-
tberwachungseinrichtung
-
Die Erfindung betrifft eine Uberwachungseinri chtung mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
-
Zur Überwachung von Dampfrohren od. dgl. in Kraftwerken, insbesondere
Kernkraftwerken, ist es bekannt, sowohl Temperaturänderungen als auch Feuchtigkeitsänderungen
zu überwachen, um beim Uberschreiten eines Schwellwertes im Falle einer etwaigen
Leckage an Systemteilen umgehend entsprechende Maßnahmen zur Schadensbehebung und
Unfallverhütung einleiten zu können. Dazu ist es bekannt, etwaige Temperaturänderungen
über einen Widerstandsdraht zu erfassen und Feuchtigkeitsschwankungen über einen
hygroskopischen Isolator aufzunehmen, wobei durch einen unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalt
entsprechende Widerstands- und/oder Kapazitätsänderungen erfasst werden können.
Diese ansich zuverlässige sowie funktionstüchtige Meß- bzw. Überwachungsmethode
der beiden Faktoren Temperatur und Feuchtigkeit ist insofern nicht ganz zufriedenstellend,
da die Herstellung und Anordnung des Meßsystems verhältnismäßig aufwendig ist. Dies
insbesondere deshalb, weil für die Temperaturerfassung und für die Feuchtigkeitserfassung
praktisch verschiedene und im wesentlichen getrennt voneinander angeordnete Erfassungssysteme
angewandt werden. Das heißt, daß ein verhältnismäßig großer mechanischer Aufwand
bei der Herstellung zu bewältigen ist, da eine Reihe verschiedener Bauteile zueinander
in Verbindung gebracht werden müssen,
was sich zudem auch nicht
unwesentlich nachteilig auf die Herstellungskosten auswirken kann, da die Einzelbauteile
teuer und die Montagearbeiten zeitaufwendig sind. Weiterhin ist ein verhältnismäßig
großer Platzbedarf für die Meßanrodnung erforderlich, Außerdem ist die Lebensdauer
bzw. Funktionstüchtigkeit eingeschränkt, da aufgrund der vielfältigen Bauteile eine
entsprechend große Gefahr für ein Versagen bzw. einen Ausfall eines Teils gegeben
ist. Darüber hinaus beinhaltet das bisherige Meßsystem eine Störempfindlichkeit,
die eine genaue Überwachung beeinträchtigen kann.
-
Demgemäß besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Überwachungseinri
chtung der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß eine wesentliche Einsparung
verschiedener 3auteile, eine Platzersparnis sowie eine höhen Funktionstüchtigkeit
erreicht werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
-
Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, daß die Temperatur-
und Feuchtigkeitsüberwachung über ein baueinheitlich kombiniertes Temperatur-Feuchte-Neßkabel
durchgeführt werden kann, wobei ausschließlich zwei Drähte mit einem zwischen diesen
angeordneten hygroskopischen Isolator sowohl für die Erfassung einer Feuchteänderung
als auch einer Temperaturänderung erforderlich sind, so daß ein denkbar einfaches
Sensorkabel für gleichzeitig mehrere Meßfunktionen gegeben ist.
