DE2306211B2 - SAMPLING DEVICE FOR RADIOACTIVE OR AGGRESSIVE LIQUID AND STEAM MEDIA FLOWING IN LINES - Google Patents
SAMPLING DEVICE FOR RADIOACTIVE OR AGGRESSIVE LIQUID AND STEAM MEDIA FLOWING IN LINESInfo
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Description
Damit besteht neben der Erhöhung der Aerosolaktivität die Gefahr der Verschleppung von Aktivitäten, ganz abgesehen davon, daß das auslaufende Wasser die Abwasseraufbereitungsanlage mengenmäßig zusätzlich belastet.In addition to increasing aerosol activity, there is therefore a risk of activities being carried over completely apart from the fact that the leaking water also requires the wastewater treatment plant in terms of quantity burdened.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Probenahmeeinrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die Proben aus einem geschlossenen System entnommen werden können, um die Sicherheit gegen Auslaufen von radioaktivem Wasser zn erhöhen.The invention is therefore based on the object to form the sampling device of the type mentioned such that the samples can be removed from a closed system to increase zn for the safety against leakage of radioactive water.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß zwischen Entnahme- und Rücklaufleitung mindestens eine nach beiden Leitungen hin mit Schnellverschlußkupplungen (selbstschließende Steckkupplungen) zum Anschließen eines Probenahmebehälters oder eines Meßgerätes versehene Zapfstrecke vorgesehen ist.The solution to this problem is achieved according to the invention in that between removal and Return line at least one to both lines with quick-release couplings (self-closing Plug-in couplings) for connecting a sampling container or a measuring device provided tapping line is provided.
Mittels der erfindungsgemäßen Probenahmeeinrichtung kann nunmehr im Durchfluß eines geschlossenen Systems eine Probenahme erfolgen. Die Bypassleitung sorgt dafür, daß ständig ein repräsentatives Mediumangebot vorliegt. Die selbstschließenden Kupplungen gewährleisten, daß keine radioaktive Flüssigkeit austreten kann. Außerdem können verschiedene Geräte angeschlossen werden.By means of the sampling device according to the invention can now flow through a closed Sampling is carried out in the system. The bypass line ensures that there is always a representative medium supply is present. The self-closing couplings ensure that no radioactive liquid escapes can. Various devices can also be connected.
Zweckmäßig ist die Probenahmeeinrichtung nach der Erfindung derart weitergebildet, daß in der Bypassleitung mindestens ein Meßgerät fest angeschlossen ist. Bei dieser Weitergestaltung können also die bei einem bestimmten Probenahmeplatz ständig notwendigen Meßgeräte, wie Druchflußmesser, Leitfähigkeitsmesser usw. fest in die Bypassleitung eingebaut werden, die ja ständig von dem zu untersuchenden Medium durchflossen wird.The sampling device according to the invention is expediently developed in such a way that in the bypass line at least one measuring device is firmly connected. In this further development, the one at one measuring devices, such as flow meters, conductivity meters, which are constantly required at a certain sampling point etc. are permanently installed in the bypass line, through which the medium to be examined constantly flows will.
Die Probenahmetafel kann je nach der zu erfüllenden Aufgabe in verschiedenem Umfang ausgestattet sein, wodurch sich jedoch nicht das äußere Erscheinungsbild und die Bedienungsorgane ändern, d. h. der Grundaufbau ist bei allen Probenahmetafeln gleich und die Anpassung an die verschiedenen Meßnotwendigkeiten erfolgt durch eine Art Baukastensystem. Dies wirkt sich sehr erleichternd für das Bedienungspersonal aus. Durch eine günstige Auswahl von Armaturen und eine günstige Verlegung der Leitungen wird eine kompakte Ausführung erreicht, die eine platzsparende Aufstellung gewährleistet.The sampling board can be equipped to a different extent depending on the task to be performed, however, this does not change the external appearance and the controls, d. H. the basic structure is the same for all sampling tables and is adapted to the various measuring needs takes place through a kind of modular system. This has a very relieving effect on the operating personnel. By a favorable selection of fittings and an inexpensive laying of the lines becomes a compact one Execution achieved, which ensures a space-saving installation.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is explained with the aid of the drawing. It shows
F i g. 1 in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Probenahmeeinrichtung,F i g. 1 in a schematic representation of the invention Sampling device,
F i g. 2 die konstruktive Gestaltung der Probenahmetafel. F i g. 2 the structural design of the sampling board.
