CS274001B1 - Continuous method of hydrogen determination in water - Google Patents

Continuous method of hydrogen determination in water Download PDF

Info

Publication number
CS274001B1
CS274001B1 CS387485A CS387485A CS274001B1 CS 274001 B1 CS274001 B1 CS 274001B1 CS 387485 A CS387485 A CS 387485A CS 387485 A CS387485 A CS 387485A CS 274001 B1 CS274001 B1 CS 274001B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
hydrogen
oxygen
gas
stripper
water
Prior art date
Application number
CS387485A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS387485A1 (en
Inventor
Jiri Ing Csc Balajka
Jozef Ing Csc Peschl
Jan Ing Csc Judak
Rudolf Ing Csc Burcl
Jan Lucansky
Original Assignee
Jiri Ing Csc Balajka
Jozef Ing Csc Peschl
Jan Ing Csc Judak
Rudolf Ing Csc Burcl
Jan Lucansky
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiri Ing Csc Balajka, Jozef Ing Csc Peschl, Jan Ing Csc Judak, Rudolf Ing Csc Burcl, Jan Lucansky filed Critical Jiri Ing Csc Balajka
Priority to CS387485A priority Critical patent/CS274001B1/en
Publication of CS387485A1 publication Critical patent/CS387485A1/en
Publication of CS274001B1 publication Critical patent/CS274001B1/en

Links

Abstract

The design concerns the continuous method of determination of hydrogen especially in the cooling medium of the primary circuit of nuclear power plants and it does not require calibration by gas standards with hydrogen content. The introduced goal is achieved with the use of indirect determination of hydrogen that is separated from the cooling medium by the stripper gas (air, or mixture of air with nitrogen) from the values of oxygen depletion in the stripper gas, which is used up for catalytic incineration of hydrogen. Oxygen depletion is determined with the use of the oxygen analyser (4), which is equipped with an oxygen sensor with the solid electrolyte with oxygen ionic conduction and which is located in the set consisting of the stripper (1), vessel with a catalyser (2) and gas dehydrator with a cooling spiral (3). The signal of the oxygen sensor, responding by the thermodynamic relation, is processed by means of computer technology, which can at the same time control the activity of the analyser. The design can be used in all fields where it is needed to determine hydrogen that is soluble in water, water solutions or other liquids.<IMAGE>

Description

Vynález sa týká kontinuálneho spůsobu stanovenia vodíka, predovšetkým v chladivé primárného okruhu jádrových elektrární, ktorý nevyžaduje kalibrovanie plynnými štandardmi s obsahom vodíka.The invention relates to a continuous method for determining hydrogen, in particular in a refrigerant primary circuit of nuclear power plants, which does not require calibration with hydrogen-containing gas standards.

Súčasné sposoby stanovenia vodíka v chladivé primárného okruhu jádrových elektrární sú bu3 diskontinuálně, založené na ručnom odbere vzorky s následnou plynovochromatografickou analýzou, alebo kontinuálně, založené na nepretržitom stripovaní vodíka z pretekajúceho chladivá s následnou analýzou buá plynovou chromatografickou, alebo priamo meraním (napr. tepelnej vodivosti) v prúde stripovacieho plynu. Všetky uvedené postupy vyžadujú kalibráciu vstupného signálu pomocou čistého vodíka, připadne štandardných plynov s jeho obsahom. Uvedené skutočnosti síažujú zaradenie spomínaných metod do automatizovaného systému kontroly chemického režimu primárného okruhu. Okrem toho, vz(ah medzi meranou veličinou a signálom snímača nemožno popisaí jednoduchým matematickým vzíahom, čo komplikuje hromadný zber údajov pomocou výpočtovej techniky. Používané stripovacie a nosné plyny nie sú běžné v centrálnom plynovom rozvode jádrových elektrární, čo kladie zvýšené nároky na manipuláciu s tlakovými nádobami.Current methods of determining hydrogen in the cooling primary circuit of nuclear power plants are either discontinuous, based on manual sampling followed by gas chromatographic analysis, or continuously, based on continuous stripping of hydrogen from the flowing refrigerant followed by analysis either by gas chromatography or by direct measurement (e.g. ) in the stripping gas stream. All of the above procedures require the input signal to be calibrated using pure hydrogen or standard gases containing it. These facts make it more difficult to incorporate these methods into the automated control system of the primary circuit chemical regime. In addition, the relationship between the measured variable and the sensor signal cannot be described by a simple mathematical relationship, which complicates mass data collection using computer technology. The stripping and carrier gases used are not common in the central gas distribution of nuclear power plants. containers.

