DE2059370B2 - Verfahren und vorrichtung zur ortung eines dampflecks in einem roehrenwaermetauscher mit dampfdurchstroemten rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ortung und Ausschaltung von Wasserdampf-Mikroleckagen in den Behälter eines Röhrenwärmeaustauschers hinein, dessen Wärmeaustauschrohre von flüssigem Natrium umspült werden, bei dein das Leck zunächst ohne Abänderung von Druck und Temperatur

des normalen Wärmetauschbetriebes als solches durch Nachweis von Wasserstoff im Natrium nach bekanntem Verfahren aufgespürt und als Mikroleck klassifiziert wird und aus der Gesamtheit der Rohre des Wärmeaustauschers eine das fehlerhafte Rohr enthaltende Rohrgiuppe ausgesondert wird sowie auf eine Vorrichtung zum Durchfuhren des Verfahrens.

Die Erfindung eignet sich also insbesondere für Wärmeaustauscher, bei de^en das die Rohre umspülende, wärmeabgebende Primärfluid durch flüssiges Natrium gebildet wird, während das durch die Rohre strömende, wänneaufnehmende Sekundärfluid Wasser im Dampfzustand oder im flüssigen mit Dampf gemischten Zustand ist. Sie wurde vor allem für Wärmeaustauscher mit einer sehr großen Anzahl von Rohren entwickelt, die in dichter Weise durch einen Behälter mit flüssigem Natrium hindurchgeführt und außerhalb desselben mit Verteiler- bzw. Sammelleitungen für die Verteilung des Strömungsmediums (Wasser oder Dampf) über die Rohre verbunden sind. ao

Ziel der Erfindung ist die Verminderung der »Nichtverfügbarkeit« der Anlage für den Fall der Anzeige einer Undichtigkeit an irgendeinem der Rohre über den Nachweis des durch Umsetzung von Wasser und Natrium gebildeten Wasserstoffs sowie die exakte Aussonderung des fehlerhaften Rohres, ohne daß das Natrium aus dem Behälter abgelassen und — falls die Bauart des Wärmeaustauschers das ergibt — vorzugsweise sogar, ohne daß der Wasserdampfkreis aut Atmosphärenbedingungen gebracht werden muß. Ziel der Erfindung ist weiter eine Außerbetriebnahme des einmal georteten fehlerhaften Rohres am einfache Weise durch Abschluß an beiden Enden, wobei Ortung und Außerbetriebnahme einfach und rasch erfolgen, so daß der Wiedereinsatz der Anlage beschleunigt erreich' weiden kann.

Es ist bekannt, daß Wärmeaustauscher und insbesondere Wärmeaustauscher für natriumgekühlte Kernreaktoren heikle Probleme hinsichilich der Betriebssicherheit der Anlagen mit sich bringen. Bei jeder an den Wärmeaustauscherrohren auftretenden Undichtigkeit kann nämlich das in den Rohren in Form von Flüssigkeit oder Dampf von hohem Druck vorhandene Wasser in das außerhalb der Rohre befindliche Natrium gelangen. Die dadurch bedingte Reaktion zwischen Nattlum und Wasser bringt viele Schwierigkeiten, die i;i der einen oder anderen Weise zu einer mehr oder minder dauerhaften »Nichtverfügbarkeit« der Anlage führen.

Wenn das betrachtete Leck erheblich, beispielsweise größer als einige Gramm Wasser pro Sekunde ist und insbesondere einem Rohrbruch gleichkommt, muß die Anlage außer Betrieb genommen werden und die Instandsetzung ist stets kompliziert und kostspielig. Bei einem geringeren Leck von beispielsweise einigen Hundertstel Gramm bis zu einigen Gramm Wasser pro Sekunde, das insbesondere auf einen Riß oder ein Loch von geringer Abmessung zurückzuführen ist, wird eine weniger heftige Reaktion beobachtet, aber die Erfahrung zeigt, daß sich ein solches Leck wie eine Art Schneidbrenner innerhalb der Flüssigkeit verhält, so daß die Gefahr eioer erheblichen und raschen Beschädigung der benachbarten Anordnungen, insbesondere der anderen Rohre zu befürchten ist. Auch in diesem Falle ist für die Vornahme der unerläßlichen Inspektionen und Reparaturen die vollständige Stillegung der Anlage praktisch notwendig.

