DD276561A1 - APPARATUS FOR QUANTITATIVE GAS SEPARATION FROM FLUID FLUIDS - Google Patents

APPARATUS FOR QUANTITATIVE GAS SEPARATION FROM FLUID FLUIDS Download PDF

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DD276561A1
DD276561A1 DD88321115A DD32111588A DD276561A1 DD 276561 A1 DD276561 A1 DD 276561A1 DD 88321115 A DD88321115 A DD 88321115A DD 32111588 A DD32111588 A DD 32111588A DD 276561 A1 DD276561 A1 DD 276561A1
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Eckhard Braesel
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Ve Komb Kernkraftwerke Bruno L
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zu quantitativen Gasabtrennung aus stroemenden Fluessigkeiten. Sie ist besonders zur Bestimmung des freien Gasgehaltes im Probewasser des Primaerkuehlmittels eines Druckwasserreaktors geeignet. Ziel und Aufgabe sind, eine Loesung anzugeben, die es gestattet, auch bei zeitlich nicht konstantem Fluessigkeits-/Gasblasenstrom eine Gasgehaltsbestimmung zuverlaessig und aufwandsarm zu gewaehrleisten. Dies wird dadurch geloest, dass die Vorrichtung aus einem grossen Zylinder, der innen durch eine dicht anliegende Trennwand axial in zwei gleichgrosse Separierkammern halbiert wird und der eine feste Deckelplatte sowie eine einschraubbare Bodenplatte, in die mittig ein verjuengter Zylinder eingesetzt ist, aufweist, besteht. In die Bodenplatte des verjuengten Zylinders sind ein Zulaufstutzen mit beweglichem Schlauch, der am Ende einen ferromagnetischen Ring besitzt, sowie ein Ablaufstutzen mit Magnetventil angeordnet. Am Mantel des grossen Zylinders sind darueber hinaus auf zwei unterschiedlichen Niveaus Hoehenstandssensoren angebracht.The invention relates to a device for quantitative gas separation from flowing liquids. It is particularly suitable for determining the free gas content in the sample water of Primaerkuehlmittels a pressurized water reactor. The aim and the task are to specify a solution which allows to guarantee a gas content determination reliably and with little effort, even if the liquid / gas bubble flow is not constant over time. This is achieved by the fact that the device consists of a large cylinder, which is internally bisected in half by a tight-fitting partition axially into two equal-sized Separierkammern and a solid cover plate and a screw-in base plate into which a constricted cylinder is inserted, has. In the bottom plate of the constricted cylinder an inlet nozzle with a movable hose, which has a ferromagnetic ring at the end, and a discharge nozzle with solenoid valve are arranged. On the mantle of the large cylinder hoverstand sensors are mounted on two different levels.