Uvedené nevýhody rieši kontinuálny sposob stanovenia vodíka v chladiacej vodě primárného okruhu jádrových elektrární, ktorého podstatou je nepriame stanovenie vodíka vo vystripovanom plyne s použitím kyslíkového snímača s tuhým elektrolytom, ktorým sa meria úbytok kyslíka v stripovacom plyne (vzduchu, připadne zmesi vzduchu s dusíkom), spósobený katalytickým spálením vodíka so stechiometrickým množstvom kyslíka na katalyzátore predradenom kyslíkovému snímačů.These disadvantages are solved by the continuous method of determining hydrogen in the cooling water of the primary circuit of nuclear power plants, which is based on indirect determination of hydrogen in the stripped gas using an oxygen sensor with a solid electrolyte to measure the loss of oxygen in the stripping gas. caused by catalytic combustion of hydrogen with a stoichiometric amount of oxygen on the catalyst upstream of the oxygen sensors.

Signál kyslíkového snímača je presne definovaný koncentráciou kyslíka vzíahom, vychádzajúcim z Nernst-Petersovej rovnice pře napátie galvanického článku při atmosférickom tlaku, so vzduchom ako referenčným plynom:The oxygen sensor signal is precisely defined by the oxygen concentration relative to the Nernst-Peters equation over the voltage of the galvanic cell at atmospheric pressure, with air as the reference gas:

χθ2 ~ 0,205 exp kde xQ2 - je molárny zlomok kyslíka v E - je napátie článku (V)χθ 2 ~ 0.205 exp where x Q2 - is the molar fraction of oxygen in E - is the cell voltage (V)

E__ - je asymetrické napátie článku (V) a SE__ - is the asymmetric voltage of cell (V) and S

T - je teplota článku (K).T - is the cell temperature (K).

Okrem jednoduchosti analyzátora, využívájúceho předkládané riešenie je jeho výhodou predovšetkým to, že ku stripovaniu možno použil vzduch, resp. zmes vzduchu s inertným plynom (dusíkom), dalej, že jedinou kalibráciou je občasné zmeranie asymetrického napátia článku (změny ktorého sú spůsobené nerovnomernosíou tlakového a teplotného poía v článku) a konečne existencia jednoduchého, presne definovaného vzíahu medzi signálom čidla a meranou veličinou. Toto umožňuje využií předkládaný spůsob stanovenia vodíka v systéme automatických analyzátorov pře kontrolu chemického režimu s uplatněním výpočtovej techniky pře riadenie systému a spracovanie zmeraných výsledkov.In addition to the simplicity of the analyzer utilizing the present solution, its advantage is in particular that air or air can be used for stripping. a mixture of air with an inert gas (nitrogen), further that the only calibration is the occasional measurement of the asymmetric cell voltage (changes caused by the unevenness of the pressure and temperature fields in the cell) and finally the existence of a simple, well defined relationship between This makes it possible to utilize the present method of determining hydrogen in a system of automatic analyzers for the control of the chemical mode using computer technology for controlling the system and processing the measured results.

Na obr. 1 je schematicky znázorněný příklad zostavy automatického analyzátora vodíka, využívájúceho popisovaný spůsob stanovenia vodíka. Na obr. 2 je příklad usporiadania analyzátora kyslíka so snímačom s tuhým elektrolytom.In FIG. 1 is a schematic illustration of an automatic hydrogen analyzer assembly utilizing the described hydrogen determination method. In FIG. 2 is an example of an oxygen analyzer arrangement with a solid electrolyte sensor.