-
Das erfindungsgemäße Temperatur-Feuchte-Meßkabel ist äußerst kostengünstig
herstellbar und besitzt eine hohe Lebensdauer, da die zum Einsatz gelangenden Teile
auf
ein Minimum reduziert sind. Außerdem ist das Temperatur-Feuchte-Meßkabel
sehr schmal und benötigt bei der Montage am Dampfrohr einen vernachlässigbar geringen
Platzbedarf, so daß stets eine den jeweiligen Erfordernissen angepaßte Montagepositionierung
durchgeführt werden kann. Das erfindungsgemäße Temperatur-Feuchte-Meßkabel ermöglicht
eine im wesentlichen störfreie kontinuierliche Überwachung auch über größere Sntfernungene
Darüber hinaus eignet sich das Temperatur-Feuchte-eßkabel insbesondere auch für
eine äußerst hohe Meßempfindlichkeit, so daß etwaige Leckstellen bereits im geringsten
Ansatz frühzeitig erkannt werden können. Da das Temperatur-Feuchte-Meßkabel als
baueinheitlicher Nehrfunktionsstrang ausgebildet ist, ist eine absolute Wartungsfreiheit
gegeben, da keinerlei Einzelbauteile nachzujustieren oder auszutauschen sind, Tritt
im Falle einer Leckage Dampf aus der Wandung des Dampfrohres aus, so erfolgt eine
Temperaturänderung, die vom Widerstandsdraht unmittelbar erfaßt wird. Gleichzeitig
erfolgt eine Beuchtigkeitsanreicherung im Hygroskopisolator. Diese Feuchtigkeitsänderung
im Hygroskopisolator zwischen dem Widerstandsdraht und dem Leiterdraht wird ebenfalls
unmittelbar aufgrund der damit verbundenen Widerstands- bzw. Kapazitätsänderung
erfaßt bzw. aufgenommen. Aufgrund der Messung der beiden unterschiedlichen Faktoren
Temperatur und Feuchte ist eine hohe Sicherheit für eine zuverlässige Überwachung
und Warnauslösung gegeben, da letztere ohne weiteres so konzipiert sein kann, daß
ein Ansprechen ausschließlich bei einer Änderung beider Neßfaktoren ausgelöst wird.
-
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
den Merkmalen der Unteransprüche, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen,
wonach es
vorteilhaft sein kann, das lemperatur-Feuchte-Meßkabel
als Kabelschleife auszuführen und mit einem Steckerteil zu versehen, der zwei dem
Widerstandsdraht zugeordnete Anschlußpole und mindestens einen Polanschluß für den
Leiterdraht besitzt. Zweckmäßig können jedoch zwei Polanschlüsse für den Leiterdraht
vorgesehen sein, wodurch bei der Feuchteüberwachung gleichzeitig. eine Drahtbruchüberwachung
möglich ist.
-
Der Leiterdraht des Temperatur-Beuchte-Meßkabels kann vorteilhaft
aus einer aus Einzeldrähten gebildeten Litze bestehen, wodurch eine hohe Flexibilität
erreicht werden kann und zudem eine Bruchgefahr des Leiterdrahtes weitgehend ausgeschaltet
ist. Der Hygroskopisolator kann zweckmäßig als den Leiterdraht umgebende Hülle ausgeführt
sein und kann zwecks hoher Beständigkeit gegen äußere Einflüsse, insbeondere auch
radioaktive Strahlung, aus einem mineralischen Stoff bestehen, wobei eine Glasseidenisolation
aus. 5ertigungs- und anwendungstechnischen Gründen besonders vorteilhaft sein kann.
Die Glasseidenisolation kann als Gewebeschlauch, Geflecht oder Gespinst ausgeführt
sein. Auch ist es möglich, den Hygroskopisolator zum Beispiel aus feuchtigkeitsaufnehmendem
Zellstoff, aus Papierlagen od. dgl. herzustellen, wobei jedoch mineralische Stoffe
wie Keramik oder Glas nicht nur den Vorteil einer höheren mechanischen Festigkeit
sondern auch gerade eine hohe Strahlungsbeständigkeit besitzen, so daß auch bei
einer Dauerstrahlungsbeanspruchung eine hohe Lebensdauer gegeben ist, weshalb das
erfindungsgemäße Demperatur-Feuchte-Meßkabel auch bevorzugt im Kernkraftsektor zur
Überwachung entsprechender Leitungssysteme und dgl. eingesetzt werden kann.
-
Die Stärke des Hygroskopisolators kann etwa im Bereich
zwischen
0,01 bis 7mm liegen. Vorzugsweise wird die Stärke des Hygroskopisolators jedoch
etwa 0,1 bis 0,4 mm betragen, da hierbei zum einen ein praxisgerechter Isolationsabstand
gegeben ist und zum andern eine hohe Meßempfindlichkeit vorliegt, die eine genaue
Überwachung möglich macht. Der Widerstandsdraht des Temperatur-Feuchte-Meßkabels
kann vorteilhaft in Form einer Schraubspirale um den den Leiterdraht umhüllenden
Hygroskopisolator gewendelt sein. Der Abstand zwischen den Wendeln kann etwa im
Bereich zwischen 8,3 bis 10 mm liegen, wobei ein den praktischen Erfordernissen
erforderlicher günstiger Abstand etwa 0,5 bis 4 mm sein kann. Durch eine solche
Wendelausführung kann bei entsprechender Abstandsänderung der Widerstand variiert
bzw.
