DE2939030A1

DE2939030A1 - DEVICE FOR INTEGRATING MEASUREMENT OF RADIOACTIVE PARTICLES IN GASES

Info

Publication number: DE2939030A1
Application number: DE19792939030
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Jürgen 8000 München Beck; Ing.(grad.) Harald 5603 Wülfrath Schneider; Werner Dr.nat. 6361 Niddatal Straßheim
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1979-09-27
Filing date: 1979-09-27
Publication date: 1981-04-02
Also published as: BE884239A; ES8306262A1; IT1132226B; IT8023652A0; GB2059058A; ES493188A0; SE8006180L; FR2466781A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur integrierenden Messung radioaktiver Isotope der eingangs genannten Art.The invention relates to a device for the integrated measurement of radioactive isotopes of the type mentioned at the beginning.

Bei der überwachung von kerntechnischen Anlagen, insbesondere Kernkraftwerken, wird sowohl die Verunreinigung der Abwässer als auch der Aerosolgehalt der Luft und der Edelgasgehalt in der Abluft gemessen. Zusätzlich muß man das Auftreten von radioaktivem Jod erfassen, da dieses eine besondere Gefährdung für die Umwelt darstellt.When monitoring nuclear facilities, in particular Nuclear power plants, the pollution of the wastewater as well as the aerosol content of the air and the noble gas content measured in the exhaust air. In addition, the occurrence of radioactive iodine must be recorded, as this is a particular hazard represents for the environment.

Im ungestörten Betrieb sollen schon allerkleinste Aktivitätskonzentrationen erfaßt werden, so daß man sehr empfindliche Detektoren benötigt. Anderseits soll auch im Störfall noch eine echte Messung möglich sein, so daß der Meßbereich über viele Zehnerpotenzen reichen muß. Aerosole (Schwebstoffe) und Jod werden in Spezialfiltern erfaßt, so daß die Detektoren eigentlich den Aktivitätsanstieg in den Filtermedien messen.In undisturbed operation, even the smallest activity concentrations should be are detected, so that very sensitive detectors are required. On the other hand, there should also be one in the event of a malfunction real measurement must be possible, so that the measuring range must extend over many powers of ten. Aerosols (suspended matter) and iodine are recorded in special filters so that the detectors actually measure the increase in activity in the filter media.

Bisherige Störfallabläufe haben gezeigt, daß dann sehr schnell in den Filtern eine recht große Aktivität angesammelt ist, daß also das Meßgerät Endausschlag anzeigt. In diesem Falle müßte das Wartenpersonal sofort die Filter auswechseln, um eine echte Integration der an die Umwelt abgegebenen Aktivitäten zu ermöglichen. Im Störfall ist aber das Wartenpersonal so stark mit anderen Aufgaben ausgelastet, daß der Filterwechsel unterbleibt. Auch muß damit gerechnet werden, daß dann der Auf-Previous accident sequences have shown that then very quickly a fairly large amount of activity has accumulated in the filters, so that the measuring device shows the full scale deflection. In this case the control staff would have to change the filters immediately in order to to enable a real integration of the activities released into the environment. In the event of a malfunction, however, the waiting staff is there So busy with other tasks that there is no need to change the filter. It must also be expected that the

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Stellungsort der mit Filtern versehenen Detektoren wegen erhöhter Strahlenbelstung nicht oder nur unter größerem Risiko zugänglich ist. Somit könnte eine nicht tolerierbare Lücke in der überwachung eintreten.The location of the detectors equipped with filters is not or only to a greater extent due to the increased radiation exposure Risk is accessible. This could lead to an intolerable gap in monitoring.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel abzustellen und den Meßvorgang so weit zu automatisieren, daß die Gesamtaktivitäten eindeutig und manipulationsfrei erfaßbar sind. Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen Mitteln gelöst.The invention is based on the object of eliminating this deficiency and of automating the measuring process to the extent that that the overall activities can be recorded clearly and without manipulation. This task is carried out with the in the license plate of the claim specified means solved.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Drehteller, der Filtervorratsbehälter und der Abwurfschacht druckdicht! gekapselt, so daß die Meßeinrichtung außerhalb des Containments untergebracht und über eine Bypass-Leitung an dieses Containment angeschlossen werden kann, um die eingeschlossene Atmosphäre zu überwachen.In a preferred embodiment of the invention are the turntable, the filter storage container and the discharge chute are pressure-tight! encapsulated so that the measuring device housed outside the containment and connected to this containment via a bypass line can to monitor the confined atmosphere.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Fig. 1-4 der Zeichnung erläutert.An embodiment of the invention is explained with reference to FIGS. 1-4 of the drawing.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Meßeinheit mit drei Filteraufnahmepositionen im DrehtellerFig. 1 shows a plan view of a measuring unit with three filter receiving positions in the turntable

