének rajzán keresztül ismertetjük, ahol az

1. ábra a reaktorberendezés légtelenítőoldalának egyszerűsített kapcsolási rajza, a

2. ábra a hígítófokozat elvi vázlata.

Ezek a rajzok csupán a találmány lényeges elemeinek megértését szolgálják, így nincs ismertetve például a reaktorberendezés egész primer és szekunder oldala. A munkaközeg áramlási iránya nyilakkal van jelölve.

Az 1. ábra a reaktor 1 biztonsági tartályát mutatja. Egy 2 nyomáslevezető vezeték, a továbbiakban az első részében nyersgázvezetéknek nevezve, vezet az 1 biztonsági tartály 3 szűrőberendezéséhez.

A nyersgáz 2 nyomáslevezető vezetékében két egymással párhuzamos csőágban egy 25 szabályozó csőszerelvény és egy 26 hasadótárcsa van elhelyezve a nyomáscsökkentés megvalósítására. A nyersgázvezetékben egy nem ábrázolt átáramlásmérő is található. A 3 szűrőberendezés nedvesszűrő-elven működik, de ez természetesen nem kötelező. A 27 Venturi-csőben a víz porlasztva van, ezáltal tisztítja a gázt. Azután a tisztított gázok egy 28 vízleválasztón áramlanak keresztül. Majd a gáz a 2 nyomáslevezető vezeték második szakaszába jut, amely itt már a tisztított gázt elvezető 4 nyomáslevezető vezetékbe és az 5 kürtőbe vezet.

A 4 nyomáslevezető vezetékben egy 6 mintavevő van elhelyezve, amely folyamatosan egy-egy gázmintát vesz és azt a 7 mintavevő vezetékbe vezeti, úgy, hogy az összes távozó gázból, 20 000 m³/h mennyiségből körülbelül 10 m³/h mennyiség lesz elágaztatva. Ez a gázminta egy elektromosan, vagy hőcserélő által üzemeltetett 24 fűtés által, előnyösen a 7 mintavevő vezeték teljes hossza mentén melegítve van, hogy a kondenzáció elkerülhető legyen.

A 7 mintavevő vezetékből egy részáram a 8 hígítóberendezésbe vezet. A többfokozatúra kialakított 8 hígítóberendezés gyakorlatilag szabad légáram egy meghatározott térfogatáramával üzemel. Erre szolgál a 11 sűrítő, amely elé egy 12 szűrő van kapcsolva a jód és az aeroszol szűrésére. Elvben csak a két első fokozatban van fűtés a több hígítófokozat esetében is, mivel önmagában a 4 nyomáslevezető vezetékben lévő tisztított gőznek a harmatpontkülönbségen alapuló leválasztása a második fokozat után már nem lehetséges.

A később ismertetésre kerülő 8 hígítóberendezésen való keresztüláramlással a mintaáram a 13 mérővezetékbe jut, amely a berendezés normál üzeme számára a 14 mérőszakasszal van ellátva. A 14 mérőszakaszból a 13 mérővezeték egy 60 háromutas szelepen keresztül egy, a normál üzemre szolgáló mérővezetékkel van összekötve. Végül a cső az állandóan mérendő távozó gázokhoz vezet, amelyek az 5 kürtőből a 61 mintavevő rácsozatból kerülnek elvételre.

Az erősen leegyszerűsítve ábrázolt 14 mérőszakasz egy kombinált 15 aeroszol- és jódegyensúlymérő szűrőhöz vezet, szakaszos mérés céljára. A kvázifolyamatos felügyeletre szolgál egy 16 aeroszolmonitor, egy 36 jódmonitor és egy 37 nemesgázmonitor. Mindhárom monitor egyenként 38 sugárzódetektorral van ellátva. A kijelző csupán az aeroszol relatív aktivitását mutatja. Ezen túlmenően a 15 aeroszol- és jód2

HU 215 985 Β egyensúlymérő szűrő váltott intervallumát határozza meg.

A normál állapotban szokásos szakaszos mérés során a 15 aeroszol- és jódegyensúlymérő szűrő hetente egyszer vesz mintát. Zavar esetén ezzel szemben minden négy órában vesz mintát. Ehhez a 15 aeroszol- és jódegyensúlymérő szűrő úgy van kialakítva, hogy a mintát egy elkülönített térbe juttatja, és ott egy spektrométer segítségével kiértékeli a specifikus nukleonokat.

