DE102017010585A1 - Tritium / H3 collector with highly effective cooling or cold trap - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Tritium/H3-Sammler mit hochwirksamer Kühl- oder Kältefalle angemeldet, der gekühlte Sintermaterialien als Kondensierungsfläche zur Verfügung stellt.

Figure DE102017010585A1_0000
A tritium / H3 collector with highly effective cooling or cold trap is registered, which provides cooled sintered materials as condensing surface.
Figure DE102017010585A1_0000

Description

Tritium/H3-Sammler sind bekannt und z.B. in kerntechnischen Anlagen vielfach im Einsatz. Eine Form der Sammler besteht darin, dass das Tritium in Molekularsieben gespeichert wird. Nachteil ist hier der sehr große Aufwand durch Ausheizen des Molelularsiebes mit heissem Gas und das anschliesende Abkühlen und Kondensieren so dass am Ende des Verfahrens das Tritium in wässeriger Form zur weiteren Auswertung vorliegt.Tritium / H3 collectors are known and e.g. in nuclear installations often in use. One form of the collectors is that the tritium is stored in molecular sieves. Disadvantage here is the very great effort by heating the Molelularsiebes with hot gas and the subsequent cooling and condensing so that at the end of the process, the tritium is present in aqueous form for further evaluation.

Eine weitere Form des Sammelns von H3 wird durch Auskondensieren in Kältefallen realisiert. Weiterhin ist bekannt, dass das Probegas durch Wasser geleitet wird und dann das Tritium dort sammeln soll. Dies hat aber den erheblichen Nachteil, dass das in Spuren vorhandene Trtium stark verdünnt, was die Auswertung erschwert.Another form of collecting H3 is realized by condensation in cold traps. Furthermore, it is known that the sample gas is passed through water and then to collect the tritium there. However, this has the considerable disadvantage that the trtium present in traces is greatly diluted, which makes the evaluation more difficult.

Kühl- oder Kältefallen sind ebenfalls bekannt und werden in vielen Formen gebaut und angewendet.Cooling or cold traps are also known and are built and applied in many forms.

Nachteilig bei vielen Kühl- oder Kältefallen ist, dass sie einen hohen Aufwand an flüssigen oder gasförmigen Kühl- oder Kältemittel und einen hohen Energieaufwand benötigen. Bekannt ist auch der Einsatz von direkt gekühlten Kältefallen mittels Kältemachinen.A disadvantage of many cold or cold traps is that they require a lot of liquid or gaseous coolant or refrigerant and a high energy consumption. Also known is the use of directly cooled cold traps by means of chillers.

Der eher geringe Wirkungsgrad der Fallen ist dadurch gegeben, dass das Gas-Tritium/Wassergemisch, nennen wir es Probegas, durch mit dem vorbeschriebenen Verfahren gekühlte Rohre geleitet wird. Nun ist in einem Rohr der Anteil der gekühlten Oberfläche zum Inhalt zum Auskühlen eines Gases gering. Daher muss die Verweilzeit des Gases in den Rohren erhöht werden. Hierzu ist eine Verlängerung der Wirkstrecke oder eine Verkleinerung des Rohrquerschnittes unumgänglich. Natürlich ist auch ein Bündel Rohre mit jeweils kleinem Querschnitt denkbar deren Oberfläche aber auch mit dem Kühlmittel eine enge Verbindung eingehen müssen. Das Vorgenannte führt aber immer dazu, dass die Baugröße der Kühl- oder Kältefallen nachteilige Größen und einen erhöhten Energiebedarf erfordert. Ferner sind preiswerte und handelsübliche Peltierelemente bauartbedingt meist mit einer ebenen, gekühlten Fläche versehen. Damit sind sie wg. der geringen Auflagefläche auf Rundrohren nur mit einem schlechten Wirkungsgrad zu betreiben. The rather low efficiency of the traps is given by the fact that the gas tritium / water mixture, let's call it Probegas, is passed through pipes cooled by the method described above. Now the proportion of the cooled surface to the content for cooling a gas is low in a tube. Therefore, the residence time of the gas in the tubes must be increased. For this purpose, an extension of the effective distance or a reduction of the pipe cross-section is essential. Of course, a bundle of tubes, each with a small cross-section is conceivable whose surface but also with the coolant must make a close connection. However, the above always leads to the size of the cooling or cold traps requires disadvantageous sizes and increased energy requirements. Furthermore, inexpensive and commercially available Peltier elements are usually provided with a flat, cooled surface design. So they are wg. the small footprint on round tubes operate only with a poor efficiency.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt eine Kühl- oder Kältefalle zur Sammlung von Tritium aus Probegasen so zu konstruieren, dass die vorgenannten Nachteile vermieden werden. Hierzu ist es vorgesenen auf möglichst kleinem Raum eine möglichst große, für die Aufgabe geometrisch beliebig gestaltete, ausreichend gekühlte Oberfläche zur Verfügung zu stellen. Um dieses zu realisieren, ist es vorgesenen, das Probegas durch mindestens einem gekühlten Element oder Modul (3), dass aus gesinterten Glas, gesintertem Kunststoff oder in idealer Weise aus gesinterten Metall, z.B. Edelstahl, gefertigt ist, durchzuleiten.The object of the invention has been found to construct a cooling or cold trap for collecting tritium from sample gas so that the aforementioned disadvantages are avoided. For this purpose, it is preferable to provide as large a space as possible, sufficiently geometrically arbitrarily designed for the task, to be able to provide the sufficiently cooled surface. To realize this, it is provided that the sample gas through at least one cooled element or module ( 3 ) that is made of sintered glass, sintered plastic or ideally made of sintered metal, eg stainless steel.