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt entlang der abgewinkelten Schnittfläche in Fig. 1FIG. 2 shows an enlarged cross section along the angled cut surface in FIG. 1

Fig. 3 einen Drohteller mit drei Auf nahraepos it ionen Fig. 4 einen Querschnitt durch diesen Drehteller.Fig. 3 a threatening plate with three on nahraepos it ionen 4 shows a cross section through this turntable.

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In Fig· 1 ist mit 1 eine quadratische Grundplatte bezeichnet, auf der eine kreisförmige Deckplatte 2 befestigt ist. Zwischen diesen Platten ist ein Drehteller 3 gelagert, dessen Außenrand als Zahnkranz 3a ausgebildet ist. In diesen Zahnkranz 3a greift ein Ritzel 4 ein, das auf der Abgangswelle einer Antriebsvorrichtung 5 sitzt. Als Antriebsvorrichtung kommt vorwiegend ein Getriebemotor mit eingebauten Endkontakten infrage. Der Drehteller 3 ist mit drei kreisförmigen Aussparungen 3b, 3c, 3d versehen, die jeweils um 120 versetzt liegen.In Fig. 1, 1 denotes a square base plate on which a circular cover plate 2 is attached. A turntable 3, the outer edge of which is designed as a toothed ring 3a, is mounted between these plates. In these Toothed ring 3a engages a pinion 4 which is seated on the output shaft of a drive device 5. As a drive device A geared motor with built-in end contacts is the main option. The turntable 3 is with three circular recesses 3b, 3c, 3d, which are each offset by 120.

über der Aussparung 3b ist ein Filtervorratsbehälter 6 angeordnet, der über einen Flansch 6a auf der Deckplatte befestigt ist. über der Aussparung 3c ist ein Gaszuführungsrohr 7 in die Deckplatte 2 eingesetzt. Dieses Rohr wird über einen Flansch 7a an die Meßgasquelle angeschlossen.A filter storage container 6 is located above the recess 3b arranged, which is fastened via a flange 6a on the cover plate. A gas supply pipe is located above the recess 3c 7 inserted into the cover plate 2. This tube is connected to the measurement gas source via a flange 7a.

Unterhalb der Aussparung 3c ist ein Detektor angebracht. Der Ausautritt liegt seitlich vom Detektor und ist über ein Rohr 8 und einen Flansch 8a mit einer Gassenke verbunden.A detector is attached below the recess 3c. The exit is to the side of the detector and is about a Pipe 8 and a flange 8a connected to a Gassenke.

Unterhalb der Aussparung 3d ist an der Grundplatte 1 ein Abwurfschacht 9 befestigt, der sich schräg nach unten rechts erstreckt.Below the recess 3d, a chute 9 is attached to the base plate 1, which slopes downwards extends right.

