EA016571B1 - Method for automated fuel leakage detection during reloading of reactor fuel assembly and system therefor - Google Patents
Method for automated fuel leakage detection during reloading of reactor fuel assembly and system therefor Download PDFInfo
- Publication number
- EA016571B1 EA016571B1 EA201001590A EA201001590A EA016571B1 EA 016571 B1 EA016571 B1 EA 016571B1 EA 201001590 A EA201001590 A EA 201001590A EA 201001590 A EA201001590 A EA 201001590A EA 016571 B1 EA016571 B1 EA 016571B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- fuel assembly
- activity
- fuel
- sample
- gas
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/06—Devices or arrangements for monitoring or testing fuel or fuel elements outside the reactor core, e.g. for burn-up, for contamination
- G21C17/07—Leak testing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано при эксплуатации реакторов с жидким теплоносителем.The invention relates to the field of nuclear energy and can be used in the operation of reactors with a liquid coolant.
Для упрощения учета и перемещения ядерного топлива в реакторе тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы), содержащие ядерное топливо, собираются в тепловыделяющие сборки (ТВС). При эксплуатации реактора особое место занимают работы по перегрузке ядерного топлива. Перегрузка ядерного топлива включает комплекс работ по извлечению и перемещению ТВС с целью их замены или перестановки в реакторе. На этапах перегрузки проводят контроль герметичности оболочек (КГО) ТВЭЛов, собранных в ТВС. КГО могут проводить как для всех ТВС, так и выборочно для отдельных ТВС.To simplify the accounting and movement of nuclear fuel in a reactor, fuel elements (fuel elements) containing nuclear fuel are assembled in fuel assemblies (fuel assemblies). When operating the reactor, a special place is occupied by the work on the reloading of nuclear fuel. Nuclear fuel transshipment includes a set of works on the extraction and relocation of fuel assemblies with the aim of replacing or rearranging them in the reactor. At the stages of reloading, the tightness of the claddings (CGO) of the fuel elements assembled in the fuel assemblies is checked. CGOs can be carried out both for all fuel assemblies, and selectively for individual fuel assemblies.
Хорошая герметизация ТВЭЛов необходима для исключения попадания продуктов деления топлива в теплоноситель, что может повлечь распространение радиоактивных элементов за пределы активной зоны. Кроме того, в связи с тем, что входящие в состав сердечников ТВЭЛов уран, плутоний и их соединения крайне химически активны, их химическая реакция с водой может повлечь деформацию ТВЭЛов и другие нежелательные последствия. Задачей КГО является выявление ТВС с негерметичными ТВЭЛами для их последующего исключения из обращения или ремонта.Good sealing of fuel elements is necessary to exclude the ingress of fission products into the coolant, which may lead to the spread of radioactive elements outside the core. In addition, due to the fact that uranium, plutonium, and their compounds that are part of the cores of fuel elements are extremely chemically active, their chemical reaction with water can lead to the deformation of fuel elements and other undesirable consequences. The task of the KGO is to identify fuel assemblies with leaking fuel rods for their subsequent exclusion from circulation or repair.
Обычно применяемые способы контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов ТВС, в пеналах СОДС, основаны на помещении ТВС в замкнутый объем, заполненный борированной водой, в который принудительно выводят продукты деления из негерметичных ТВЭЛов и из которого отбирают пробы, и измерении утечки из негерметичных ТВЭЛов реперных радионуклидов, например, путем измерения пробы воды.Commonly used methods for monitoring the tightness of the shells of fuel assemblies of fuel assemblies, in SODS cases, are based on placing fuel assemblies in a closed volume filled with borated water, into which fission products are forcibly removed from the fuel elements and from which samples are taken, and leakage measurement from leaky fuel elements of reference radionuclides, for example, by measuring a water sample.
Проведение стандартного КГО с учетом транспортно-технологических операций значительно увеличивает длительность перегрузки ядерного топлива, а следовательно, и время простоя реактора, что является препятствием на пути повышения эффективности использования установленной мощности АЭС, а также требует дополнительного расхода борированной воды и увеличивает количество жидких радиоактивных отходов.Conducting a standard KGO, taking into account transport and technological operations, significantly increases the duration of nuclear fuel reloading and, consequently, the downtime of the reactor, which is an obstacle to improving the efficiency of using the installed capacity of nuclear power plants, and also requires additional consumption of borated water and increases the amount of liquid radioactive waste.
Из КП 2186429 известен способ и система для его осуществления, направленные на уменьшение времени простоя реактора посредством одновременного осуществления операций перегрузки и контроля герметичности ТВС. Согласно способу, предложенному в КП 2186429, предварительно закачанный в емкость газ пропускают через жидкий теплоноситель и отбирают пробу газа в точке газового пространства непосредственно над поверхностью теплоносителя, причем подачу газа и отбор пробы осуществляют как во время подъема ТВС в транспортное положение, так и во время горизонтального перемещения ТВС. С помощью насоса пробу газа подают через трубопровод к измерительному устройству. Измерение радиоактивности пробы производят непрерывно с помощью детектора, находящегося в измерительном устройстве, сигнал детектора поступает в блок обработки и отображения информации. По величине этого сигнала делают вывод о наличии или отсутствии в проверяемой ТВС негерметичных ТВЭЛов. Предложенное решение позволяет уменьшить длительность перегрузки ядерного топлива за счет совмещения контроля герметичности ТВЭЛов с перемещением ТВС, однако обладает недостаточной достоверностью результатов контроля герметичности. В частности, возможен пропуск, т. е. неопределение негерметичной ТВС вследствие проведения контроля в процессе горизонтального перемещения ТВС. Газ, содержащий радионуклиды, вышедшие из поврежденного ТВЭЛа, поднимается в объем над поверхностью жидкого теплоносителя. В силу негерметичности объема, в котором расположена ТВС, при горизонтальном перемещении ТВС существует возможность непопадания газа или его части в надводный объем, из которого происходит отбор пробы. Вследствие этого отобранная проба может быть фактически неотличима от пробы, соответствующей герметичной ТВС. Также в способе из КП 2186429 измеряемая радиоактивность пробы не разделяется на типы, как например β-активность и γ-активность, что влечет возможность ложного определения негерметичной ТВС. Кроме того, в известном техническом решении отсутствует контроль представительности пробы и средства его осуществления, что также снижает достоверность результата контроля герметичности ТВС. Здесь и далее представительность пробы означает соответствие этой пробы условиям, обеспечивающим достоверность результата измерений в пределах погрешности используемого измерительного оборудования.From KP 2186429 a known method and system for its implementation, aimed at reducing the downtime of the reactor by simultaneously performing operations of overload and control the tightness of the fuel assemblies. According to the method proposed in KP 2186429, gas pre-pumped into the tank is passed through a liquid coolant and a gas sample is taken at a point in the gas space directly above the coolant surface, moreover, gas supply and sampling are carried out both during the lifting of the fuel assembly to the transport position and during horizontal movement of fuel assemblies. Using a pump, a gas sample is supplied through a pipeline to a measuring device. The radioactivity of the sample is measured continuously using a detector located in the measuring device, the detector signal enters the information processing and display unit. By the magnitude of this signal, a conclusion is made about the presence or absence of leaky fuel elements in the checked fuel assembly. The proposed solution allows to reduce the duration of the overload of nuclear fuel by combining the tightness control of fuel elements with the movement of fuel assemblies, however, it has insufficient reliability of the results of the tightness control. In particular, a skip is possible, i.e., the uncertainty of an unpressurized fuel assembly due to monitoring during the horizontal movement of fuel assemblies. A gas containing radionuclides released from a damaged fuel rod rises in volume above the surface of the liquid coolant. Due to the leakage of the volume in which the fuel assembly is located, with the horizontal movement of the fuel assembly there is a possibility that the gas or part of it will not fall into the surface volume from which the sample is taken. As a result, a sample taken can be virtually indistinguishable from a sample corresponding to a sealed fuel assembly. Also, in the method from KP 2186429, the measured radioactivity of the sample is not divided into types, such as β-activity and γ-activity, which entails the possibility of a false determination of leaky fuel assemblies. In addition, in the known technical solution there is no control of the representativeness of the sample and the means of its implementation, which also reduces the reliability of the result of the control of the tightness of the fuel assembly. Hereinafter, the representativeness of the sample means the conformity of this sample to conditions ensuring the reliability of the measurement result within the error of the measuring equipment used.
