DE1943669C3

DE1943669C3 - Device for the analysis of foreign substances contained in superheated steam

Info

Publication number: DE1943669C3
Application number: DE19691943669
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl.-Ing. 7500 Karlsruhe John
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Filing date: 1969-08-28
Publication date: 1977-07-28

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Analyse von in Heißdampf enthaltenen Fremdstoffen, insbesondere radioaktiven Stoffen, bestehend aus einer in den Heißdampfbereich hineinragenden Entnahmedüse, einer Kondensatmischeinrichtung zum Abkühlen des entnommenden Heißdampfes, einem nachgeschalteten Kühler, aus dem ein Teil des Kondensats dem Analysengerät zuströmt, während der andere Teil der Kondensatmischeinrichtung zur Kühlung des Heißdampfes zugeführt wird.The invention relates to a device for analyzing foreign substances contained in superheated steam, in particular radioactive substances, consisting of an extraction nozzle protruding into the superheated steam area, a condensate mixing device for cooling the superheated steam drawn off, a downstream Cooler, from which part of the condensate flows to the analyzer, while the other part of the Condensate mixing device for cooling the superheated steam is fed.

Bei der Entnahme von Heißdampfproben zur Bestimmung des Gehaltes an Fremdstoffen in Dampf, speziell von radioaktiven Spaltprodukten bei Dampfgekühlten Kernreaktoren, hat sich gezeigt, daß bereits in der Probenentnahmeleitung, d. h. in der Leitung von der Entnahmestelle bis zum Probenkühler sich ein wesentlieher Teil der zu messenden Stoffe ablagert und das Meßergebnis verfälscht. Um diese Ablagerung weitgehend einzuschränken, ist es notwendig, den zu entnehmenden Heißdampf direkt an der Entnahmestelle in nassen Sattdampf zu verwandeln, da bei diesem Dampfzustand die Neigung zu Ablagerungen erheblich geringer als im Heißdampfzustand ist.When taking hot steam samples to determine the content of foreign substances in steam, especially of radioactive fission products in steam-cooled nuclear reactors, it has been shown that already in the sampling line, d. H. in the line from the sampling point to the sample cooler there is an essential element Part of the substances to be measured is deposited and the measurement result is falsified. To this deposit largely to restrict, it is necessary to extract the superheated steam directly at the extraction point to transform into wet saturated steam, since with this steam state the tendency to deposits is considerable is less than in the superheated steam state.

Aus der DT-PS 9 53 926 ist eine Einrichtung zur Analyse von in Rauchgas enthaltenen Substanzen bekannt, bei welcher das Rauchgas durch Wasserdampf gefördert wird, in welchem das im Rauchgas enthaltene CO₂ gelöst wird.From DT-PS 9 53 926 a device for the analysis of substances contained in flue gas is known, in which the flue gas is conveyed by water vapor in which the CO ₂ contained in the flue gas is dissolved.

Weiterhin ist eine Einrichtung (Die physikalische Gasanalyse, allgemeine Grundlagen, Hartmann & Braun AG Frankfurt, 6. Auflage, S. 94 bis 95) mit unterschiedlichem Treib- und Fördermedium bekannt, bei welcher mit einer Wasserstrahlpumpe staubhaltiges Betriebsgas ebenfalls zur Analyse gefördert wird und dabei gleichzeitig ausgewaschen bzw. filtriert wird.Furthermore, a facility (physical gas analysis, general principles, Hartmann & Braun AG Frankfurt, 6th edition, pp. 94 to 95) with different driving and conveying media known, in which operating gas containing dust is also promoted for analysis with a water jet pump is washed out or filtered at the same time.

Eine reine Dampfstrahlpumpe zur Förderung eines Meßgases, die von einem Hilfstreibmittel betrieben wird, ist aus der DT-PS 8 35 355 bekannt. AucVi hier liegen unterschiedliche Treib- bzw. Fördermedia vor, wobei das Fördermedium intern rückkondensisrt wird.A pure steam jet pump for delivering a measuring gas operated by an auxiliary propellant is known from DT-PS 8 35 355. AucVi here there are different driving or conveying media, whereby the conveying medium is internally recondensed.