-
genau angepaßt werden. Zudem wird dadurch eine gewisse Eigensteifigkeit
des flexiblen lemperatur-Feuchte-MeB-kabels erreicht, wodurch eine bessere Handhabung
während der Montage möglich ist, da eine etwaige/störende Lappigkeit des Kabels
vermieden ist.
-
WeiSrhin kann es insbesondere vorteilhaft sein, das erfindungsgemäße
Temperatur-Feuchte-Meßkabel mit einem feuchtigkeitsdurchlässigen Außenmantel zu
versehen, der den Leiterdraht, den Hygroskopisolator und den Widerstandsdraht formschlüssig
umhüllt. Zweckmäßig kann ein solcher Außenmantel ebenfalls aus einem mineralischen
Stoff bestehen und vorteilhaft als Glasseidengewebeschlauch ausgeführt sein. Ein
derartiger Außenmantel bewirkt zum einen eine Festigkeitserhöhung gegen äußere mechanische
Beanspruchungen, so daß auch ein Einsatz unter rauhen Betriebsbedingungen ohne weiteres
möglich ist. Der zweckmäßig als flexibles Gewebe bzw. Gespinst ausgeführte schlauchförmige
Außenmantel bewirkt zudem eine Potentialfreiheit, 8o daß praktisch keine Störungen
durch Fremdspannungen,
Ubergangswiderstände-od. dgl. das Meßsystem
beeinträchtigen können.
-
Dem erfindungsgemäßen Temperatur-Beuchte-Meßkabel wird bei der Überwachung
eines Rohrleitungssystems od. dgl.
-
zweckmäßig ein elektronischer Auswerteteil zugeordnet, der einen Temperaturmeßteil
und einen Feuchtemeßteil besitzt. Weiterhin kann ein Anzeigeteil für einen etwaigen
Leiterdrahtbruch der Feuchtemessung vorgesehen sein und es ist zudem möglich, einen
eventuellen Widerstandsdrahtbruch ebenfalls anzuzeigen, so daß eine feuchtigkeits-und
temperaturerfassende Leckageüberwachung und eine Eigenüberwachung des Meßsystems
bezüglich seiner Sunktionsfähigkeit erzielt werden kann. Vorteilhaft können bei
der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung zwei Enden des dem Temperatur-Beuchte-Meßkabel
zugehörigen Widerstandsdrahtes dem Temperaturmeßteil und zwei Enden des Lei terdrahtes
dem lei terdrahtbruchanzeigetei 1 im elektronischen Auswerteteil zugeordnet sein.
Dem Beuchtemeßteil des elektronischen Auswerteteils wird hierbei zweckmäßig ein
Leitungsteil des Leiterdrahtes und eine Teilleitung des Widerstandsdrahtes des Temperatur-Feuchte-Meßkabels
im Bereich des Auswerteteils zugeführt.
-
Zur Überwachung kann es günstig sein, das erfindungsgemäße Temperatur-Beuchte-Meßkabel
im Bereich einer das Dampfrohr od. dgl. umgebenden Wärmeisolierung anzuordnen. Hiebei
kann es zweckmäßig sein, die Anordnung so zu treffen, daß das Temperatur-Feuchte-Meßkabel
dicht an einer Innenseite einer Umhüllung zu liegen kommt, die die Wärmeisolierung
umfaßt. Ein sich in diesem Bereich bildendes Kondensat eines eventuell austretenden
Dampfes wird hier vom hygroskopischen Feuchtefühler unmittelbar
erfaßt.
Ebenso wird eine dabei auftretende Temperaturänderung vom Temperatur-Feuchte-Neßkabel
umgehend erfaßt. Das Temperatur-Feuchte-Meßkabel kann vorteilhaft in Längsrichtung
des Dampfrohres od.
