DE3112201A1

DE3112201A1 - Verfahren und vorrichtung zur detektion der verbreiterung von fugen in einem reaktorbehaelter

Info

Publication number: DE3112201A1
Application number: DE19813112201
Authority: DE
Inventors: Hans-Gerd Ing.(grad.) 5060 Bergisch Gladbach Spillekothen
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1982-10-14

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Detektion der Verbrei-
terung von Fugen in einem Reaktorb älter Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion der Verbreiterung von Fugen in einem Reaktorbehälter. Bei der Ausführung eines Reaktorbehälters als vorgespannter Guß-Druckbehälter (VGD) besteht grundsätzlich die Möglichkeit, daß es durch Verspannung und/ oder Drucktransienten und/oder Temperaturtransienten zu Spalten zwischen den Gußsegmenten kommt. Dieser als "Fugenklaffen" bezeichnete unerwünschte Effekt soll aus sicherheitstechnischen Gründen nicht unerkannt bleiben, wegen der Vielzahl der Segmente und somit Stoßstellen ist aber eine direkte Überwachung - z. B. mit Wegaufnehmern - nicht oder nur mit großem Instrumentierungsaufwand möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher das aber prüfen eines VGD auf Fugenklaffen, wobei das verwendete System zuverlässig und einfach sein soll und eine nicht zu lange Zeit für die regelmäßig wiederkehrenden Kontrollen in Anspruch nehmen darf. Ein einfacher und geeigneter Lösungsweg existiert hierzu bisher nicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, das Verfahren nach Anspruch 1 anzuwenden. Dabei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß bei einem aktivitätsführenden System mit VGD als Umschließung es bei Fugenklaffen nicht ausbleibt, daß an der Außenseite ein deutlich höherer Strahlungspegel (-Dosisleistung) entsteht. Dieser örtliche Anstieg wird als Abweichung von der zu beobachtenden Dosisleistung im nicht betroffenen Umfeld als Indiz für Fugenklaffen herangezogen. Zwar wird ein großer Teil der austretenden Strahlung immer noch durch die von außen aufgebrachten Verspannungssysteme abgeschirmt oder gestreut, jedoch tritt ein Anteil von etwa 20 % bei vertikalen Spalten zwischen zwei Segmenten nach außen, so daß eine Detektion trotzdem gewährleistet ist.
Um in einer relativ kurzen Zeit die große Außenfläche des VGD abzutasten, benötigt man einen großflächigen Detektor, beispielsweise mit einer Baulänge von ca. 1 m.
Hierzu bietet sich gemäß Anspruch 2 eine Ionisationskammer, die für Gammastrahlung empfindlich ist, als geeignetes-Meßgrät an. Mit dieser Ionisationskammer wird die Außenseite des VGD abgefahren und nach Stellen erhöhter Gammastrahlung abgesucht.
Gemäß Anspruch 3 ist dabei ein über den Untergrund hinausgehender Strahlungspegel ein Hinweis auf das Vorhandensein von verbreiterten Fugen am Reaktorbehälter, die Stärke des Stromflusses in der Ionisationskammer ist ein Hinweis auf die Fläche der Fuge. Es zeigt sich, daß bei den hier beschriebenen Bedingungen kaum ein anderes Meßgerät in der Lage ist, diese Aufgabe zu erfüllen.
Solche anderen bekannten Meßgeräte sind entweder zu unempfindlich oder messen nur mehr oder weniger punktförmig, während hier zur Begrenzung des zeitlichen Aufwandes ein Meßgerät mit hoher Nachweisempfindlichkeit bei gleichzeitig möglichst großer Reaktionszeit (Zeitkonstante) benötigt wird. Darüber hinaus begünstigt die bei einer Ionisationskammer mögliche relativ große Baulänge die Verringerung der Meßzeit und verhindert, daß, im Gegensatz zu einem kleinflächigen, punktuell messenden Detektor, Fugen geringerer Ausdehnung übersehen werden.
Eine Optimierung der Detektorfläche unter Berücksichtigung von Untergrundstrahlung kann entweder im Hinblick auf die Meßzeit oder auf die Nachweisempfindlichkeit vorgenommen werden. Hier bietet das Analogsignal der Ionisationskammer einen leicht zu interpretierenden und leicht aufzuzeichnenden Meßwert, von großer Genauigkeit, über einen weiten Meßbereich.
Voraussetzung für dieses Verfahren ist, daß die Strahlung aus dem Reaktor in etwa homogen austritt. Es ist daher insbesondere für Kugelhaufenreaktoren und Behälter mit homogen im inneren verteilter Aktivität geeignet.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Vefahrens ist im Anspruch 4 beschrieben. Dazu wird eine großflächige Ionisationskammer verfahrbar an einer senkrechten Schiene befestigt. Diese senkrechte Schiene wiederum läuft an zwei waagerecht am oberen und unteren Rand des Reaktorbehälters befestigten Schienen. Auf diese Weise kann die Ionisationskammer einmal in der Höhe und zum anderen entlang des Umfangs des VGD über eine Fernsteuerung bewegt werden. Die Ionisationskammer wird in üblicher Weise mit Hochspannung versorgt und der durch die Ionisationskammer fließende Strom wird an einem Strommesser angezeigt.