Wenn schließlich das Leck an irgendeinem der Rohre eiues Wärmeaustauscher-Rohrbündels äußerst gering, beispielsweise geringer als einige Hundertstel Gramm Wasser pro Sekunde ist und einem üblicherweise mit »Mikroleckage« bezeichneten Leck gleichkommt, das insbesondere von Fabrikationsfehlern herrührt, die bei der vorangehenden Kontrolle der Rohre vor dem Zusammenbau des Wärmeaustauschers übersehen wurden oder durch einen Ermüdungsriß oder jede durch andere Wirkungen verursachte Undichtigkeit gebildet wird, sind die Folgen für die Umgebung erfahrungsgemäß relativ unbedeutend oder zumindest schwach genug, so dnß sie erst nach einer erheblichen Einwirkungsdauer zu merklichen Schäden führen; in diesem letzteren Falle ist es mithin möglich, die Nichtverfügbarkeit der Anlage stark zu begrenzen. Wenn nämlich der Betrieb der Anlage durch die Lokalisierung und Außerbetriebnahme des fehlerhaften Rohres möglichst vnig gestört wird, ist der vollständige Ausbau der Voi Achtung für die Inspektion aller Rohre wie es bei Leckagen mit höherem Durchsatz in Anbetracht ihrer Wirkung auf die Umgebung notwendig ist, nicht erforderlich.

Ds; zu diesem Zweck entwickelte, erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Reparatur einer minimalen Undichtigkeit oder eines Mikrolecks im oben angedeuteten Sinne, ohne daß eine längere Nichtverfügbarkeit der Anlage erforderlich wäre und das ausfindig gemachte schadhafte Rohr kann leicht außer Betrieb genommen, d. h. an beiden Enden außerhalb des natriumhaltigen Behälters verschlossen werden. Diese Außerbetriebnahme eines einzelnen Rohres führt nur zu einer sehr geringen Verminderung der thermischen Wirksamkeit des Wärmeaustauschers, die im allgemeinen vernachlässigbar ist, wenn man die sehr hohe Zahl der die Anlage bildenden Rohre bedenkt.

Das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß man den Wärmeaustauscher bei einer Temperatur, bei der noch keine Leckverstopfung durch ausfallende Verunreinigungen zu befürchten ist, auf isotherme Bedingungen bringt, bei denen die zwischen Natrium und Wasser pro Zeiteinheit ausgetauschte Wärmeenergie praktisch gleich Null ist; daß man gleichzeitig den Druck des Wasserdampfes in der Gesamtheit der Wärmeaustauscherrohre bis auf einen Wert leicht über dem Druck des Natriums absenkt; daß man nacheinander jedes Rohr der vorangehend ausgewählten Gruppe mit einem Reservoir mit wasserstoffhaltigem Fluid verbindet, das in die Rohre mit einem Druck, der höchstens gleich dem Druck des Wasserdampfes bei normalem Betrieb ist und mit der Temperatur des Natriums eingeführt wird; daß man das Auftreten von Wasserstoff im Natrium nach an sich bc kannten Venahren nachweist, um das fehlerhaft! Rohr zu entdecken, das dann außerhalb des Behälter zugestöpselt und so außer Betrieb genommen wird.

Der Nachweis des Wasserstoffs im Natrium erfolg nach dem bekannten Verfahren ganz allgemein da durch, daß man ihn durch eine Metallmembran dif fundieren läßt, die an einen Analysator, wie ein Mas senspektrometer, angeschlossen ist.

