DE1930439C2 - Einrichtung zur Ermittlung der Neutronenflussverteilung in einem Kernreaktor - Google Patents
Einrichtung zur Ermittlung der Neutronenflussverteilung in einem KernreaktorInfo
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Description
7 ^ , Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur ErmiU- Bei Verwendung eines derartigen vanadiumhaltigen
f W Jung der Neutronenflußverteilung in der Spaltzone Werkstoffes beträgt die maßgebende Halbwertszeit
I , eines Kernreaktors mit Hilfe von aktivierbaren Fest- 3,77 Minuten. Es ist daher möglich, dieselben Kugele
I körpersonden, bestehend aus dis Spaltzone und die in Zeitabstäuden von etwas über 10 Minuten immer
:| Reajciorgefäßwand durchsetzenden Transportrehren 5 wieder zu neuen FlußverteiluBgsmessungen zu ver-
und zu Säulen lose aneinandergereihten aktivierbaren wenden. Durch die direkte Zuführung der Kugeln
I · Kugeln in den Transportrohren, die sinn unter Zu- nach der Aktivierung an eine MeBstrecke eatfaiies
I hilfenabme von Druckgas in die Spa'tzone hinein- damit auch ein Teil der sonst üblichen mechanischen
S u.nd wiedef aus ihr herausbewegen lassen, sowie aus Kouponcnten, was im Hinblick auf die Betriebs-
ν einer feststehenden Aktivitätsmeßeinrichtung außer- io sicherheit dieses Meßsystems sehr wesentlich ist .
,] halb des Reaktordruckgefäßes neben den Transport- Die Einzelnachweiselemente der AköviiätsmeS-
f rohren. ' strecken können dabei aus Halble.'terdetektorcn oder
t Es ist in diesem Zusammenhang bekanntgeworden, aus Geiger-Müiler-ZähJrohren bestehen.
I Sonden aus Säulen lose aneinandergereihter Kugeln Zur gkicnzeitigen Ausmessung der Kugelsäulen
■-. zu verwenden, die in Meßrohre innerhalb des Reak- 15 kann jedem Transportrohr einer Kugelsäule eine
; tors eingefahrenjind nach der Aktivierung zunächst eigene AktrvitäismeBstrocke zugeordnet werden. Da-
Ä wieder in einer irommei gespeichert und dann einer durch ist eine scäneSe Auswertung der KugHsäuiea
g Auswerteinrichtung zugeführt werden. möglich.
H Als Werkstoff wird für die Nageln im allgemeinen Andererseits kann aber auch esne Aktivitätsmeß-
% «n manganhaltiger Werkstoff verwendet, der eiae so strecke für mehrere Transportrohre zum zeitlich anf-
g relativ hohe Halbwertszeit von 2,58 Stunden aufweist, einanderfolgenden Ausmessen der einzelnen Kugel-
I Diese hohe Halbwertszeit schränkt die Verfügbarkeit siulen vorgesehen sein, wobei die Kugdsärien der
α derselben Kugelslufcn für Wiederholungsmessungen einzelnen Transportrohre nacheinander an die Afctm-
fi erheblich ein. Wenn man mit derartigen Kugeln hau- tätsmeßstreckc herangeführt werden.
I figer als einmal täglich messen wöL was betrietsiräßig as Bei einer großen Anzahl von ssszumessenden Kugj-
^ meist unbedingt erforderlich ist, so ist eine aufwendige säulen ist es vorteilhaft, wenn dis Transportroare zn
g Mechanik mit Kugelspeichern, wie z. B. Lagertrom- Gruppen zusammengefaßt sind und dis Anzalii der
g mein, sowie zahlreiche Steuerelemente in Form von Aktivitätsmeßstrecken gleich ist der Anzahl der
g VenhJenund Weichen erfordc. lieh. Außerdem erfolgt Transportrohre einer Gruppe, «*»bd die Ausmessung
y das Ausmessen der gleichzeitig bestrahlten Kugel- 33 der Kugelsäulen einer Gruppe gleichzeitig erfolgt.
i säulen im wesentlichen nacheinander. Die FIi vver- Um eine Einsparung an Emzeteachweisekinentea za
u teilungsmeßzeiten betragen dabei mehr afc J f arde eneicfcen, können die Kucdslufen auch abschnitts-
|r bei jeder Messung. weisen ausgemessen werds». Dabei siad hinter der *
; Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Meßslrecke Kugelatt«hläse in Abständen entspreeme
Einnchtung zur Ermittlung der Flußverteilung 35 chend der Länge der Aktrvititsmsßstrecke voigesshen.