In der Leitung 1, der Hauptleitung, fließt das zu untersuchende Medium, z. B. Wasser oder Dampf in Pfeilrichtung. Der Begriff Hauptleitung ist nicht wörtlich als eine einzige Leitung aufzufassen; er soll z. B. auch den Hauptkreislauf eines Kraftwerkes umfassen. Das Medium ist radioaktiv, z. B. wenn die Leitung 1 die Frischdampfleitung bzw. die Kühlmittelumwälzleitung eines Kernreaktors darstellt. An die Hauptleitung 1 ist eine Entnahmeleitung 2 angeschlossen, die mittels einer Absperrarmatur 3 geöffnet bzw. verschlossen werden kann. Auf die Absperrarmatur 3 folgt ein Probenahmekühler 4, der von Kühlwasser in dem absperrbaren Leitungssystem 5 durchflossen wird und das zu untersuchende Wasser auf die geeignete Temperatur Uf'ihlt bzw. den zu untersuchenden Dampf kondensiert und auf die entsprechet.de Temperatur einstellt. Hinter dem Probenahmekühler ist ein Reduzierventil 6 in die Zapfleitung eingeschaltet. An die Ausgangsleitung des Ventils 6 sind ein Temperaturmesser 7 und ein Druckmesser 8 angeschlossen. Anschließend gabelt sich die Ausgangsleitung des Ventils 6. Der eine Zweig führt über ein Absperrventil 9, eine Zapfstrecke 10, die nach beiden Seiten hin mit Schnellverschlußkupplungen, auch selbstschließende Steckkupplungcn 11 genannt, abgeschlossen ist, ein Druckhalteventil 12 und die Rücklaufleitung 13 zurück in die Hauptleitung 1. Der andere Zweig 18 führt über das Absperrventil 14, das Leitfähigkeitsmeßgerät 15, den Durchflußmesser 16 und das Druckhalteventil 17 in die Rücklaufleitung 13, d. h. ebenfalls zurück in die Hauptleitung 1. Man erkennt, daß diese Bypassleitung 18 die Zapfstrecke 10 überbrückt. Der Anschlußpunkt der Rücklaufleitung an die Hauptleitung hängt insbesondere von den Druckverhältnissen ab. Führt z. B. die Hauptleitung hohen Druck (Frischdampfleitung im Kraftwerk), so wird der Druck in der Probenahmeeinrichtung reduziert, so daß man mittels einer Pumpe den Druck erhöhen müßte, falls man die Rücklaufleitung wieder an die Dampfleitung anschließen würde. Man führt dann die Rücklaufleitung zweckmäßig an einem Ort niederen Drucks ein, z. B. im Kondensator des Kraftwerkes in den Hauptkreislauf ein.In line 1, the main line, the medium to be examined flows, e.g. B. water or steam in Direction of arrow. The term main line is not to be taken literally as a single line; he should z. B. also include the main circuit of a power plant. The medium is radioactive, e.g. B. when the line 1 the Represents live steam line or the coolant circulation line of a nuclear reactor. To the main line 1 is a sampling line 2 is connected, which is opened or closed by means of a shut-off valve 3 can. The shut-off valve 3 is followed by a sampling cooler 4, the cooling water in the lockable Line system 5 is traversed and the water to be examined to the appropriate temperature Uf'ihlt or condenses the steam to be examined and adjusts to the corresponding temperature. Behind the sampling cooler is a reducing valve 6 in the Dispensing line switched on. A temperature meter 7 and a are connected to the output line of the valve 6 Pressure gauge 8 connected. Then the outlet line of valve 6 forks. One branch leads Via a shut-off valve 9, a dispensing line 10, which is also equipped with quick-release couplings on both sides self-closing Steckkupplungcn 11 called, is closed, a pressure holding valve 12 and the return line 13 back into the main line 1. The other branch 18 leads via the shut-off valve 14, the Conductivity meter 15, the flow meter 16 and the pressure holding valve 17 in the return line 13, d. H. also back into the main line 1. It can be seen that this bypass line 18 bridges the tapping section 10. The connection point of the return line to the main line depends in particular on the pressure conditions away. Performs e.g. B. the main line high pressure (main steam line in the power plant), the pressure in the Sampling device reduced, so that one would have to increase the pressure by means of a pump, if the Would reconnect the return line to the steam line. The return line is then carried out expediently in a place of low pressure, e.g. B. in the condenser of the power plant in the main circuit a.