A mérést megelőzően a 14 mérőszakasz át lesz öblítve, miáltal a nemesgázkomponensek okozta szűrőaktivitás egy nem számottevő szint alá lesz csökkentve, és a tulajdonképpeni mérés eredményét nem hamisítja meg. A 13 mérővezeték a 34 zárószerv révén le van zárva, és a 17 öblítővezeték pedig a 35 zárószerv működtetésével ugyanakkor ki van nyitva. A 19 szállítószivattyú atmoszferikus levegőt szív be, és a 18 jód- és aeroszolszűrőn keresztül a 14 mérőszakaszba juttatja. Az öblítőlevegő a 9 visszavezető vezetékbe nyomódik, de lehet természetesen közvetlenül az 5 kürtőbe is vezetni.

A mérést követően maga a 17 öblítővezeték a 35 zárószervvel le van zárva, míg a 13 mérővezeték a 34 zárószervvel ki van nyitva. Ugyanaz a 19 szállítószivattyú a mérendő gázkeveréket beszívja. Itt a szivattyú egy nagyobb öblítőmennyiséget határoz meg, a mérés során rendszerint atmoszferikus levegőt szív hozzá. E célból az áramlásirányban az ágvezetékben egy 20 szabályozószelep van, amely 21 aeroszolszűrővel van ellátva.

A 14 mérőszakasz a 16 aeroszol monitorral és a 15 aeroszol- és jódegyensúlymérő szűrővel rendelkező része torkolata előtt egy 22 áramlásmérő van. Ezen az úton lesznek az aktivitáskoncentráció értékei megállapítva. A koncentrációt áramlásméréssel korrelálják, hogy az aktivitás adatértékét levezessék.

Jóllehet, mint ahogy fent említettük, nyersgázvezeték átáramlása mérve van, ezzel a méréssel való korreláció egy hamis értékhez vezetne. Akkor a nyersgázvezetékben és a tisztítottgáz-vezetékben az átáramlás kezdeti szakaszaiban nyomáscsökkentésnél nagyon különböző értékek lennének. így például feltételesen a gőzrész lecsapódása által a 3 szűrőberendezés még hideg vízfelfogó edényben. Ennek következtében a 4 nyomáslevezető vezetékben elhelyezett 23 áramlásmérőnél az átáramlás egy további esetet állapít meg. Ez egy Venturi-mérés vagy egy nyomás/hőmérsékletmérésen keresztül meghatározott érték. Az eredmény a koncentrációértékkel lesz összekapcsolva, annak érdekében, hogy az aktivitás-teljesítményértéket meghatározzák.

A fentebb leírt mérés számára előzetesen az aktivitáskoncentrációt az 1 biztonsági tartályon belül meg kell határozni. Erre szolgálnak a következő berendezésrészek: Az 1 biztonsági tartályban egy többfokozatú 40 hígítóberendezés van. A mintaelvétel helyét a nyíllal jelölt 41 mintavevő mutatja. Az előkészített gázminta a 14 méröszakaszhoz a 42 mérő vezetéken keresztüljut el. A hígítógáz - itt sűrített levegőt vagy nitrogént alkalmazunk - az 1 biztonsági tartályon kívül elhelyezett 43 nyomástartó edényben előkészítve, és majd a 44 bevezetővezetéken át a 40 hígítóberendezésbe lesz vezetve.

A 44 bevezetővezetékben a 45 zárószerv mellett egy 46 nyomáscsökkentő szelep is található. Üzemzavar esetében az 1 biztonsági tartályban a nyomás 1 és 7 bar közötti értéket érhet el, így a higítógáz nyomását ehhez az értékhez kell igazítani a 44 bevezetővezetékben. A 46 nyomáscsökkentő szelep nyomásbeállítása a 44 bevezetővezetékben lévő, a 47 és 48 nyomásmérőkön leolvasható értékek alapulvételével történik.

A 44 bevezetővezeték egy 49 fűtéssel van ellátva, hogy a hígítólevegőt legalább közelítően az 1 biztonsági tartályban uralkodó hőmérsékletre felmelegítse.

