DE2253968A1 - Probenahme-schieberventil und verfahren zum feststellen von lecks in brennelementen von kernreaktoren - Google Patents

Probenahme-schieberventil und verfahren zum feststellen von lecks in brennelementen von kernreaktoren

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DE2253968A1
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Jun Wesley M Rohrer
William J Wachter
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Description

USC Incorporated,
Pittsburgh, Pennsylvania, USA
Probenahme-Schieberventil und Verfahren zum Feststellen von Lecks in Brennelementen von Kernreaktoren
Die Erfindung betrifft das Gebiet der fludgekühlten Kernreaktoren und bezieht sich insbesondere auf ein Probenahme-Schieberventil und'auf ein Verfahren zum Feststellen von Lecks in Brennelementen eines fludgekühlten Kernreaktors.
Zum Feststellen von Beschädigungen oder ähnlichen Mängeln an den die einzelnen Brennstäbe in den Brennelementen eines Reaktorcores umschließenden Hülsen sind zahlreiche Systeme bekannt. Bei Beschädigungen der Brennstabhülse bewirkt die aus dem Brennstab austretende Radioaktivität eine Kontamination des längs der Brennelemente strömenden Kühlfluds. Das Ansteigen der Radioaktivität im Kühlmittel wird von einer Hauptüberwachungsvorrichtung festgestellt, die die Radioaktivität des Kühlmittels beim Austritt aus dem Reaktor mißt.
Da in einem Kernreaktor eine große Anzahl von Brennelementen vorhanden ist, von denen jedes eine Mehrzahl einzelner Brennstäbe umfaßt, ist es erforderlich, nicht nur das Auftreten eines wesentlichen Lecks in einem bestimmten Brennelement
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festzustellen, sondern auch herauszufinden, an welchem bestimmten Brennelement der Schaden aufgetreten ist und dieses Brennelement zu überprüfen. Herkömmliche Überwachungssysteme weisen eine große Anzahl voneinander getrennter Probenahmeleitungen auf, wobei gewöhnlich je Brennelement eine Leitung vorgesehen ist, die durch den Reaktor hindurch zu einer außen angeordneten Überwachungsanlage geführt ist. Bei einer solchen Ausbildung ist natürlich eine große Anzahl durchgehender" Leitungen, einschließlich Ventilen und Dichtmaterial etc., erforderlich.
Es sind mehrere innen angeordnete Probenahmesysteme vorgeschlagen worden, bei denen Drehventile innerhalb des Reaktors vorgesehen sind und wobei nur wenige Leitungen durch die Reaktorwand zur Überwachungsanlage hingeführt sind. Diese Drehventile haben sich jedoch größtenteils als unzuverlässig erwiesen, da bei so vielen abgezogenen Proben zur Vermeidung der gegenseitigen Verdünnung der Proben oder einer Probenvermischung ein komplizierter Aufbau erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine wirtschaftlich herstellbare Vorrichtung zu schaffen, der die genannten und weitere Nachteile nicht anhaften und die auch bei eingeschaltetem Reaktor, unabhängig vom Leistungsniveau, zuverlässig und zufriedenstellend arbeitet.
Diese Aufgabe ist durch ein Probenahme-Schieberventil gelöst, das sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß in einem Ventilgehäuse mit überwiegender Längsausdehnung, in dem längs eines ersten Endes und an einer Seite im gleichmäßigen Abstand voneinander eine Mehrzahl von Probenahmeöffnungen und an einer entgegengesetzten Seite des Ventilgehäuses eine Mehrzahl von im gleichmäßigen Abstand voneinander angeordneten Spülöffnungen ausgebildet sind, wobei jeweils eine Spülöffnung zwischen zwei einander benachbarten Probenahmeöffnungen steht, ein Schieber frei beweglich angeordnet ist, der einen erweiterten
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Probenahme!?:opf mit einem darin ausgebildeten. Probenalimekanal aufweist, welcher mit einem Mittelkanal im Schieber in Verbindung steht und wechselweise an die Probenahme- und Spülöffnungen anschließbar ist, wobei der Probenahmekopf so bemessen ist» daß zwischen ihm und dem Ventilgehäuse ein Spalt gebildet ist und er sich zwischen zwei einander benachbarten Spülöffnungen erstreckt, wenn der Probenahmekanal an eine Probenahmeöffnung angeschlossen ist, und daß zwischen dem Ventilschieber und einem zweiten Ende des Ventilgehäuses eine Auslaßkammer gebildet ist, mit der der Mittelkanal in Verbindung steht und an die sich eine Auslaßöffnung anschließt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist so empfindlich wie die Überwachungsvorrichtung selbst. Hohe Hintergrund-Strahlung und Verunreinigung bzw. Vergiftung des Primärkreislaufes beeinflussen die Arbeitsweise oder die Empfindlichkeit des Systems nicht. Außerdem ist das System aus sich heraus in der Lage, zwischen einer normalen Primärkontamination des Kühlmittels und den Auswirkungen einer Beschädigung der Brennstab-. hülsen zu unterscheiden.
