DE2538069A1 - Verfahren zur lokalisierung von gebieten mit erhoehter temperatur in einem spannbetonbehaelter - Google Patents

Verfahren zur lokalisierung von gebieten mit erhoehter temperatur in einem spannbetonbehaelter

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DE2538069A1 DE19752538069 DE2538069A DE2538069A1 DE 2538069 A1 DE2538069 A1 DE 2538069A1 DE 19752538069 DE19752538069 DE 19752538069 DE 2538069 A DE2538069 A DE 2538069A DE 2538069 A1 DE2538069 A1 DE 2538069A1
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Description

  • Verfahren zur Lokalisierung von Gebieten mit erhöhter Temperatur in einem Spannbetonbehälter Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung von Gebieten mit erhöhter Temperatur in einem Spannbetonbehälter, der mit einem Fluid hoher Temperatur beaufschlagte Ausnehmungen mit einer Auskleidung aufweist, die zur heißen Seite hin mit einer thermischen Isolierung ausgestattet ist, und bei dem die auf den Spannbeton übergehende wärme von einem Kühirohrsystem abgeführt wird.
  • Derartige Spannbetonbehälter finden vornehmlich im Eernreaktorbau Verwendung, wo sie der Aufnahme des Reaktorkerns und weiterer Kühlkreislaufkomponenten dienen. So sind beispielsweise in einem Kernkraftwerk mit gasgekühltem Hochtemperaturreaktor und Heliumturbine der Reaktorkera, die Turbine, die wärmetauschenden Apparate sowie die gasführenden Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Komponenten in Ausnehmungen innerhalb des Spannbetonbehälters untergebracht. Alle Ausnehmungen sind mit einem metallischen Liner ausgekleidet, der zur heißen Seite hin mit einer thermischen Isolierung ausgestattet ist. Die auf die Spannbeton -behälterwandung übergehende Wärme wird durch ein Kühlmittel abgeführt, das durch ein Kühlrohrsystem geleitet wird. Die Kühlrohre können entweder an der Außenseite der Liner angeschweißt oder im Spannbeton eingegossen sein.
  • Tritt nun an irgendeiner Stelle der thermischen Isolierung ein Schaden auf, so steigt die Temperatur des Kühlmittels an. Bei einer kontinuierlichen Messung der Kühlmitteltemperatur (z.B. der eines Kühlrohres) läßt sich dadurch zwar nachweisen, daß das Kühlmittel ein Gebiet mit erhöhter Temperatur durchlaufen hat und daß also irgendwo in dem Wärmeschutzsystem eine Funktionsstörung vorliegen muß; es ist jedoch nicht möglich, die etwaige Lage eines Abschnittes festzustellen, in dem die schadhafte Stelle liegt.
  • Zum Stand der Technik gehören Verfahren zum Erfassen von Leckagen in Behältern, Rohrleitungen oder dgl., insbesondere von Leckagen des in einem Kernreaktorkreislauf strömenden Primärfluids. So ist aus der Offenlegungsschrift 2 356 597 ein Verfahren zur Ortung einer Leckage in einem Kernreaktor bekannt, bei dem der mit mehreren thermischen Isolierschichten umgebene und in einem Betonbehälter angeordnete Reaktorbehälter fortwährend abschnittsweise mit Infrarotkameras abgetastet wird. Diese sind innerhalb des Betonbehälters installiert. Die Isolierschichten absorbieren das infolge einer Leckage aus dem Reaktorbehälter austretende heiße Fluid-, und die mit dem Fluid imprägnierte Stelle wirkt im wesentlichen wie ein Schwarzer Strahler, so daß sie leicht mit einer der Abtastkameraa geortet werden kann. Dieses Verfahren setzt voraus, daß um das zu überwachende Bauteil herum genügend Raum vorhanden ist, um mehrere Kameras montieren zu können, die zudem noch schwenkbar sein müssen.
  • Zur Erfassung von schadhaften Stellen in einem Wärmescllutzsystem, das auf dem verkleideten Liner angebracht ist, läßt sich das bekannte Verfahren nicht verwenden.
