DE1141391B - Device for monitoring an insulating tube arranged in a pressure tube of an atomic nuclear reactor - Google Patents

Device for monitoring an insulating tube arranged in a pressure tube of an atomic nuclear reactor

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DE1141391B
DE1141391B DES71116A DES0071116A DE1141391B DE 1141391 B DE1141391 B DE 1141391B DE S71116 A DES71116 A DE S71116A DE S0071116 A DES0071116 A DE S0071116A DE 1141391 B DE1141391 B DE 1141391B
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Germany
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pressure pipe
annular gap
pressure
insulating tube
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DES71116A
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Inventor
Dipl-Ing Hans-Peter Schabert
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/10—Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00—Reactor types
    • G21C1/04—Thermal reactors ; Epithermal reactors
    • G21C1/06—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
    • G21C1/14—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated moderator being substantially not pressurised, e.g. swimming-pool reactor
    • G21C1/16—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated moderator being substantially not pressurised, e.g. swimming-pool reactor moderator and coolant being different or separated, e.g. sodium-graphite reactor, sodium-heavy water reactor or organic coolant-heavy water reactor
    • G21C1/18—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated moderator being substantially not pressurised, e.g. swimming-pool reactor moderator and coolant being different or separated, e.g. sodium-graphite reactor, sodium-heavy water reactor or organic coolant-heavy water reactor coolant being pressurised
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Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

S 71116 VHIc/21gS 71116 VHIc / 21g

ANMELDETAG: 3. NOVEMBER 1960REGISTRATION DATE: NOVEMBER 3, 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 20. DEZEMBER 1962 NOTIFICATION OF THE REGISTRATION AND ISSUE OF THE
EDITORIAL: DECEMBER 20, 1962

Es sind Einrichtungen bekannt, mit deren Hilfe die Abdichtung von Verbindungsstellen, insbesondere von Flanschverbindungen, der Druckröhren von vorzugsweise mit schwerem Wasser moderierten Atomkernreaktoren überwacht werden kann. Voraussetzung für den Einsatz dieser Einrichtungen ist, daß die zu überwachenden Stellen der Druckröhren von außen zugänglich sind.There are devices known, with the help of which the sealing of connection points, in particular of Flange connections of the pressure tubes of atomic nuclear reactors, preferably moderated with heavy water can be monitored. The prerequisite for the use of these facilities is that the Places the pressure tubes are accessible from the outside.

Die Erfindung betrifft demgegenüber eine Einrichtung zur Überwachung eines in einem Druckrohr eines vorzugsweise mit schwerem Wasser moderierten Atomkernreaktors angeordneten Isolierrohres, das mit dem Druckrohr einen einseitig offenen und mit stehendem Kühlmittel gefüllten Ringspalt bildet, in welchem durch ein Leckwerden des Isolierrohres eine zur Fehleranzeige benutzbare Strömung entsteht. Das die stehenden Kühlmittel schichten von dem strömenden Kühlmittel trennende Isolierrohr ist verhältnismäßig dünn und kann daher leicht beschädigt werden. Durch Beschädigungen hervorgerufene Leckstellen in diesem Isolierrohr führen zum Versagen der Isolierung und erfordern eine baldige Reparatur. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Druckrohre laufend auf solche Schäden zu überwachen. Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck in einem von der Strömung oder einem Teil derselben bespülten und dadurch erwärmten Körper eine Temperaturmeßvorrichtung angeordnet. Dieser Körper kann beispielsweise ein Teil der Druckrohrwandung sein, die im Bereich des Ringspaltes liegt und weder mit dem kalten Moderator noch mit dem heißen Kühlmittel direkt in Berührung steht. Bei einer anderen Ausführung ist der Körper an einer kalten Stelle außerhalb des Druckrohres oder an einem kalten Druckrohrabschnitt, z. B. am ladeseitigen Ende des Druckrohres, angeordnet und von einer einen Teil der Strömung führenden Rohrleitung durchzogen. In beiden Fällen setzt bei einem Leckwerden des Isolierrohres im Ringspalt eine Kühlmittelströmung ein, die zu einem Temperaturanstieg an der Meßstelle führt. Der Temperaturanstieg kann beispielsweise mit Hilfe eines Thermoelementes gemessen werden.In contrast, the invention relates to a device for monitoring a in a pressure pipe preferably with heavy water moderated atomic nuclear reactor arranged insulating tube, which with the Pressure pipe forms an annular gap that is open on one side and filled with standing coolant, in which If the insulating tube leaks, a flow that can be used to indicate errors is created. That the Standing coolant layers from the flowing coolant separating insulating tube is proportionate thin and therefore easily damaged. Leakage caused by damage in this Insulation pipe lead to failure of the insulation and require repair soon. The invention lies the underlying task of continuously monitoring the pressure pipes for such damage. Is according to the invention for this purpose in one of the flow or part of it washed over and warmed up by it Body arranged a temperature measuring device. This body can, for example, be part of the Be the pressure pipe wall that lies in the area of the annular gap and neither with the cold moderator is still in direct contact with the hot coolant. Another execution is the body at a cold point outside the pressure pipe or on a cold pressure pipe section, e.g. B. on the loading side End of the pressure pipe, arranged and from a pipeline leading part of the flow streaked. In both cases, if the insulating tube leaks in the annular gap, a flow of coolant sets in a, which leads to a temperature increase at the measuring point. The temperature rise can, for example can be measured with the help of a thermocouple.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt.In the drawings, exemplary embodiments of a device according to the invention are shown.