Description

zu dem in der zweiten Separierkammer zwischenzeitlich angesammeltes Gas solange weiteres Gas ansammelt, bis auch hier der untere Höhenstandssensor erreicht ist. Mit einer weiteren Ventilumschaltung beginnt ein analoger Zyklus. In der Steuereinheit werden die Gasentleerungen aus den Separierkammern gezählt, womit die Gasabtrennung quantitativ charakterisiert ist. Wird während der frei wählbaren Meßdauer der aus dem Separiergefäß entgast ablaufende Flüssigkeitsstrom nach dem Magnetventil des Ablaufstutzens volumetrisch in bekannter Weise gemessen, kann so der Gasgehalt des Flüssigkeitsstromes bestimmt werden.to the accumulated in the second separating chamber gas accumulated as long as further gas until the lower level sensor is reached here. Another valve changeover starts an analogue cycle. In the control unit, the gas evacuations are counted from the Separierkammern, whereby the gas separation is characterized quantitatively. If, during the freely selectable measuring period, the liquid stream discharged from the separating vessel is volumetrically measured in a known manner after the solenoid valve of the discharge nozzle, then the gas content of the liquid stream can be determined.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachfolgend durch ein Ausführungsbeispiel, welches die Bestimmung des freien Gasgehaltes im Probewasser des Primärkühlmittels eines Druckwasserreaktors betrifft, anhand der zugehörigen Zeichnung erläutert. Die Vorrichtung besteht aus einem großen Zylinder 1, der optimal 1 Liter Inhalt hat und in dessen schraubbarer Bodenplatte 2 ein verjüngter Zylinder 3 mittig eingesetzt ist. Dor verjüngte Zylinder 3 weist solche Abmessungen auf, daß sowohl am Mantel zwei Elektromagneten 4 a, b angebracht als auch in den Boden zwei Stutzen eingesetzt werden können. Davon ist einer dir Zulaufstutzen 5, der durch den Boden in der. *- erjüngten Zylinder 3 hinein ragt, um einen gut seitlich beweglichen Schlauch aufzunehmen, dessen Ende einen Süßeren ferromagnetischen Ring β besitzt. Der andere ist der Ablaufstutzen 7, der über einen Schlauch mit einem Magnetventil 8 verbunden ist. Der Innendurchmesser des Ablaufstutzens 7 ist dem des Magneiveniiis S gleich und grüßer als der des Zulaufstutzens 5. Im fest eingeschraubten Zustand sind die beiden den Mantei des verjüngten Zylinders 3 umgebenen Elektromagneten 4a, b so angebracht, daß sie zur gedachten Verlängerung einer im großen Zylinder 1 befindlichen Trennwand 9 parallel und im gleichen Abstand stehen. Die Trennwand 9 teilt den großen Zylinder in zwei gleich große Separierkammern 17,18 und endet in Höhe der Bodenplatte 2. Sie ist nicht mit dem Zylindermantel und Zylinderdeckel verbunden. In den Zylinderdeckel sind zwei Stutzen so eingesetzt, daß sie jeweils mit einem Halbraum des großen Zylinders 1 in Verbindung stehen. Beide Stutzen sind über einen Schlauch mit jeweils einem Magnetventil 10,11 verbunden. Von beiden Magnetventilen führt jeweils ein Schlauch auf einen T-Verbindnr 12.The invention is explained below by an embodiment which relates to the determination of the free gas content in the sample water of the primary coolant of a pressurized water reactor, with reference to the accompanying drawings. The device consists of a large cylinder 1, which has optimally 1 liter of content and in the screw-bottom plate 2, a tapered cylinder 3 is inserted centrally. Dor tapered cylinder 3 has such dimensions that both the jacket two electromagnets 4 a, b attached as well as in the bottom two nozzles can be used. One of them is inlet fitting 5, which is through the floor in the. * - rejuvenated cylinder 3 protrudes into it to accommodate a well laterally movable hose, the end of which has a sweeter ferromagnetic ring β. The other is the discharge nozzle 7, which is connected via a hose with a solenoid valve 8. The inner diameter of the downcomer 7 is equal to the Magneiveniiis S and Greater than that of the inlet nozzle 5. In the screwed-in state, the two the Mantei the tapered cylinder 3 surrounded electromagnets 4a, b are mounted so that they for the imaginary extension of a large cylinder in the first located partition 9 are parallel and at the same distance. The partition wall 9 divides the large cylinder into two equal sized Separierkammern 17,18 and ends at the level of the bottom plate 2. It is not connected to the cylinder jacket and cylinder cover. In the cylinder cover two nozzles are inserted so that they are each in communication with a half-space of the large cylinder 1. Both nozzles are connected via a hose, each with a solenoid valve 10,11. From each solenoid valve leads a hose on a T-Verbindungsnr 12th

Als Gefäßmaterial eignet sich Polyvinylchlorid. In den großen Zylindermantel und dessen Trennwand 9 sind auf zwei unterschiedlichen Niveaus Höhenstandssensoren 13-16 eingebracht, die elektrisch auf die Eigenleitfähigkeit des Primärkühlmittels von Druckwasserreaktoren ansprechen. Die Sensorenniveaus sollten so zueinander gewählt werden, daß sie etwa in jeder Kammer 400cm* Volumen einschließen.Suitable vessel material is polyvinyl chloride. In the large cylinder shell and its partition wall 9 level sensors 13-16 are placed on two different levels, which respond electrically to the intrinsic conductivity of the primary coolant pressure water reactors. The sensor levels should be set to each other so as to include 400cm * of volume in each chamber.