Fs wurde bereits festgestellt, daß es unrentabel is die klassischen Kontroll- und Meßsysteme, die für de Globalnachweis der Anwesenheit von Wasserstoff ii Natrium verwendet werden, für die individuelle Oi Hing von gegebenenfalls schadhaften Rohren währen des normalen Wärmeaustauschbetriebes zu verwer

den, indem man insbesondere an diese Systeme eine komplizierte Mechanik anpaßt, welche die Inspektion der Gesamtheit der Rohre »Rohr für Rohr« ermöglicht. Wärmeaustauscher für Kernreaktoren mit merklicher Leistung haben nämlich mehrere hundert oder sogar tausend Rohre, so daß jede Methode der direkten Ortung »Ohr für Rohr« wegen der Vielzahl derselben rasch unmöglich wird.

Bei dem vorliegenden Verfahren kann dagegen nach einem ersten vorangehenden Zeitabschnitt, in dem nach einem bekannten Verfahren und abhängig von der Konzeption des Austauschers und seiner Struktur eine das schadhafte Rohr enthaltende Gruppe von mehreren Rohren ausgewählt wird, was bei normalem Betrieb der Anlage passiert, in einem zweiten Zeitabschnitt von begrenzter Dauer, während der besondere Bedingungen von Temperatur und Druck im Wärmeaustauscher herrschen, die genaue Ortung bzw. Auffindung des schadhaften Rohres innerhalb der ausgewählten Gruppe relativ kostenspa- ao rend und mit einem Minimum an Störungen für den Betrieb der Anlage erreicht werden.

Die angenommene Arbeitsweise erfordert nach eventueller Auffindung der das schadhafte Rohr enthaltenden Rohrgruppe eine solche Regelung der Reaktorleistung, daß das Natrium im Wärmeaustauscher auf eine im wesentlichen isotherme Temperatur gebracht wird, bei der die pro Zeiteinheit über die Rohre hinweg ausgetauschte Wärmeenergie praktisch gleich Null ist; diese Temperatur ist selbstverständlich mit dem mechanischen Verhalten der Gesamtheit der Anlage verträglich sowie mit dem allgemeinen Betrieb derselben und liegt dabei vorzugsweise über dem Schmelzpunkt von Natriumhydroxyd (nahe 320° C) oder allgemeiner über derjenigen Temperatur, bei der Verunreinigungen beginnen aufzutreten, welche das Leck von der Außenseite des Rohres her verstopfen könnten.

Gleichzeitig wird der Druck des Wasserdampfs innerhalb der Wärmeaustauscherrohre auf einen Wert vermindert, der leicht über demjenigen des Natriums liegt, um ein Eindringen des letzteren durch das aufzufindende Leck in das Rohr hinein zu verhindern. In der folgenden Phase kann der Druck in den Rohren der ausgewählten Gruppe durch ein Inertgas, wie Argon oder Stickstoff, von einer zusätzlichen äußeren Quelle her sichergestellt werden, wobei dieses Inertgas den Wasserdampf in den Rohren der betrachteten Gruppe zwischenzeitlich ersetzt, was den Vorteil hat, daß eine Korrosion der Rohre vermieden werden $0 kann und die notwendigen Manipulationen erleichert werden. Der Druck des Inertgases ist dabei gleich dem Druck des Wasserdampfes in der vorangehenden Phase oder hoher.