Fig. 1 zeigt den innenisolierten Abschnitt eines Druckrohres mit eingebauter Meßstelle,Fig. 1 shows the internally insulated section of a pressure pipe with a built-in measuring point,

Fig. 2 zeigt den innenisolierten Abschnitt eines Druckrohres mit außerhalb des Druckrohres angeordneter Meßstelle.Fig. 2 shows the internally insulated section of a pressure pipe arranged outside the pressure pipe Measuring point.

In Fig. 1 ist der einen Moderatorraum 2 und einen Schutzgasraum 3 durchsetzende Abschnitt eines Druckrohres 1 dargestellt. Das beispielsweise aus einer Zir-Einrichtung zur Überwachung
eines in einem Druckrohr eines Atomkernreaktors angeordneten Isolierrohres1 shows the section of a pressure pipe 1 passing through a moderator space 2 and a protective gas space 3. For example, from a Zir monitoring facility
an insulating tube arranged in a pressure tube of an atomic nuclear reactor

Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,Applicant:
Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Berlin and Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Hans-Peter Schaben, Erlangen,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Hans-Peter Schaben, Erlangen,
has been named as the inventor

konlegierung hergestellte Druckrohr ist mehrfach abgesetzt, so daß es mit einem eingesetzten Isolierrohr 4, aus beispielsweise Beryllium, einen einseitig offenen Ringspalt 5 bildet, dessen offenes Ende zu einem ringförmigen Durchlaß 6 verengt ist. Über diesen Durchlaß steht der Ringspalt mit dem durch das Druckrohr strömenden flüssigen oder gasförmigen Kühlmittel in Verbindung. Das im Ringspalt 5 stagnierende Kühlmittel kann durch ein mit Abstandshaltern 8 versehenes Zwischenrohr 7, das beispielsweise aus Berylliumoder einer Zirkonlegierung hergestellt ist, in zwei Schichten unterteilt sein. In die Druckrohrwand 9 ist an einer Stelle, die weder mit dem kalten Moderator noch mit dem heißen Kühlmittel direkt in Berührung steht, ein Wärmefühler 10, beispielsweise ein Thermoelement, eingesetzt. Beim Versagen der Innenisolierung, z. B. infolge eines Lecks in dem verhältnismäßig dünnen Isolierrohr, wird der natürliche axiale Temperaturgradient in dem zwischen dem Moderatorraum 2 und dem Durchlaß 6 liegenden Druckrohrabschnitt gestört, so daß sich der Druckrohrabschnitt stark erwärmt, während der wassergekühlte Teil des Druckrohres wegen des guten Wärmeüberganges nur wenig erwärmt wird. Der hohe Temperaturanstieg an der ungekühlten Stelle wird von dem Meßfühler erfaßt und zu einem anzeigenden Meßgerät weitergeleitet. pressure pipe made of carbon alloy is set off several times, so that it is with an inserted insulating tube 4, from beryllium, for example, forms an annular gap 5 open on one side, the open end of which becomes an annular one Passage 6 is narrowed. The annular gap with the one through the pressure pipe is located above this passage flowing liquid or gaseous coolant in connection. The coolant stagnating in the annular gap 5 can be provided with spacers 8 intermediate tube 7, for example made of beryllium or made of a zirconium alloy, be divided into two layers. In the pressure pipe wall 9 is in a location that is not in direct contact with either the cold moderator or the hot coolant stands, a heat sensor 10, for example a thermocouple, is used. If the inner insulation fails, z. B. as a result of a leak in the relatively thin insulating tube, the natural axial temperature gradient in the pressure pipe section lying between the moderator space 2 and the passage 6 disturbed, so that the pressure pipe section is heated strongly, while the water-cooled part of the Pressure tube is only slightly heated because of the good heat transfer. The high temperature rise the uncooled point is detected by the sensor and forwarded to an indicating measuring device.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist in ein DruckrohrIn the arrangement of FIG. 2 is in a pressure pipe

11 ein Isolierrohr 13 derart eingesetzt, daß ein einseitig offener Ringspalt 14 entsteht. Das offene Ende des Ringspaltes im oberen, aus dem Moderatorraum11 an insulating tube 13 is inserted in such a way that an annular gap 14 which is open on one side is formed. The open end of the annular gap in the upper, from the moderator's room

