DE2931336C2

DE2931336C2 - Verfahren zum Erkennen von Undichtigkeiten in Brennstoffumhüllungen abgebrannter Kernreaktor-Brennelemente und Inspektionsbehälter zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2931336C2
Application number: DE2931336A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr. 6843 Biblis Ambros; Gottfried Dr. 6520 Worms Paffrath
Original assignee: RHEINISCH-WESTFAELISCHES ELEKTRIZITAETSWERK AG 4300 ESSEN DE; Rheinisch Westfaelisches Elektrizitaetswerk AG
Current assignee: ABB Reaktor GmbH
Priority date: 1979-08-02
Filing date: 1979-08-02
Publication date: 1983-08-04
Also published as: US4382906A; AR222565A1; ES493921A0; IT1132270B; BE884588A; ES8300220A1; FI802415A; SE8005514L; FR2463483A1; NL8004223A; CA1142654A; GB2059139A; IT8023820A0; DE2931336A1; FR2463483B1; CH649167A5; GB2059139B; BR8004849A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Undichtigkeiten in Brennstoffumhüllungen abgebrannter Kernreaktor-Brennelemente, wobei die Brennelemente in einen in einer Flüssigkeit untergetauchten Inspektionsbehälter eingeführt werden, unmittelbar anschließend der Inspektionsbehälter vollständig gegenüber der diesen außen umgebenden Flüssigkeit verschlossen sowie die im Inspektionsbehälter befindliche Flüssigkeitsmenge gegen Deionat ausgetauscht wird und danach in zeitlicher Folge aus dem Inspektionsbehälter Deionatproben entnommen werden sowie an diesen die Aktivität wenigstens eines Spaltnuklids gemessen wird, und einen Inspektionsbehälter zur Durchführung dieses Verfahrens, welcher gegen ein Eindringen umgebender Flüssigkeit vollständig verschließbar ist und wenigstens zwei Leitungsstutzen für einen Flüssigkeit/Deionataustausch sowie eine Deionatabzugsleitung mit zwischengeschalteter, einen Aktivitätsmesser aufweisender Meßeinrichtung besitzt.

Im Rahmen der aus CH-PS 6 04 325 bekannten Maßnahmen der genannten Art werden die abgebrannten Brennelemente jeweils einzeln in den Inspektionsbehälter eingeführt, d. h. aufeinanderfolgend inspiziert, ί und zwar anhand von Punktmessungen aliein der Aktivität, die an den gezogenen Deionatproben durchgeführt werden. Dieses Verfahren ist langwierig, weil jedes Brennelement einzeln geprüft wird und damit längere Zeit beansprucht Weiterhin gehen in das im

ίο Inspektionsbehälter befindliche Deionat auch variierende Radionuklidmengen der am abgebrannten Brennelement anhaftenden Oberflächenverunreinigungen über und die in einer vorgegebenen Zeitspanne aus dem Inneren eines defekten Brennelementes in das Deionat

i> übergehende Radionuklidmenge ist von der Deionattemperatur abhängig, die durch die Temperatur der den Inspektionsbehälter umgebenden Beckenflüssigkeit beeinflußt wird, so daß die jeweils punktuell gemessenen Aktivitätswerte mit einem verhältnismäßig großen Fehler behaftet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das

Erkennen von Brennelementdefekten zu beschleunigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung in

verfahrensmäßiger Hinsicht, daß die Brennelemente in

-⁵ einer Mehrzahl gemeinsam in den Inspektionsbehälter eingeführt werden und dem Inspektionsbehälter die Deionatproben in Form eines in der Zeiteinheit konstanten Deionatetromes entzogen werden, dessen Radionuklidaktivität fortlaufend in Abhängigkeit von der Temperatur gemessen wird und bezüglich des Inspektionsbehälters, daß dieser für die gleichzeitige Aufnahme einer Mehrzahl von Brennelementen eingerichtet ist und die Meßeinrichtung zusätzlich einen Temperaturmesser aufweist.

^J5 Die Erfindung nutzt hierbei zunächst die bekannte Tatsache, daß abgebrannte Brennelemente aus Kernreaktoren in der Regel intakt und nur im Ausnahmefall undichte Brennstoffumhüllungen aufweisen. Hieraus floß die Erkenntnis, daß man für eine Oberprüfung einer

■•ο Mehrzahl von Brennelementen wesf itlich weniger Zeit ansetzen muß, wenn man die ßrennelemente in Gruppen überprüft und nur die Brennelemente solcher Gruppen einer Einzelüberprüfung unterwirft, bei denen eine Undichtigkeit festgestellt worden ist. Darüber

•»5 hinaus hat die Erfindung aber auch erkannt, wie man die Undichtigkeitserkennung, sei es an einer Brennelementgruppe, sei es an einem Einzelelement, beschleunigen kann, nämlich durch kontinuierliche Messung der Aktivität in Abhängigkeit von der Temperatur. Tatsäch-Hch hat sich nämlich in der Praxis gezeigt, daß die Änderung der Deionataktivität mit der Temperatur schon nach kurzer Zeit bei einer Undichtigkeit einer Brennstoffumhüllung ganz anders verläuft als bei dichter Brennstoffumhüllung und zwar praktisch unab-

" hängig davon, ob an den Brennelementen Oberflächenverunreinigungen anhaften und welche Temperatur die den Inspektionsbehälter umgebende Beckenflüssigkeit aufweist.

Im Ergebnis erreicht die Erfindung so eine wesentli-

^w) ehe Beschleunigung der Erkennung von Undichtigkeiten in Brennstoffumhüllungen abgebrannter Kernreaktor-Brennelemente. In der Praxis macht die Zeitersparnis mehr als 30% aus.