Die Leistungsfähigkeit des Systems ist durch die Art des Brennstoffes, die Gestaltgebung, der Brennstäbe oder die Art des verwendeten Kühlmittels nicht beeinflußt. Außerdem ist das System sehr raumsparend aufgebaut und ist mit vorhandenen Einrichtungen betätigbar, so daß keine zusätzlichen Baumaßnahmen an einem herkömmlichen Kernreaktor erforderlich sind. Mit dem System kann sowohl das Vorhandensein eines schadhaften Brennstabes als auch seine räumliche Lage festgestellt werden. Die · vom System abgegebenen Signale sind für Fernanzeige oder Fernspeicherung geeignet und in gewöhnlichen Analog-Digital-Datenverarbeitungsanlagen verarbeitbär.
Die am Standort eines bestimmten Kernreaktors herrschenden Umweltbedingungen bleiben ohne Einfluß auf das System und, da das System vollständig integriert ist, sind außer dem
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normalen vorhandenen tiberwachungs- und Analysesystem, das eine normale Analyse des Schutzgases und eine Analyse des aus dem Reaktor kommenden Kühlmittels liefert, keine weiteren Systeme erforderlich.
Das Schieberventil nach der Erfindung ist ein Vielloch-Schieberventil mit überwiegender Längsausdehnung, in dem die Probenahmeöffnungen entlang einer Seite des Ventilgehäuses angeordnet sind und an der entgegengesetzten Seite des Ventilgehäuses eine Mehrzahl von Spülöffnungen so ausgebildet sind, daß jeweils eine Spülöffnung zwischen einander benachbarten Probenahmeöffnungen steht. Im Ventilgehäuse arbeitet ein beweglicher Schieber, der Proben wechselweise aus einer Probenahmeöffnung und aus einer Spülöffnung abzieht, während er nacheinander aus jeder Probenahmeöffnung, die mit den verschiedenen Brennelementen in Verbindung steht, Proben entnimmt. Das Kühlmittel des Reaktors wird sowohl als Spülmittel zwischen aufeinanderfolgenden Probenahmen als auch als Dichtmittel für den Schieber verwendet. Eine einzige, eine Auslaßöffnung aufweisende Auslaßkammer steht in Verbindung mit einem mittig angeordneten Probenahmekanal des Schiebers und mit einem außerhalb des Reaktors angeordneten Lecküberwachungssystem. Das Schieberventil ist vom zentralen Antrieb für die Regelstäbe betätigbar.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert, In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Probenahme-Schieberventil in erfindungsgemäßer Ausbildung,
Fig. 2 einen Längsschnitt, in vergrößertem Maßstab, durch das Probenahme-Schieberventil,
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Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,
Pig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Pig. 2,
Pig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Pig. 2,
Pig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Pig.' 2,
Pig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII 'in Pig. 2,
Pig. 8 eine vereinfachte Darstellung der Anordnung der Spül- und Probenahmeöffnungen und der diese mit den Brennelementen verbindenden Rohrleitungen,
Fig. 9 einen Längsschnitt durch einen Schieberkopf in abgewandelter Ausbildungsform und
Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine weitere abgewandelte Ausbildungsform des Schieberkopfes.