μ zu schaffen, bei der die Ausmessung gleichzeitig be- Bei der gleichzeitigen Ausmessung können die
I, strahlter Kugeln im wesentlichen gleichzeitig vor sich Kugelsäulen während des Zeitraumes zwischen zwei
S- »:nt; darüber hinaus sollen die Kugeln in kurzen Aktivierungen unmittelbar in den Transpcrtrohreö
Zeitabständen hintereinander zur Messang verwendet gelagert sein. Es ist aber auch möglich, daß die Kuge!-
- werden können; außerdem soll auf einen hohen me- 40 siulen während dieses Zeitraumes in einer Trommel
:■ chanischen Aufwand für Weichen, Ventile und Spei- mit mehreren, den entsprechenden Kugsltracsport-
«ί,^Μ,πιεΙπ verachtet vicrden. rohren esd rah diess küf
jei crden. K^rea ead rah dieses kp.ca
Uie brhndung besteht dabei dann, daß zur Aus- Speichsrkanälen gelagert sind. Bei der zeitlich abmessung
der aktivierten Kugelsäulen im ruhenden einanderfolgenden Ausmessung der einzelnen Kugei-Zustand
die Meßeinrichtung aus einer oder mehreren, 45 säulen ist es vorteilhaft, wenn in den einzelnen Transsich
entlang einer oder mehrerer der Transportrohre portrohren im Abstand einer K'igelsäulenlängs vom
erstreckenden Aktivitätsmeßstrecken besteht, die sich aktiven Teil des Reaktorkerns Kugelanschläge vorjcweiis
aus mchrefcn nebeneinander angcöfdsciefi gsseben sind. Dabd können die Kogeisäuten nadi
Einzelnachweiselementen zusammentstzen. der Aktivierung und vor der Ausmessung in den Traas-
Durch die dadurch möglich werdende teilweise so portrohren zwischen Reaktoren und Kugetenschlägen
gleichzeitigen Ausmessung der einzelnen Kugelsäulen und nach der Ausmessung vor den Kugelanschlägsa
wird die Auswertszeit für die Aktivitätsmessung er- auf der AusmeOseite gespeichert sein,
heblich verringert. Dadurch lassen sich ebenfalls zusätzliche Lager-
Um die Kugeln kurz nach der Messung wieder ver- strecken bis zur Wiederverwendung der Kugeln einwenden
zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn 55 sparen.
die Kugeln aus einem Werkstoff bestehen, dessen für Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn bei Zusam-
$e 'Aktivitätsmessung- maßgebende Komponenten mcnfassung der Transportrohre der fCugelsäufsn zu
wiw|kji^ H|lbjWErtszeit im Bereich von Minuten Önippen jede Gruppe an einen gemeinsamen Druck-.aufweist/Älsiyorteilhaft^
hat sich dabei eine vanadium- hiftsammler angeschlossen ist Dabei kann jeder
galtige Kugellegierung erwiesen, die neben dem Haupt- fc Druckluftsammler mit einem Feuchteföhler, einem
besia^ndteil Eisen foigende Lcgierungskomponenten Manometer und einem Schnellschlußvenül zur Abentn?lt:
schaltung einer etwa defekten Gruppe veisehen sein.
Diese Sicherheitsvorrichtungen sind notwendig, falls
c 0,60 bis 0,65 Gewichtsprozent, in einem der Sonden ein Leck auftritt und somit
Cr 14 bis 15 Gewichtsprozent, 65 kühlflüssigkeit am dem Reaktor in die Meßsonden
V 1,2 bis 1,4 Gewichtsprozent, übertreten würde.
Verunreinigungen in Form von Si, Mn, Mo, Al Zur Einsparung an Einzelnachweiselementen können
jeweils unter 0,1 Gewichtsprozent. dieselben in den parallelen Meßstrecken einer Gruppe
. 1 S30 439
gestaffelt angeordnet sein. Darüber hinaus ist es mög- Die Kugclsäule kann dann in dieser Lage bis zur
« lieh, daß die Einzelnachweiselemente im Bereich des nächsten Messung verbleiben. Es ist aber aucn^nogiicn,
ff kugelsäulenabscfenittes, der im unteren Viertel des am Ende des Transportrohres eme Speichertrommel
Reaktorkern aktiviert ist, in größeren Abständen als anzuordnen, die eine der Zahl der Transportronre
im übrigen Meßbereich angeordnet sind, da im all- 5 entsprechenden Zahl an Speicherkanalen autweisi.
