DE1917590A1 - Fuel element hot spot detectors for sodium - cooled reactors - Google Patents

Fuel element hot spot detectors for sodium - cooled reactors

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DE1917590A1 DE19691917590 DE1917590A DE1917590A1 DE 1917590 A1 DE1917590 A1 DE 1917590A1 DE 19691917590 DE19691917590 DE 19691917590 DE 1917590 A DE1917590 A DE 1917590A DE 1917590 A1 DE1917590 A1 DE 1917590A1
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sodium
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Schmidt Dipl-Phys Klaus
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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    • G21C17/112—Measuring temperature
    • G—PHYSICS
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Abstract

Coolant passages from individual channels in the core are brought together and the temp. of the coolant is measured using at least one thermal sensor. The noise voltage in the sensor, corresponding to the temp. is monitored and any undesired departure from the norm triggers an alarm or an automatic safety process.

Description

Verfahren zum frühzeitigen Erkennen von örtlichen tbertemperaturen in Wärmeübertragern,vorzugsweise in den Brennelementen eines natriumgekühlten Kernreaktors Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum frühzeitigen Erkennen von örtlichen ttertemperaturen in Wärmeübertragern,-Jorzugsweise in den Brennelementen eines natriumgekuhlten Kernreaktors.Process for the early detection of local excess temperatures in heat exchangers, preferably in the fuel elements of a sodium-cooled nuclear reactor The invention relates to a method for the early detection of local Temperatures in heat exchangers, preferably in the fuel elements of a sodium-cooled Nuclear reactor.

Es ist bekannt, die Austrittstemperatur von Wärmeübertragern mit Hilfe von Thermoelementen zu messen und zu überwachen.It is known to use the outlet temperature of heat exchangers of thermocouples to measure and monitor.

Es ist weiterhin bekannt, die Temperatur der aus den zahlreichen Kanälen eines Brennelementes ausströmenden Kühlmittelteilströme mit Hilfe eines Thermoelementes gemeinsam zu messen. Dazu werden die Kühlmittelteilströme mit einer Vorrichtung durchmischt. Bei örtlichen tbertemperaturen in einem von zahlreichen Kanälen eines Brennelementes gibt aber die für zahlreiche Kanäle gemeinsam ermittelte Austrittstemperatur keinen deutlichen Hinweis auf einen möglichen Schaden, beispielsweise durch Verstopfung oder Verengung eines einzelnen Kühlmittelkanals.It is also known the temperature of the numerous channels partial coolant flows flowing out of a fuel assembly with the aid of a thermocouple to measure together. For this purpose, the partial coolant flows with a device mixed. In the event of local excess temperatures in one of numerous channels However, the fuel element gives the outlet temperature determined jointly for numerous channels no clear indication of possible damage, for example from constipation or narrowing of a single coolant channel.

.rufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum frühzeitigen Erkennen von örtlichen Übertemperaturen in Wärmeübertraernvorzugsweise in den Brennelementen eines natriumgektihlten Kernreaktors zu finden, wobei nur ein geringer Aufwand, insbesondere im Inneren'des Reaktorkerns, an meßtechnischen Vorrichtungen notwendig ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher vorgeschlagen, daß die aus zahlreichen Kanälen austretenden Kühlmittelteilströme zusammengeführt werden, und ihre Temperatur mit mindestens einem Thermoelement gemessen wird. Die durch geringe Temperaturunterschiede im vorbeiströmenden Medium im Thermoelement entstehende Rauschspannung wird überwacht und erfindungsgemäß bei unzulässigen Abweichungen des Frequenzbandes und/oder der Amplitudenverteilung vom normalen Zustand zur Auslösung eines Signals oder einer selbständigen Sicherheitsaktion benutzt. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren entsteht in jedem Falle eine, wenn auch geringe Rauschspannung, deren Vorhandensein zugleich einen wertvollen Hinweis für die Funktionsfähigkeit des Meßverfahrens gibt.The object of the present invention is to provide a method for the early Detection of local excess temperatures in heat exchangers, preferably in the fuel assemblies one Sodium-cooled nuclear reactor to find, with little effort, in particular in the interior of the reactor core, on measuring devices is necessary. To the Solution to this problem is therefore proposed that the numerous channels exiting coolant partial flows are merged, and their temperature with at least one thermocouple is measured. The small temperature differences Noise voltage generated in the thermocouple in the medium flowing past is monitored and according to the invention in the event of impermissible deviations in the frequency band and / or the Amplitude distribution from normal state to triggering a signal or a independent security action used. The proposed method arises in any case a noise voltage, albeit a small one, its presence at the same time gives a valuable indication of the functionality of the measurement process.