Задача настоящего изобретения состоит в создании способа контроля герметичности оболочек ТВЭлов ТВС, позволяющего не только сократить время простоя реактора за счет совмещения контроля герметичности ТВС с операциями по перегрузке, но и обеспечивающего высокую достоверность результатов контроля герметичности ТВС.The objective of the present invention is to provide a method for monitoring the tightness of the cladding of fuel assemblies of fuel assemblies, which allows not only to reduce the downtime of the reactor by combining the tightness control of fuel assemblies with reloading operations, but also provides high reliability of the results of the control of tightness of fuel assemblies.
Указанная задача решена благодаря тому, что согласно способу контроля герметичности тепловыделяющих сборок при перегрузке ядерного топлива реактора с жидким теплоносителем выполняют следующие действия.This problem is solved due to the fact that according to the method for monitoring the tightness of fuel assemblies during the reloading of nuclear fuel of a reactor with a liquid coolant, the following actions are performed.
Предварительно, до начала перегрузки, определяют общую фоновую β- и γ-активность. Для этого отбирают по меньшей мере две пробы в произвольных точках над реактором и бассейном выдержки и по результатам измерения радиоактивности отобранных проб определяют средние фоновые значения β- и γактивности.Previously, before the onset of overload, the general background β- and γ-activity are determined. To do this, at least two samples are taken at arbitrary points above the reactor and the exposure pool, and the average background values of β and γ activity are determined from the results of measuring the radioactivity of the samples taken.
- 1 016571- 1 016571
Перегрузка ядерного топлива реактора с жидким теплоносителем включает последовательную перегрузку каждой подлежащей перегрузке ТВС. Перегрузка одной ТВС в свою очередь включает установку устройства для перемещения ТВС, содержащего наружную и по меньшей мере одну внутреннюю секцию, в положение для извлечения тепловыделяющей сборки, помещение тепловыделяющей сборки в устройство для перемещения и горизонтальное перемещение тепловыделяющей сборки из реактора в бассейн выдержки.The reloading of nuclear fuel of a reactor with a liquid coolant includes the sequential reloading of each fuel assembly to be reloaded. Overloading one fuel assembly, in turn, involves installing a device for moving fuel assemblies containing an outer and at least one inner section into a position for extracting a fuel assembly, placing a fuel assembly in a device for moving, and horizontal movement of the fuel assembly from the reactor to the holding pool.
При установке устройства для перемещения тепловыделяющей сборки в положение для извлечения тепловыделяющей сборки непосредственно перед помещением ТВС в устройство для перемещения берут пробу газа из объема внутри этого устройства для перемещения и определяют фоновые значения β- и γ-активности перед отбором пробы для конкретной ТВС. Фоновые значения активности сохраняют для последующего анализа герметичности ТВС.When the device for moving the fuel assembly is installed in the position for extracting the fuel assembly immediately before the fuel assemblies are placed in the moving device, a gas sample is taken from the volume inside this fuel assembly for moving and the background values of β and γ activity are determined before sampling for a specific fuel assembly. Background activity values are retained for subsequent analysis of the fuel assembly tightness.
Помещают ТВС в устройство для перемещения ТВС. Помещение ТВС в устройство для перемещения включает захват ТВС и подъем в транспортное положение, в котором возможно осуществлять горизонтальное перемещение ТВС. Как правило, в качестве устройства для перемещения ТВС используют штангу машины для перегрузки ТВС.Place fuel assemblies in the device for moving fuel assemblies. The placement of fuel assemblies in the device for moving includes the capture of fuel assemblies and lifting to a transport position in which it is possible to carry out horizontal movement of fuel assemblies. As a rule, as a device for moving fuel assemblies, the rod of the machine is used to reload fuel assemblies.
После подъема ТВС в транспортное положение подают газ под ТВС и осуществляют барботаж, т.е. пропускают этот газ сквозь жидкий теплоноситель. Как правило, в качестве жидкого теплоносителя используют воду.After raising the fuel assemblies to the transport position, gas is supplied under the fuel assemblies and sparging is carried out, i.e. pass this gas through the liquid coolant. As a rule, water is used as a heat transfer fluid.