-
dgl. angeordnet sein, wodurch eine lineare Streckenüberwachung möglich
ist. Dabei können auch mehrere Temperatur-Feuchte-Meßkabel auf Abstand parallel
nebeneinander vorgesehen werden. Zweckmäßig kann das femperatur-Feuchte-Meßkabel
im Bereich der Wärmeisolierung in einer Nut angeordnet werden, wobei die Nut nach
außen durch einen im wesentlichen als Streifen ausgeführten Abdeckteil verschlossen
sein kann, so daß das Meßkabel gegen Außeneinflüsse sicher abgeschirmt ist. Darüber
hinaus ist es möglich, das Demperatur-Feuchte-Meßkabel praktisch ringförmig um das
Dampfrohr anzuordnen und hierbei in einer entsprechenden Umfangsnut zu lagern. Dies
kann zum Beispiel im Bereich von Isolationsstoßstellen und auch Rohranschlußstellen
günstig sein.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden
Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schemati-scher Darstellung bevorzugte
Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar: Fig. 1 eine vergrößerte Teilschnittansicht
eines erfindungsgemäßen Temperatur-Feuchte-Meßkabels, Fig. 2 eine Teilschnittansicht
eines Dampfrohres mit einem als Schleife ausgeführten Temperatur-Feuchte-Meßkabel,
Fig. 3 eine Teilschnittansicht eines anderen Dampfrohres mit einem in einer Umfangsnut
angeordneten Temperatur-Beuchte-Meßkabel und
Fig. 4 ein Schaltschema
einer erfindungegemäßen Überwachungseinrichtung mit einem Temperatur-Feuchte-Meßkabel
und einem Auswerteteil.
-
Das in der Zeichnung dargestellte Temperatur-Feuchte-Meßkabel 1 dient
der Überwachung eines Dampfrohres 2 od, dgl., wobei im Falle eines Lecks aufgrund
des austretenden Dampfes Feuchtigkeits- und Temperaturänderungen erfaßt werden.
Hierzu weist das erfindungsgemäß verblüffend einfache Temperatur-Feuchte-Meßkabel
1, das somit ein mehrfunktionales und baueinheitlich kombiniertes Sensorkabel ist,
einen mittleren Leiterdraht 3 auf, der vorzugsweise aus Kupfer besteht und als aus
dünnen Einzeldrähten 4 gebildete Litze ausgeführt ist.
-
Der Leiterdraht 4 des Temperatur-Feuchte-Meßkabels 1 ist von einem
feuchtigkeitsaufnehmenden Hygroskopisolator 5 umgeben, der beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
als schlauchförmige Hülle ausgeführt ist und aus einer Glasseidenisolation besteht,
die vorteilhaft fein versponnene oder verwebte Glasseidenfäden aufweist. Zur Erzielung
einer hohen Neßempfindlichkeit beträgt die Wandstärke des Hygroskopisolators 5 im
vorliegenden Falle etwa 0,3 mm. Es ist aber auch möglich, die Stärke des Hygroskopisolators
5 etwas dünner oder auch etwas dicker auszuführen, um eine Anpassung an unterschiedliche
Praxisanforderungen insbesondere auch bezüglich der Neßempfindlichkeit zu ermöglichen.
-
Parallel zum Leiterdraht 3 verläuft in dessen Längsrichtung ein dünner
Widerstandsdraht 6, der praktisch wendelförmig um den Hygroskopisolator 5 gewickelt
ist, so daß durch letzteren eine konstant gleichbleibende
Abstandhaltung
zum Leiterdraht 3 gegeben ist. Der Widerstandsdraht 6 wird zweckmäßig so gewickelt,
daß die Abstände zwischen den Wendeln etwa bei 1 mm liegen, wobei es aber auch im
Rahmen der Brfindung liegt, die Wendelabstände größer oder kleiner auszuführen.
Aufgrund der Wendelausführung des Widerstandsdrahtes 6 weist das Temperatur-Beuchte-Meßkabel
1 eine gewisse Eigensteifigkeit aufgrund es wird zudem der Vorteil einer umfangsseitig
weitgehend dichten bzw. engen Meßerfassung ersielt.