Diese Einrichtungen befassen !.ich alle mit der Förderung von Gasen und geben keine Lehre, als Fördermedium dienenden Heißdampf in nassen Sattdampf zu überführen, wobei eine interne Rückkondensation vermieden werden soll.These bodies are all concerned with the Pumping gases and giving no teaching, superheated steam serving as a conveying medium in wet saturated steam to transfer, whereby an internal recondensation should be avoided.

Bei einer zu diesem Zweck bekannten Einrichtung (»American Society for Testing und Materials« ASTM Designation: D 1066-65 T, 1965, S. 183 ff.) wird vorgeschlagen, in einer Düse den Heißdampf und einen Teil der bereits kondensierten Probe zur Abkühlung zu vermischen. Der so erzeugte Sattdampf wird anschließend in einem Kühler kondensiert. Bei dieser Einrichtung ist jedoch eine Pumpe erforderlich, die das Kondensat, welches hinter dem Kühler anfällt, zur Entnahmepumpe zurückpumpt. Diese für jede Entnahmestelle erforderliche Pumpe ist jedoch bei dem hohen Systemdruck, mit welchem Heißdampfreaktoren arbeiten, sehr kostspielig und benötigt eine zusätzliche Energieversorgung.At an institution known for this purpose ("American Society for Testing and Materials" ASTM Designation: D 1066-65 T, 1965, p. 183 ff.) It is proposed that the superheated steam and a Mix part of the already condensed sample to cool. The saturated steam generated in this way is then used condensed in a cooler. However, this setup requires a pump capable of Condensate that accumulates behind the cooler is pumped back to the extraction pump. This for each extraction point However, the pump required is at the high system pressure with which superheated steam reactors work, very expensive and requires an additional energy supply.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die Dampfumformung auf einfachere und billigere Weise durchzuführen, wobei ein möglichst kurzer Heißdampfweg eingehalten werden soll.The object of the present invention is now to make steam forming in a simpler and cheaper way to be carried out, whereby the shortest possible superheated steam path should be maintained.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art gemäß der vorgeschlagenen Erfindung gelöst, durch eine innerhalb des Heißdampfbereiches angeordnete, sich an das Entnahmerohr anschließende Dampfstrahlpumpe, die das Kondensat ansaugt und gleichzeitig mit dem Heißdampf vermischt, welche von einem in den Heißdampfbereich ragenden koaxialen Rohr umgeben ist, in welchem das Kondensat der Dampfstrahlpumpe zuströmt. Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Strömungsrichtung des Kondensats im koaxialen Rohr bis in den Heißdampfbereich entgegengesetzt zu der des gekühlten Dampfes gehalten ist.This task is proposed in a device of the type described in the beginning Invention solved by a arranged within the superheated steam area, attached to the extraction pipe subsequent steam jet pump, which sucks in the condensate and simultaneously with the superheated steam mixed, which is surrounded by a coaxial tube protruding into the superheated steam area, in which the Condensate flows into the steam jet pump. An advantageous embodiment is that the The direction of flow of the condensate in the coaxial pipe up to the superheated steam area is opposite to that of the cooled steam is maintained.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß es durch die gedrängte Bauweise der Dampfstrahlpumpe möglich ist, Kondensatpumpe und Dampfmischeinrichtung in einem Bauelement zu vereinen und dieses Bauelement direkt in den Heißdampfstrom zu setzen, wobei ein sehr kurzer Heißdampfentnahmeweg erreicht wird. Dadurch wird die Analyse der radioaktiven Stoffe verfälschende Ablagerung auf ein Minimum beschränkt. Außerdem wird das Leitungsvolumen der gesamten Meßeinrichtung herabgesetzt, was aus meßtechnischen Gründen erstrebenswert ist.The advantages achieved by the invention are that the compact design of the steam jet pump makes it possible to combine the condensate pump and steam mixer in one component and to place this component directly in the superheated steam flow, with a very short superheated steam removal path being achieved. This reduces the analysis of the radioactive material falsifying deposits to a minimum. In addition, the line volume of the entire measuring device is reduced, which is desirable for technical reasons.

Den wirtschaftlichen Gesichtspunkten trägt die Erfindung insofern Rechnung, als ein teures Bauelement eingespart werden kann und keine zusätzliche Energiezufuhr von außen mehr notwendig ist.The invention takes into account the economic aspects in that it is an expensive component can be saved and no additional external energy supply is necessary.