Ein Kernreaktor weist zahlreiche Brennelemente auf, von denen jedes aus einer großen Anzahl von einzelnen Brennstäben zusammengesetzt· ist. Diese Brennelemente, sind normalerweise in Gruppen aufgeteilt, von denen jede über eine bestimmte Schaltanlage in einem gegebenen Sektor des Kernreaktors bedient werden kann. Jedem Sektor des Reaktors ist normalerweise eine Instrumentensäule zur Anbringung und Aufnahme der Instrumente, der Regel- und Abschaltstäbe für die Brennelemente sowie der Hilfsgeräte für diesen bestimmten. Sektor zugeordnet. Das Überwachun^ystem nach der Erfindung läßt sich an einer solchen Instrumentensäule anbringen. Bei einem gewöhnlichen Kernreaktor mit drei Sektoren sind drei solche Überwachungssysteme vorgesehen. Die Kompatibilität der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung mit jedem beliebigen der bekannten fludgekühlten Kernreaktoren und mit jedem beliebigen der
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bekannten Kühlflüde, wie z.B. Wasser, Gas oder flüssige Metalle, ist gegeben.
Zum Überwachungssystem nach der Erfindung gehört ein Schieberventil 10, das ein Ventilgehäuse 11 mit überwiegender Längsausdehnung und einen in diesem arbeitenden Schieber 12 mit übervnegender Längsausdehnung aufweist (Fig. 1 und 2)-.
Das Ventilgehäuse 11 ist zylindrisch und besitzt an seinem unteren Teil längs einer Seite eine Mehrzahl in gleichmäßigem Abstand voneinander ausgebildete und zueinander fluchtend angeordnete Probenahmeöffnungen 13. Das dargestellte Ausführungsbeispiel weist siebenundzwanzig Probenahmeöffnungen 13 auf, mit denen aus siebenundzwanzig (nicht gezeichneten) einzelnen Brennelementen im Reaktor Proben abgezogen werden können. Am zylindrischen Ventilgehäuse 11 sind gegenüber den Probenahmeöffnungen 13 um 180° versetzt eine Mehrzahl von im Abstand voneinander und zueinander fluchtend ausgebildete Spülöffnungen 14 angeordnet. Es ist notwendig, daß zwischen jeweils zwei einander benachbarten Probenahmeöffnungen 13 eine Spülöffnung 14 steht. Außerdem ist auch am äußersten oberen und/oder unteren Ende der Lochreihe eine Spülöffnung 14 vorgesehen, so daß jeder Probenahmezyklus mit einer Probe aus einer Spülöffnung 14 beginnt oder endet. Die Spülöffnungen 14 sind mit halber Teilung oder in der Mitte zwischen den Probenahmeöffnungen 13 angeordnet. Die Gründe hierfür sind weiter unten erläutert. Die Spülöffnungen 14 münden in das Reaktor-Druckgefäß und werden vom normalen Reaktor-Kühlmittel durchströmt.
Der mit überwiegender Längsausdehnung ausgebildete Schieber ist im zylindrischen Ventilgehäuse 11 frei beweglich angeordnet und an seinem oberen Ende an einem langen Schaft 15 gehalten (Fig. 1 bis 3)> der von einer (nicht gezeichneten) gewöhnlichen Regelstab-Antriebsvorrichtung antreibbar, ist. Diese dient hauptsächlich zum Bedienen der Regel- und Abschaltstäbe, läßt sich jedoch leicht auf die Betätigung der schrittweise
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erfolgenden Probenahme des Überwachungssystems umstellen.
Der 'Regelstabantrieb ist normalerweise eine elektro-mechanische Vorrichtung, obgleich auch hydraulisch- und pneumatischbetätigbare Systeme eingesetzt wurden. Der Regelstabantrieb selbst erteilt den Regelstäben eine lineare oder Schwenkbewegung, wozu normalerweise ein umkehrbarer Langsamlauf-Antrieb verwendet wird, dem eine schnellaufende Nachfolgesteuerung überlagert ist, mit der sich im Fall einer erforderlich werdenden Schnellabschaltung des Reaktors die Abschaltstäbe betätigen lassen. Das erfindungsgemäße Arbeitsverfahren besteht in der Verwendung der Regelstab-Antriebsvorrichtung zum Betätigen der Lecküberwachungsvorrichtung. Die mechanische Verbindung im einzelnen und die Bauteile für die Schrittstetierung der Probenahme bilden nicht Teil der Erfindung. Dem Fachmann leuchtet ein, daß hierfür eine Vielfalt herkömmlicher Ausbildungsformen und Bauteile verwendbar ist.