An die Zapfstrecke 10 kann nun beispielsweise ein Probenahmebehälter angeschlossen werden, der durch entsprechende Nippel die Ventile in den Schnellverschlußkupplungen öffnet und das Wasser in den Probenahmebehälter eintreten läßt. Nimmt man den Probenahmebehälter aus der Zapfstrecke heraus, so schließen sich die Ventile selbsttätig. Derartige Schnellverschlußkupplungen sind in der Technik bekannt. Die Schnellverschlußkupplungen verhindern, daß radioaktives Wasser aus der Zapfstrecke austritt, auch wenn versehentlich das Absperrventil 9 nicht geschlossen wurde. Das Auftreten einer Aerosolaktivität wird somit vermieden, da die Probenahme in einem geschlossenen Behälter erfolgt und offenes Wasser an keiner Stelle des Systems vorhanden ist. Da die Bypassleitung vor der Probenahme ständig geöffnet und von dem Medium durchflossen wird, hat man an der Zapfstrecke 10 ständig eine repräsentative Probe zur Verfügung. Mit der Erfindung ist es daher möglich, im Durchfluß in einem geschlossenen System eine Probenahme durchzuführen. A sampling container, for example, can now be connected to the tapping section 10, which is passed through corresponding nipple opens the valves in the quick release couplings and the water into the Allows sampling container to enter. If you take the sampling container out of the tapping line, so the valves close automatically. Such quick connect couplings are known in the art. the Quick-release couplings prevent radioactive water from escaping from the tap, even if the shut-off valve 9 was accidentally not closed. The occurrence of aerosol activity will thus avoided, as the sampling takes place in a closed container and no open water at any point of the System is in place. Since the bypass line is constantly open before sampling and from the medium is flowed through, a representative sample is always available at the tapping section 10. With according to the invention it is therefore possible to take a sample in a flow through a closed system.
Die Elemente 3-18 sind zweckmäßig auf einer Probenahmetafel zentral angeordnet, von der aus dann die Entnahmeleitung 2 und die Rücklaufleitung 13 zu der Hauptleitung 1 führen. Diese Probenahmetafel kann sowohl fest montiert werden als auch als mobile Probenahmeeinrichtung verwendet werden. Die Probenahmetafel ist dabei zweckmäßig im Baukastensystem ausgelegt, wie später anhand der F i g. 2 noch erläutert werden soll.The elements 3-18 are expediently arranged centrally on a sampling panel, from which then the extraction line 2 and the return line 13 lead to the main line 1. This sampling board can can be permanently mounted or used as a mobile sampling device. The sampling board is expediently designed in a modular system, as shown later with reference to FIGS. 2 will be explained shall be.