12 herausragenden Druckrohrabschnitt ist durch einen Absatz im Druckrohr zu einem Drosselspalt 15 ver-12 protruding pressure pipe section is connected to a throttle gap 15 by a shoulder in the pressure pipe

209 748/266209 748/266

engt. In einer Rohrleitung 16, die einen Meßblock 17 durchzieht und deren Enden axial übereinanderliegend in den Ringspalt 14 bzw. in den Drosselspalt 15 münden, bildet sich eine Nebenströmung des heißen Kühlmittels aus, wenn ein Leck im Isolierrohr 13 entsteht. Dadurch wird der an einer kalten Wand 18 außerhalb des Druckrohres angeordnete Meßblock 17 erwärmt. Der Temperaturanstieg wird von einem in den Meßblock eingebauten Wärmefühler 19 erfaßt und an ein anzeigendes Meßgerät weitergeleitet. Vorteilhafterweise wird der Meßblock an einem kalten Teil des Druckrohres, beispielsweise am ladeseitigen Ende, befestigt, so daß das Druckrohr einschließlich Überwachungseinrichtung ohne Abtrennung der Anzeigeleitungen montiert werden kann.tight. In a pipe 16 which has a measuring block 17 runs through and the ends of which open axially one above the other into the annular gap 14 or into the throttle gap 15, A secondary flow of the hot coolant is formed when a leak occurs in the insulating tube 13. As a result, the measuring block 17, which is arranged on a cold wall 18 outside the pressure pipe, is heated. The temperature rise is detected by a heat sensor 19 built into the measuring block and transmitted to a indicating measuring device forwarded. Advantageously, the measuring block is on a cold part of the Pressure pipe, for example at the loading end, attached so that the pressure pipe including monitoring device can be installed without disconnecting the display lines.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Einrichtung zur Überwachung eines in einem Druckrohr eines vorzugsweise mit schwerem Wasser moderierten Atomkernreaktors angeordneten Isolierrohres, das mit dem Druckrohr einen einseitig offenen und mit stehendem Kühlmittel gefüllten Ringspalt bildet, in welchem durch ein Leckwerden des Isolierrohres eine zur Fehleranzeige benutzbare Strömung entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß in einem von der Strömung oder einem Teil derselben bespülten und dadurch erwärmten Körper eine Temperaturmeßvorrichtung (10) angeordnet ist.1. Device for monitoring an insulating tube arranged in a pressure tube of an atomic nuclear reactor preferably moderated with heavy water, which with the pressure tube forms an annular gap that is open on one side and filled with standing coolant, in which a leakage of the insulating tube creates a flow that can be used for error display, characterized in that that a temperature measuring device (10) is arranged in one of the flow or a part thereof bespülten and thereby heated body. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßvorrichtung (10) auf einem außerhalb des Moderatorraumes (2) befindlichen kalten Abschnitt des Druckrohres angeordnet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the temperature measuring device (10) on a cold section of the pressure pipe located outside the moderator room (2) is arranged. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßvorrichtung in dem Teil der Druckrohrwandung angeordnet ist, der zwischen dem offenen Ende des Ringspaltes und dem mit dem Moderator in Berührung stehenden Druckrohrabschnitt liegt.3. Device according to claim 2, characterized in that the temperature measuring device is arranged in the part of the pressure pipe wall between the open end of the Annular gap and the pressure pipe section in contact with the moderator. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Temperaturmeßvorrichtung enthaltende Körper an einer außerhalb des Druckrohres (11) und von ihm entfernt liegenden kalten Wand (18) angeordnet und von einer Rohrleitung (16) durchzogen ist, deren eines Ende in den Ringspalt (14) und deren anderes Ende in einen das offene Ringspaltende verengenden Drosselspalt (15) mündet.4. Device according to claim 1, characterized in that the temperature measuring device containing body on an outside of the pressure pipe (11) and remote from it cold wall (18) and is traversed by a pipe (16), one end of which in the annular gap (14) and its other end into a narrowing the open end of the annular gap Throttle gap (15) opens. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper auf einer kalten Wand angeordnet ist, die mit dem Druckrohr in fester Verbindung steht.5. Device according to claim 4, characterized in that the body on a cold Wall is arranged, which is firmly connected to the pressure pipe. In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 1 212 327,
532;
britische Patentschrift Nr. 765 239.Considered publications:
French patent specification No. 1 212 327,
532;
British Patent No. 765 239. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 209 748/266 12.62© 209 748/266 12.62
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB765239A (en) * 1954-12-31 1957-01-09 Foster Wheeler Ltd An improved leak detection unit
FR1212327A (en) * 1957-10-07 1960-03-23 A C F Ind Leak detector for heavy and light water circulation systems
FR1213532A (en) * 1958-08-25 1960-04-01 Commissariat Energie Atomique Ionizing Liquid Leak Detector

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