Abschließend wird schließlich durch eine speziell vorgesehene Öffnung in den Rohren oder durch ihr jeweiliges Ende in bestimmter Reihenfolge in jedes Rohr ein wasserstoffhaltiges Fluid eingeführt, das beispielsweise durch entmineralisiertes und entgastes Wasser im flüssigen oder dampfförmigen Zustand oder durch Wasserstoff odet auch durch jedes andere Fluid oder Mischfluid gebildet wird, das die eigenschaft hat, durch chemische Reaktion mit Natrium Wasserstoff in Freiheit zu setzen. Dieses Fluid wird mit dec Druck des Inertgases, das dadurch ersetzt wird, nacheinander in die einzelnen Rohre eingeführt Im FaBe der Verwendung von Wasser ist dessen Temperatur gleich der isothermen Temperatur des Natri ums. Wenn auf diese Weine das schadhafte Rohr mit dem wasserstoffhaltigen Fluid unter Druck gesetzt wird, entweicht Wasserstoff bzw. wasserstoffhaltiges Fluid durch das Leck und verteilt sich im äußeren Natrium.

Die Wasserstoffanzeige durch das Nachweissystem ermöglicht dann die unmittelbare Auffindung des schadhaften Rohres. Während dieses letzten Abschnittes kann es erwünscht sein, den Natriumdurchsatz im Wärmeaustauscher zu vermindern, um so die Nachweisempfindlichkeit zu erhöhen und weiter den Druck des wasserstoffhaltigen Fluids in jedem einzelnen der nacheinander geprüften Rohre auf den Nominaldruck des Dampfes bei normalem Betrieb zu bringen, um das Leck unter den gleichen Druckbedingungen wie bei Betrieb zu prüfen.

Es ist im übrigen zu bemerken, daß ein unzeitiges Zusetzen der Undichtigkeit durch Natrium oder Reaktionsprodukte wenig zu befürchten ist, da alle Operationen unter geringst möglicher Veränderung der Arbeitsbedingungen im Vergleich zu den Normalbedingungen ausgeführt werden, unter denen das Leck grob nachgewiesen wurde.

Wenn das schadhafte Rohr auf diese Weise bestimmt worden ist, wird der Kreis der unter Inertgasdruck gesetzten Dampfrohre bis auf einen leicht über Atmosphärendruck liegenden Druck entlastet, um den Eintritt von Luft während der abschließenden Zustöpselung bzw. Stillegung des aufgefundenen schadhaften Rohres zu vermeiden. Nach dieser Außerbetriebnahme des schadhaften Rohres wird der Wärmeaustauscher erneut in Betrieb genommen, ohne daß das Natrium je abgelassen worden wäre, selbst nicht währende eines vollständigen Stillstandes seiner Zirkulation. Außerdem ist es bei der Variante, gemäß welcher flüssiges Wasser als Spürfluid verwendet wird, möglich, jeden Zutritt von Luft in den Dampfkreis zu vermeiden. Bei den anderen Varianten bleibt der Zutritt von Luft stets so gering wie möglich. Die Nichtverfügbarkeit der Anlage ist mithin insgesamt von sehr kurzer Dauer, wobei die für die Ortung des schadhaften Rohres erforderlichen Operationen selbst keinerlei wesentliche Demontage erfordern. Diese Operationen erfordern weiter weder spezielles Material noch spezielles Bedienungspersonal, sondern es wird allein da; bereits vorhandene Kontrollmaterial verwendet, wobei der Nachweis von Wasserstoti im Natrium in ar sich bekannter Weise erfolgt.

Die Beschreibung, mit der die Erfindung erläuten wird, bezieht sich auf die Zeichnungen; es zeigen

Fig. 1 und2 (schematisch im Schnitt) einen War meaustauscher, durch dessen Behälter Rohre für dii Zirkulation von Dampf hindurchffihren;

Fig.3 einen Schnitt durch eine Vorrichtung mi äußerem Reservoir, mit der die verschiedenen Rohn irgendeiner vorher ausgewählten Gruppe mit einen wasserstoffhaltigen Fluid und gegebenenfalls einen Inertgas unter Druck gesetzt werden können;

Fig.4 und5 einen speziellen Teil eines Austau scherrohres in vergrößertem Maßstabs; und

Fig.6 einen Schnitt durch eine wehere Ausfüh rungsait des Wärmeaustauschers, bei der die Armen dung einer Variante des Lecksochverfahrens ange deutet wird.