Die notwendigen Instrumente und Armaturen richten sich nach den zu erfüllenden Meßaufgaben, wobei einige Armaturen in jedem Fall vorhanden sind. So gehören die Absperrarmatur 3, das Reduzierventil 6, die Absperrventile 9 und 14, die Zapfstrecke 10 und das Druckhalteventil 12 zur Grundausrüstung. Muß zusätzlich die Temperatur und der Druck überwacht werden, so treten die Meßgeräte 7 und 8 hinzu. Im Falle eines dampfförmigen Mediums bzw. wenn das zu untersuchende Wasser in der Hauptleitung 1 nicht die gewünschte Temperatur hat, ist die Einschaltung desThe necessary instruments and fittings depend on the measuring tasks to be fulfilled, some of them Fittings are always available. So include the shut-off valve 3, the reducing valve 6, the Shut-off valves 9 and 14, the dispensing line 10 and the pressure control valve 12 for the basic equipment. Must also the temperature and the pressure are monitored, the measuring devices 7 and 8 are added. in case of a vaporous medium or if the to be examined If the water in main line 1 does not have the desired temperature, the
Kühlers 4 notwendig. In Fig. 1 ist darüber hinaus ein Leitfähigkeitsmesser 15 und ein Durchflußmesser 16 dargestellt. Darüber hinaus sind häufig noch andere Messungen durchzuführen, z. B. Untersuchung des Sauerstoffgehaltes, der Verunreinigung durch Festkörper u. dgl. So kann beispielsweise im Falle der Untersuchung auf Verunreinigung durch Festkörper an die Zapfstrecke 10 ein Filter angeschlossen werden, wobei in diesem Kreis zusätzlich eine zweite Zapfstrekke vorgesehen ist, in der ein Volumenzähler eingeschaltet wird, so daß man später durch Vergleich der in dem Filter abgeschiedenen Feststoffe zu der gemessenen Durchflußmenge bestimmen kann, wie groß die spezifische Verunreinigung ist. Im Falle der Sauerstoffmessung kann eine spezielle Stahlflasche zur Probenahme an die Zapfstrecke 10 angeschlossen werden.Cooler 4 necessary. In Fig. 1 is also a Conductivity meter 15 and a flow meter 16 are shown. In addition, there are often others To carry out measurements, e.g. B. Investigation of the oxygen content, the contamination by solid bodies and the like. For example, in the case of testing for solid contamination the tapping line 10 a filter can be connected, with a second tapping line in this circle is provided in which a volume counter is switched on, so that you can later by comparing the in the Filter deposited solids to the measured flow rate can determine how large the specific impurity is. In the case of oxygen measurement, a special steel bottle can be used for sampling can be connected to the dispensing line 10.
Anhand der Fig. 2 soll nunmehr der konstruktive Aufbau der Probenahmetafel erläutert werden. Diese F i g. 2 zeigt eine Rückansicht auf die Probetafel 19. Im linken Teil der Rückseite der Tafel 19 ist der Kühler angeordnet, der aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt ist. Die Anordnung des Kühlers auf der Rückseite der Probenahmetafel bringt unter anderem den Vorteil mit sich, daß die Probenahmetafel selbst als Abschirmung wirkt, da im allgemeinen der Kühler schwach aktiv ist. Vom Kühler gelangt das Probenwasser zu dem Feinregulierventil 6, das lösbare Rohranschlüsse hat.The structural design of the sampling panel will now be explained with reference to FIG. 2. These F i g. 2 shows a rear view of the sample board 19. In the left part of the rear of the board 19 is the cooler arranged, which is not shown for reasons of clarity. The arrangement of the cooler on the Back of the sampling panel has the advantage, among other things, that the sampling panel itself as Shielding works because the cooler is generally weakly active. The sample water comes from the cooler to the fine control valve 6, which has detachable pipe connections.