  • In der Offenlegungsschrift 2 263 725 wird eine Anordnung zum Nachweisen von anomalen Betriebszuständen wie Undichtigkeiten oder Leckstellen in Rohrleitungen beschrieben, mit deren Hilfe diejenigen Abschnitte, in denen beispielsweise Leckstellen vorhanden sind, lokalisiert werden können. Die Anordnung arbeitet mit einem bewegbaren Teil (z.B. einer Kugel), das sich gleichmässig und mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Strömungsmittel durch die Rohrleitung bewegt, und mit mehreren Meßfühlern, durch die die Rohrleitung in bestimmte Abschnitte aufgeteilt wird. Gemessen wird die Zeit, die das bewegbare Teil zum Durchlaufen eines Rohrleitungsabschnitts benötigt, und wenn diese Zeit gegenüber einer normalen Bezugsdurchlaufzeit vergrößert ist, so ist dies ein Kriterium dafür, daß in diesem Abschnitt ein anomaler Betriebszustand herrscht. Die Anwendbarkeit dieser bekannten Anordnung ist auf Rohrleitungen beschränkt; d.h. zur Überwachung eines Wärmeschutzsystems, wie es in dem eingangs beschriebenen Spannbetonbehälter vorgesehen ist, ist die Anordnung völlig ungeeignet.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Lokalisierung von Gebieten mit erhöhter Temperatur in einem Spannbetonbehälter mit einem aus einer thermischen Isolierung und einem Kühlrohrsystem bestehenden Wärmeschutzsystem anzugeben, das es gestattet, mit wenig Aufwand die etwaige Lage von in dem Wärmeschutzsystem vorhandenen schadhaften Stellen zu ermitteln.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre mittels in dem Kühlrohrsystem eingebauter Absperrorgane zeitlich nacheinander streckenweise so abgesperrt werden, daß die Strömung des in dem jeweiligen Streckenabschnitt fließenden Kühlmittels stark gedrosselt wird bzw. zum Stillstand kommt, daß jeweils nach Wiederöffnung eines Absperrorgans die Temperatur und Geschwindigkeit des Kühlmittels gemessen und registriert werden und daß aus den registrierten Meßwerten die Stellen erhöhter Temperatur in dem Spannbetonbehälter ermittelt werden.
  • Sind in dem Teil der Spannbetonbehälterwandung, der die Ausnehmungen umgibt, Regionen mit erhöhter Temperatur vorhanden, so wird sich das in den Kühlrohren befindliche Kühlmittel in diesen Regionen stärker aufheizen als in den übrigen Gebieten.
  • Werden nun die Kühlrohre abschnittsweise nacheinander abgesperrt, und wird nach einem bestimmten Zeitraum der Durchgang jeweils wieder freigegeben, so kann aus den im Bereich der Absperrorgane gemessenen Temperatur und Geschwindigkeitswerten ermittelt werden, in welchem der überprüften Abschnitte sich eine "heiße Stelle" im Spannbeton befindet. Die Lokalisierung der "heißen Stelle" erleichtert die Analysierung des Umstandes, der zu der Temperaturerhöhung in der betreffenden Region geführt hat, und ermöglicht ein gezieltes Vorgehen zur Beseitigung der aufgetretenen Mängel, beispielsweise in der thermischen Isolierung des Wärmeschutzsystems.
  • Die Erfindung kann in allen Anlagen eingesetzt werden, die einen Spannbetonbehälter mit gekühlten Linern oder mit im Spannbeton eingegossenen Kühlrohren aufweisen. Ihre Anwendung macht es möglich, auf indirekte Weise die Temperatur der "heißen Stelle", also der Region mit gegenüber den übrigen Gebieten erhöhter Temperatur, zu ermitteln. Eine Messung der Geschwindigkeit des Kühlmittels kann entfallen, wenn die Geschwindigkeit auf andere Weise ermittelt werden kann.
  • Die Dauer der Abschaltphase, d.h. des Zeitraums, in dem die Kühlrohrabschnitte abgesperrt sind, richtet sich nach den örtlichen Gegebenheiten; sie wird - ebenso wie die Kühlmittelgeschwindigkeit - nach Lage und Geometrie der Kühlmittelgeschwindigkeit festgelegt.
  • Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann so aufgebaut sein, daß die im Bereich jedes Absperr organs vorgesehene Temperatur und Geschwindigkeitsmeßeinrichtung jeweils an einen gemeinsamen Verstärker angeschlossen sind, der seinerseits mit einem Registriergerät verbunden ist.
  • Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der genannten Anordnung schematisch dargestellt.
  • Die Figur zeigt in perspektivischer Sicht das Teilstück eines horizontal angeordneten Kühlrohrsystems mit den erforderlichen Einrichtungen. Die Erfindung läßt sich jedoch ebenso gut auf jedes beliebig angeordnete Kühlrohrsystem anwenden,z.B. also auch auf ein System mit vertikal verlegten Kühlrohren.