Предпочтительно одновременно с началом подъема ТВС начинать отбор пробы газа из объема над уровнем жидкого теплоносителя внутри устройства для перемещения ТВС. Это позволяет определить фоновые значения β- и γ-активности на начальной фазе подъема ТВС, а в дальнейшем контролировать активность пробы. В другом варианте осуществления способа подачу газа и отбор пробы начинают по истечении заданного временного интервала после помещения ТВС в устройство для перемещения. В этом случае выдержку заданного интервала времени используют для того, чтобы гарантированно весь поданный под ТВС газ прошел через теплоноситель и, следовательно, максимальное количество газообразных продуктов деления, при наличии в ТВС негерметичных ТВЭЛов, поступило в объем над поверхностью теплоносителя и было отобрано в качестве пробы. Этот вариант осуществления позволяет повысить точность контроля герметичности ТВС. В последнем варианте осуществления настоящего способа после определения фонового содержания радионуклидов внутри устройства для перемещения отбор пробы прекращается до окончания заданного временного интервала.It is preferable at the same time as the start of the fuel assembly lifting to start sampling gas from the volume above the level of the liquid coolant inside the fuel assembly moving device. This allows us to determine the background values of β- and γ-activity at the initial phase of fuel assembly rise, and in the future to control the activity of the sample. In another embodiment of the method, gas supply and sampling begin after a predetermined time interval has elapsed after the fuel assembly is placed in the moving device. In this case, exposure to a predetermined time interval is used to ensure that all gas supplied under the fuel assemblies is guaranteed to pass through the coolant and, therefore, the maximum amount of gaseous fission products, if there are leaky fuel rods in the fuel assemblies, enters the volume above the coolant surface and is taken as a sample . This embodiment makes it possible to increase the accuracy of the fuel assembly leakage control. In the latter embodiment of the present method, after determining the background content of radionuclides inside the moving device, the sampling is stopped until the end of the predetermined time interval.
Отбор пробы осуществляют по меньшей мере в одной точке в газовом объеме над поверхностью жидкого теплоносителя внутри устройства для перемещения ТВС.Sampling is carried out at least at one point in the gas volume above the surface of the liquid coolant inside the device for moving fuel assemblies.
Перед измерением β- и γ-активности осуществляют подготовку отобранной пробы, которая должна соответствовать условиям по температуре, влажности и давлению, необходимым для обеспечения качественной работы измерительного оборудования и получения погрешности результата измерений в пределах погрешности этого оборудования. Подготовка пробы содержит стадии охлаждения, осушения и фильтрации. Кроме того, осуществляют контроль представительности пробы. Пробу считают представительной, если она отобрана в установленном месте, не перемешана с воздухом из внешней среды, соответствует условиям по температуре, влажности и давлению. Контроль по первым двум критериям проводят перед началом работ по перегрузке и контролю путем проверки состояния оборудования. Контроль на соответствие условиям осуществляют посредством соответствующих датчиков в процессе отбора и анализа пробы. При этом, если проба не соответствует какому-либо из условий, отображают с помощью средств индикации информацию о том, что измерение проводилось на пробе, не соответствующей условиям работы измерительного оборудования.Before measuring β- and γ-activity, a selected sample is prepared, which must meet the conditions for temperature, humidity and pressure necessary to ensure high-quality operation of the measuring equipment and to obtain an error in the measurement result within the error of this equipment. Sample preparation contains the stages of cooling, drying and filtering. In addition, they control the representativeness of the sample. A sample is considered representative if it is taken in a specified place, is not mixed with air from the external environment, and meets the conditions for temperature, humidity and pressure. Control according to the first two criteria is carried out before the start of work on overloading and control by checking the condition of the equipment. Compliance control is carried out by means of appropriate sensors in the process of sampling and analysis of the sample. Moreover, if the sample does not correspond to any of the conditions, information is displayed using indicating means that the measurement was carried out on a sample that does not correspond to the operating conditions of the measuring equipment.
Измерение β- и γ-активности газовой пробы предпочтительно осуществляют бета-радиометром в течение предустановленного при настройке прибора времени.The measurement of the β- and γ-activity of the gas sample is preferably carried out with a beta radiometer for a time predefined when setting up the device.
Измеренные значения предпочтительно отображают с помощью доступных средств индикации и сохраняют эти значения предпочтительно в текстовом файле. Если значение γ-активности превышает установленное пороговое значение, то предполагают, что повышенная β-активность пробы может быть обусловлена внешними факторами, а не потерей герметичности оболочек ТВЭЛов. При этом указанное пороговое значение предпочтительно устанавливают на основе γ-излучения, полученного при предварительном определении общего фонового значения содержания радионуклидов. Также учитывается фоновая γ-активность, измеренная перед контролем ТВС.The measured values are preferably displayed using the available indicators, and these values are stored preferably in a text file. If the γ-activity value exceeds the established threshold value, then it is assumed that the increased β-activity of the sample may be due to external factors, and not a loss of tightness of the fuel element claddings. Moreover, the specified threshold value is preferably set on the basis of γ-radiation obtained by preliminary determining the total background value of the content of radionuclides. The background γ activity measured before the fuel assembly control is also taken into account.
Проводят измерение β- и γ-активности отобранной пробы и сохраняют результат.Measure the β- and γ-activity of the selected sample and save the result.
При проведении анализа результатов измерений предпочтительно учитывать фоновое значение βактивности, измеренное перед помещением ТВС в устройство для перемещения, и общее фоновое значение β-активности, предварительно измеренное перед началом работ по перегрузке.When analyzing the measurement results, it is preferable to take into account the background value of β activity measured before placing the fuel assembly in the device for movement, and the general background value of β-activity, previously measured before starting work on overloading.
ТВС предварительно считают герметичной, если среднее арифметическое измеренных значений βактивности газовой пробы для данной ТВС за заданный интервал времени не превысит установленного порогового значения, в противном случае ТВС считают негерметичной. Полученный результат контроля является справочным, его достоверность определяется достоверностью задания порогового значения.Fuel assemblies are previously considered airtight if the arithmetic average of the measured values of β activity of a gas sample for a given fuel assembly for a given time interval does not exceed the set threshold value; otherwise, fuel assemblies are considered leaky. The obtained control result is a reference, its reliability is determined by the reliability of the threshold value.
- 2 016571- 2 016571
Указанное пороговое значение в одном варианте осуществления изобретения устанавливают исходя из общего фонового значения содержания радионуклидов перед началом операций по перегрузке и опытных данных, полученных за время эксплуатации конкретного реактора. В другом варианте осуществления пороговое значение устанавливают равным трехкратному фоновому значению β-активности, измеренному перед помещением ТВС в устройство для перемещения. Указанные методики определения порогового значения содержания радионуклидов при предварительном определении герметичности ТВС приведены в качестве примера и не являются ограничительным признаком настоящего способа.The specified threshold value in one embodiment of the invention is set based on the total background value of the content of radionuclides before the start of operations for reloading and experimental data obtained during the operation of a particular reactor. In another embodiment, the threshold value is set equal to three times the background value of β-activity, measured before placing the fuel assembly in the device for movement. These methods for determining the threshold value of the content of radionuclides in the preliminary determination of the tightness of fuel assemblies are given as an example and are not a limiting feature of the present method.