Die Temperatur und der Druck des Probenwassers können an dem Thermometer 7 bzw. an dem Manometer 8 abgelesen werden. Über die T-Stücke 20 und 21 kann nun das Wasser in zwei Leitungssysteme fließen. Einmal kann es über ein Absperrventil 14 in die Bypassleitung 18 fließen, in der der Leitfähigkeitsmesser 15 und der Durchflußmesser 16 angeschlossen ist wobei in Fig. 2 das Druckhalteventil 17 (Fig. 1) nicht dargestellt ist. Im anderen Fall kann es über das Absperrventil 9 in die Zapfstrecke 10 fließen, die über das Druckhalteventil 12 in die Rücklaufleitung 13 mündet. Durch die Absperrventile 9 und 14 können die beiden Zweige abwechselnd freigegeben werden. Die Zapfstrecke 10 dient im Falle eines Kernkraftwerkes zur Probenahme für O2-, CI-, SiO2- und Cu-Bestimmung und für die Festkörperanalyse mittels Milliporefilter. Für die O2-Messung wird ein 300 Milliliter Edelstahlsammeizylinder mit den nicht dargestellten Schnellkupplungen, die sich an der Vorderseite der Probenahmetafel befinden, an die Zapfstrecke 10 angeschlossen. Das Wasser fließt im Zylinder von unten nach oben und füllt diesen vollständig. Nachdem der Zylinder gefüllt ist, wird er mit Dreiwegeabsperrventilen an beiden Enden des Zylinders verschlossen und aus der Leitung genommen. An dem Stahlzylinder ist ein Stutzen angeschweißt, in dem eine Mehrschichtensilikonkautschukmembran eingeschraubt ist Durch diese Gummimembrane können mittels Indektionsspritzen die Reagenzien für die 02-Bestimmung nach Winkler oder Schumann eingespritzt werden. Nach erfolgter Reaktion wird das Wasser aus dem Stahizylinder in ein Erlenmeyerglas gefüllt und titriert Dies kann direkt an der Meßstelle oder auch in dem Labor erfolgen. Für dieThe temperature and the pressure of the sample water can be read on the thermometer 7 or on the manometer 8. The water can now flow into two pipe systems via the T-pieces 20 and 21. Once it can flow through a shut-off valve 14 into the bypass line 18, in which the conductivity meter 15 and the flow meter 16 are connected, the pressure holding valve 17 (FIG. 1) not being shown in FIG. 2. In the other case, it can flow via the shut-off valve 9 into the tapping section 10, which opens into the return line 13 via the pressure holding valve 12. The two branches can be released alternately by the shut-off valves 9 and 14. In the case of a nuclear power plant, the tapping section 10 is used for sampling for O2, CI, SiO 2 and Cu determination and for solid-state analysis using a Millipore filter. For the O 2 measurement, a 300 milliliter stainless steel collecting cylinder is connected to the tapping line 10 with the quick-release couplings (not shown), which are located on the front of the sampling panel. The water flows from bottom to top in the cylinder and fills it completely. After the cylinder is filled, it is closed with three-way shut-off valves at both ends of the cylinder and taken out of the line. A connector is welded to the steel cylinder, into which a multilayer silicone rubber membrane is screwed. The reagents for the O2 determination according to Winkler or Schumann can be injected through this rubber membrane by means of indection syringes. After the reaction has taken place, the water from the steel cylinder is poured into an Erlenmeyer glass and titrated. This can be done directly at the measuring point or in the laboratory. For the
15 anderen Bestimmungen wird ein 500 Milliliter Kunststoffsammelzylinder ebenfalls mit Schnellkupplungen in die Zapfstrecke angeschlossen und gefüllt. Das Wasser kann im Labor für die verschiedenen Bestimmungen aus diesem Sammelzylinder entnommen werden. Da bei der Verwendung des Kunststoffzylinders ein bestimmter Druck nicht überschritten werden darf ist in der Leitung das Druckhalte-Sicherheitsventil 12 vorgesehen. 15 other determinations, a 500 milliliter plastic collecting cylinder is also connected to the tapping line with quick-release couplings and filled. The water can be taken from this collecting cylinder in the laboratory for the various determinations. Since a certain pressure must not be exceeded when using the plastic cylinder, the pressure-maintaining safety valve 12 is provided in the line.
Für die Festkörperanalyse wird ein Milliporefiltrationsgerät an die Zapfstrecke angekuppelt. Zur Ermittlung des Filterdurchsatzes wird am unteren Teil der Probenahmetafel in nicht dargestellter Weise ein Klein-Ovalradzähler angekuppelt. In diesem Fall mündet also die Leitung nach dem Ventil 12 nicht direkt in die Rückflußleitung 13, sondern mündet in den Ovalradzähler ein, der unten etwa in der Mitte der Tafel angeordnet ist. Der Ausgang des Zählers ist dann mit der Rücklaufleitung 13 verbunden.A milliporefiltration device is coupled to the tapping line for solid-state analysis. To the Determination of the filter throughput is carried out on the lower part of the sampling panel in a manner not shown Small oval gear meter coupled. In this case it ends So the line after the valve 12 not directly into the return line 13, but opens into the An oval gear meter, which is arranged at the bottom approximately in the middle of the table. The output of the counter is then with the return line 13 connected.