Wenn diese Rauschspannung ohne äußerlich erkennbaren Anlaß stärker wird, so ist das ein Hinweis, daß zumindestens in einem der zahlreichen Kühlmittelkanäle örtlich tbertemperaturen auftreten. Wenn dagegen diese Rauschspannung ausbleibt, so ist das ein Zeichen dafür, daß der Meßkreis gestört ist.When this noise voltage becomes stronger for no externally recognizable cause is, it is an indication that at least one of the numerous coolant channels local excess temperatures occur. If, on the other hand, this noise voltage is absent, this is a sign that the measuring circuit is disturbed.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Rauschspannung oder charakteristische Größen von dieser mechanisch oder elektronisch aufgezeichnet werden und beim Überschreiten vorher wählbarer Grenzwerte ein Signal ausgelöst wird.Furthermore, it is proposed according to the invention that the noise voltage or characteristic quantities of this recorded mechanically or electronically and a signal is triggered when previously selectable limit values are exceeded.

Diese wählbaren Grenzwerte werden erfindungsgemäß manuell oder automatisch von der mittleren Austrittstemperatur des Wärmeübertragers gesteuert, damit nicht bei Änderungen der mittleren Austrittstemperatur ein unerwünschtes Signal ausgelöst wird.According to the invention, these selectable limit values are manual or automatic controlled by the mean outlet temperature of the heat exchanger, so not an undesired signal is triggered when the mean outlet temperature changes will.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß mit einem schnell und einem langsam ansprechenden Thermoelement gemessen wird und die Differenz der gegeneinander geschalteten Thermoelemente überwacht wird. Auf diese Weise wird der Einfluß der mittleren Kühlmittelaustrittstemperatur weitgehend ausgeschaltet.In a further embodiment of the invention it is proposed that with a fast and a slow response thermocouple is measured and the The difference between the thermocouples connected to one another is monitored. To this In this way, the influence of the mean coolant outlet temperature is largely eliminated.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Thermospannung differenziert gemessen und überwacht wird.In a further embodiment of the invention it is proposed that the Thermal voltage is measured and monitored in a differentiated manner.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Spannung eines schnell ansprechenden Thermoelementes mit einem schnell und einem langsam ansprechenden Verstärker verstärkt wird und die Differenz der aus den beiden Verstärkern austretenden Spannungen überwacht wird.In a further embodiment of the invention it is proposed that the Voltage a fast responding thermocouple with one fast and one slow response amplifier is amplified and the difference in the two Voltages discharged from amplifiers are monitored.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Spannung des schnell ansprechenden Thermoelements digitalisiert wird und die Varianz der Meßwerte mit Hilfe eines Prozeßrechners berechnet und überwacht wird.In a further embodiment of the invention it is proposed that the Voltage of the fast responding thermocouple is digitized and the variance the measured values are calculated and monitored with the aid of a process computer.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, eventuelle Schäden durch örtliche Uberteeperatur in einem oder mehreren von zahlreichen parallelen Kanälen eines Wärmeübertragers rechtzeitig oder jedenfalls viel eher als nur bei Uberwachung der mittleren Austrittstemperatur zu erkennen. Dennoch ist für eine Vielzahl von parallelen Kanälen nur ein einziger Meßfühler notwendig. Gleichzeitig gibt die ständig vorhandene geringe Rauschspannung einen Hinweis auf die Funktionsfähigkeit des vorgeschlagenen Warnsystems.The present invention allows any damage caused by local Over temperature in one or more of numerous parallel channels of a heat exchanger in good time or at least much sooner than just monitoring the mean outlet temperature to recognize. However, there is only one for a large number of parallel channels Sensor necessary. At the same time there is the constant low noise voltage an indication of the functionality of the proposed warning system.