Предварительный результат контроля герметичности ТВС отображают с помощью средств индикации, что позволяет персоналу АЭС сразу направить негерметичную ТВС на дополнительный контроль в пеналах стенда КГО, не дожидаясь окончания работ по перегрузке.The preliminary result of the fuel assembly leakage control is displayed using indicating means, which allows the NPP personnel to immediately send the leaky fuel assembly to additional control in the canisters of the KGO stand, without waiting for the end of the overloading work.
Горизонтальное перемещение ТВС осуществляют только после окончания подачи газа под ТВС с тем, чтобы исключить непопадание газа или его части в надводный объем, из которого происходит отбор пробы. Осуществление горизонтального перемещения ТВС после окончания подачи газа позволяет повысить достоверность результата контроля герметичности ТВС.Horizontal movement of fuel assemblies is carried out only after the gas supply to the fuel assemblies is completed so that gas or part of it does not fall into the surface volume from which the sample is taken. Implementation of horizontal movement of fuel assemblies after the end of gas supply allows to increase the reliability of the result of the fuel assembly leakage control.
Все действия предлагаемого способа контроля герметичности ТВС реактора производят последовательно для каждой ТВС, затем производят статистическую обработку результатов анализов проб всех ТВС. В предпочтительном варианте осуществления настоящего способа вычисляют среднее арифметическое из значений активности газовых проб, определенных в цикле контроля каждой ТВС, и вычисляют среднее квадратичное отклонение этих значений. Здесь и далее под циклом контроля ТВС понимают последовательное выполнение действий настоящего способа для одной ТВС.All actions of the proposed method for tightness control of fuel assemblies of a reactor are performed sequentially for each fuel assemblies, then statistical processing of the results of analysis of samples of all fuel assemblies is performed. In a preferred embodiment of the present method, the arithmetic mean of the activity values of the gas samples determined in the control cycle of each fuel assembly is calculated, and the standard deviation of these values is calculated. Hereinafter, the fuel assembly control cycle means the sequential execution of the actions of the present method for one fuel assembly.
ТВС считают герметичной, если определенное в цикле контроля этой ТВС значение радиационной активности не превышает пороговое значение, которое определяют как сумму указанного среднего арифметического и утроенного значения среднего квадратичного отклонения.A fuel assembly is considered leakproof if the radiation activity value determined in the control cycle of this fuel assembly does not exceed a threshold value, which is defined as the sum of the indicated arithmetic mean and triple mean square deviation.
Следует отметить, что методика статистической обработки приведена в качестве примера и не является ограничительным признаком настоящего способа. Для статистической обработки результатов измерений и определения критерия отбраковки ТВС может быть применена любая методика, отвечающая условиям перегрузки и проведения КГО для конкретного реактора.It should be noted that the statistical processing technique is given as an example and is not a limiting feature of the present method. For statistical processing of the measurement results and determining the criteria for rejection of fuel assemblies, any technique that meets the conditions of overloading and conducting CSW for a particular reactor can be applied.
Задача изобретения решена также благодаря применению системы для контроля герметичности тепловыделяющих сборок реактора с жидким теплоносителем, выполненной с возможностью установки на машину для перегрузки ТВС. Система предназначена для обнаружения ТВС с негерметичными ТВЭЛами на остановленном реакторе по радиационной активности газообразных продуктов деления, выделяемых в жидкий теплоноситель, заполняющий внутреннюю полость устройства для перемещения ТВС.The objective of the invention is also solved through the use of a system for monitoring the tightness of fuel assemblies of a reactor with a liquid coolant, made with the possibility of installation on a machine for reloading fuel assemblies. The system is designed to detect fuel assemblies with unsealed fuel rods in a stopped reactor by the radiation activity of gaseous fission products released into the liquid coolant filling the internal cavity of the device for moving fuel assemblies.
Указанная система содержит трубопровод для подачи газа, расположенный на наружной поверхности наружной секции штанги перегрузочной машины, содержащий блок форсунок под торцевой частью наружной секции штанги;The specified system includes a pipeline for supplying gas located on the outer surface of the outer section of the rod of the reloading machine, containing a block of nozzles under the end part of the outer section of the rod;
трубопровод для отбора пробы газа, расположенный на наружной поверхности наружной секции штанги перегрузочной машины и введенный внутрь наружной секции указанной штанги по меньшей мере в одной точке;a pipeline for sampling gas located on the outer surface of the outer section of the rod of the reloading machine and introduced into the outer section of the indicated rod at least at one point;
блок подачи газа, соединенный с трубопроводом для подачи газа;a gas supply unit connected to a gas supply pipe;
блок отбора, подготовки и контроля активности газовой пробы, соединенный с трубопроводом для отбора газовой пробы;a unit for sampling, preparing and monitoring the activity of a gas sample connected to a pipeline for sampling a gas sample;
блок управления и обработки информации;control and information processing unit;
аппаратура дистанционного управления.remote control equipment.
В системе по настоящему изобретению средства контроля активности газовой пробы и средства предварительной обработки информации и управления размещены непосредственно на машине для перегрузки ТВС.In the system of the present invention, means for monitoring the activity of a gas sample and means for preliminary processing of information and control are located directly on the machine for reloading fuel assemblies.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения блок форсунок имеет кольцевое расположение форсунок для равномерной подачи воздуха под ТВС и в пространство, окружающее ТВС, заполненное жидким теплоносителем. Сопла форсунок целесообразно выполнять в форме сопла Лаваля, что позволяет увеличить дальность разброса струи воздуха при заданном давлении. Такое решение позволяет обеспечить подачу максимального количества газа под хвостовик ТВС и вывести максимальное количество газообразных продуктов деления, при наличии негерметичных ТВЭЛов, из жидкого теплоносителя в объем над его поверхностью, и тем самым повысить точность контроля герметичности ТВС. Для удобства технического обслуживания кольцевой блок форсунок предпочтительно выполнять съемным.In a preferred embodiment of the invention, the nozzle block has an annular arrangement of nozzles for uniform air supply under the fuel assemblies and into the space surrounding the fuel assemblies filled with liquid coolant. It is advisable to perform nozzle nozzles in the form of a Laval nozzle, which makes it possible to increase the dispersion range of the air stream at a given pressure. This solution allows you to ensure the supply of the maximum amount of gas under the shank of the fuel assembly and remove the maximum amount of gaseous fission products, in the presence of leaky fuel elements, from the liquid coolant into the volume above its surface, and thereby improve the accuracy of the control of the fuel assembly tightness. For ease of maintenance, the annular nozzle block is preferably removable.
