CS199758B1

CS199758B1 - Equipment for sampling for research of removal of reaction sodium-watter and watter vapour products from tubes

Info

Publication number: CS199758B1
Application number: CS319477A
Authority: CS
Inventors: Karel Plihal; Jaromir Bar; Miroslav Kostal; Ales Sima; Jiri Nemec; Libor Urbancik
Original assignee: Karel Plihal; Jaromir Bar; Miroslav Kostal; Ales Sima; Jiri Nemec; Libor Urbancik
Priority date: 1977-05-16
Filing date: 1977-05-16
Publication date: 1980-08-29

Description

Vynález se týká zařízení pro vytváření vzorků k výzkumu odstraňování produktů reakce sodíku s vodou a vodní párou z trubek, zvláště v jaderných elektrárnách s rychlými Sodíkovými reaktory a ve zkušebních sodíkových smyčkách a stendech.The present invention relates to a sample making apparatus for the research of the removal of sodium reaction products with water and water vapor from tubes, particularly in nuclear power plants with fast sodium reactors and in test sodium loops and stends.

Při provozu parních generátorů jaderných elektráren s rychlými sodíkovými reaktory může dojít k nětěsnostem mezi jejich sodíkovým a parovodním prostorem a. exothermní reakce sodíku s vodou může způsobit havárii. Po havárii je nutno postižené Části parního generátoru zbavit produktů reakce sodíku s vodou, jejichž odstraňováni z trubek je značným problémem. Tato otázka odstraňování produktů reakce sodíku s vodou je předmětem výzkumu. Studují se faktory, mající vliv na toto odstraňování.Operation of steam generators of nuclear power plants with fast sodium reactors may cause leaks between their sodium and steam pipelines and the exothermic reaction of sodium with water may cause an accident. After the accident, the affected parts of the steam generator must be freed from the reaction products of sodium with water, the removal of which from the tubes is a considerable problem. This issue of the removal of sodium reaction products with water is the subject of research. Factors affecting this removal are studied.

Doposud bylo nutno zkoušet zmíněné faktory na poměrně složitých zařízeních sodíkových smyček, do nichž byl zabudován model části parního generátoru, který byl na vhodném místě přerušen, např. explozí zabudované nálože výbušniny, nebo byla na vhodném místě otevřena tryska, umožňující vstřik vody nebo vodní páry do sodíku. Tím byla způsobena umělé havárie a po jejím odeznění byly části modelu parního generátoru odděleny a na nich byla studována koroze a možnosti odstraňování produktu reakce sodíku s vodou, Tento způsob je jistě vhodný pro zjišťování mechanické odolnosti parního generá199 758So far, it has been necessary to test these factors on relatively complex sodium loop devices incorporating a model of a part of a steam generator that has been interrupted at a suitable location, eg by an explosive embedded explosive charge, or a nozzle allowing water or water injection to be opened. into sodium. This caused an artificial accident and after its disappearance the parts of the steam generator model were separated and the corrosion and the possibilities of removal of the product reaction of sodium with water were studied. This method is certainly suitable for determining the mechanical resistance of the steam generator.

199 7S8 toru při haváriích, avšak pro studium odstraňování produktů reakce sodíku s vodou je ekonomicky a výrobně náročný, nebezpečný a neumožňuje provádění velkého počtu experimentů, nezbytné měnění různých faktorů a parametrů experimentů apod.199 7S8 in the case of accidents, but for the study of removal of products of reaction of sodium with water is economically and productively demanding, dangerous and does not allow carrying out a large number of experiments, necessary changes of various factors and parameters of experiments, etc.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro vytváření vzorků k výzkumu odstraňování produktů reakce sodíku β vodou a vodní párou z trubek podle vynálezu. Podstata vynálezu tkví v tom, že zařízení sestává z první nádoby s prvním vnitřním prostorem, spojená a druhou nádobou s druhým vnitřním prostorem, přičemž jak první vnitřní prostor, tak druhý vnitřní prostor jsou hermetická a jsou odděleny od seba navzájem membránou a bu3 v prvním vnitřním prostoru, případně v druhém vnitřním prostoru je umístěn vzorek trubky, sodík a voda, přičemž voda a sodík jeou umístěny každý v jiném vnitřním prostoru.These disadvantages are overcome by the sample making apparatus for the research of the removal of sodium β reaction products by water and steam from the tubes of the invention. SUMMARY OF THE INVENTION The device consists of a first container with a first interior space connected to and a second container with a second interior space, wherein both the first interior space and the second interior space are hermetic and separated from each other by a membrane and either in the first interior space. and a sample of tube, sodium, and water are located in the second interior space, whereby water and sodium are each located in a different interior space.