Továbbá a 42 mérővezeték és a 44 hozzávezető vezeték 50 és 51 alapjelképző szervekkel van ellátva. Ezek rendszerint szabad térben találhatók, az 1 biztonsági tartály és az azt körülvevő, nem ábrázolt betonhüvely közötti térben. Ezek a II. biztonsági osztály szerint vannak megtervezve, és kettős kivitelben állnak rendelkezésre. A mérés kezdetén arra kell figyelni, hogy az 50 alapjelképző szerv a 44 bevezetővezetékben a 42 mérővezetékben lévő 51 alapjelképző szerv előtt nyitva legyen, a mérési folyamat befejezésénél pedig arra kell ügyelni, hogy a 44 bevezetővezetékben lévő 50 alapjelképző szerv a 42 mérővezeték előtt zárva legyen. Ezzel az intézkedéssel azt akadályozzuk meg, hogy a nagy aktivitású gázkeverék a 40 hígítóberendezésen keresztül a 42 mérővezetékbe, és onnan pedig a szabadba kijusson.

A 2. ábra egy hígítófokozatot ábrázol, amely akár a 8, akár a 40 hígítóberendezést is reprezentálhatja.

A következőképpen működik: Az előállított sűrített levegő körüláramlik a 30 fúvókát körbevevő 29 körgyűrűs résen, és hozzákeveredik a hígítandó gázkeverékhez. A fellépő nyomáscsökkenés által az aeroszol egy meghatározott térfogatárammal beszívódik, és a 31 keverőkamrában a tiszta levegővel elkeveredik. A tiszta levegő-térfogatáram megemelkedik, és így azonos mértékben megnő az áramlási sebesség a 29 körgyűrűs résben. Ezáltal nő az alsó nyomás a 30 fúvókában, és ennek következtében a gázkeverék térfogatárama is hasonlóan hozzáemelkedik. Mindkét térfogatáram így az alsó nyomással van összekapcsolva, és a térfogatáramok viszonyai különböző előnyomásoknál állandóak maradnak.

A 8 hígítóberendezésben a hígítás 1:10⁴ arányú, míg a 40 hígítóberendezésben 1:10^{6 7} arányt érhet el. Emellett előnyösen a hígítás több kaszkádegységben megy végbe, amely a tisztahígítólevegő-szükségletet lecsökkenti. A 7 mintavevő vezetékből vett minta és az 1 biztonsági tartályban lévő 41 mintavevő hígított mintájából csak egy rész lesz a 31 keverőkamrából elvéve, és mindenkor a következő fokozathoz vezetve. Ez a részáramlás-elvétel a 32 fúvóka útján következik be. Emellett arra is ügyelni kell, hogy a mintavétel izokinetikus feltételek mellett következik be. Ez rendelkezésre áll akkor, ha a beszívás helyén a 32 fúvókában az áramlási sebesség ugyanakkora, mint az áramlási csatornában. Különböző íúvókaátmérőkön keresztül különböző beszívási térfogatáramokat az össztérfogatáramhoz kell hozzáigazítani. Ennek az utolsó fokozatban van jelentősége.

HU 215 985 Β

Például legyen adott összesen csak 0,3 m³/h, amit további hígításhoz használunk fel. A hígítás után a mérőkészülékbe így körülbelül 3 m³/h lesz vezetve. Ezek az izokinetikus részáram-elvétel után 16,2 m³/h fennmaradó maradék levegő példánkban minden hat hígítófokozatban áramlik a 8 hígítóberendezésbe a 33 légtelenítőcsonkon keresztül kifelé a 9 visszavezető vezetékbe. (Az

1. ábrán csak négy fokozatot ábrázoltunk.)

A 9 visszavezető vezetékben a mintalevegő maradéka és a levegő a 33 légtelenítő csőtoldatból egy 10 szivattyú révén a tisztított gáz 4 nyomáslevezető vezetékébe visszakerül. A visszavezetésnél arra kell ügyelni, hogy a hígítófokozat 31 keverőkamrájában semmiféle ellennyomás ne álljon fenn, amely a hígitási viszonyokat befolyásolhatná. A 40 hígítóberendezés a maradék levegőt az 1 biztonsági tartályba visszaviszi, ahogy azt a nyíl is mutatja.

A hígítás során a leválasztott anyag aktivitása a normál üzemnél szokásos értékre esik vissza. A mérőkészülék kezelése és a mért érték kiértékelése így a zavarás esetében is a szokott módon történik.

Az utolsó fokozat 32 fuvókájára a 8 hígítóberendezésnél a 13 mérővezeték, és a 40 hígítóberendezésnél a 42 mérővezeték van rácsatlakoztatva, melyek tulajdonképpen a 14 mérőszakaszhoz vezetnek.