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In dem Vertikalschnitt nach Fig. 2 erkennt man die Grundplatte 1, die Deckplatte 2, den dazwischenliegenden Drehteller 3, den Zahnkranz 3a, die Aussparungen 3b, 3c, 3d, die Antriebsvorrichtung 5, den Filtervorratsbehälter 6, den Flansch 6a, das Rohr 7 mit dem Flansch 7a, den schrägen Abwurfschacht 9 und den Detektor 10. Der Detektor ist von einer Bleiabschirmung 11 umgeben, um den Einfluß von Fremdstrahlung zu unterdrücken. In dem Filtervorratsbehälter 6 sind Filtereinheiten 12 gestapelt, von denen die untere (12a) bereits in der Aussparung 3b des Drehtellers liegt. Eine weitere Filtereinheit 12b liegt in der Aussparung 3c in Meßposition über dem Fenster 10a des Detektors. Auch in diej Aussparung 3d ist mit unterbrochenen Linien eine Filtereinheit 12c vor ihrem Abrutschen in den Abwurfschacht 9 gezeichnet. Der Drehteller 3 gleitet um einen Lagerzapfen! 13, der zentrisch zwischen Grundplatte und Deckplatte 2 eingesetzt ist.The base plate can be seen in the vertical section according to FIG. 2 1, the cover plate 2, the turntable 3 in between, the ring gear 3a, the recesses 3b, 3c, 3d, the drive device 5, the filter reservoir 6, the flange 6a, the pipe 7 with the flange 7a, the inclined Chute 9 and the detector 10. The detector is surrounded by a lead shield 11 to prevent the influence of To suppress extraneous radiation. In the filter reservoir 6 filter units 12 are stacked, of which the lower (12a) is already in the recess 3b of the turntable. Another filter unit 12b is located in the recess 3c in the measuring position above the window 10a of the detector. The recess 3d is also interrupted with Lines a filter unit 12c before it slips into the Chute 9 drawn. The turntable 3 slides around a journal! 13, which is inserted centrally between the base plate and cover plate 2.

Die Filtereinheit 12b ist im Schnitt dargestellt. Sie besteht aus einem unten stark abgerundeten Tragring 121, dem eigentlichen Filterelement 122 und Gitterplatten 123, 124 zur Aufnahme der Luftwiderstandskräfte.The filter unit 12b is shown in section. she consists from a support ring 121, which is strongly rounded at the bottom, the actual filter element 122 and grid plates 123, 124 to absorb the drag forces.

Während der Expositionsz^it des Filters 12b sammeln sich alle Meßgaspartikel, insbesondere auch die strahlenden, im Filterelement 122 an, so daß im Detektor eine integrierende Messung stattfinden kann.During the exposure time of the filter 12b, they collect all measuring gas particles, in particular also the radiating ones, in the filter element 122, so that an integrating Measurement can take place.

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Beim Erreichen einer als Grenzwert einstellbaren Filterkontamination wird der Antriebsvorrichtung ein Startbefehl erteilt, wodurch die kontaminierte Filtereinheit mit dem Drehteller im Uhrzeigersinn transportiert wird, bis sie sich nach 120° über dem Abwurfschacht 9 befindet. Durch die starke untere Abrundung des Ringes 121 gleitet dieser durch den schrägen Abwurfschacht 9, ohne dabei zu kippen oder sich zu überschlagen. Zugleich ist die nächste, zur Messung bestimmte Filtereinheit in der Aussparung 3b zur Meßposition über dem Detektor transportiert worden. Ferner ist in der Transportzeit die leere Aussparung unter den Filtervorratsbehälter 6 gewandert, wo sie eine neue Filtereinheit aufnimmt. Die Antriebsvorrichtung 5, resp. der Drehteller 3 sind derart mit Endkontakten versehen, daß der Motor nach jeweils einer 120 -Verdrehung stillgesetzt wird, bis der nächste Startbefehl eintrifft. Die Expositionszeit zwischen zwei Startbefehlen kann bei ungestörtem Betrieb Wochen oder Monate betragen, sie kann aber auch im extremen Störfall in der Größenordnung von Minuten liegen.When reaching a filter contamination that can be set as a limit value the drive device is given a start command, whereby the contaminated filter unit with the Turntable is transported clockwise until it is above the discharge chute 9 after 120 °. By the strong lower rounding of the ring 121 slides it through the inclined discharge chute 9 without tilting or overturning. At the same time, the next filter unit intended for measurement is in the recess 3b for Measurement position has been transported over the detector. Furthermore, the empty recess is below in the transport time Hiked the filter reservoir 6, where it receives a new filter unit. The drive device 5, respectively. the turntable 3 are provided with end contacts in such a way that the motor is stopped after every 120 rotation until the next start command is received. The exposure time between two start commands can be in the case of undisturbed operation it can be weeks or months, but it can also be of the order of magnitude in the event of extreme malfunctions minutes.