Der in Fig. 1 und2 gezeigte Wärmeaustausche umfaßt grob schematisch einen Behälter t, welche der kontinuierlichen Zirkulation eines direkt oder it direkt vom Kern eines (nicht gezeign) Kernreaktoi

herkommenden Primärfluids und insbesondere von flüssigem Natrium 2 angepaßt ist, das in den Behälter durch eine Leitung 3 eintritt und diesen durch eine Leitung 4 wieder verläßt. Das zirkulierende Natrium umspült mithin eine Reihe von Rohren (wie5) längs ihrer äußeren Oberfläche; diese Rohre sind in dichter Weise durch den Behälter 1 hindurchgeführt und außerhalb des Behälters mit einem Einlaßverteiler 6 und einer Auslaßsammelleitung 7 verbunden, mit denen die Zirkulation eines Sekundärfluids, wie insbesondere Wasser in flüssigem und/oder dampfförmigem Zustand, durch die Rohre gewährleistet werden kann, wobei ein Austausch von Wärme mit dem Natrium stattfindet. Das in F i g. 1 schematisch wiedergegebene Beispiel zeigt eine spezielle Montage der Rohre 5, die hier hängend im Behälter 1 angeordnet sind, während die Rohre beim Beispiel gemäß F i g. 2 im wesentlichen in axialer Richtung durch den Behälter hindurchgehen. Die letztere Anordnung mit sogenannten entleerbaren Rohren ermöglicht insbesondere die Reinigung bzw. Entleerung dieser Rohre.

F i g. 3 zeigt ein äußeres Reservoir 10, mit dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine geeignete Menge eines wasserstoffhaltigen Fluids und insbesondere von entmineralisiertem und entgastem Wasser 12 in flüssigem oder dampfförmigem Zustand unter bestimmten Bedingungen von Druck und Temperatur, die weiter unten näher erläutert werden, in die einzelnen Rohre des Wärmeaustauschers eingeführt werden kann. Dieses Reservoir 10 umfaßt hauptsächlich einen Mantel bzw. eine Wandung 11, innerhalb derer die Höhe des Wassers durch eine geeignete Vorrichtung, wie beispielsweise durch ein äußeres Schauglas 13 angedeutet ist, gemessen werden kann, das durch Leitungen 14 und 15 mit dem Behältermantel 11 verbunden ist. Letzterer ist außen mit einer angemessenen Schicht 16 eines wärmeisolierenden Materials umkleidet und umfaßt im unteren Bereich ein Heizelement 17, mit dem das Wasser 12 auf eine mit Hilfe eines Temperaturfühlers 26 überwachte bestimmte Temperatur gebracht werden kann. Das Reservoir 10 ist im übrigen mit einem Kreis zum Aufbringen von Druck verbunden, der Leitungen 18, 19 und 20 umfaßt, an die eine Leitung 21 für die Zufuhr von Inertgas, wie Argon oder Stickstoff, angeschlossen ist, wobei Manometer 22 und 23 die Messung des Druckes dieses Gases oder von Wasser im Reservoir ermöglichen. Ein Ventil 24 ermöglicht die Verbindung des Reservoirs 10 mit einer Leitung air Ergänzung von Wasser; sdtiieBIich wird der Abzug der Behälterfüllung über ein Ventil 25 erreicht, das die Verbindung des Behälters mit irgendeinem der Rohre S des Wärmeaustauschers gemäß Fig. 1 oder2 ermöglicht . _#e