Die Höhenstandssensoren 13-16, die Magnotventile 8,10,11 und die Elektromagneten 4 a, b sind elektrisch über eine Steuereinheit verbunden. Die Steuereinheit enthält auch ein Zählwerk.The level sensors 13-16, the Magnotventile 8,10,11 and the electromagnets 4 a, b are electrically connected via a control unit. The control unit also contains a counter.

Bevor die Vorrichtung über den Zulaufstutzen 5 an die Probenahmestelle, wo drucklos und auf Raumtemperatur gekühlt Primärkühlmittel abläuft angeschlossen wird, muß dieses über die Steuereinheit in die Ausgangsstellung gebracht werd .n. Dazu ist der Elektromagnet 4a und das Magnetventil 8 geöffnet.Before the device is connected via the inlet nozzle 5 to the sampling point, where pressure-less and cooled to room temperature primary coolant drains, this must be brought about the control unit in the starting position. For this purpose, the solenoid 4a and the solenoid valve 8 is opened.

Die Bestimmung des freien Geschaltes im Primärkühlmittel wird mit der Starttaste der Steuereinheit eingeleitet. Dazu schließt Magnetventil 8 und Magnetventil 10 öffnet. Hat der Wasserspiegel in der Separierkammer 17 den Höhenstandssensor 13 erreicht, erfolgt die Umschaltung, so daß Magnetventil 10 geschlossen und Magnetventil 11 geöffnet ist. Gleichzeitig schaltet der Elektromagnet 4 a aus und der Elektromagnet 4 b ein. Erreicht der Wasserspiegel in der Separierkammer 18 den Höhenstandssensor 14, beginnt die quantitative Gasabtrennung. Dazu schließt Magnetventil 11 und Magnetventil 8 Offnet. Die mit dem Probewasserstrom eintretenden Gasblason sammeln sich in der Separierkammer 18 solange an, bis der Wa'ü etspiegel don Höhenstandssensor 16 erreicht hat. Gleichzeitig schaltet der Elektromagnet 4b dann aus und der Elekuoir.sgr.et 4a ein und das Magnetventil 8 schließt und das Magnetventil 11 öffnet. Der Schaltimpuls des S/hließens von Magnetventil 8 wird in iiir Steuereinheit registriert. Mit Jem zulaufenden Probewasserstrom wird das angesammelte Gas aus der Separierkammer 18 entleert. Hat hier der Wasserspiegel den Höhenstandssensor 14 erreicht, erfolgt die Umschaltung so, daß Magnetventil 11 schließt und Magnetventil 8 öffnet. Hat die Gasansammlung in der Separierkammer 17 den Wasrerspiegel auf Höhenstandssensor 15 absinken lassen, schaltet der Elektromagnet 4a wieder aus und der Elektromagnet 4b ein, Magnetventil 8 schließt und Magnetventil 10 öffnet. Der Schaltimpuls zum Schließen des Magnetventils 8 wird in der Steuereinheit additiv registriert. Hat der Wasserspiegel in der Separierkammer 17 den Höhenstandssensor 13 erreicht, erfolgt eine Umschaltung so, daß Magnetventil 8 öffnet und Magnetventil 10 schließt.The determination of the free circuit in the primary coolant is initiated with the start button of the control unit. This includes solenoid valve 8 and solenoid valve 10 opens. If the water level in the separating chamber 17 has reached the level sensor 13, the switching takes place so that the magnetic valve 10 is closed and the magnetic valve 11 is opened. At the same time, the electromagnet 4 a turns off and the electromagnet 4 b on. When the water level in the separating chamber 18 reaches the level sensor 14, the quantitative gas separation begins. This includes solenoid valve 11 and solenoid valve 8 Opennet. The Gasblason entering with the Probewasserstrom accumulate in the Separierkammer 18 until the Wa'ü etspiegel don the height sensor 16 has reached. At the same time, the solenoid 4b then turns off and the Elekuoir.sgr.et 4a and the solenoid valve 8 closes and the solenoid valve 11 opens. The switching pulse of S / hließens of solenoid valve 8 is registered in the control unit. The accumulated gas is discharged from the separating chamber 18 with each incoming sample water flow. If the water level has reached the level sensor 14 here, the changeover takes place in such a way that solenoid valve 11 closes and solenoid valve 8 opens. If the gas accumulation in the separating chamber 17 has caused the water level on the level sensor 15 to drop, the electromagnet 4a switches off again and the electromagnet 4b closes, the magnetic valve 8 closes and the solenoid valve 10 opens. The switching pulse for closing the solenoid valve 8 is registered additively in the control unit. If the water level in the separating chamber 17 has reached the level sensor 13, switching takes place so that the solenoid valve 8 opens and the solenoid valve 10 closes.