Die zum Betätigen der Lecküberwachungsvorrichtung verwendete spezielle Regelstab-Antriebsvorrichtung ist in ein Steuerungssystem eingegliedert, das unabhängig von der Steuerung der anderen Regelstab-Antriebsvorrichtungen arbeitet. Als Beispiel einer herkömmlichen mechanischen Verbindung und deren Bauteile sei eine gewöhnliche Kugelmutter angeführt, die durch ihre Drehbewegung eine lineare Bewegung der Betätigungsstange der Regelstab-Antriebsvorrichtung hervorruft. Diese Betätigungsstange ist mit einer einfachen Stiftverbindung an das obere Ende bzw. an den Schaft 15 des Schiebers 12 angeschlossen. Zur Erzielung des erwünschten Schrittzyklus ist mit der Kugelmutter ein Umdrehungszähler verbunden.
Der Schieber 12 weist einen oberen Abschnitt auf, der eine zwischen dem Schieberaußenmantel und der Innenwand des Ventilgehäuses 11 gebildete, im wesentlichen ringförmige Auslaßkammer 16 begrenzt (Fig. 4). Die Auslaßkammer 16 ist ihrerseits über eine durchgehende Leitung 26, die an einem Auslaß 27 an
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die Kammer 16 angeschlossen ist, mit außerhalb des Reaktors angeordneten Überwachungseinrichtungen verbunden. Ein unterer Abschnitt des Schiebers begrenzt eine zwischen dem Schieberaußenmantel und der Innenwand des Ventilgehäuses 11 liegende Ringkammer 17 von beträchtlichem Querschnitt (Fig. 5 und 6). Diese Ringkammer 17 steht in Verbindung mit und mündet in die Spülöffnungen 14 und die Probenahmeöffnungen 13·
Der Schieber 12 endet in einem erweiterten, kolbenähnlich ausgebildeten Kopf 18 (Fig. 2 und 7). Den Schieber 12 durchdringt in Längsrichtung ein Mittelkanal 19» der an seinem oberen Ende in einen mit der Auslaßkammer 16 in Verbindung stehenden Querkanal 20 mündet. An seinem unteren Ende ist der Mittelkanal 19 an einen im erweiterten Kopf 18 ausgebildeten Probenahmekanal 21 angeschlossen, der vom Mittelkanal 19 ausgehend sich in Querrichtung durch den Kopf 18 hindurch erstreckt, auf die Probenahmeöffnungen 13 hin gerichtet ist und in eine ringförmige Kammer 22 mündet, die den Kopf 18 umschließt und von einer Ausnehmung in diesem gebildet ist. Der Mittelkanal 19 geht durch den Kopf 18 hindurch und ist von einem in den Kopf 18 eingeschraubten Stopfen 23 verschlossen. Dieser Verschlußstopfen ist gewählt, um die Herstellung des Schiebers 12 zu vereinfachen.
Die Abmessungen des Kopfes 18 sind kritisch im Blick auf die Ausbildung eines kleinen Spaltes 24 zwischen dem Kopf 18 und der Innenwand des Ventilgehäuses 11 zur Erzielung einer freien Beweglichkeit und um ein Verklemmen zwischen Kopf 18 und inenwand des Ventilgehäuses 11 zu verhindern (Fig. 6 und 7). Der Kopf 18 ist außerdem so bemessen, daß er sich, wie in Fig. 2 gezeigt, zwischen einander benachbarten Spülöffnungen 14 erstreckt, wenn der Probenahmekanal 21 unmittelbar vor einer Probenahmeöffnung 13 steht.
Jede ProbenahmeÖffnung 13 ist über eine Rohrleitung 25 an einen bestimmten Brennelement-Auslaß von gruppenweise zusammengefaßten
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Brennelement-Auslässen angeschlossen. Diese Rohrleitung 25 verläuft normalerweise zwischen der Probenahmeöffnung 13 und der axialen Mittellinie eines (nicht gezeichneten) bestimmten Brennelementes. Aufgrund der großen Anzahl der erforderlichen Rohrleitungen 25 sind die einander benachbarten Probenahmeöffnungen 13 zugeordneten Rohrleitungen 25 gegeneinander versetzt, um eine möglichst raumsparende Anordnung des umfangreichen Rohrleitungsbündels 25 zu erzielen (Pig. 8). Durch diese gegeneinander versetzte Anordnung der Rohrleitungen können diese vollständig an der Instrumentensäule abgestützt werden, um strömungsbedingte Schwingungen zu vermeiden.