Um schließlich die Verbindung des Reservoirs 10 nut den Rohren 5 zu ermöglichen, sind diese vorzugsweise, wie speziell und in vergrößertem Maßstab in Fig. 4 ondS gezeigt wird, mit einer seitlichen Offnung 30 versehen, die normalerweise durch eine Stopfen 31 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 32 verschlossen ist. For die Verbindung des Reservoirs 10 mit den Rohren5 wird der Stopfen 31 abgenommen und an der Offnong 30 das Ende einer Leitung 33 am Ausgang des Ventils 25 angepaßt, die vorzugsweise ein Rückschlagventil aufweist, dessen Kugel 34 unter der Wirkung einer Feder 35 den Zutritt vom Reservoir 10 oder der Atmosphäre her versperrt

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läuterten Weise durchgeführt; nach Ortung einei schadhafte Rohr enthaltenden Rohrgruppe in c ersten Verfahrensschritt während des normalen triebes der Anlage, was vorangehend mit Hilfe

S (nicht gezeigten) angefügten Meßanordnung vom eines Wasserstoffdetektors mit Diffusionsmen zur Bestimmung von Wasserstoff in Natrium schieht und Klassifizierung der Undichtigkeit übi zeitlich austretende Menge in die Kathegorie de:

kroleckagen, die keine vollständige Abschal tun: Anlage erfordern, wird in der nachfolgenden Stu isotherme Temperaturbedingungen und Druck g< den bereits angegebenen Merkmalen gesorgt, bringt nun den Dampfkreis unter einen Inertgasd der leicht über dem des Natriums liegt und paßt nacheinander an jedes der Rohre der ausgewii Gruppe die Vorrichtungen von dem in F i g. 5 & ten Typ an. Bei einem Wärmeaustauscher d F i g. 2 gezeigten Art muß außerdem eine dicht.

ao sonderung zwischen der Vorrichtung gemäß I und dem unteren Verteuere vorgenommen wi um zu vermeiden, daß andere Rohre als das spez überprüfende durch die Wirkung der kommut renden Gefäße gefüllt werden. Diese Vorsicht· nähme ist fakultativ im Falle des Austauschers f. F i g. 1, vorausgesetzt, daß die Verteiler bzw. Sai leitungen 6 und 7 im wesentlichen in der gleiche rizontalebene liegen. Wenn das nicht so ist ui den Austauscher gemäß F i g. 2 ist es vorteilhat Herbeiführung dieser Trennung die »Stabilisiei blende« (8) auszunutzen, mit der normalerweise Rohr am Eingang versehen ist und die durch ein nung gebildet wird, die einen genügenden Dru< lust bedingt, so daß der Durchsatz durch alle I des Wärmeaustauschers im wesentlichen konsta gleichmäßig ist und diese durch einen Decke! eine Vollscheibe zu ersetzen. Unabhängig von c weils angewandten Vorrichtung ist es zweckt daß sie die drei Funktionen übernehmen kann lieh die einer Blende zur Dämpfung von hydn mischen Instabilitäten des Austauschers, eine dichtung in Richtung der unteren Sammelleitur einer Fassung für die Einführung des Spürfluids Nach Ausführung dieser Operation erhöht m Inertgasdruck im Austauscher auf einen s< Wert, daß das entmineralisierte Wasser, v/e\c^h Rolle des wasserstoffhaltigen Fluids spielt, .-isothermen Temperatur, auf welche man zuv> Natrium gebracht hat, nach Injektion in die ein

S« Rohre der ausgewählten Gruppe and Ersatz de* gases im flüssigen Zustand bleibt Um im ii während der Injection schädliche Wännescho vermeiden, ist es erwünscht, das Wasser im Re 10 auf eben diese Temperatur zu bringen. Das I

SS fen des Wassers in die einzelnen Rohre wird mi des äußeren Schauglas« 13 überwacht Gemäl Variante, die eine absohlte Sicherheit hinsichtli Gefahr eines Oberlafes der Rohre in angrer Bereiche während des Füllvorganges bietet, *

doch das Nntzvohnnen des Rers 10 genr reichend für die Füllung eines Rohres kalkulier Wenn das so verbundene Rohr eine Undich enthält, wird diese anmittelbar durch FeststeUu Anwesenheit von Wasserstoff entdeckt, der a Obergang von entmineratisiertem Wasser dar Leck hindurch in das Natrium hinein zarückzu

rvoir 10 oder der Atmosphäre her versperrt ist Wenn das fehlerhafte Rohr gefunden at, r