Die Gasansammlung in der Separierkammer 18 und die weiteren Schaltungen laufen analog weiter. D&beli werden die Sd.altimpulso für das Schließen des Magnetventils 8 solange registriert, bis eine vorwählbare gerade Anzahl von Entle« rungen erreicht ist, Erreicht der Wasserspiegel in der Separierkammer 17 den Höhenstandssensor 13, schaltet der Elektromagnet 4 a ein und Elektromagnet 4b aus, Magnetventil 10 .schließt und Magnetventil 8 öffnet. In dieser Stellung wird die Ausgangsstellung erreicht.The gas accumulation in the separating chamber 18 and the other circuits continue analogously. When the water level in the separating chamber 17 reaches the level sensor 13, the electromagnet 4 a switches on and the electromagnet 4 b off, solenoid valve 10 closes and solenoid valve 8 opens. In this position, the starting position is reached.

Die beiden Separierkammern haben ein gleich großes bekanntes Volumen zwischen den unteren und oberen Höhenstandssensoren. Damit kann au<* der registrierten Anzahl der Gasentleerungen und dem über Magnetventil 8 während der Meßdauer abgelaufenen entgasten Wasservolumen, welches mittels einer nachgoschalteten Wasseruhr gemessen wird, der freie Gasgehalt im Probewcsser bestimmt werdenThe two Separierkammern have an equal known volume between the lower and upper level sensors. Thus, in addition to the registered number of gas evacuations and the degassed water volume, which is measured via solenoid valve 8 during the measuring period and which is measured by means of a water meter, the free gas content in the sample collector can be determined