Блок подачи газа содержит ресивер, компрессор для нагнетания газа в ресивер, регулятор давления подачи газа и клапаны для регулирования подачи газа, а также для сброса конденсата. В качестве газа целесообразно использовать сжатый воздух.The gas supply unit contains a receiver, a compressor for injecting gas into the receiver, a gas pressure regulator and valves for regulating the gas supply, as well as for condensate discharge. It is advisable to use compressed air as a gas.
Блок подачи газа выполнен с возможностью выполнения дополнительной функции продувки объема над поверхностью жидкого носителя в рабочей штанге для удаления остатков пробы предыдущей ТВС, для чего выход блока соединен через клапан с трубопроводом отбора пробы.The gas supply unit is configured to perform an additional function of purging the volume above the surface of the liquid carrier in the working rod to remove sample residues from the previous fuel assembly, for which the outlet of the unit is connected via a valve to the sampling pipeline.
Отличительной особенностью системы по настоящему изобретению является наличие в блоке отA distinctive feature of the system of the present invention is the presence in the block from
- 3 016571 бора, подготовки и контроля активности газовой пробы средств подготовки пробы. Блок отбора, подготовки и контроля активности газовой пробы также содержит анализатор радиационной активности газовой пробы. В качестве анализатора целесообразно применять бета-радиометр.- 3 016571 boron, preparation and control of the activity of a gas sample of sample preparation means. The unit for sampling, preparing and monitoring the activity of a gas sample also contains an analyzer of radiation activity of a gas sample. It is advisable to use a beta radiometer as an analyzer.
Другой особенностью системы является наличие в блоке отбора, подготовки и контроля активности газовой пробы по меньшей мере двух насосов, один из которых является вакуумным насосом и предназначен для доставки пробы на вход блока, второй насос предназначен для прокачивания пробы через указанные средства подготовки пробы и анализатор.Another feature of the system is the presence of at least two pumps in the unit for sampling, preparing and monitoring the activity of the gas sample, one of which is a vacuum pump and is designed to deliver the sample to the inlet of the unit, the second pump is designed to pump the sample through the indicated sample preparation means and the analyzer.
Указанные средства подготовки пробы содержат охладитель, по меньшей мере один фильтр и осушитель.Said sample preparation means comprise a cooler, at least one filter and a desiccant.
Кроме того, блок отбора, подготовки и контроля активности газовой пробы содержит по меньшей мере один регулятор давления, по меньшей мере один датчик давления, по меньшей мере один датчик температуры и по меньшей мере один датчик влажности, причем указанный регулятор давления используют для создания необходимого расхода и давления газа на входе бета-радиометра, а указанные датчики предназначены для определения представительности пробы. Блок отбора, подготовки и контроля активности газовой пробы дополнительно содержит по меньшей мере один датчик расхода воздуха, с помощью которого контролируют прохождение пробы в должном объеме через камеру бета-радиометра.In addition, the unit for sampling, preparing and monitoring the activity of the gas sample contains at least one pressure regulator, at least one pressure sensor, at least one temperature sensor and at least one humidity sensor, wherein said pressure regulator is used to create the required flow rate and gas pressure at the inlet of the beta radiometer, and these sensors are designed to determine the representativeness of the sample. The unit for sampling, preparing and monitoring the activity of a gas sample further comprises at least one air flow sensor, with which the passage of the sample in the proper volume through the beta radiometer chamber is monitored.
Блок управления и обработки информации содержит средства вычислительной техники (компьютер), преобразователи сигналов, средства индикации, органы управления и средства связи с аппаратурой дистанционного управления.The control and information processing unit contains computer facilities (computer), signal converters, indication means, control elements and means of communication with remote control equipment.
Отличительной особенностью настоящей системы является возможность выдачи предварительного результата определения герметичности по окончании цикла контроля единичной тепловыделяющей сборки. Для выдачи предварительного результата целесообразно использовать указанные средства индикации блока управления и обработки информации.A distinctive feature of this system is the possibility of issuing a preliminary result of determining the tightness at the end of the control cycle of a single fuel assembly. To give a preliminary result, it is advisable to use the indicated means of indicating the control unit and processing information.
В предпочтительном варианте осуществления системы блок управления и обработки информации содержит графический интерфейс, на котором отображают информацию о прохождении цикла контроля ТВС, в частности показания датчиков давления, температуры, влажности и показания бета-радиометра.In a preferred embodiment of the system, the information control and processing unit comprises a graphical interface on which information on the completion of the fuel assembly control cycle is displayed, in particular, readings of pressure, temperature, humidity sensors and beta-radiometer readings.
Блок управления и обработки информации предназначен для переключения режимов работы настоящей системы, а также для формирования соответствующих этим режимам сигналов управления для блока подачи сжатого воздуха и блока отбора, подготовки и контроля активности газовой пробы. В предпочтительном варианте осуществления изобретения посредством органов управления возможно задание при настройке времени измерения и порогового значения радиационной активности пробы, выбор режима работы настоящей системы, а также ввод дополнительной информации, такой как идентификационные данные оператора, номер контролируемой ТВС. В качестве органов управления предпочтительно используют панель управления, содержащую клавиатуру, кнопки и переключатели.The control and information processing unit is intended for switching the operating modes of the present system, as well as for generating control signals corresponding to these modes for the compressed air supply unit and the unit for sampling, preparing and monitoring the activity of the gas sample. In a preferred embodiment of the invention, it is possible by means of the controls to set the measurement time and threshold value of the radiation activity of the sample, select the operating mode of the present system, as well as enter additional information, such as the identification data of the operator, the number of the controlled fuel assembly. As controls, a control panel comprising a keyboard, buttons and switches is preferably used.
Аппаратура дистанционного управления предназначена для осуществления управления контролем герметичности ТВС персоналом, находящимся за пределами реакторного зала. Аппаратура дистанционного управления в предпочтительном варианте осуществления содержит средства индикации, органы управления, средства вычислительной техники и средства хранения информации, установлена в помещении пульта управления перегрузочной машины и связана посредством канала передачи данных с блоком обработки информации и управления. Целесообразно использовать канал передачи данных, выполненный по стандартной технологии, например КБ-422.Remote control equipment is designed to control the tightness of fuel assemblies by personnel located outside the reactor hall. The remote control equipment in the preferred embodiment, comprises indicating means, controls, computer facilities and information storage means, is installed in the control room of the reloading machine and is connected via a data transmission channel to the information processing and control unit. It is advisable to use a data channel made according to standard technology, for example, KB-422.