gemeinen die FiuBverteQyng im unteren Teil des Γη Big.2 ist die grappenwsiss msumiieniasstuig
tauchen. stellt. Dabei ist eine Anordnung *f**f dieser
% Um ein Auseinanderziehen der Kugelsäulei, beim io Gruppen parallel zueinander möglich. Nach dem aus-
geordnet sein. ^ einen Seite bis In den Reaktor 1k™^^™^*™
bau und Wirkungsweise von Ausführen- ^!Sßieieh is rohren gemeinsamen Meßstrecke 5 enden. Ii
nach der Erfindung säher erläutert. Pat- Äigt von etwa einer Kügelsäulenlangs vom Aea
rohr eine eigene Aktivhätsmeßstrecke zugeordnet ist, und 21 auf, die zur Halterung der Kugelsaulen vor una
rohre zu einer Meßeinheit und *o Der Einfachheit halber ist bei dem Aiisiubrur3sbei-
rerer Transportrohre und Kugelmeßstrecken. ziehtet. .
nur ein Meßsystem- dargestellt. In der Praxis werden der Aktivierung im Reaktorkern geschient nun . αϊ
jedoch mehrere derartige Systeme parallel zueinander as folgende Weise:_
verwendet In den Reaktorkern 1 ragt zunächst eme Zunächst sind alle drei Kugcanschlage 19,20 uno u
rohrförmige Sonde 2, die aus einem äußeren Hüll- geschlossen. Die Kugelsäulen werden dann aus dem
rohr 3 und dem inneren Transportrohr 4 für die Reaktor durch-die Druckluft von unten her gegen die
der Preßluft beim Herausfahren der Kugelsäulen aus so daß die Kugelsäule bis vor die Meßeinrichtung ge-
der Sonde 2. führt wird. Nach der Ausmessung wird die Kugelsaule
an einer Aktivitäismeastrecke 5 vorbeigeführt, die Kugelanschlag gsführt und verbleib!ι dort bis zur nacn-
aus einzelnen Nachweiselementen 6 in Form von 35 sten Aktivierung. Nach dem Ausfuhnmgsoeispiei ist
besteht. Diese Auswerteinrichtung 5 ist über einen halb des Kugelanschlages 21 gehalten. Uie Rugei-
dargestellten Prozeßrechner 8 zur Speicherung und während die Kugelsäule 24 im Transportrohr 4a vor
.. λ k„iton *uirA Nd.-h Ausmessung der Kueelsaule 23
__ Lj ν i_ :_ j τ _« u-
£.uiii iiaua^iuiiuci ivugnu ::i ucui ιιαιη|ΐυιιΐυιιι ι ο«·»» »·····. ·«-
ici dieses am Ende über ein DreiwegeventiJ 9 mit einem wird diese durch die Druckluft bis zum g
f Druckgasspeicher 88 Verbundes. Zu Beginn des Meß- schlag 2β geführt. Der Kugelanschiag 19 öffnet, und
tils 9 das Druckgas in das Transportrohr 4 geleitet 45 messung an die Meßstrecke 5 gerunr».
; und drückt die Kugeln in die Kugelsonde 2 des Reak- Wenn beispielsweise 30 Sonden in zehn parallelen
torsi ein. Nach Aktivierung der Kugeln wird das Gruppe» zu je drei Sonden vorliege«, so können nach
' Hüllrohr 3 der Kugefttide 2 und dem eigentlichen 50 Ίη F ■ g. 3 k\ die gruppenweise Zusammenfassung
t Transportrohr 4 von unten in das Transportrohr 4 von mehreren Transportrohren, die jeweils von einem
einströmt und die Kugeln somit aus dem Reaktpr- Saramler mit DrucKiun oeauiscniagi werucn, uat^-
\ kern 1 aushebt. stellt. Hierbei erfolgt beispielsweise die Aufteilung von
ι die Kugelsäulen abschnittsweise an der Auswart- 55 zu je zehn Transportrokrren, von denen eine Gruppe
einrichtung vorbsigeführt. iiabei wird zunächst der dargestellt ist.
f Kugelanschlag 13 unmittelbar hinter der Meßslrecktf 5 Zwischen dem eigentlichen Reaktor 1 und der
geschlossen, so daß die aus dem Reaktor ausfahrende" Aktivitätsmeßstrecke 5 verlaufen bei einer Gruppe 25
* Messung der Aktivität des an der Meßstrecke S lie- &>
stand vom Reaktor Γ K-igelanschläge 26 aufweisen.