Der T-Verbinder 12 führt zu einem Gasreservoir, aus dem Proben für komponentenspezifischo Analysen entnommen werden. The T-connector 12 leads to a gas reservoir from which samples are taken for component specific analyzes.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur quantitativen Gasabtrennung aus strömenden Flüssigkeiten, deren Zulauf in diese Vorrichtung nicht absperrbar ist, gekennzeichnet durch einen mit einer festen Deckelplatte und einer schraubbaren Bodenplatte (2) versehenen großen Zylinder (1), der in seinem Zylindermantel auf zwei unterschiedlichen Niveaus Höhenstandssensoren (13-16) besitzt und durch eine Trennwand (9), in der ebenfalls Höhenstandssensoren eingebracht sind, in zwei gleichgroße Separierkammern (17,18), die jeweils über einen Stutzen im Zylinderdeckel mit Magnetventilen (10) bzw. (11) verbunden sind, die ihrerseits über einen T-Verbinder (12) zusammengeführt werden, geteilt ist, wobei in die Bodenplatte (2) mittig ein verjüngter Zylinder (3) so eingesetzt ist, daß bei Dichtsitz der Verschraubung zwei außen am verjüngten Zylinder (3) angeordnete Elektromagneten (4a, 4 b) parallel zur Verlängerung der Trennwand des großen Zylinders (1) angebracht sind, und daß in die Bodenplatte des verjüngten Zylinders (3) einerseits ein Zulaufstutzen (5) mit beweglichem Schlauch, der am Ende von einem ferromagnetischen Ring (6) umgeben ist und andererseits ein mit einem Magnetventil (8) verbundener Ablaufstutzen (7) angeordnet sind.1. A device for quantitative gas separation from flowing liquids whose feed is not shut off in this device, characterized by a provided with a fixed cover plate and a screw-bottom plate (2) large cylinder (1), in its cylinder jacket at two different levels level sensors ( 13-16) and by a partition wall (9), in which also level sensors are introduced, in two equal sized Separierkammern (17,18), which are each connected via a nozzle in the cylinder cover with solenoid valves (10) or (11), which in turn are combined via a T-connector (12) is divided, wherein in the bottom plate (2) in the middle a tapered cylinder (3) is inserted so that when sealing seat of the screw two externally on the tapered cylinder (3) arranged electromagnets ( 4a, 4 b) are mounted parallel to the extension of the partition wall of the large cylinder (1), and in that in the bottom plate of the verjü ngten cylinder (3) on the one hand an inlet nozzle (5) with a movable hose, which is surrounded at the end by a ferromagnetic ring (6) and on the other hand arranged with a solenoid valve (8) outlet nozzle (7) are arranged. 2. Vorrichtung zur quantitativen Gasabtrennung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Höhenstandssensoran (13-16), die Magnetventile (8,10,11) sowie die Elektromagneten (4a, 4b) elektrisch über eine Steuereinheit, die ein Zählwerk enthält, verbunden sind.2. Device for quantitative gas separation according to item 1, characterized in that the level sensor (13-16), the solenoid valves (8,10,11) and the electromagnets (4a, 4b) electrically connected via a control unit which includes a counter are. Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur quantitativen Gasabtrennung aus Strömendon Flüssigkeiten. Sie ist besonders zur Bestimmung des freien Gasgehaltes im Probewasser des Primärkühlmittels eines Druckwasserreaktors geeignet.The invention relates to a device for quantitative gas separation from Strömendon liquids. It is particularly suitable for determining the free gas content in the sample water of the primary coolant of a pressurized water reactor. Charakteristik der bekannten technischen LosungenCharacteristic of the known technical solutions In dem DD-WP 239898 ist eine Anordnung beschrieben, die in einem Separiergefäß vorteilhaft bei Atmosphärendruck das freie Gas eines Probewassorstromes akkumuliert. Durch eine SonsorWeniilanordnung wird das freie Gas periodisch aus dem Separiergefäß mittels des nicht absperrbaren Wasser-/Gasblasenstromes entleert. Unter der einschränkenden Bedingung, daß während eines Meßvorganges der Probewasserstrom nährungsweiso konstant ist, läßt sich der Gasgehalt nur aus der Messung der Gesamtzeit und der addierten Gasentleerungszeiten ermitteln. Bei zeitlich schwankendem Probewasserstrom liefert die Anordnung fehlerhafte Ergebnisse.DD-WP 239898 describes an arrangement which advantageously accumulates the free gas of a sample flow in a separating vessel at atmospheric pressure. By a SonsorWeniilanordnung the free gas is periodically emptied from the Separiergefäß means of non-lockable water / gas bubble stream. Under the restrictive condition that during a measuring process the sample water flow is approximately constant, the gas content can only be determined from the measurement of the total time and the added gas discharge times. With temporally fluctuating sample water flow, the arrangement gives erroneous results. Ziel der ErfindungObject of the invention Ziel der Erfindung ist es, eine Lösung anzugeben, die es gestattet, auch bei zeitlich nicht konstantem Flüssigkeits-/ Gasblasenstrom eine Gasgehaltsbestimmung zuverlässig und aufwandsarm zu gewährleisten.The aim of the invention is to provide a solution which makes it possible to ensure a gas content determination reliably and with little effort, even if the liquid / gas bubble flow is not constant over time. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Aufgabe der Erfindung ist es, in einem auf Atmosphärendruck entspannten und abgekühlten sowie nicht absperrbaren Flüssigkeits-/Gasblasenstron\ der zeitlich beliebig schänken kann und unregelmäßig verteilte Gasblasen enthält, die Gasblasen definiert so abzuhemmen, daß der Gasgehalt cu'smitativ bestimmt werden kann. E rf indungsgemiß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorrichtung einen großen Zylinder mit fester Deckelplatte dai stellt, der innen durch eine dicht anliegende Trennwand axial in zwei gleichgroße Separierkammern halbiert wird und in dessen einschraubbarer Bodenplatte mittig ein verjüngter Zylinder so eingesetzt ist, daß bei Dichtsitz der Verschraubung zwei außen am verjüngten Zylinder angebrachte Elekti omagneten parallel zur Verlängerung der Trennwand des großen Zylinders angeordnet sind. In die Bodenplatte des verjüngten Zylinders ist sowohl mittig ein nach innen und außen als auch seitlich ein nur rvich außen überstehender Stutzen eingesetzt. Auf den nach innen überstehenden Zulaufstutzen wird oin bis zu den beiden Elektr ,»magneten reichender Schlauch, der am Ende von einem ferromagnetischen Ring umgeben ist, gesteckt. Der nur nach außen überstehende Ablaufstutzen ist mit einem Magnetventil verbunden. In dem Zylindermantel und in die Trennwand des großen Zylinders sind im unteren und oberen Teil Höhenstandssensoren eingesetzt. In den Deckel des großen Zylinders sind zwei nach außen überstehende Stutzen, die jeweils mit einem Magnetventil verbunden sind und nach diesen über einen T-Verbinder zusammengeführt werden, so angebracht, daß sie jeweils mit einem Halbraum des Zylinders verbunden sind. Die mit der strömenden Flüssigkeit in die Vorrichtung eintretenden Gasblasen sammeln sich in einor der bis zu den oberen Höhenstandssensoren mit Flüssigkeit gefüllten Suparierkammer solange an, bis in dieser der untere Höhonstandssensor erreicht ist. Sodann schaltet die Steuereinheit den nicht absperrbaren Flüssigkeits-/Gasblasenstfom auf die andere Separierkammer um, und durch eino damit verbundene Ventilumschaltung wird das in der ersten Separierkammer angcsammclto Gas bis zum oberen Höhenstandssensor aus dieser entleert. Eine erneute Ventiiumschaltung garantiert, daß sichThe object of the invention is in a relaxed to atmospheric pressure and cooled and not lockable liquid / Gasblasenstron \ u200b \ u200b temporally arbitrarily and may contain irregularly distributed gas bubbles, the gas bubbles defined so as to inhibit the gas cu'smitativ can be determined. E rf indungsgemiß the object is achieved in that the device provides a large cylinder with a fixed cover plate dai, which is halved in half by a tight-fitting partition axially into two equal separating chambers and in the screw-in base plate in the middle a tapered cylinder is inserted so that at Sealing seat of the screw two externally mounted on the tapered cylinder Elekti magnet are arranged parallel to the extension of the partition wall of the large cylinder. In the bottom plate of the tapered cylinder, both inwardly and outwardly as well as laterally, only one outwardly protruding nozzle is inserted in the middle. On the inwardly protruding inlet connection, oin is inserted up to the two electromagnet-carrying hose, which is surrounded at the end by a ferromagnetic ring. The only outwardly projecting drain pipe is connected to a solenoid valve. In the cylinder jacket and in the partition wall of the large cylinder level sensors are used in the lower and upper part. In the lid of the large cylinder are two outwardly projecting nozzle, which are each connected to a solenoid valve and after these are brought together via a T-connector, mounted so that they are each connected to a half-space of the cylinder. The gas bubbles entering the device with the flowing liquid accumulate in one of the supersonic chambers filled with liquid up to the upper level sensors until the lower height level sensor is reached. Then, the control unit switches the non-lockable liquid / Gasblasenstfom to the other separating chamber, and by a valve switching associated with it, the angcsammclto gas in the first separation chamber is emptied to the upper level sensor from this. A renewed circuit guarantees that
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