В предпочтительном варианте осуществления система выполнена с возможностью подключения внешнего устройства управления. С этой целью аппаратура дистанционного управления содержит стандартный интерфейс для подключения к нему при необходимости внешнего устройства, например для подключения системы управления перегрузочной машины. Целесообразно подключение и передача данных от внешней системы по сети ЕШсгпсЕIn a preferred embodiment, the system is configured to connect an external control device. For this purpose, the remote control equipment contains a standard interface for connecting an external device if necessary, for example, for connecting a control system of a reloading machine. It is advisable to connect and transfer data from an external system via the ESHSPSE network
В предпочтительном варианте осуществления система выполнена с возможностью работы по меньшей мере в трех режимах: автоматизированном, автоматическом и ручном.In a preferred embodiment, the system is configured to operate in at least three modes: automated, automatic, and manual.
Ручной режим предназначен для управления отдельными устройствами блока подачи сжатого воздуха и блока отбора, подготовки и контроля активности газовой пробы с целью проверки функционирования этих блоков. Запуск цикла контроля герметичности в этом режиме заблокирован. В ручном режиме управление устройствами осуществляют посредством органов управления блока управления и обработки информации и осуществляют контроль параметров системы с помощью средств индикации этого блока. Автоматизированный режим является основным режимом работы системы. В этом режиме оператор по выбору управляет отдельными устройствами системы или запускает цикл контроля ТВС.Manual mode is designed to control individual devices of the compressed air supply unit and the sampling unit, preparing and monitoring the activity of the gas sample in order to verify the functioning of these units. The start of the leak test cycle in this mode is blocked. In manual mode, devices are controlled by the controls of the control unit and information processing and control the parameters of the system using the display means of this unit. Automated mode is the main mode of the system. In this mode, the operator selectively controls individual devices of the system or starts a fuel assembly monitoring cycle.
По месту подачи команды режим подразделяется на автоматизированный с дистанционным управлением, при котором подачу команд осуществляют от аппаратуры дистанционного управления, и автоматизированный с местным управлением, при котором подачу команд осуществляют непосредственно от блока обработки информации и управления. В режиме автоматизированном с дистанционным управлением команды управления формирует аппаратура дистанционного управления, при этом блок управления и обработки информации служит для передачи команд и данных с аппаратуры дистанционного управления на устройства блока подачи газа и блока отбора, подготовки и контроля пробы и дляAt the place of command issuance, the mode is subdivided into automated with remote control, in which commands are sent from remote control equipment, and automated with local control, in which commands are sent directly from the information processing and control unit. In the automated mode with remote control, the control commands are generated by the remote control equipment, while the control and information processing unit serves to transfer commands and data from the remote control equipment to the devices of the gas supply unit and the sampling unit, sample preparation and control, and for
- 4 016571 передачи данных с этих устройств на аппаратуру дистанционного управления. В этом случае управление устройствами системы посредством органов управления блока обработки информации и управления заблокировано. Запуск цикла контроля герметичности ТВС производят посредством аппаратуры дистанционного управления. Для удобства работы оператора в аппаратуре дистанционного управления целесообразно использовать такие средства индикации и органы управления как графический интерфейс, клавиатуру и манипулятор мышь. В этом случае управление циклом контроля ТВС осуществляют средства вычислительной техники, входящие в состав аппаратуры дистанционного управления. Предварительный результат контроля герметичности ТВС, показания датчиков и другую информацию о прохождении цикла контроля ТВС отображают с помощью средств индикации аппаратуры дистанционного управления, например на графическом интерфейсе, и дублируют на средствах индикации блока управления и обработки информации.- 4 016571 data transmission from these devices to the remote control equipment. In this case, the control of the system devices by means of the controls of the information processing and control unit is blocked. The launch of the fuel tightness control cycle is carried out using remote control equipment. For the convenience of the operator in the remote control equipment, it is advisable to use such indicators and controls as a graphical interface, keyboard and mouse. In this case, the control of the fuel assembly control cycle is performed by computer facilities, which are part of the remote control equipment. The preliminary result of the fuel assembly tightness control, sensor readings and other information on the completion of the fuel assembly control cycle are displayed using the remote control equipment indicating means, for example, on the graphical interface, and are duplicated on the indicating means of the control unit and information processing.
В режиме автоматизированном с местным управлением команды управления формирует блок управления и обработки информации, аппаратура дистанционного управления выполняет только дублирование информации на средствах индикации. Запуск цикла контроля ТВС осуществляют с помощью органов управления блока управления и обработки информации. Управление циклом контроля ТВС в автоматизированном с местным управлением режиме осуществляют средства вычислительной техники, входящие в состав блока управления и обработки информации. Предварительный результат контроля герметичности ТВС, показания датчиков и другую информацию о прохождении цикла контроля ТВС отображают с помощью средств индикации указанного блока, например на графическом интерфейсе, и передают на аппаратуру дистанционного управления для индикации. В автоматизированном с местным управлением режиме управление от аппаратуры дистанционного управления заблокировано.In the automated mode with local control, the control team forms a control and information processing unit, the remote control equipment only duplicates information on the indicating means. The start of the fuel assembly control cycle is carried out using the controls of the control unit and information processing. The control cycle of the fuel assembly control in an automated with local control mode is carried out by computer facilities, which are part of the control and information processing unit. The preliminary result of the fuel assembly leakage control, sensor readings and other information on the completion of the fuel assembly monitoring cycle are displayed using the indicated unit indicators, for example, on the graphical interface, and transmitted to the remote control equipment for indication. In the automated mode with local control, the control from the remote control equipment is blocked.
Автоматический режим является частным случаем автоматизированного режима с дистанционным управлением. В этом режиме запуск цикла контроля герметичности ТВС осуществляет внешняя система управления, в частности система управления перегрузочной машины. Выполнение автоматического режима возможно, если указанная внешняя система управления снабжена соответствующим интерфейсом для подключения к аппаратуре дистанционного управления системы по настоящему изобретению. В автоматическом режиме от системы управления перегрузочной машины на аппаратуру дистанционного управления осуществляют передачу данных о номере контролируемой ТВС, идентификационные данные оператора, сигнал запуска цикла контроля герметичности ТВС. Указанный информационный обмен целесообразно осуществлять посредством канала передачи данных, выполненного по стандартной технологии, например по сети Е111сгпс1.Automatic mode is a special case of automated mode with remote control. In this mode, the start of the tightness control cycle of the fuel assembly is carried out by an external control system, in particular, the control system of the reloading machine. The automatic mode is possible if the specified external control system is equipped with an appropriate interface for connecting to the remote control equipment of the system of the present invention. In automatic mode, from the control system of the reloading machine to the remote control equipment, data is transferred about the number of the controlled fuel assemblies, operator identification data, the start signal of the fuel tightness control cycle. It is advisable to carry out the indicated information exchange by means of a data transmission channel made by standard technology, for example, via the E111cgps1 network.