Das eigentliche Abziehen der Proben aus den Brennelementen erfolgt unter Ausnutzung der inhärenten Druckunterschiede im Reaktor selbst, die den Übertritt des Kühlmittels aus einem Bereich hohen Druckes iii einen Bereich niedrigen Druckes hervorrufen. Sobald der Schieber 12 mit der Regelstab-Antriebsvorrichtung derart in eine Stellung verfahren ist, daß der Probenahmekanal 21 unmittelbar vor einer Probenahmeöffnung steht, wird infolge des im Mittelkanal 19 herrschenden geringeren Druckes das Kühlmittel aus der Probenahmeöffnung und dem an diese angeschlossenen bestimmten Brennelement in den Mittelkanal 19 angesaugt. Infolge der Verengung des Spaltes 24 ist der aus der Probenahmeöffnung 13 kommende Druck größer als der an den Spülöffnungen 14 herrschende Druck, so. daß die Probe durch das Kühlmittel nicht verdünnt wird. Jedoch bewirkt das durch die Spülöffnungen 14 hereinströmende Kühlmittel eine Abdichtung zwischen dem erweiterten Kopf 18 und dem Ventilgehäuse 11. ' .
Wird der Schieber 12 mit .der Regelstab-Antriebsvorrichtung so verstellt, daß die Ringkammer 22 im Kopf 18 sich mit einer Spülöffnung 14 deckt, dann ist der Druck an der Spülöffnung größer als der vom an den Probenahmeöffnungen 13 einsickernden Flud erzeugte Druck. Das Reaktor-Kühlmittel wird daher mit spülender Wirkung in den Mittelkanal angesaugt.
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Mit anderen Worten, Reaktor-Kühlmittel strömt durch die Spülöffnungen 14 ständig in die Kammer 17 ein und aus dieser heraus und Kühlmittel wird von den Probenahmeöffnungen 13 her ebenfalls ständig an die Kammer 17 abgegeben, jedoch tritt eine gegenseitige Verdünnung oder Vermischung dieser Kühlmittel mit der gaa.de abgezogenen bzw. vorgenommenen Probe bzw. Spülung nicht ein.
Die Fludprobe strömt aus dem Mittelkanal 19 über den Querkanal 20 in die Auslaßkammer 16 und von dort aus dem Auslaß 27 und über -die Leitung 26 zur außerhalb des Reaktors angeordneten Überwachungseinrichtung. Bei bekannter Verweilzeit, das ist die Zeit, die eine Probe braucht, um unter bekannten Bedingungen eine bekannte Strecke zurückzulegen, ist die Überwachungseinrichtung in der Lage, zwischen der aus einer Probenahmeöffnung abgezogenen speziellen Probe und dem Spül-Kühlmittel zu unterscheiden.
Der Schieber 12 bewegt sich in einer zeitlich festgelegten Folge, die in die Regelstab-Antriebsvorrichtung einprogrammiert ist, schrittweise von einer Probenahmeöffnung 13 zu einer Spülöffnung 14 und dann zur nächstfolgenden Probenahmeöffnung Die Überwachung der Schrittfolge kann so ausgestaltet sein, daß, wenn über eine Probenahmeöffnung 13 ein Leck festgestellt wird, automatisch eine zusätzliche Zeitspanne für die Probenahme eingeschaltet wird, um das über diese Probenahmeöffnung 13 angezeigte Leck zu überprüfen. Selbstverständlich ist an der Überwachungseinrichtung ablesbar, von welchem speziellen Brennelement die Probe abgezogen wird.