Das PrQf- and Meßverfahren wird in der bereits er- man es nur stülzalegen, & h. insbesondere auf

der Endverteiler 6 und 7 nach Ersatz des entmineralisierten Wassers durch Inertgas, dessen Druck dann auf einen Wert leicht über Atmosphärendruck gehalten wird, um den Zutritt von Luft während der Zustöpselung selbst zu verhindern, zu verschließen. Man S kann danach den normalen Betrieb der Anlage rasch wieder aufnehmen, wobei allein das zugestöpselte Rohr außer Betrieb bleibt.

Ein besonderer Fall ist vorzusehen, wenn der Zugang zu den verschiedenen Rohren des Austauschers nicht möglich ist, ohne daß der Kreislauf des in den Rohren zirkulierenden Wasserdampfes auf Atmosphäre gebracht wird; das ist insbesondere der Fall, wenn die Rohre S durch 2 Frontalplatten 40 und 41 einmünden, die am Behälter 1 in der in F i g. 6 gezeigten Weise vorgesehen sind. Eine V ariante des Verfahrens besteht dann in folgender Arbeitsweise: Nach vollständiger Druckentlastung des Dampf kreises und Abnahme der Frontalplatten 40 und 41, was den

Nachteil hat, daß der Kreis auf atmosphärische Bedingungen gebracht wird, allerdings in sehr begrenzter Weise, paßt man (auf der einen Seite) in jedes Ende der einzelnen Rohre S einen dichten Stopfen 42 ein, während das andere Ende entweder mit einem Reservoir vom in F i g. 3 gezeigten Typ verbunden wird, oder mit einer Flasche 43 mit Manometer 44 und Reduzierventil 45, mit deren Hilfe direkt Wasserstoff in das betrachtete Rohr eingelassen werden kann. Der Nachweis des Wasserstoffs im Natrium findet dann wie im vorangehenden Fall statt, und die Reihenfolge der Operationen ist identisch. Es ist zu bemerken, daß das Interesse an der Anwendung von Wasserstoff eher als Wasser aus der Tatsache resultiert, daß man in diedem Fall unter geringerem Druck arbeiten kann als bei der vorangehenden Variante, bei welcher das Spürfluid entmineralisiertes flüssiges Wasser ist. Man verbessert so in einem gewissen Maße die Empfindlichkeit des Nachweises des gesuchten Mikrolecks.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ortung und Ausschaltung von Wasserdampf-Mikroleckagen in den Behälter eines Röhrenwänneaustauschers hinein, dessen Wärmeaustauschrohre von flüssigem Natrium umspült werden, bei dem das Leck zunächst ohne Abänderung von Druck und Temperatur des normalen Wärmetauschbetriebes als solches durch den Nachweis des im Natrium vorhandenen Wasserstoffs nach bekanntem Verfahren aufgespürt und als Mikroleck klassifiziert wird und aus der Gesamtheit der Rohre des Wärmeaustauschers eine das schadhafte Rohr enthaltende Rohrgruppe aasgesondert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wärmeaustauscher bei einer Temperatur, bei der noch keine Leck Verstopfung durch ausfallende Verunreinigungen zu befürchten ist, auf isotherme Bedingungen bringt, bei denen die zwischen Natrium und Wasser pro Zeiteinheit ausgetauschte Wärmeenergie praktisch gleich Null ist; daß man gleichzeitig den Druck des Wasserdampfes in der Gesamtheit der Wärmeaustauscherrohre bis auf einen Wert leicht über dem Druck des Natriums absenkt; daß man nacheinander jedes Rohr rler vorangehend ausgewählten Giuppe mit einem Reservoir mit wasserstoffhaltigem Fluid verbindet, das in die Rohre mit einem Druck, der höchstens gleicii dem Druck des Wasserdampfes bei normalem Betrieb ist und mit der Temperatur des Natriums eingeführt wird; daß man das Auftreten von Wasserstoff im Natrium nach an sich bekannten Verfahren nachweist, um das fehlerhafte Rohr zu entdecken, das dann Mißerhalb des Behälters zugestöpselt und so außer Betrieb genommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Nachweis des Wasserstoffes im Natrium eine Vorrichtung mit Wasserstoffdiffusionsmembran verwendet wird, die einem Massenspektrometer zugeordnet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre der ausgewählten Gruppe nach Druckentlastung des Austauschers vor der Einführung des wasserstoffhaltigen Fluids mit einem Inertgas vom Wasserdampfdruck gefüllt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Durchsatz des Natriums durch den Wärmeaustauscherbehälter während der Einführung des wasserstoffhaltigen Fluids in die einzelnen Rohre der ausgewählten Gruppe vermindert, um so die Empfindlichkeit des Nachweises des über das Leck in das Natrium eindringenden Wasserdampfes bzw. Wasserstoffs zu erhöhen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des wasserstoffhaltigen Fluids in den einzelnen Rohren der ausgewählten Gruppe bis auf den Wasserdampfdruck bei normalem Austauscherbetrieb gebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserstoffhaltige Fluid in dem aufgefundenen, fehlerhaften Rohr vor dessen Zustöpseking durch Inertgas ersetzt wird, das auf einen leicht über Atmesphärendruck liegenden D^ruck zurückgebracht wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein äußeres Reservoir (10) mit wasserstoffhaltigem Fluid mit Mitteln (17 bis 26) zur Veränderung von Druck und Temperatur dieses Fluids und zur Kontrolle der nacheinrnder in jedes der Rohre der ausgewählten Gruppe eingeführten Fluidmasse.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserstoffhaltige Fluid durch entmineralisiertes und entgastes Wasser gebildet wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Heizelement (17) in Kontakt mit der Wandung (11) des Reservoirs {iff) zum Aufheizen des Wassers auf die Temperatur des Natriums im Behälter (1).

10. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fassungsvermögen des Reservoirs (10) für entmineralisiertes und entgastes Wasser genau gleich dem Volumen eines Austauscherrohres (5) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserstoffhaltige Fluid durch Wasserdampf, Wasserstoffgas oder ein Fluid oder Mischfluid gebildet wird, das durch chemische Reaktion mit Natrium Wasserstoff freigeben kann.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (10) eine Auslaßleitung aufweist, die nacheinander mit jedem der Rohre der ausgewählten Gruppe über eine in der Seitenwand der einzelnen Rohre (5) vorgesehene Öffnung (30) und einen lösbaren Anschluß mit einem Rückschlagventil (34, 35; verbunden wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohr einer ausgewählten Gruppe ein Organ (31, 32) für den vorübergehenden Verschluß dieser Öffnung (31) zur Verbindung mit der Auslaßleitung des Reservoirs (10) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßleitung des Reservoirs (10) parallel mit einer Leitung für die Zufuhr von Inertgas unter Druck verbunden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir für das wasserstoffhaltige Fluid durch eine Wasserstofflasche (43) für komprimierten Wasserstoff gebildet wird, deren Auslaß mit einer Leitung zur aufeinanderfolgenden Verbindung mit jeweils einem Ende der einzelnen Rohre der Gruppe über eine in der Wand des Wärmeaustauscherbehälters (1) vorgesehene Frontalplatte (40) versehen ist, während das andere Ende der durch eine zweite Frontalplatte (41) einmündenden Austauscherrohre durch einen dichten Stopfen (42) verschließbar ist.