Fig. 3 zeigt den Drehteller 3 mit dem Zahnkranz 3a und den Aussparungen 3b, 3c, 3d.Fig. 3 shows the turntable 3 with the ring gear 3a and the recesses 3b, 3c, 3d.

Fig. 4 stellt einen Querschnitt durch den Drehteller 3 nach Fig. 3 dar.FIG. 4 shows a cross section through the turntable 3 according to FIG. 3.

Wenn man die Filtereinheiten numeriert und den Filterwechsel resp. die Expositionszeit fernanzeigt, kann sich das Wartenpersonal leicht über die Vorgänge an der Meßstelle informieren.If you number the filter units and change the filter, respectively. remotely displays the exposure time the control room staff can easily find out what is happening at the measuring point.

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Meßeinrichtungen der beschriebenen Art werden vorzugsweise mit einer Gaspumpe, einem Durchflußmengenrgler und Absperrventilen in den Bypass eines Kraftwerkscontainments eingebaut. Da dieses Containment nach internationalen Auslegungsregeln für 5 bar überdruck bei 120° C ausgelegt sein muß, ist auch die Meßeinrichtung diesen Forderungen anzupassen. Zur Abdichtung zwischen der Grund- und Deckplatte sowie dem Filtervorratsbehälter, dem Abwurfschacht und dem Detektor dienen O-Ringe 14, 15, 16, 17, 18, 19. Eine weitere, nicht dargestellte Abdichtvorrichtung ist auf der Welle des Ritzels 4 vorgesehen. Weiterhin müssen Filtervorratsbehälter und Abwurfschacht druckdichte Verschlüsse aufweisen. Measuring devices of the type described are preferably installed in the bypass of a power station containment with a gas pump, a flow rate regulator and shut-off valves. Since this containment must be designed for 5 bar overpressure at 120 ° C according to international design rules, the measuring device must also be adapted to these requirements. For sealing between the base and cover plate as well O-rings 14, 15, 16, 17, 18, 19 are used for the filter storage container, the discharge chute and the detector. Sealing device (not shown) is provided on the shaft of the pinion 4. Furthermore, you need filter storage tanks and discharge chute have pressure-tight closures.

Falls im Störfall mit überdruck im Containment neue Filtereinheiten nachgefüllt und die bestrahlten entnommen werden müssen, sind vorher die Absperrventile in der Bypassleitung zu schließen. In der Regel kann man aber davon ausgehen, daß gerade im Störfall die Aufmerksamkeit des Wartenpersonals nicht durch einen Filterwechsel abgelenkt wird.In the event of a malfunction with overpressure in the containment, new filter units refilled and the irradiated must be removed, the shut-off valves are in the first To close the bypass line. As a rule, however, it can be assumed that the attention will be given in the event of a malfunction of the control room personnel is not distracted by changing the filter.

Die entnommenen Filtereinheiten können durch Nummernkennzeichnung genau dem Betriebsablauf zugeordnet werden. Eine nachträgliche selektive Ausmessung der radioaktiven Partikel im Labor kann so ganz wesentlich zur Störfallaufklärung beitragen.The removed filter units can be assigned exactly to the operating sequence by means of numbering. Subsequent selective measurement of the radioactive particles in the laboratory can thus be very important for the investigation of incidents contribute.

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Es erscheint zweckmäßig, die Gasdurchflußmenge während der Integrationszeit anzuzeigen und zusätzlich einen die Filterverschmutzung kompensierenden Konstantstromregler für den Gasdurchfluß einzubauen.It appears useful to control the gas flow rate during the Display integration time and also the filter contamination to install a compensating constant flow regulator for the gas flow.

Abweichend von der dargestellten Ausführungsform kann der Drehteller lediglich mit einer Aussparung versehen sein. Die Schalteinheit ist dann so zu programmieren, daß der Drehteller jeweils einen vollen Umlauf ausführt.Notwithstanding the embodiment shown, the Turntable only be provided with a recess. The switching unit must then be programmed so that the turntable makes one full cycle each time.