Um die von mindestens einem oder mehreren Peltierelementen(1), gekühlter Luft, Külwasser oder andere Kälteträger, zur Verfügung gestellte Kälte verlustarm auf das Sinterelement (3) zu übertragen, ist als Übertragungselement ein gut die erforderliche Kälte leitender metallischer Körper oder Modul beliebiger geometrischer Form (2), z.B. aus Kupfer, vorgesehen. Je nach Anwendungsgebiet sind u.a. auch Aluminium, Edelstahl oder andere Kälte leitende Materialien einsetzbar. Die Vorrichtung ist dann gegen Kälteverluste weitgehend mit einer Isolierung zu versehen.To that of at least one or more Peltier elements ( 1 ), cooled air, cooling water or other refrigerants, provided cold loss on the sintered element ( 3 ), is as a transfer element a good cold conductive the necessary metallic body or module of any geometric shape ( 2 ), eg made of copper. Depending on the field of application, inter alia, aluminum, stainless steel or other cold conductive materials can be used. The device is then to be provided largely against cold losses with insulation.

Weiterhin ist vorgesehen, die auskondensierte Flüssigkeit in einem gesonderten, abnehmbaren Behälter (8) zu sammeln. Um bei Austausch oder Transport der offenen Behälter (8) ein Verschütten der Probe zu vermeiden, kommen saugfähige Einsätze, beispielsweise aus Kunststoff, Papier und Ähnlichem zur Anwendung. It is further provided that the condensed out liquid in a separate, removable container ( 8th ) to collect. In order to exchange or transport open containers ( 8th ) to avoid spillage of the sample, absorbent inserts, such as plastic, paper and the like are used.

Das Ausführungsbeispiel 1 zeigt den Aufbau der wesentlichen Teile der Kühl- oder Kältefalle aus gesinterten Material. Das Bezugszeichen (1) zeigt ein Kühlmodul, hier ein Peltierelement, das Bezugszeichen (2) zeigt ein metallisches Modul zum Temperaturübertrag von den Peltierelementen (1) zum Sintermodul (3). Hier ist anzumerken, dass zur des metallischen Moduls (1)die Kühlung durch beliebige andere Mittel, wie Luft, Wasser oder flüssigem Sauerstoff erfolgen kann.The embodiment 1 shows the structure of the essential parts of the cooling or cold trap made of sintered material. The reference number ( 1 ) shows a cooling module, here a Peltier element, the reference numerals ( 2 ) shows a metallic module for the temperature transfer of the Peltier elements ( 1 ) to the sintering module ( 3 ). It should be noted that to the metallic module ( 1 ) the cooling can be done by any other means, such as air, water or liquid oxygen.

Das Ausführungsbeispiel 2 zeigt die betriebsfertig eingebaute Kühlfalle (1; 2; 3) mit der Fließrichtung des getrockneten Gases (9) und der Fließrichtung des kondensierten Wasser/Tritium (10). Letzteres sammelt sich im abnehmbaren Behälter (8). Die Anschlüsse (7) dienen der Zu- und Abluft.The embodiment 2 shows the ready-built cold trap ( 1 ; 2 ; 3 ) with the flow direction of the dried gas ( 9 ) and the flow direction of the condensed water / tritium ( 10 ). The latter collects in the removable container ( 8th ). The connections ( 7 ) serve the supply and exhaust air.