Es ist ebenfalls möglich, das über die Spülöffnungen 14 entnommene Reaktor-Kühlmittel zu überwachen, um den Reaktorsektor herauszufinden, in dem das Kühlmittel vergiftet ist. Derzeit wird nur das Kühlmittel an der Austrittsseite des Reaktors überwacht, wodurch man nur weiß, daß irgendwo im Reaktor ein Leck vorhanden ist. Mit anderen V/orten, das Spül-Kühlmittel
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kann überwacht werden, "um den speziellen Reaktorsektor festzustellen, in dem sich ein oder mehrere "beschädigte Brennelemente befinden, sodann das spezielle Brennelement, das die Störung verursacht hat, herauszufinden und dieses sodann in der diesem speziellen Brennelement zugeteilten zusätzlichen Probenahmezeit zu überprüfen.
Das Schieberventil ist bei immer gleichem Ergebnis in vielfältiger Weise abwandelbar. Beispielsweise kann bei einem Schieber 12' auf die Singkammer 22 verzichtet werden, da ein Probenahmekanal 30 einen erweiterten Kopf 18' ganz durchdringt, um fallweise eine Probe oder eine Spülung in einen Mittelkanal 19' anzusaugen (Fig. 9). Ein Pro benahm ek anal 21'. braucht nur so lang ausgeführt zu sein, wie in Fig. 10 für eine bevorzugte Ausbildungsform dargestellt. In diesem Fall wird der Schieber 12' zur Vornahme der erwünschten"schrittweisen Probenahme beim Verstellen von einer Probenahmeöffnung zu einer Spülöffnung um 180° gedreht. Im Ventilgehäuse kann im Bereich der Probenahmeöffnungen und/oder Spülöffnungen eine Mehrzahl von Kammern radial ausragend ausgebildet sein, jedoch ist diese Anordnung bis zu einem gewissen Grad unpraktisch und daher nicht dargestellt. .
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Claims (7)

ANSPRÜCHE
1. Probenahme-Schieberventil, dadurch, g e k e η η ζ e i chne t, daß in einem Ventilgehäuse (11) mit überwiegender Längsausdehnung, in dem längs eines ersten Endes und an einer Seite im gleichmäßigen Abstand voneinander eine Mehrzahl von Probenahmeöffnungen (13) und an einer entgegengesetzten Seite des Ventilgehäuses (11) eine Mehrzahl von im gleichmäßigen Abstand voneinander angeordneten Spülöffnungen (14) ausgebildet sind, wobei jeweils eine Spülöffnung (14) zwischen zwei einander benachbarten Probenahmeöffnungen (13) steht, ein Schieber (12) frei beweglich angeordnet ist, der einen erweiterten Probenahmekopf (18) mit einem darin ausgebildeten Probenahmekanal (21) aufweist, welcher mit einem Mittelkanal (19) im Schieber (12) in Verbindung steht und wechselweise an die Probenahme- und Spülöffnungen (13bzw. 14) anschließbar ist, wobei der Probenahmekopf (18) so bemessen ist, daß zwischen ihm und dem Ventilgehäuse (11) ein Spalt (24) gebildet ist und er sich zwischen zwei einander benachbarten Spülöffnungen (14) erstreckt, wenn der Probenahmekanal (21) an eine Probenahmeöffnung (13) angeschlossen ist, und daß zwischen dem Ventilschieber (12) und einem zweiten Ende des Ventilgehäuses (11) eine Auslaßkammer (16) gebildet ist, mit der der Mittelkanal (19) in Verbindung steht und an die sich eine Auslaßöffnung (27) anschließt.
2. Probenahme-Schieberventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülöffnungen (14) in der Mitte zwischen Probenahmeöffnungen (13) angeordnet sind.
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3· Probenahme-Schieberventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Auslaßkammer (16) wenigstens so groß ist wie der Abstand zwischen an entgegengesetzten Enden angeordneten Probenahmeöffnungen (13) ·
4. Probenahme-Schieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennze ichnet, daß der erweiterte Probenahmekopf (18) eine längs seines Umfanges sich erstreckende Kammer (22) aufweist, die mit dem Probenahmekanal (21) in Verbindung steht.
5. Probenahme-Schieberventil nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennze ichnet, daß der Probenahmekanal (30) den erweiterten Kopf (181) in Querrichtung ganz durchdringt.