Ve srovnání e dosud známými zařízeními, používanými, je zařízení podle vynálezu nesrovnatelně jednodušší, méně nákladné, výrobně'méně náročné, bezpečnější, umožňuj^ prováděni daleko většího počtu experimentů a tady i daleko detailnější prostudováni procesů, závislostí a faktorů.Compared to the prior art devices used, the device according to the invention is incomparably simpler, less expensive, less expensive to manufacture, safer, allows far more experiments and much more detailed study of processes, dependencies and factors.

Zařízení podle vynálezu může být opatřeno topením, β výhodou elektrickým, což umožňuje lepší ovládání a kontrolu celého experimentu, než když je nutno zahřívat celé zařízeni vnějším zdrojem tepla. Tímto opatřením ee dosahuje též menší spotřeby energie.The device according to the invention may be provided with heating, preferably electric, which allows better control and control of the whole experiment than when it is necessary to heat the whole device by an external heat source. This measure also achieves less energy consumption.

Zařízeni podle vynálezu lze vybavit kanály a ventily, ústícími v počtu nejméně dvou do každého ze dvou vnitřních prostorů nádob. Tímto je umožněno vytěsnění, vzdušné *moaféry z vnitřních prostorů inertním plynem, a výhodou argonem a následovně pohodlné a bezpečné naplnění každého z vnitřních prostorů příslušnou kapalinou, tj* buJ vodou nebo kapalným sodíkem.The device according to the invention may be provided with channels and valves opening at least two into each of the two interior spaces of the vessels. This makes it possible to displace the air moafers from the interior with an inert gas, preferably argon, and subsequently to conveniently and safely fill each interior with the appropriate liquid, i.e. either water or liquid sodium.

Zařízení podle vynélezu je evýhodoú opatřeno buJ břitem nebo hrotem>k porušení celistvosti membrány. Toto opatřeni umožňuje přesnější stanoveni základních parametrů pokusu, tj. teploty a tlaku, nežli v případě, kdy se poruší celistvost membrány přetlakem řAdvantageously, the device according to the invention is provided with either a lip or a tip for breaking the integrity of the membrane. This measure allows a more accurate determination of the basic parameters of the experiment, ie temperature and pressure, than if the integrity of the diaphragm is compromised by an overpressure of?

vodní páry v jednom z obou vnitřních prostorů.water vapor in one of the two interior spaces.

Zařízeni podle vynálezu může mít na jedná nebo i na obou nádobách oddělitelná dno. Tímto opatřením je umožněno pohodlnější vyjmutí vzorků trubky a produktů reakce sodíku s vodou a pohodlnější vyčištěni vnitřních prostorů nádob po pokusu.The device according to the invention may have a removable bottom on one or both containers. By this measure, it is possible to more conveniently remove the tube samples and products of the reaction of sodium with water and to more easily clean the interior of the containers after the experiment.

Příklady provedeni vynálezu jaou znázorněny na připojených výkresech, kde obr. 1, představují schematicky dvě alternativní provedení zařízení podle vynálezu, obr. 3 pomocné zařízení v nárysu a obr. 4 v půdorysu.1 shows schematically two alternative embodiments of the device according to the invention, FIG. 3 shows the auxiliary device in front view and FIG. 4 in plan view.

Zařízení sestává z první nádoby 2 s prvním vnitřním prostorem i, spojená s druhou nádobou 6 a druhým vnitřním prostorem g přírubovým spojem, kterým je současně mezi oběmaThe device consists of a first container 2 with a first inner space 1, connected to a second container 6 and a second inner space g with a flange connection, which is simultaneously between the two

199 758 přírubami obou nádob sevřena membrána J, oddělující hermeticky prostor 1 od prostoru 2*199 758 flange of both vessels clamped membrane J separating hermetically space 1 from space 2 *

V prostoru 2 <3® umístěn vzorek 8 trubky a sodík 2· ^Do prostoru 1 ústí kanály 18, 19 s ventily 22» 23. Ve stěnách obou nádob je vestavěno elektrická odporová topení 10 a termočlánky 11 k měření teploty.A sample tube 8 and sodium 2 are placed in the chamber 2 <3®. · ^The ducts 18, 19 with valves 22 »23 open ^{into the} chamber 1.