Claims (7)

Verfahren zum frühzeitigen Erkennen von örtlichen Procedure for the early detection of local Übertemperaturen in Wärmeübertragern ,vorz;ugsweise in den Brennelementen eines natriumgekühlten Kernreaktors P a t e n t a n s p r ü c h e Verfahren zum frühzeitigen Erkennen von örtlichen Ubertemperaturen in Wärmeübtertragern,vorzugsweisein den Brennelementen eines natriumgekühlten Kernreaktors, dadurch gekennzeichnet, daß zahlreiche aus parallelen Kanälen austretende Kühlmittelteilströme zusammengeführt und ihre Temperatur mit mindestens einem Thermoelement gemessen wird und die im Thermoelement entstehende Rauschspannung überwacht und bei unzulässigen Abweichungen vom Normalzustand ein Signal oder eine selbständige Sicherheitsaktion ausgelöst wird. Excess temperatures in heat exchangers, preferably in the fuel assemblies of a sodium-cooled nuclear reactor P a t e n t a n s p r ü c h e method for early detection of local excess temperatures in heat exchangers, preferably a the fuel elements of a sodium-cooled nuclear reactor, characterized in that, that numerous coolant partial flows emerging from parallel channels are brought together and its temperature is measured with at least one thermocouple and the im Noise voltage generated by the thermocouple is monitored and in the event of impermissible deviations a signal or an independent safety action triggered by the normal state will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauschspannung des Thermoelementsmechanisch oder elektronisch aufgezeichnet wird und beim Überschreiten wählbarer Grenzwerte ein Signal oder eine selbständige Sicherheitsaktion ausgelöst wird, wobei diese Grenzwerte manuell oder automatisch von der mittleren Austrittstemperatur des Wärmeübertragers gesteuert werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that the noise voltage of the thermocouple is recorded mechanically or electronically and when exceeded selectable limit values a signal or an independent one Security action is triggered, these limits manually or automatically from the middle Outlet temperature of the heat exchanger can be controlled. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem schnell und einem langsam ansprechenden Thermoelement gemessen wird, die beide gegeneinander geschaltet sind und die Differenz beider Thermospannungen überwacht wird.3. The method according to claim 1, characterized in that with a is measured quickly and a slow-responding thermocouple, both against each other are switched and the difference between the two thermal voltages is monitored. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermospannung differenziert gemessen und überwacht wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the thermal voltage is measured and monitored in a differentiated manner. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetj daß die Thermospannung eines schnell ansprechenden Thermoelements mit einem schnell und einem langsam ansprechenden Verstärker verstärkt wird und die Differenz der aus den beiden Verstärkern austretenden Spannungen überwacht wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the thermal voltage of a fast-responding thermocouple with one fast-responding and one slow-responding Amplifier is amplified and the difference of the exiting from the two amplifiers Voltages is monitored. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des schnellen Thermoelements digitalisiert wird und die Varianz der Meßwerte mit einem Prozeßrechner berechnet und überwacht wird.6. The method according to claim 1, characterized in that the voltage of the fast thermocouple is digitized and the variance of the measured values with a process computer is calculated and monitored. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausbleiben der ständig vorhandenen Rauschspannung ein Signal als Hinweis auf eine Störung des Meßkreises ausgelöst wird.7. The method according to claim 1, characterized in that in the absence the constantly present noise voltage generates a signal as an indication of a malfunction of the Measuring circuit is triggered.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2310613A1 (en) * 1975-05-07 1976-12-03 Euratom METHOD AND DEVICE FOR THE IMMEDIATE DETECTION OF DAMAGE IN A NUCLEAR REACTOR
EP0058233A2 (en) * 1981-01-16 1982-08-25 INTERATOM Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method and device for the detection of sodium leakages in steam generators

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