  • In der Figur ist ein Kühlrohr 1 zu erkennen, das von einem Kühlmittel durchströmt wird. Dieses tritt bei dem Pfeil 2 in das Kühlrohr 1 ein und verläßt dieses wieder bei Pfeil 3. Durch ein in dem Kühlrohr 1 installiertes Absperrorgan 4 kann der in der Figur dargestellte Abschnitt des Kühlrohres 1 abgesperrt werden, wobei sich der Kühlmittelstrom bis zum Stillstand drosseln läßt.
  • In dem Kühlrohr 1 sind ferner eine Temperaturmeßeinrichtung 5 und eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 6 angeordnet. Beide Einrichtungen sind an einen Verstärker 7 angeschlossen, der mit einem Registriergerät 8 in Verbindung steht. Das Registriergerbt 8 liefert einen Registrierstreifen 9, auf dem die von den Meßeinrichtungen 5 und 6 aufgenommenen Werte in Form zweier Kurven, der Geschwindigkeitskurve 10 und der Temperaturkurve 11, graphisch dargestellt sind.
  • Das Kühlrohr 1 ist in Spannbeton eingebettet, aus dem die Wandung 12 eines (nicht dargestellten) Spannbetonbehälters hergestellt ist. Die Wandung 12 umgibt eine Kaverne 13, in der beispielsweise ein (nicht dargestellter) Hochtemperaturreaktor installiert sein kann. Die Kaverne 13 ist mit einem Liner 14 aus Stahl ausgekleidet, der zur heißen Seite hin mit einer thermischen Isolierung 15 versehen ist.
  • Wird die thermische Isolierung 15 an einer Stelle beschädigt, so erhöht sich die Linertemperatur an der Schadstelle gegenüber dem Wert t1 der unbeschädigten Region auf den Wert t2; es ist also t2 r tl' Um diese Region mit der erhöhten Temperatur zu lokalisieren, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Betätigung des Absperrorgans 4 die Strömung des in dem Kühlrohr 1 fließenden Kühlnittels so weit gedrosselt, daß das Kühlmittel zum Stillstand kommt. In der Region mit der Temperatur t2 heizt sich das Kühlmittel mehr auf als in der übrigen Strecke. Nach einer bestimmten Absperrdauer wird das Absperrorgan 4 wieder geöffnet; gleichzeitig werden die Temperaturmeßeinrichtung 4 und die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 5 eingeschaltet. Über den Verstärker 7 werden die Meßwerte an das Registriergerät 8 gegeben, in dem sie auf dem Registrierstreifen 11 aufgezeichnet werden.
  • Wie aus dem dargestellten Registrierstreifen ersichtlich, kann (bei entsprechender Zuordnung der aufgezeichneten Kurven zur Länge des mit dem Absperrorgan abgesperrten Kühlrohrabschnitts) direkt von dem Streifen abgelesen werden, an welcher Stelle des Kühlrohres 1 sich die Region mit der erhöhten Temperatur t2 befindet.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zur Lokalisierung von Gebieten mit erhöhter Temperatur in einem Spannbetonbehälter, der mit einem Fluid hoher Temperatur beaufschlagte Ausnehmungen mit einer Auskleidung aufweist, die zur heißen Seite hin mit einer thermischen Isolierung ausgestattet ist, und bei dem die auf den Spannbeton übergehende Wärme von einem Kühlrohrsystem abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (1) mittels in dem Kühlrohrsystem eingebauter Absperrorgane (4) zeitlich nacheinander streckenweise so abgesperrt werden, daß die Strömung des in dem jeweiligen Streckenabschnitt fließenden Kühlmittels stark gedrosselt wird bzw. zum Stillstand kommt, daß jeweils nach Wiederöffnung eines Absperrorgans (4) die Temperatur und Geschwindigkeit des Kühlmittels gemessen und registriert werden und daß aus den registrierten Meßwerten die Stellen erhöhter Temperatur in dem Spannbetonbehälter ermittelt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Absperrphase der einzelnen Streckenabschnitte und die Wahl der Kühlmittelgeschwindigkeit nach der Lage und der Geometrie der Kühlrohre (1) festgelegt werden.
  3. 3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich jedes Absperrorgans (4) eine Temperatur- und eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung (,6) vorgesehen sind, die an einen gemeinsamen Verstärker (7) angeschlossen sind, der seinerseits mit einem Registriergerät (8) verbunden ist.
    L e e r s e i t e
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DE2538069C2 (de) 1983-10-06

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