t genden Kngelsäulenabschnittes öffnet der Kugel· Dabei ist jedem Transportrohr4eines!geneMeestrecke
ΐ anschlag 13, und die KugeMuieTvird durch das Dreck- üugeordnei, so daß insgesamt zehn Meßstrecken 5
gas bis zum nächsten geschlossenen Kugelanschiag parallel geschaltet sind. Damit können also alle Kugel-
14 weitertransportiertj^so daß jetzt der zweite Kugel- säulen einer Gruppe parallel ausgemessen werden. Zur
j Unterteilung "kann dann der Kugelanschiag 14 ge- führungsbeispiel sind also vier Messungen urforder-
öffnet und die Kugelsäule bis an den Endanschlag 15 lieh.
geführt werden. Zum Transport der Kugelsäulen !n den Transport-
Claims (1)
- 5 w 6rohren 4 der Gruppe 25 gehen dabei Von einem Sam gebende Komponente eine kurze Halbwertszeit im ler 27 und einem weiteren Sammler 28 jeweils zei - Bereich von Minuten aufweist.Luftleitungen aus. Dabei führen die Luftleitungen 29 3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnetvom Sammler 27 direkt in den Reaktor und münden durch folgende Legierung des Kugel Werkstoffes:am unteren Ende in die T^nsportrohre A. Die Luft- 5 c Q ^ big (,^Gewichtsprozentleitungen 30 der Sammler 28 enden in den Transport- . G ^ bis ihrohren 4 hinter den Meßstrecken 5. Zur Aktivierung £r Sder Kugelsäulen wird nun zunächst vom Sammler 2* J^- -jeder Gruppe Druckluft η dtf leitungen 30 gedruckt, so daß die Kugeln in den Reaktor eingefahren werden· 10 Nach Aktivierung werden über Druckluft aus dem 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch geSammler 27 die Kugelsonden zunächst zurück vor die kennzeichnet, daß die Einzelnachweiselemente (6) Kugelanschläge 26 und anschließend nach öffnung der aus Halbleiterdetektoren bestehen, entsprechenden Anschläge den jeweiligen Auswert- S. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch geeinrichtungen zugeführt. 15 kennzeichnet, daß die Einzelnachweiselemente (6)Um etwaige Lecks in den einzelnen Sonden fest- aus Geiger-Müller-Zählrohren bestehen, stellen zu können, ist jeder Sammler mit einem 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis S, Feuchtefühler 31, einem Manometer 32 und einem dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Schnellschlußventil 33 versehen, um die entsprechende Ausmessung der Kugelsäulen jedem Transport-Gruppe abzuschalten. Nach Abschaltung einer Gruppe 20 rohr (4) einer Kugelsäule eine eigene Aklivitätssind jedoch noch die übrigen drei Gruppen, also meßstrecke (5) zugeordnet ist. 30 Sonden betriebsbereit. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 Um ferner zu verhindern, daß die Kugelsäulen beim bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aktivi-Ausfahren aus dem Reaktor zu sehr auseinanderge- tätsmeßstrecke (5) für mehrere Transportrohre (4) zogen werden, kann in der Abluftleitung 34 der Samm- 35 zum zeitlich aufeinanderfolgenden Ausmessen der ler 27 und 28 ein überdruckventil 35 vorgesehen sein, einzelnen Kugelsäulen vorgesehen ist. wodurch der Druck vor der Kugelsäule erhöht wird, 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 so daß ein Auseinanderlaufen der Kugeln vermieden bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportwerden kann. Ferner können bei der gleichzeitigen rohre (4) zu Gruppen (25) zusammengefaßt sind Ausmessung mehrerer Kugelsäulen zur Einsparung 30 und die Anzahl der Akiivitätsmeßstrccken (5) von Einzelnachweiselementen diese auch gestaffelt gleich ist der Anzahl der Transportrohre (4) einer angeordnet sein. Das bedeutet, daß beispielsweise bei Gruppe (25), wobei die Ausmessung der Kugelder ersten Meßstrecke nur die geradzahligen Positio- säulen einer Gruppe (25) gleichzeitig erfolgt, nen 2,4,6 usw. und bei der zweiten Meßstrecke nur die 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 ungeradzahligen Positionen 1, 3, 5 usw. mit Nach- 35 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur abschnittsweiselementen besetzt sind. weisen Ausmessung der Kugelsäulen hinter der Mit der beschriebenen Meßeinrichtung und unter MeUstrecke (5) Kugelanschläge (13,14, 15) in