Do nádoby 2 se vloží vzorek 8 trubky a tuhý sodík 2· Prostor 2 ^s® uzavře membránou 2, na niž ee přiklopí nádoba 2 ^a přírubový spoj mezi nádobami se hermeticky uzavře. Potom ee otevřou ventily 22. 23 a potrubím 18 se přivede do prostoru 1 voda Oba ventily 22.A tube sample 8 is placed in the container 2 and solid sodium 2 is closed. The space 2 ^with ® is closed by a membrane 2 onto which the container 2 is closed ^{and the} flange connection between the containers is hermetically sealed. Thereafter, the valves 22, 23 are opened and water 18 is fed through line 18 to both valves 22.

se uzavřou. Potom se celé zařízení zahřívá topením 10 a sleduje a zapisuje se teplota zařízení termočlánky 11 v závislosti na čase. Přetlak vodních par v prostoru 1 je podstatně vySSí nežli přetlak par sodíku v prostoru £ a za určité teplpty poruší celistvost membrány 2· Voda J reaguje se sodíkem 2 exothermní reakci, takže teplota zařízeni prudce stoupne. Produkty reakce stečou do spodní části prostoru 2 ^a působí dále na vzorek 8 trubky. Topení 10 se vypne a zařízení se nechá zchladnout na normální teplotu. Potom se nádoby £, £ i membrána £ od sebe oddělí, vzorek 8 trubky se očistí a společné s produkty reakce sodíku 2 ® vodou J se odebere vše ke zkouškám. Vnitřní prostory nádob 2, 6 se vyčistí. Tlak v době porušení celistvosti membrány £ se vypočte podle známé teploty, známého množství vody a známého objemu prostoru 1.will close. Thereafter, the entire device is heated by heating 10 and the temperature of the device is monitored and recorded as a function of time. The water vapor pressure in space 1 is considerably higher than the sodium vapor pressure in space 6 and at certain temperatures breaks the integrity of the membrane 2. Water J reacts with the sodium 2 exothermic reaction so that the temperature of the device rises sharply. The reaction products flow into the lower part of the space 2 ^and act further on the tube sample 8. Heating 10 is turned off and the device is allowed to cool to normal temperature. Thereafter, the vessels 8, 6 and the membrane 6 are separated, the tube sample 8 is cleaned and taken together with the products of the reaction of sodium 2 with water J for testing. The interior of the containers 2, 6 is cleaned. The pressure at the time of breaking the integrity of the membrane 6 is calculated according to a known temperature, a known amount of water and a known volume of space 1.

Zařízeni je s výhodou opatřeno hrotem 12, který je zašroubován ve dně nádoby 2 šroubovým těsnícím závitem a opatřen šroubovou hlavicí mimo nádobu 2· Hrot 1 míří proti membráně £. Kromě toho nádoba 6 ipá oddělitelné dno 2» spojené s tělesem nádoby 6 má oddělitelná 'dno 2, spojená s tělesem nádoby 6 přírubovým spojem. Dnem 2 procházejí dva kanályThe device is preferably provided with a tip 12 which is screwed in the bottom of the container 2 by a screw sealing thread and provided with a screw head outside the container 2. The tip 1 faces the membrane 6. In addition, the container 6 adheres to the removable bottom 2 'connected to the container body 6 having a removable bottom 2 connected to the container body 6 by a flange connection. Two channels pass through Day 2

20. 21. opatřená ventily 24. 25. ústící do prostoru 2·20. 21. fitted with valves 24. 25. opening into space 2 ·

Z prostoru £ se nejdříve vytěsní vzduch inertním plynem, s výhodou argonem, přiváděným přiváděcím kanálem 20 při otevřeném ventilu 25. Potom se stejným způsobem zavede do prostoru £ kapalný sodík £.First, air from the chamber 5 is expelled with an inert gas, preferably argon, through the supply channel 20 with the valve 25 open. Liquid sodium 4 is then introduced into the chamber 5 in the same manner.