-
Weiterhin ist der Fig. 1 zu entnehmen, daß das Temperatur-Feucbte-Meßirabe1
1 einen Außenmantel 7 besitzt, der den Leiterdraht 3, den Hygroskopisolator 5 und
den Widerstandsdraht 6 schlauchförmig umschließt. Dieser Außenmantel 7 besteht zweckmäßig
ebenfalls aus einem mineralischen Stoff und ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
aus Glasseidenfäden hergestellt worden, die zu einem mechanisch festen, aber dennoch
feuchtigkeitsdurchlässigen Gewebeschlauch verarbeitet sind.
-
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist das Temperatur-Feuchte-Neßkabel
1 in Längsrichtung des Dampfrohres 2 im Bereich einer Wärmeisolierung 8 angeordnet,
die die Wandung 9 des Dampfrohres 2 umgibt. Die Anordnung ist so getroffen, daß
das Temerpatur-Feuchte-Meßkabel 1 sich nahe der Innenseite einer äußeren Umhüllung
10 befindet, die als Blechmantel oder auch Kunststoffmantel ausgeführt sein kann.
Das Temperatur-Feuchte-Meßkabel 1 ist hierbei als Kabelschleife 11 ausgeführt, wobei
ein umgelenktes Rückführungskabelteil 12 im wesentlichen parallel zu einem Vorführungskabelteil
13 verläuft, die mit einem Ende an einem Steckerteil 14 angeschlossen sind, der
aus der Umhüllung 10 herausragt. Der Steckerteil 14
besitzt zwei
Anschlußpole 15,15'für den Widerstandsdraht 6 und zwei Polanschlüsse 16,16'für den
Leiterdraht 3.
-
Bei dem in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erfindungsgemäße
Temperatur-Feuchte-Meßkabel 1 in einer Nut 17 gelagert, die als radiale Umfangsnut
ausgerührt ist und sich im Bereich einer Stoßstelle 18 der Wärmeisolierung 8 befindet.
Die Nut 17 ist außen durch einen flachbandförmigen Abdeckteil 19 verschlossen, so
daß das Temperatur-Feuchte-Meßkabel 1 sicher abgeschirmt ist. Auch hierbei ist das
Temperatur-Feuchte-Meßkabel 1 in der Nut 17 schleifenförmig angeordnet, so daß eine
Vor- und eine Rückführung gegeben ist.
-
Der Ausführung gemäß Fig. 4 ist ein prinzipieller Schaltungsaufbau
der Überwachungseinrichtung zu entnehmen.
-
Dabei ist ein vorzugsweise elektronischer Auswerteteil 20 vorgesehen,
der einen Temperaturmeßteil 21, einen Feuchtemeßteil 22 und einen Leiterteilbruchanzei(gFetUelMt
) 23 umfaßt. Es ist ersichtlich, daß zwei Enden des dem Temperatur-Feuchte-Meßkabel
1 zugehörigen Widerstandsdrahtes 6 dem Temperaturmeßteil 21 zugeführt sind. Die
zwei Enden des Leiterdrahtes 3 sind dem Leiterdrahtbruchanzeigeteil 23 zugeführt.
Dem Feuchtemeßteil 22 ist ein dem Leiterdraht 3 zugehöriger Leitungsteil 24 und
eine dem Widerstandsdraht 6 zugehörige Teilleitung 25 zugeordnet. Der Leitungsteil
24 und die Teilleitung 25 sind zweckmäßig im Bereich des Auswerteteils 20 an entsprechenden
Stellen abgegriffen bzw. angeschlossen.
-
Insgesamt ist mit dem erfindungsgemäßen Temperatur-Feuchte-Meßkabel
1 eine Überwachungseinrichtung zur Verfügung gestellt, die insbesondere aufgrund
ihres überraschtd einfachen Aufbaus des Temperatur-Feuchte-Meßkabels
1
extrem einfach und entsprechend zuverlässig und präzise funktioniert, so daß mit
verhältnismäßig geringem Aufwand eine hochwertige Funktionstüchtigkeit gerade auch
bei höchsten Anforderungen wie z.B. im Kernenergieberei ch gewghrleistet ist.