Liegt eine Probenahmestelle vor, bei der keine Leitfähigkeitsmessungen durchgeführt werden müssen, so können die Geräte 15 und 16 entfallen. Es führt in diesem Fall unmittelbar eine Leitung von dem Ventil 14 in die Rücklaufleitung 13, so wie es im unteren Teil der Tafel gestrichelt dargestellt ist.If there is a sampling point at which no conductivity measurements need to be carried out, so the devices 15 and 16 can be omitted. In this case, a line leads directly from the valve 14 into the return line 13, as shown in dashed lines in the lower part of the table.
Der Volumzähler kann über eine zweite, ebenfalls mit Schnellverschlußkupplungen ausgerüstete Zapfstrecke angeschlossen werden. Für alle Probenahmestellen werden dann nur ein Stahlzylinder, ein Kunststoffzylinder, ein Filtrationsgerät und ein Ovalradzähler benötigt, die kurzzeitig zur Probeentnahme an die jeweilige Probeentnahinetafel angeschlossen werden.The volume counter can be dispensed via a second tapping section, which is also equipped with quick-release couplings be connected. Only one steel cylinder, one plastic cylinder, a filtration device and an oval gear meter are required, which are briefly sent to the respective Sampling panel can be connected.
Der Aufbau der Probenahmetafel 19 ist so getroffen, daß die Probenahmeeinrichtungen unabhängig von ihrer Bestückung frontmäßig im wesentlichen das gleiche Aussehen haben. Die Herstellung kann dann in Serie erfolgen. Dies wird im wesentlichen dadurch gewährleistet, daß Armaturen bzw. Rohrleitungen mit lösbaren Rohrverschraubungen (Fittings) gewählt werden. Diese Rohrverschraubungen haben sich vielfach bewährt und sie werden auch als gasdichte Verschraubung in Gaschromatographen verwendet Wird z. B. das Thermometer 7 bei einer Probenahmestelle nicht benötigt so kann von dem T-Stück 20 direkt eine dafür vorgesehene Leitung zu dem Ventil 6 geführt werden und verschraubt werden. Ist das Manometer 8 nicht notwendig, so kann man entweder auf den oberen Teil des T-Stückes 21 einen entsprechenden Verschlußstopfen anschrauben oder man kann unter Weglassung des T-Stückes 21 direkt eine Leitung von dem T-Stück 20 zu dem Ventil 19 schrauben. Zur Standardausrüstung einer Probenahmetafel gehören daher die Ventile 6,9 und 14, das T-Stück 20 und die Zapfstrecke 10 mit den entsprechenden Kupplungen und Rohrleitungen. Die Probenahmetafel besitzt nur 3 von Hand zu betätigende Ventile 6, 9 und 14, die auf gleicher Höhe angeordnet sind, und zwar unabhängig von der jeweiligen Bestückung. Die Probenahmetafel ist sehr kompakt Sie benötigt wenig Platz und kann daher aberall angeschlossen werden. Außerdem kann sie auch, wie bereits erwähnt als transportable Probenahmeeinrichtung verwendet werden.The structure of the sampling panel 19 is made so that the sampling devices are independent of their assembly in terms of the front essentially have the same appearance. The production can then be carried out in Series take place. This is essentially ensured by the fact that fittings or pipelines with detachable pipe screw connections (fittings) can be selected. These pipe fittings have proven themselves many times proven and they are also used as gas-tight screw connections in gas chromatographs. B. that Thermometer 7 is not required at a sampling point, so one of the T-piece 20 can be used for this provided line are guided to the valve 6 and screwed. If the manometer 8 is not necessary, you can either place a corresponding plug on the upper part of the T-piece 21 screw on or one can direct a line from the T-piece 20 to the omission of the T-piece 21 screw the valve 19. Valves 6, 9 and 14 are therefore part of the standard equipment of a sampling panel, the T-piece 20 and the tapping line 10 with the corresponding couplings and pipes. the The sampling board has only 3 manually operated valves 6, 9 and 14, which are arranged at the same height are, regardless of the respective equipment. The sampling board is very compact you requires little space and can therefore be connected to anything. In addition, it can, as before mentioned as a portable sampling device.
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Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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