Egy zavarásnál, jóllehet, hogy a kürtőlevegő mint az 1 biztonsági tartályon belüli légkör is egymástól függetlenül mérhető, a 14 mérőszakasz egy pótlólagos 59 aeroszol- és jódegyensúlymérő szűrővel és egy 62 áramlásmérővel is fel van szerelve.

Az 59 aeroszol- és jódegyensúlymérő szűrő egy odavezető 55 kerülővezetékkel van ellátva. A 62 áramlásmérő mért értéke és adott esetben a nem ábrázolt hőmérséklet- és nyomásmérő szondák (amelyek ugyanabban a vezetékszakaszban találhatók, mint az áramlásmérő) szolgálnak beállítóértékként az 55 kerülővezetékben és az 59 aeroszol- és jódegyensúlymérő szűrő mögött az 56 és 57 szabályozószervek számára. Az 55 kerülővezeték több percen át van nyitva, hogy a mintavevő rendszer számára a mintát odavezesse. Ez úgy teljesül, hogy valamennyi rendszer reprezentatív levegővel ki van öblítve. A hozzávezetési eljárás szerint, melynél a minta térfogatárama beszabályzott, az 55 kerülővezetéktől az 59 aeroszol- és jódegyensúlymérő szűrőhöz irányuló vezetékre van átkapcsolva. Minden ilyen eljárásnál az 50 és 51 alapjelképző szervek nyitott állapotban vannak.

Zavarásnál a mintavétel szakaszosan szükséglet szerint üzembe helyezhető. Mérés alkalmával maga az 53 öblítővezeték az 52 nyomáscsökkentő szeleppel le van zárva. A hígított gázminta a mennyiségszabályzás után az 59 aeroszol- és jódegyensúlymérő szűrőn keresztül van vezetve. A már korábban ismertetett eljárás szerint az átáramló mennyiséget méijük, és az ülepedési idő alatt integrálva. A mért gázmennyiségek 1 m³/h és 3 m³/h között vannak. Az ülepedési idő egy perctől több percig is teijedhet. A mérés után porral telt 59 aeroszolés jódegyensúlymérő szűrőt éppen úgy, mint a normál üzemű mérésnél, a szűrő kiértékelésre használt detektorokkal, például germániumdetektorokkal, laboratóriumban kiértékelik.

Az 59 aeorosol- és jódegyensúlymérő szűrő áramlásirányában egy kiegészítő mérőhely van, hogy a mintában lévő nemesgázrészt kiértékelje. Ez lehet az 58 gáztároló vagy pedig az úgynevezett “gázegér”.

Mérés után a 14 mérőszakasz át lesz öblítve. Az ehhez szükséges közeget a 43 nyomástartó edény szolgáltatja. A 42 mérővezetékben és a 44 bevezetővezetékben lévő 45 zárószerv és az 51 alapjelképző szerv le van zárva. A hígítógáz nyitott 52 nyomáscsökkentő szelepen keresztül, az 53 öblítővezetéken át a 42 mérővezetékbe, és onnan pedig a 14 mérőszakaszba jut. Itt a mérés csak az 59 aeorosol- és jódegyensúlymérő szakaszra vonatkozik, öblítési és mérési célból a 36 jódmonitorhoz, a 37 nemesgázmonitorhoz és a 38 sugárzódetektorhoz vezető vezeték az 54 zárószervvel le van zárva. Az öblítőközeg a 9 visszavezető vezetékbe lesz kinyomva, de lehet természetesen közvetlenül az 5 kürtőbe is kivezetni. Magától értetődik, hogy a 14 mérővezeték is, ebben az esetben az előzőekben leírt 17 öblítővezetékkel, 18 jód- és aeroszolszűrővel és a 19 szállítószivattyúval együtt, az ott ismertetett eljárás szerint is átöblíthető.

Claims (3)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Berendezés reaktor biztonsági tartályán (1) belüli légkör felügyeletére, ahol a biztonsági tartály (1) egy mintavevővel (41) van ellátva, és egy gáz keverékéből vett minta mérővezetéken (42) keresztül egy mérőszakaszba (14) van vezetve, azzal jellemezve, hogy a biztonsági tartályhoz (1) a mérőszakasz (14) előtt egy, a gázkeverék aktivitási koncentrációját csökkentő hígítóberendezés (40) van hozzárendelve, amelyhez szükséges nyomásszabályzóit hígítógáz egy, a biztonsági tartályon (1) kívüli forrásból van származtatva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hígítóberendezésbe (40) bevezetett hígítógáz fűtés (40) útján fel van melegítve.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a gázkeverék hígítása több fokozatban megy végbe.