In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt: Es zeigtIn the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically: It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Entnahmedüse,F i g. 1 a longitudinal section through the removal nozzle,

F i g. 2 eine Prinzipskizze des Meßkreislaufes.F i g. 2 a schematic diagram of the measuring circuit.

Ein überhitzter Dampf 2 strömt aus einer Heißdampfzone 1 über ein gekrümmtes Entnahmerohr 3 in eine Treibdüse 4 einer Dampfstrahlpumpe 5. In der Treibdüse 4 wird der Dampf teilweise entspannt und in Geschwindigkeit umgesetzt. Der dadurch entstehende Dampfstrom hoher Geschwindigkeit wird durch eine Fangdüse 6 und einen Diffusor 7 in ein Rohr 8 geführt. Dabei bildet sich zwischen Raum 10 vor der Fangdüse 6 und dem Ende des Diffusors 7 eine Druckdifferenz Δρ, welche das sich in einem Ringraum 9 zwischen konzentrischen Rohren 8 und 24 befindliche KondensatA superheated steam 2 flows from a superheated steam zone 1 via a curved extraction pipe 3 into a motive nozzle 4 of a steam jet pump 5. In the motive nozzle 4, the steam is partially expanded and converted into speed. The resulting high-speed steam flow is guided through a collecting nozzle 6 and a diffuser 7 into a pipe 8. A pressure difference Δρ is formed between space 10 in front of the collecting nozzle 6 and the end of the diffuser 7, which is the condensate located in an annular space 9 between concentric pipes 8 and 24

Il durch ringförmig um die Treibdüse 4 angeordnete Bohrungen 12 ansaugt. Das angesaugte Wasser vermischt sich in der Fangdüse 6 mit dem ausströmenden Heißdampf und kühlt ihn auf Sattdampftemperatur ao. Ein so entstandener nasser Sattdampf 13 wird durch das Rohr 8 einem Kühler 14 zugeleitet, in welchem es kondensiert wird. Das Kondensat 15 wird nun zu einem Teil über eine Leitung 16 in den Ringraum 9 der Entnahmeeinrichtung zurückgeführt und gelangt von da aus wieder zur Dampfstrahlpumpe 5. Der restliche Teil des Kondensats 15 strömt über eine Leitung 17 zu einem Analysengerät 18, wird anschließend abgeführt oder kann unter Umgebung des Analysengerätes 18 über eine Leitung 19 und ein Druckrcdu/.ierventil 20 clirckl abgeleitet werden.Il arranged in a ring around the driving nozzle 4 Bores 12 sucked. The sucked in water mixes in the collecting nozzle 6 with the flowing out Superheated steam and cools it to saturated steam temperature ao. A wet saturated steam 13 formed in this way is through the pipe 8 is fed to a cooler 14 in which it is condensed. The condensate 15 now becomes a Part returned via a line 16 into the annular space 9 of the extraction device and arrives from there off again to the steam jet pump 5. The remaining part of the condensate 15 flows via a line 17 to a Analysis device 18, is then discharged or can under the environment of the analysis device 18 via a Line 19 and a Druckrcdu / .ierventil 20 clirckl are derived.

Ventile 21, 22, 23 dienen /um Anfuhren und /um Regeln der Analyseneinrichtung.Valves 21, 22, 23 serve / to supply and / to regulate the analysis device.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for the analysis of foreign substances contained in superheated steam, in particular radioactive ones Substances, consisting of an extraction nozzle protruding into the hot steam area, a condensate mixing device to cool the removed superheated steam, a downstream cooler, from which part of the condensate is demolished Analyzer flows in, while the other part of the condensate mixing device to cool the Superheated steam is supplied, characterized by a within the superheated steam area (1) arranged, to the extraction pipe (3) subsequent steam jet pump (5), which the condensate (11) sucks in and simultaneously with the superheated steam (2) mixed, which is surrounded by a coaxial tube (24) protruding into the superheated steam area, in to which the condensate (11) of the steam jet pump (5) flows.

2. Device according to claim 1, characterized in that the flow direction of the condensate (11) in the coaxial tube (24) up to the superheated steam area (1) opposite to that of the cooled steam (13) is held.