Vodík rozpuštěný v chladivé primárného okruhu sa kvantitativné vydeíuje v striperi 1_.The hydrogen dissolved in the coolant primary circuit is quantitatively separated in the stripper 7.

v ktorom chladivo prechádza zhora nadol a stripovací plyn zdola nahor. Zmes stripovacieho plynu a vodíka, vstupujúca z hornej časti stripera, prechádza vyhrievanou nádobkou 2_ s katalyzátorům - platinová, připadne paládiová čerň na inertnom nosiči alebo iný vhodný katalyzátor - kde kvantitativné zreaguje vodík s časíou kyslíka zo stripovacieho plynu. Poin which the refrigerant passes from top to bottom and the stripping gas from bottom to top. The mixture of stripping gas and hydrogen entering from the top of the stripper passes through a heated catalyst vessel 2 - platinum or palladium black on an inert support or another suitable catalyst - where the hydrogen reacts quantitatively with part of the oxygen from the stripping gas. After

2,154.10 5T plyne2,154.10 5 T gas

CS 274 001 Bl vysušení v sušiči 3, vybavenom chladiacou špirálou, sa plyn vedie do analyzatora kyslíka £. Analyzátor kyslíka £ pozostáva z kyslíkového snímača 5, piecky £, vyhrievanej na teplotu nad 650 °C a termočlánku £, ktorým sa kontroluje teplota piecky. Kyslíkový snímač 5 představuje keramická trubička z tuhého elektrolytu s kyslíkovou iónovou vodivosíou, napr. z oxidu zirkoničitého stabilizovaného oxidom vápenatým, alebo ytritým, ktorá je opatřená platinovými elektrodami 6 vo formě poréznej vrstvičky na povrchu tuhého elektrolytu.CS 274 001 B1 drying in a dryer 3 equipped with a cooling coil, the gas is fed to an oxygen analyzer 6. The oxygen analyzer consists of an oxygen sensor 5, a oven 6 heated to a temperature above 650 ° C and a thermocouple 6 for monitoring the oven temperature. The oxygen sensor 5 is a solid electrolyte ceramic tube with an oxygen ion conductivity, e.g. made of calcium or yttria-stabilized zirconia, which is provided with platinum electrodes 6 in the form of a porous layer on the surface of the solid electrolyte.

Obsah vodíka v chladivé sa určí z úbytku kyslíka reakciou s vodíkom podía vzlahu:The hydrogen content of the refrigerant is determined from the loss of oxygen by reaction with hydrogen according to:

v stripovacom plyne, spósobenom jehoin the stripping gas caused by its

Ή2 2 V^(X°o2 - X02>22 2 V ^ (X ° o2 - X 02>)

Gi (i - W kde C^2 - obsah vodíka v chladivé primárného okruhu jadrovej elektrárně (ml.kg-1) G i (i - W where C ^ 2 - hydrogen content in the cooling primary circuit of a nuclear power plant (ml.kg -1 )

Χθ02 m°lárny zlomok kyslíka v suchom stripovacom plyne vstupujúcom do stripera. Tuto hodnotu možno s výhodou kontinuálně sledoval s použitím kyslíkového snímača umiestneného paralelné so snímačem 5 v piecke 8.Χθ02 m ° LARNAS fraction of oxygen in the dry stripping gas entering the stripper. This value can preferably be continuously monitored using an oxygen sensor placed parallel to the sensor 5 in the oven 8.

Pre čistý vzduch je X°02 ~ θ>205.For clean air, X ° 02 ~ θ> 205.

Χθ2 “ Ďe molárny zlomok kyslíka v suchom plyne, zistený analyzátorom kyslíka £ Vý - je prietok stripovacieho plynu na vstupe do stripera £ (ml.min’^)Χθ2 "C much the mole fraction of oxygen in the dry gas, the oxygen analyzer detected Elevator £ - is the flow rate of the stripping gas at the stripper £ (ml min ^)

- je prietok analyzovaného chladivá striperom £ (kg.min ^).- the flow rate of the analyzed coolant through the stripper δ (kg.min ^).