AbVerwendung vanadiumhalliger Kugein ist es also ständen entsprechend der Länge der Aktivitätsmöglich, in kurzen Zeitabständen mit denselben meßstrecke (S) vorgesehen sind. Kugeln Aktivilä'-smessungen durchzuführen und die 40 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 einzelnen Kugelsäulen gleichzeitig auszumessen. Dabei bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelsäulen weist die Meßeinrichtung als mechanisch bewegliche während des Zeitraumes zwischen zwei Aktivierun-Teile lediglich einen oder mehrere Kugelanschläge auf, gen unmittelbar in den Transportrohren (4) geso daß die Anlage sehr betriebssicher arbeitet. lagert sind.45 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1Patentansprüche: bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelsäulen 1. Einrichtung zur Ermittlung der Neutronen- während des Zeitraumes zwischen zwei Aktivierunflußverteilung in der Spaltzone eines Kernreaktors gen in einei Trommel mit mehreren, den entmit Hilfe von aktivierbaren Festkörpersonden, be- sprechenden Kugeltransportrohren (4) zugeordnestehend aus die Spaltzone und die Reaktorgefäß- 5° ten und mit diesen kuppelbaren Speicherkanälen wand durchsetzenden Transportrohren und zu gelagert sind.Säulen lose aneinandergereihten aktivierbaren Ku- 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 geln in den Transportrohren, die sich unter Zu- bis 11, dadurch gekennzeichnet,-daß in den einzelhilfenahme von Druckgas in die Spaltzone hinein- nen Transportrohren (Aa, Ab, Ac) im Abstand einer und wieder aus ihr herausbewegen lassen, sowie aus 55 Kugelsäulenlänge vom aktiven Teil des Reaktoreiner feststehenden Aktivitätsmeßeinrichtungaußer- kerns (I) Kugelanschläge (19, 20, 21) vorgesehen halb des Reaktorgefäßes neben den Transport- sind.rohren, dadurch gekennzeichnet, daß 13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gezur Ausmessung der aktivierten-Kugelsäulen im kennzeichnet, daß die Kugelsäulen (22, 23, 24) ruhenden Zustand die Meßeinrichtung aus einer 60 nach der Aktivierung und vor der Ausmessung in oder mehreren, sich entlang einer oder mehrerer den Transportrohren (Aa bis 4c) zwischen ReaktorderTransportrohre(4)ersüeckendenAktivitätsmeß- kern (1) und Kugelanschlägen (19 bis 21) ußd nach strecken (5) besteht, die sich jeweils aus mehreren, der Ausmessung vor den Kugelanschlägen (19 bis nebeneinander angeordneten Einzelnachweisele- 21) auf der Ausmeßseite gespeichert sind, menten (6) zusammensetzen. 65 14. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge- \ Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, daß die zu einer Gruppe (25) gekennzeichnet, daß die Kugeln aus einem Werkstoff hörenden Transportrohre (4) an einen gemeinsamen öestehen, dessen für die Aktivitätsmessung maß- Druckluftsammler (27. 28) angeschlossen sind.15. Einrichtung nach Anspruch'14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckluftsammler (27, 28) mit einem Feuchtefühler (31), einem Manometer (32) und einem [Schnellschlußventil (33) zur Abschaltung eimer etwa defekten Gruppe versehen ist. S16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,"'däuvrch'gekennzeichnet,,daß die Einzelnachweisel/mente (6) jeder Gruppe paralleler Meßstrecken (5)'gestaffelt angeordnet sind.17. Einrichtung nach einem'der Ansprüche 1bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelnachweiselemente (6) im Bereich des Kugelsäulcnabschnittcs, der im unteren Viertel des Rcaktor-'-kerns (1) aktiviert worden ist, in;-größerei( AtM ständen als im übrigen Meßbereich angeordnet -' sind.'' -" 18. Einrichtung nach Anspruch 14 oder lS^da- ;dürch gekennzeichnet", daß in der Abluftleittmg(34) "jedes Sammlers (27,28) ein Gegendruckventil (35) angeordnet ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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DE1280432B (de) * | 1967-03-11 | 1968-10-17 | Siemens Ag | Anordnung zur Messung und Auswertung der Aktivitaet von bestrahlten Messsonden |
Also Published As
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