Da an dem VGD auch größere Leitungen angeschlossen sind (Frischdampfleitungen) sieht in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Anspruch 5 vor, die Ionisationskammer an einem Verlängerungsarm an der senkrechten Schiene zu befestigen. Dieser Verlängerungsarm verläuft in Umfangsrichtung und die Lage der Ionisationskammer an diesem Arm ist ebenfalls ferngesteuert veränderbar. Auf diese Weise lassen sich auch Orte abtasten, die wegen vorhandener Rohrleitungen mit der bisher beschriebenen Ausführung nicht erreicht werden könnten.
Abschätzungen über die zu erwartenden Dosisleistungen an der Außenseite eines VGD im Bereich einer Fuge, lassen erwarten, daß man Fugen von weniger als 0,1 mm Spaltbreite noch gut mit Ionisationskammern heutiger Bauart nachweisen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt die Figur 1 eine perspektivische, aber nicht maßstabgerechte Ansicht eines VGD mit Ionisationskammer und Schienensystem.
An dem VGD 1 ist eine obere Laufschiene 2 und eine untere Laufschiene 3 befestigt. Mit Hilfe von Rollen 4 ist eine Schiene 5 in radialer Richtung verfahrbar an den Laufschienen befestigt. Ein Verlängerungsarm 7 wiederum ist mittels Rollen 6 senkrecht verfahrbar an der Schiene 5 befestigt. Die Ionisationskammer 8 wiederum kann an dem Verlängerungsarm 7 vermittelst4Rollen 9 in radialer Richtung verfahren werden. Dabei ändert sich ihr Abstand zum VGD nicht. Mit Hilfe des hier beschrie.-benen Schienensystems kann die Ionisationskammer jeden Punkt an der Außenseite des VGD erreichen, auch Stellen oberhalb und unterhalb einer Frischdampfleitung 10 beispielsweise. Dadurch können alle Fugen 11 überwacht werden. Der Antrieb der verschiedenen Teile erfolgt über;-ferngesteuerte Motoren und es ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position der Ionisationskammer vorgesehen, sodaß eine automatische Steuerung und Registrierung von einer abseits liegenden Schaltwarte aus erfolgen kann.
Die Ionisationskammer führt eine Meßleitung mit sich, welche den durch die Ionisationskammer fließenden Strom an ein ebenfalls außerhalb liegendes Meßgerät weiterleitet. Gleichzeitig mit der Ionisationskammer können mit Hilfe dieses Schienensystems auch weitere Meßgeräte oder beispielsweise eine Fernsehkamera zur Beobachtung des VGD mitgeführt werden. Für die Führung der einzelnen Rollen und die mechanischen Antriebe des Schienensystems kommen handelsübliche Bauteile in Betracht.
Falls an Stelle eines Analogsignals ein Digitalsignal Verwendung finden soll, kann die Ionisationskammer durch einen anderen geeigneten Gamma-Detektor, beispielsweise ein Zählrohr, ersetzt werden.
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Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Detektion der Verbreiterung von Fugen in einem Reaktorbehälter Schutz ansprüche 1.)Verfahren zur Detektion der Verbreiterung von Fugen (11) in einem Reaktorbehälter (1), g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Die erhöhte, aus dem Inneren des Reaktors (1) kommende Gammastrahlung im Bereich einer verbreiterten Fuge (11) wird detektiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgendes Merkmal: a) Mit einem großflächigen Gamma-Detektor, vorzugsweise einer Ionisationskammer (8), wird ferngesteuert die Außenwand des Reaktorbehälters nach Stellen erhöhter Gammastrahlung abgesucht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Ein gegenüber dem Untergrund erhöhter Strom in der Ionisationskammer stellt einen Hinweis auf das Vorhandensein von verbreiterten Fugen am Reaktorbehälter dar.

b) Die Stärke des Stromflusses in der Ionisationskammer gibt einen Hinweis auf die Fläche der Fuge.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Eine großflächige Ionisationskammer (8) ist verfahrbar an einer senkrechten Schiene (5) befestigt.

b) Die senkrechte Schiene (5) ist verfahrbar an einer oben am Reaktorbehälter (1) befestigten Schiene (2) und an einer unten am Reaktorbehälter (1) befestigten Schiene (3), welche beide um den Reaktorbehälter (1) herumlaufen, befestigt.

c) Die Bewegung der Ionisationskammer (8) entlang beider Schienensysteme ist fernsteuerbar.

d) Ein Strommesser zeigt den in der Ionisationskammer fließenden Strom an.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: a) Die Ionisationskammer (8) ist an einem in Umfangsrichtung verlaufenden Verlängerungsarm (7) an der senkrechten Schiene (5) befestigt.

b) Die Lage der Ionisationskammer (8) an diesem Verlängerungsarm (7) ist ebenfalls ferngesteuert veränderbar.