Analyzátor, využívajúci spčsob stanovenia vodíka podía tohoto vynálezu umožňuje jednoducho a bez nároku na kalibráciu plynnými zmesami s obsahom vodíka kontinuálně sledoval obsah vodíka v chladivé primárného okruhu jádrových elektrární. Kontrolu činnosti analyzátore a spracovanie nameraných hodnot možno s výhodou realizoval s využitím výpočtovej techniky.The analyzer utilizing the method of determining hydrogen according to the invention makes it possible to monitor continuously the hydrogen content of the cooling primary circuit of nuclear power plants without any need for calibration with hydrogen-containing gas mixtures. The analysis of the analyzer and the processing of the measured values can advantageously be performed using computer technology.

Claims (2)

PREDMET VYNÁLEZUOBJECT OF THE INVENTION Kontinuálny spĎsob stanovenia vodíka, predovšetkým v chladivé primárného okruhu jádrových elektrární, vyznačený tým, že obsah vodíka sa po jeho vydělení z chladivá stripovacím plynom stanovuje nepriamo, meraním úbytku kyslíka v stripovacom plyne spotřebovaného na katalytické spálenie vodíka, úbytok kyslíka sa stanovuje s využitím kyslíkového snímača s tuhým elektrolytom.Continuous method of determination of hydrogen, especially in the cooling circuit of nuclear power plants, characterized in that the hydrogen content is determined indirectly by stripping gas from the refrigerant by stripping gas by measuring the oxygen loss in the stripping gas consumed for catalytic hydrogen combustion with solid electrolyte.
CS387485A 1985-05-30 1985-05-30 Continuous method of hydrogen determination in water CS274001B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS387485A CS274001B1 (en) 1985-05-30 1985-05-30 Continuous method of hydrogen determination in water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS387485A CS274001B1 (en) 1985-05-30 1985-05-30 Continuous method of hydrogen determination in water

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS387485A1 CS387485A1 (en) 1990-08-14
CS274001B1 true CS274001B1 (en) 1991-04-11

Family

ID=5380100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS387485A CS274001B1 (en) 1985-05-30 1985-05-30 Continuous method of hydrogen determination in water

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS274001B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS387485A1 (en) 1990-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1084298A (en) Gas monitoring method and apparatus therefor
US7237430B2 (en) Method and apparatus for enhanced detection of a specie using a gas chromatograph
EP0052988B1 (en) Analytical method for the determination of nitrogen, carbon, hydrogen and sulfur or chlorine and apparatus therefor
US4818348A (en) Method and apparatus for identifying and quantifying simple and complex chemicals
US5322602A (en) Gas sensors
US4073698A (en) Method and device for the detection and measurement of carbon monoxide in the presence of hydrogen
US4098650A (en) Method and analyzer for determining moisture in a mixture of gases containing oxygen
Schiller et al. Determination of phenol concentrations by an electrochemical system with immobilized tyrosinase
JPH0562947B2 (en)
EP0255856A3 (en) Method and apparatus for measuring the aldehyde concentration in waste gases
US4319966A (en) Technique for monitoring SO3, H2 SO4 in exhaust gases containing SO2
CS274001B1 (en) Continuous method of hydrogen determination in water
Midgley Investigations into the use of gas-sensing membrane electrodes for the determination of carbon dioxide in power station waters
US3188854A (en) Gas sampling means
US5454258A (en) Broad range moisture analyzer and method
US20080274561A1 (en) Method and apparatus for determining a total concentration of a component in a mixture of components
US3407124A (en) Method of analyzing trace water
RU2761936C1 (en) Method for determining the volume fraction of hydrogen in gases and apparatus implementing said method
RU2253915C2 (en) Installation for determination of hydrogen in uranium dioxide fuel pellets
RU218460U1 (en) Electrochemical gas and vapor detector
Clegg A solid electrolyte detector for the determination of trace amounts of oxygen in the presence of argon and other gases
US3432404A (en) Method and apparatus for continuously determining the oxygen content of gases
RU2293972C2 (en) Method of measurement of oxygen concentration in hydrogen-containing gas mixture and gas analyzer
RU219801U1 (en) Electrochemical gas detector
SU1061023A1 (en) Device for gas and vapour analysis