В предпочтительном варианте осуществления настоящая система выполнена с возможностью защиты от несанкционированного доступа к функциональным возможностям указанной системы и данным, полученным в результате работы системы. В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанная защита содержит по меньшей мере три уровня доступа, условно называемые оператор, инженер, системный программист. При этом на каждом уровне возможен доступ к набору функций, определенному для данного уровня доступа. Предпочтительно выполнять защиту от несанкционированного доступа как в блоке управления и обработки информации, так и в аппаратуре дистанционного управления.In a preferred embodiment, the present system is configured to protect against unauthorized access to the functionality of the specified system and data resulting from the operation of the system. In a preferred embodiment of the invention, said protection comprises at least three access levels, conditionally referred to as operator, engineer, system programmer. At the same time, at each level, access to the set of functions defined for a given access level is possible. It is preferable to carry out protection against unauthorized access both in the control and information processing unit and in the remote control equipment.
Техническим результатом применения способа и системы по настоящему изобретению является повышение достоверности результата контроля герметичности ТВС и сокращение затрат времени на проведение КГО.The technical result of the application of the method and system of the present invention is to increase the reliability of the result of the control of the tightness of the fuel assemblies and reduce the time spent on the CSW.
В частности, блокирование горизонтального перемещения ТВС до прекращения подачи газа под ТВС, подготовка и контроль представительности пробы, учет фоновых значений β- и γ-активности повышают достоверность результата контроля герметичности ТВС. Предоставление предварительного результата контроля каждой ТВС способствует сокращению затрат времени на проведение КГО. Кроме того, возможность выборочного контроля ТВС в пеналах стенда КГО по предварительному результату, полученному с применением способа и системы по настоящему изобретению, способствует уменьшению количества жидких радиоактивных отходов и сбережению материальных ресурсов, используемых на стенде КГО. Резервирование управления системой контроля герметичности ТВС, обеспечивающее возможность управления как при помощи аппаратуры дистанционного управления, так и с помощью органов управления, расположенных непосредственно на перегрузочной машине, повышает надежность системы в случае отказов канала связи и создает дополнительное удобство для персонала АЭС. Далее в качестве примера рассмотрен один из вариантов осуществления настоящего изобретения.In particular, blocking the horizontal movement of fuel assemblies until the gas supply under the fuel assemblies stops, preparing and monitoring the representativeness of the sample, taking into account the background values of β and γ activity increase the reliability of the result of the fuel assembly tightness control. Providing a preliminary control result for each fuel assembly helps to reduce the time spent on conducting CSF. In addition, the possibility of selective control of fuel assemblies in the canisters of the KGO stand according to the preliminary result obtained using the method and system of the present invention helps to reduce the amount of liquid radioactive waste and save material resources used at the KGO stand. The redundancy of control of the fuel assembly tightness control system, which provides the ability to control both with the help of remote control equipment and with the help of controls located directly on the reloading machine, increases the reliability of the system in case of communication channel failures and creates additional convenience for NPP personnel. Further, as an example, one of the embodiments of the present invention is considered.
На фиг. 1 показана структурная схема системы контроля герметичности оболочек;In FIG. 1 shows a structural diagram of a system for monitoring the tightness of shells;
на фиг. 2 - упрощенная пневматическая схема системы контроля герметичности оболочек.in FIG. 2 is a simplified pneumatic diagram of a system for monitoring the tightness of shells.
Как схематически показано на фиг. 1, блок подачи сжатого газа, блок отбора, подготовки и контроля активности газовой пробы, блок управления и обработки информации, а также трубопровод подачи воздуха и трубопровод отбора пробы расположены непосредственно на перегрузочной машине. Причем указанные трубопроводы размещены на наружной поверхности рабочей штанги, выполняющей функции устройства для перемещения ТВС. Трубопровод подачи газа соединен с кольцевым блоком форсунок, расположенным на торце внешней секции рабочей штанги. Блок форсунок в настоящем примере соедиAs schematically shown in FIG. 1, a compressed gas supply unit, a gas sample collection, preparation and control unit, an information processing and control unit, as well as an air supply pipe and a sampling pipe are located directly on the reloading machine. Moreover, these pipelines are placed on the outer surface of the working rod, which acts as a device for moving fuel assemblies. The gas supply pipe is connected to an annular block of nozzles located at the end of the outer section of the working rod. Nozzle block in the present example
- 5 016571 нен с трубопроводом подачи газа с помощью конусного переходника и прикреплен с помощью винтов на торце внешней секции штанги, для упрощения эти соединения не показаны на фиг. 1. В других вариантах осуществления изобретения может быть применен любой способ соединения, обеспечивающий при необходимости отсоединение блока форсунок без демонтажа всей рабочей штанги. Исполнение форсунок в форме сопла Лаваля обеспечивает равномерную подачу воздуха под ТВС с максимальной дальностью разброса подаваемого воздуха. Кольцевое расположение форсунок на торце внешней секции штанги не ограничивает перемещение внутренних секций штанги для извлечения ТВС.5 016571 is connected to the gas supply pipe using a conical adapter and is attached with screws at the end of the outer section of the rod; for simplicity, these connections are not shown in FIG. 1. In other embodiments of the invention, any connection method can be applied that provides, if necessary, disconnecting the nozzle block without dismantling the entire working rod. The execution of nozzles in the form of a Laval nozzle provides a uniform air supply under the fuel assemblies with a maximum range of variation of the supplied air. The annular arrangement of nozzles at the end of the outer section of the rod does not limit the movement of the inner sections of the rod to extract the fuel assembly.
Трубопровод отбора газовой пробы заведен внутрь штанги в трех точках. На фиг. 1 для упрощения показана только одна точка отбора. Точки отбора пробы размещены вблизи поверхности теплоносителя. Отбор пробы в трех точках позволяет минимизировать влияние случайных факторов на результат определения радиационной активности пробы газа, взятой из объема над поверхностью жидкого теплоносителя. Блок подачи сжатого газа, блок отбора, подготовки и контроля активности пробы и блок управления и обработки информации выполнены в едином конструктиве, в виде агрегатной стойки. При этом панель управления, содержащая клавиатуру, графический интерфейс и кнопки управления отдельными устройствами, размещена на лицевой панели агрегатной стойки.The gas sampling pipeline is routed inside the rod at three points. In FIG. 1, for simplicity, only one sampling point is shown. Sampling points are located near the surface of the coolant. Sampling at three points minimizes the influence of random factors on the result of determining the radiation activity of a gas sample taken from the volume above the surface of the liquid coolant. The compressed gas supply unit, the sampling, preparation and control unit for sample activity, and the information control and processing unit are made in a single construct, in the form of an aggregate rack. At the same time, a control panel containing a keyboard, a graphical interface, and buttons for controlling individual devices is located on the front panel of the aggregate rack.