Um eine störende Zumischung von Lagerbeckenwas-

<" ser zum Deionat zu verhindern, empfiehlt es sich, die in Inspektionsbehälter befindliche Flüssigkeitsmenge zunächst mit Preßluft und danach die Preßluft mit Deionat aus dem verschlossenen Inspektionsbehälter zu ver-

drängen. Für die anschließende Radionuklidaktivitätsmessung genügt es vollkommen, wenn die dem Inspektionsbehälter als Flüssigkeitsprobe insgesamt entzogene Deionatsmenge im Verhältnis zur im Inspektionsbehälter befindlichen Deionatsmenge vernachlässigbar kleingehalten wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert; es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Inspektionsbehälter und

Fig.2 ein Aktivität/Temperatur-Diagramm für ein Brennelement mit dichter Brennstoffumhüllung und ein Brennelement mit undichter Brennstoffumhüllung.

Der in Fig. 1 dargestellte Inspektionsbehälter 1 dient zum Erkennen von Undichtigkeiten in Brennstoffumhüllungen abgebrannter Kernreaktor-Brennelemente. Er ist für die gleichzeitige Aufnahme einer Mehrzahl von Brennelementen eingerichtet sowie gegen ein Eindringen umgebender Flüssigkeit vollständig verschließbar. Außerdem weist er zwei Leitungsstutzen 2 für einen Flüssigkeit/Preßluft/Deionataustausch und eine mit einem Temperatur- und Aktivitätsmesser 3 sowie einer Förderpumpe 4 ausgerüstete Deionatabzugr.eitung 5 auf.

Die abgebrannten Kernreaktor-Brennelemente werden in einer Mehrzahl gemeinsam in den Inspektionsbehälter 1 eingeführt, der in einem Brennelementlagerbek-

ken mit einer Flüssigkeit (Wasser/Borsäure) untergetaucht ist. Unmittelbar anschließend wird der Inspektionsbehälter 1 vollständig gegenüber der ihn außen umgebenden Flüssigkeit verschlossen. Alsdann wird die im Inspektionsbehälter 1 befindliche Flüssigkeitsmenge über die Leitungsstutzen 2 gegen Deionat ausgetauscht, indem zunächst die Lagerbeckenflüssigkeit mit Preßluft und anschließend die Preßluft mit Deionat verdrängt wird. Danach wird im Inspektionsbehälter 1 über die Deionatabzugsleitung 5 ein in der Zeiteinheit konstanter Deionatstrom entzogen, dessen Gesamtmenge im Verhältnis zur im Inspektionsbehälter 1 befindlichen Deionatgesamtmenge vernachlässigbar klein ist. Mit Hilfe des Temperatur- und Aktivitätsmessers 3 wird fortlaufend beispielsweise die Gammaaktivität von Cs 137 in Abhängigkeit von der Temperatur gemessen und registriert. Durch Vergleich mit Diagrammen entsprechend F i g. 2 läßt sich anhand der Kurvensteigungen sehr schnell erkennen, ob die Brennelemente dichte oder undichte Brennstoffumhü'irjngen aufweisen. Wird eine Undichtigkeit festgestellt, wird das betreffende Brennelement durch anschließende Einzelüberprüfung herausgesucht, die Brennelemente mit dichten Umhüllungen werden in Transportbehälter umgesetzt sowie in diesen einer Zwischeniagerung oder Wiederaufbereitung zugeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erkennen von Undichtigkeiten in Brennstoffumhüllungen abgebrannter Kernreaktor-Brennelemente, wobei die Brennelemente in einen in einer Flüssigkeit untergetauchten Inspektionsbehälter eingeführt werden, unmittelbar anschließend der Inspektionsbehälter vollständig gegenüber der diesen auBsn umgebenden Flüssigkeit verschlossen sowie die im Inspektionsbehälter befindliche Flüssigkeitsnienge gegen Deionat ausgetauscht wird und danach in zeitlicher Folge aus dem Inspektionsbehälter Deionatproben entnommen werden sowie an diesen die Aktivität wenigstens eines Spaltnuklids gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennelemente in einer Mehrzahl gemeinsam in den Inspektionsbehälter eingeführt werden und dem Inspektionsbehälter die Deionatproben in Form eines in der Zeiteinheit konstanten Deionatstromes entzogen werden, dessen RadiociJdidaktivität fortlaufend in Abhängigkeit von der Temperatur gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Inspektionsbehälter befindliche Flüssigkeitsmenge zunächst mit Preßluft und danach die Preßluft mit Deionat aus dem verschlossenen Inspektionsbehälter verdrängt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem inspektionsbehälter als Flüssigkeitsprobe insgesamt entzogene Deionatmenge im Verhältnis zur im Inspektionsbehälter befindlichen Deionatmenge vernachlässigbar klein gehalten wird.

4. Inspektionsbehäker zui Durchführung des Verfahrens nach einer* der Ansprüche 1 bis 3. welcher gegen ein Eindringen u>. gebender Flüssigkeit vollständig verschließbar ist und wenigstens zwei Leitungsstutzen für einen Flüssigkeit/Deionataustausch sowie eine Deionatabzugsleitung mit zwischengeschalteter, einen Aktivitätsmesser aufweisenden Meßeinrichtung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß er für die gleichzeitige Aufnahme einer Mehrzahl von Brennelementen eingerichtet ist und die Meßeinrichtung (3) zusätzlich einen Temperaturmesser aufweist.