6. Probenahme-Schieberventil in Verbindung mit einem Leck-Feststellsystem eines fludgekühlten Kernreaktors mit außen angeordneter Lecküberwachungsvorrichtung, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Probenahme-Schieberventil (10) im Innern des Kernreaktors angeordnet ist und einen Zylinder (11) mit überwiegender Längsausdehnung aufweist, bei dem in einem unteren Teil eine Mehrzahl im gleichmäßigen Abstand voneinander angeordnete Probenahmeöffnungen (13) und diesen gegenüber um 180° versetzt eine Mehrzahl im gleichmäßigen Abstand voneinander angeordnete Spülöffnungen (14) ausgebildet sind, wobei jeweils eine Spülöffnung (14) auf Lücke zwischen zwei einander benachbarten Probenahmeöffnungen (13) angeordnet ist, daß die Probenahmeöffnungen (13) über Probenahmerohre (25) an verschiedene Brennelemente des Kernreaktors anschließbar sind und die Spülöffnungen (14) in den Kühlmittelraum des Kernreaktors münden, daß ein beweglicher Schieber (12) mit ganzer Länge im Zylinder (11) angeordnet ist und mit diesem so zusammenwirkt, daß längs des oberen Teils des Zylinders (11) eine Auslaßkammer (16) gebildet ist, die über eine durchgehende
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Leitung (26) und eine sich längs des Schiebers' (12) erstreckende und von einem erweiterten Probenahmekopf (18) begrenzte Ringkammer (16) an die Überwachungsvorrichtung anschließbar ist, daß im Probenahmekopf (18) ein Probenahmekanal (21) ausgebildet ist, der unmittelbar vor die Probenahmeöffnungen (13) bringbar ist und über einen Mittelkanal (19) im Schieber (12) mit der Auslaßkammer (16) in Verbindung steht, daß der Probenahmekopf (18) weiterhin eine sich längs seines Umfanges erstreckende Ringkammer (22) aufweist, die mit dem Probenahmekanal (21) in Verbindung ist, daß der Probenahmekopf (18) so bemessen ist, daß zwischen ihm und dem Zylinder (11) ein kleiner Spalt (24) gebildet ist und er sich zwischen zwei einander benachbarten Spülöffnungen (14) erstreckt, wenn der Probenahmekanal (12) in unmittelbarer Verbindung mit einer Probeiiahmeöffnung (13) steht, und daß der Probenahmekopf (18) wechselweise an eine Probenahmeöffnung (13) und an eine Spülöffnung (14) anschließbar ist, um nacheinander Proben aus allen Probenahmeöffnungen (13) abzuziehen, wobei das Kühlmittel des Reaktors sowohl als Spülmittel als auch als Dichtmittel für das Schieberventil (10) wirkt.
7. Verfahren zum !feststellen von Lecks in Brennelementen eines fludgekühlten Kernreaktors mit wenigstens einem Antrieb für die Regelstäbe, unter Verwendung eines mit einer Mehrzahl von Öffnungen versehenen Ventils, das mit den Brennelementen in Verbindung steht und im Innern des Reaktors angeordnet ist und Ventilvorrichtungen aufweist, ..mit denen sich durch bestimmte Öffnungen aus bestimmten Brennelementen Proben abziehen lassen, dadurch gekennze ichnet, daß das Ventil an den Antrieb für die Regelstäbe angeschlossen und über diesen so betätigt wird, daß sich aus den Brennelementen Proben der Reihe nach abziehen lassen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0302397A2 (de) * 1987-08-05 1989-02-08 Belland Ag Einspritz-Einrichtung für Reaktoren

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4032395A (en) * 1974-10-07 1977-06-28 General Atomic Company Fuel leak detection apparatus for gas cooled nuclear reactors
JPS5629199A (en) * 1979-08-20 1981-03-23 Hitachi Ltd Method and device of detecting failed fuel
FR2468117A1 (fr) * 1979-10-18 1981-04-30 Novatome Ind Dispositif pour la mesure d'un parametre relatif a au moins une substance eventuellement presente dans une ou plusieurs chambres d'un ensemble de chambres de mesure maintenues sous tres faible pression residuelle
WO2011064746A2 (en) * 2009-11-26 2011-06-03 Simphiwe Lionel Khuzwayo Device for measuring and sampling liquid

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0302397A2 (de) * 1987-08-05 1989-02-08 Belland Ag Einspritz-Einrichtung für Reaktoren
EP0302397A3 (de) * 1987-08-05 1990-04-04 Belland Ag Einspritz-Einrichtung für Reaktoren

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