Um die Funktionsfähigkeit der Meßeinrichtungen zusätzlich überwachen zu können, kann nach jedem einzelnen oder jedem dritten Filterwechsel ein Referenzstrahler vor den Detektor gebracht werden, so daß regelmäßig eine Kalibriermessung erfolgt. Der Referenz strahler kann entweder elektromagnetisch vor das Detektorfenster geschwenkt werden oder er kann in einer zusätzlichen Aussparung des Drehtellers untergebracht sein, so daß der Detektor beim Vorbeilaufen des Referenzstrahlers einen Kontrollimpuls abgibt.In addition to the functionality of the measuring devices To be able to monitor, a reference radiator in front of the detector can be installed after every single or every third filter change are brought so that a calibration measurement is carried out regularly. The reference emitter can either be electromagnetic in front of the Detector window can be swiveled or it can be in an additional Be accommodated in the recess of the turntable, so that the detector sends a control pulse when the reference radiator passes by gives away.

Bei Verwendung von Volumenfiltern, wie z.B. bei der Jodmessung, wird der Drehteller entsprechend dicker ausgebildet.When using volume filters, e.g. when measuring iodine, the turntable is made correspondingly thicker.

Als Detektor kann in Anpassung an die Meßaufgabe ein Szintillationszähler oder eine Ionisationskammer dienen.A scintillation counter can be used as a detector in adaptation to the measuring task or an ionization chamber.

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Claims

Hartmann & Braun Frankfurt / Main, September 25, 1979

Corporation

Device for the integrated measurement of radioactive particles in gases

Expectations:

(1 .'i device for the integrated measurement of radioactive Particles in gases are marked with a filter system and a detector with a downstream limit value unit by a turntable (3) provided with a drive device (5) with at least one receiving opening (3b, 3c, 3d) for filter units 12, a filter storage container (6) arranged above the turntable, a gas supply pipe (7) on one side of the turntable (3) and a detector (10) with gas discharge pipe (8) on the other side of the turntable (3), a filter chute (9), a switching unit for Shutdown of the drive device (5) when the measuring position is reached and a limit value unit for triggering a filter change when a certain filter contamination is reached.

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2. Device according to claim 1, characterized in that each filter unit (12) consists of a filter element (122) a support ring (121) and stiffen the filter surfaces Grid plates (123, 124).

3. Device according to claim 2, characterized in that the support ring (121) is strongly rounded at the bottom, so that the filter unit (12) slides into the inclined discharge chute (9) without tilting.

4. Device according to claim 1, characterized in that the edge (3a) of the turntable (3) is designed as a gear and is connected to a gear motor (5) via a pinion (4).

5. Device according to claim 1, characterized in that it is provided with a pump bypass to the containment of a reactor and that the turntable with the pinion, the filter reservoir and the filter chute are pressure-tight sealed.

6. Device according to claim 1-5, characterized in that the turntable has a receiving opening and that the Switching unit stops the turntable after each full revolution.

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7. Device according to claim 1-5, characterized in that the turntable (3) has three recesses offset by 120. (3b, 3c, 3d) has that filter storage container (6), detector (10) and filter chute (9) also around 120 ° are offset and that the switching unit each one 120 ° rotation triggers.

8. Device according to claim 1-5, characterized by a remote display device for the number of contaminated Filter per monitoring period.

9. Device according to claim 1-5, characterized by a Display device for the exposure time of a filter.

10. Device according to claim 9, characterized by a measuring device for the flow rate during the exposure time.

11. Device according to claim 9, characterized by a constant current regulator compensating for the filter contamination for the gas flow.

12. Device according to claim 6 or 7, characterized in that the turntable has an additional recess with a has built-in reference radiator and that the switching unit triggers a calibration measurement after each or after the third filter change.

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13. Device according to claim 1 - 12, characterized in that that the turntable is designed to accommodate much thicker volume filters, especially for measuring iodine is.

14. Device according to claim 1 - 13, characterized in that that a scintillation counter is used as a detector.

15. Device according to claim 1 - 13, characterized in that that an ionization cannon serves as a detector.

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ORIGINAL INSPECTED