Při dosažení určité teploty zařízení zjištěné termočlánky 11 se hrotem 12 poruší celistvost membrány 2· zchlazeni celého zařízení se rozpojí oba přírubové spoje a oddělí od sebe obě nádoby 2,6 i dno 2 tělesa nádoby £, což umožní snadnější vyjmutí vzorku 8 trubky, produktů reakce sodíku 2 ⁸ vodou J a vyčištění nádoby 6_O Upon reaching a certain temperature of the device detected by the thermocouples 11 with the tip 12, the integrity of the membrane 2 is broken. Cooling the whole device disconnects the two flange joints and separates the two vessels 2.6 and the bottom 2 of the vessel body. sodium 2 ⁸ with water J and clean the container 6 _O

Alternativní provedeni znázorněné na obr. 2 je stejné jako právě popsané provedení a hrotem, avšak hrot 12 není zašroubován závitem do dna nádoby 2, nýbrž je celý volné uložen ve výklenku dna nádoby 2 a jeho tělo je vyplněno olovem, přičemž míří přímo proti membráně J.The alternative embodiment shown in FIG. 2 is the same as the one just described with the tip, but the tip 12 is not screwed into the bottom of the container 2 but is loosely seated in the recess of the bottom of the container 2 and its body is filled with lead. .

Funkce zařízení je podobná jako již popsaného provedení s hrotem 12. Když je dosaženo teploty v zařízení 13 vhodná pro reakci sodíku Jg s vodou £, poruší se celistvost membrány £ za použití pomocného zařízení, znázorněného na obr. 3, 4. Zařízení 13 podle vynálezu se upevni a fixuje na konci vodorovného ramene 14 tak, aby hrot 12 mířil vzhůru. DruhýThe operation of the device is similar to that of the tip 12 already described. When the temperature in the device 13 suitable for the reaction of sodium 18 with water 6 is reached, the integrity of the membrane 6 is broken using the auxiliary device shown in Figs. is fixed and fixed at the end of the horizontal arm 14 so that the tip 12 points upwards. Second

1*9 9 7SB konec ramene 14 je upevněn na otáčivá ose 15. Zařízení 13 dostane ruční impuls tak, še opíše půlkruhovou dráhu 16 a prudce dopadne na podložku v místě 17. Hrot 12 prudee narazí na membránu 2 a poruší její celistvost·1 * 9 9 7SB the end of arm 14 is mounted on the pivot axis 15. The device 13 receives a manual pulse by describing the semicircular path 16 and hits the washer 17 locally. The tip 12 strikes the membrane 2 and breaks its integrity.

Zařízení podle vynálezu může být využito ve výzkumu a vývoji způsobů a prostředků pro odstraňování produktů reakce sodíku a vodou, zvláště ve výzkumu a vývoji havarijních zařízeni a opatření parních generátorů jaderných elektráren a rychlými sodíkovými reaktory.The device according to the invention can be used in the research and development of methods and means for the removal of sodium reaction products and water, in particular in the research and development of emergency equipment and measures of steam generators of nuclear power plants and fast sodium reactors.

pSeDUS T VYNÁLEZUpSeDUS T OF THE INVENTION

Claims

Sample making apparatus for the research on the removal of sodium reaction products and water and water vapor from tubes, characterized in that it consists of a first vessel (2) and a first interior (1) connected by a β second vessel (6) and a second interior (5) ), wherein both the first inner space (1) and the second inner space (5) are hermetic and are separated from each other by a membrane (4) and a sample is placed in the first inner space (1) or the second inner space (5) (8) tubes, sodium (9) and water (4), wherein water (4) and sodium (9) are each located in a different interior space (1.5).

Device according to claim 1, characterized in that it is provided with a heating (10), preferably electric.

Device according to claim 1, characterized in that it is provided with channels (18, 19, 20, 21) and valves (22, 23, 24, 25) opening at least two into the first interior space (1) and at least two into the second interior space (5).

Device according to Claim 1, characterized in that it is provided with a tip (12) for breaking the integrity of the membrane (3).

Device according to claim 1, characterized in that the bottom (7) of the container (2) or container (6) is separable.

3 výkreey