Das Ausführungsbeispiel 3 zeigt Hilfsmittel, hier Peltierelemente (1), die der Vorkühlung des Gases vor der Kühlfalle (3) und der Kühlung der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter (8) dienen.The embodiment 3 shows aids, here Peltier elements ( 1 ), the pre-cooling of the gas before the cold trap ( 3 ) and the cooling of the liquid in the liquid container ( 8th ) serve.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.1.
Kühlelemente, beispielsweise PeltierelmenteCooling elements, for example Peltierelmente
2.Second
Metallisches Modul zum KälteübertragMetallic module for cold transfer
3.Third
Element aus gesinterten Metall, Glas oder KunststoffElement of sintered metal, glass or plastic
4.4th
Abluft- Abflußrohr für Gas-Wasser-Tritiumgemisch nach AbscheidungExhaust air outlet pipe for gas-water-tritium mixture after separation
5.5th
IsolierdichtungInsulation
6.6th
Abluftrohr für trockenes GasExhaust pipe for dry gas
7.7th
Zuluftrohr für Gas-Wasser-Tritiumgemisch vor AbscheidungSupply pipe for gas-water-tritium mixture before separation
8.8th.
Abnehmbarer FlüssigkeitsbehälterRemovable fluid container
9.9th
Getrocknetes Gas oder LuftDried gas or air
10.10th
Fließrichtung für abgeschiedenes Wasser oder TritiumFlow direction for separated water or tritium

Claims (4)

Tritium/H3-Sammler mit hochwirksamer Kühl- oder Kältefalle, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Modul (3) beliebiger geometrischer Form auf möglichst kleinem Raum möglichst große, für die Aufgabe ausreichend gekühlte Oberfläche aus gesinterten Glas, gesinterten Kunststoff oder in idealer Weise aus gesinterten Metall besteht durch das das Probegas hindurchgeleitet, dort die Flüssigkeit auskondensiert, in einem gesonderten verschließbaren Behälter (8) aufgefangen und gesammelt wird.Tritium / H3 collector with highly effective cooling or cold trap, characterized in that at least one module (3) any geometric shape in the smallest possible space as large as possible for the task sufficiently cooled surface of sintered glass, sintered plastic or sintered in an ideal manner Metal passes through which the sample gas is passed, where the liquid condenses out, is collected in a separate sealable container (8) and collected. Tritium/H3-Sammler mit hochwirksamer Kühl- oder Kältefalle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallisches Modul zum Temperaturübertrag von den Kühlelementen, in idealer Weise einzeln oder in Stufen übereinander angeordnete Peltierelemente (1) zum Modul (3), einsetzbar ist.Tritium / H3 collector with highly effective cooling or cold trap after Claim 1 , characterized in that a metallic module for the temperature transfer of the cooling elements, in an ideal manner individually or in stages superimposed Peltier elements (1) to the module (3), can be used. Tritium/H3-Sammler mit hochwirksamer Kühl- oder Kältefalle nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung von Probeverlusten während des Austausches oder Transportes des offenen Sammelbehälters (8), saugfähige Einsätze, beispielsweise aus Kunststoff, Papier und Ähnlichem zur Anwendung gelangen.Tritium / H3 collector with highly effective cooling or cold trap after the Claims 1 and 2 , characterized in that to avoid sample losses during the exchange or transport of the open collection container (8), absorbent inserts, for example made of plastic, paper and the like are used. Tritium/H3-Sammler mit hochwirksamer Kühl- oder Kältefalle nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Probegas vorkühlbar und dass die in Behälter (8) gesammelte Flüssigkeit bis zur Vereisung kühlbar ist.Tritium / H3 collector with highly effective cooling or cold trap after the Claims 1 to 3 , characterized in that the sample gas can be pre-cooled and that the liquid collected in the container (8) can be cooled until icing.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4435644A (en) * 1980-07-15 1984-03-06 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Radioactive effluent gas monitoring apparatus
DE3321063A1 (en) * 1983-06-10 1985-01-24 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim SAMPLE COLLECTION DEVICE FOR GAS OR VAPOROUS CONDENSIBLE RADIOACTIVE SUBSTANCES, ESPECIALLY FOR COLLECTING TRITIUM TRACKS
JP2005016980A (en) * 2003-06-23 2005-01-20 Toshiba Corp Apparatus for measuring tritium
JP2006046927A (en) * 2004-07-30 2006-02-16 Tadokoro Denki System Kk Tritium sampler
US20090301228A1 (en) * 2006-07-04 2009-12-10 Yves Baron Method for automatically sampling tritium in the water vapor in air

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4435644A (en) * 1980-07-15 1984-03-06 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Radioactive effluent gas monitoring apparatus
DE3321063A1 (en) * 1983-06-10 1985-01-24 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim SAMPLE COLLECTION DEVICE FOR GAS OR VAPOROUS CONDENSIBLE RADIOACTIVE SUBSTANCES, ESPECIALLY FOR COLLECTING TRITIUM TRACKS
JP2005016980A (en) * 2003-06-23 2005-01-20 Toshiba Corp Apparatus for measuring tritium
JP2006046927A (en) * 2004-07-30 2006-02-16 Tadokoro Denki System Kk Tritium sampler
US20090301228A1 (en) * 2006-07-04 2009-12-10 Yves Baron Method for automatically sampling tritium in the water vapor in air

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