Аппаратура дистанционного управления размещена в помещении пульта управления перегрузочной машины, что позволяет оператору находиться за пределами реакторного зала.Remote control equipment is located in the control room of the reloading machine, which allows the operator to be outside the reactor hall.
Блок управления и обработки информации связан с аппаратурой дистанционного управления каналом передачи данных, выполненным по стандарту К.8-422, для получения команд и передачи результатов цикла контроля ТВС с целью сохранения этих данных в соответствующих устройствах хранения информации аппаратуры дистанционного управления и последующей статистической обработки. Блок управления и обработки информации посредством не показанных на фиг. 1 преобразователей сигналов, модулей ввода/вывода, контакторов и релейных устройств связан с блоком подачи сжатого воздуха и блоком отбора, подготовки и контроля активности газовой пробы для осуществления управления этими блоками путем формирования команд управления в соответствии с предлагаемым способом контроля герметичности ТВС, а также для получения результатов контроля.The control and information processing unit is connected to the remote control equipment of the data transmission channel, made according to the K.8-422 standard, for receiving commands and transmitting the results of the fuel assembly monitoring cycle in order to store this data in the corresponding information storage devices of the remote control equipment and subsequent statistical processing. The control and information processing unit by means not shown in FIG. 1 signal converters, input / output modules, contactors and relay devices is connected to the compressed air supply unit and the gas sampling, preparation and control unit for controlling these units by generating control commands in accordance with the proposed method for monitoring the fuel assembly tightness, as well as obtaining control results.
В предлагаемом примере не раскрыты подробно варианты исполнения аппаратуры дистанционного управления и блока управления и обработки информации. Может быть применено любое аппаратное или аппаратно-программное решение, обеспечивающее выполнение функционального назначения, указанных аппаратуры дистанционного управления и блока управления и обработки информации.In the proposed example, embodiments of the remote control equipment and the control and information processing unit are not disclosed in detail. Any hardware or hardware-software solution can be applied that ensures the fulfillment of the functional purpose of the specified remote control equipment and control unit and information processing.
Как показано на фиг. 2, блок подачи сжатого воздуха и блок отбора, подготовки и контроля активности газовой пробы являются функционально независимыми устройствами, имеющими общую пневматическую линию от пневмораспределителя 5 до патрубка Отбор/Продувка. Общая пневматическая линия позволяет использовать соединенный с ней трубопровод отбора пробы как непосредственно для отбора пробы, так и для продувки надводного объема рабочей штанги с целью удаления оставшихся продуктов деления по окончании цикла контроля ТВС. Компрессор 1 в блоке подачи сжатого газа нагнетает газ, в данном случае воздух, в ресивер 2. Далее воздух поступает на выход блока подачи сжатого газа через фильтр-регулятор давления 3, который одновременно осушает воздух и стабилизирует его давление на выходе из блока. Блок подачи сжатого газа через пневмораспределитель 4 и патрубок Подача соединен с трубопроводом подачи газа. Для проведения барботажа открывают пневмораспределитель 4 и через трубопровод дла подачи газа, соединенный с блоком форсунок, сжатый воздух подают под ТВС. Время проведения барботажа устанавливают настройками программного обеспечения, в данном примере оно составляет примерно 10 с.As shown in FIG. 2, the compressed air supply unit and the gas sampling, preparation and control unit are functionally independent devices having a common pneumatic line from the pneumatic distributor 5 to the Sampling / Purge pipe. The common pneumatic line allows using the sampling pipeline connected to it both directly for sampling and for purging the surface volume of the working rod in order to remove the remaining fission products at the end of the fuel assembly control cycle. The compressor 1 in the compressed gas supply unit pumps gas, in this case air, into the receiver 2. Next, the air enters the output of the compressed gas supply unit through a pressure regulator 3, which simultaneously drains the air and stabilizes its pressure at the outlet of the unit. The compressed gas supply unit through the pneumatic distributor 4 and the supply pipe is connected to the gas supply pipe. To carry out sparging, open the pneumatic distributor 4 and through the pipeline for gas supply connected to the nozzle block, compressed air is supplied under the fuel assembly. The bubbling time is set by the software settings, in this example it is about 10 s.
По окончании цикла контроля ТВС перед проведением цикла контроля следующей ТВС при необходимости осуществляют продувку надводного объема штанги для удаления газообразных продуктов деления. Для продувки надводного объема воздух через пневмораспределитель 5, переключенный в режим продувки, и патрубок Отбор/Продувка подают из блока подачи газа в трубопровод отбора газовой пробы.At the end of the control cycle of the fuel assembly before conducting the control cycle of the next fuel assembly, if necessary, purge the surface volume of the rod to remove gaseous fission products. To purge the surface volume, air through the air distributor 5, switched to the purge mode, and the Sampling / Purge pipe are supplied from the gas supply unit to the gas sampling pipeline.
Управление пневмораспределителями 4 и 5 осуществляют по электрическому сигналу от блока управления и обработки информации.The control valves 4 and 5 are carried out by an electric signal from the control unit and information processing.
Для отбора пробы газа из надводного объема переключают пневмораспределитель 5 в режим отбора пробы для соединения блока отбора, подготовки и контроля активности пробы с трубопроводом отбора пробы. При этом вакуумный насос 7 используют для откачивания пробы газа из надводного объема штанги, предварительно пропуская ее через водоотделитель для вакуума 6. Далее с помощью насоса 18 прокачивают пробу газа через средства подготовки пробы: охладитель 8, микрофильтр 9, субмикрофильтр 10 и осушитель 11 воздуха. При этом микрофильтр 9 и субмикрофильтр 10 предназначены для двуступенчатой очистки пробы с целью предотвращения загрязнения следующего за ними по пути прохождения пробы осушителя 11. Далее проба проходит через регулятор 12 давления и дроссель 13, с помощью которых настраивают необходимые расход и давление газа, поступающего на вход бетарадиометра 16. Таким образом осуществляют подготовку пробы, т.е. приведение ее в состояние, при котором ее температура, давление и влажность соответствуют требованиям измерительной аппаратуры, в данном случае бета-радиометра. При этом датчик 14 давления, датчик 15 температуры и влажности конTo take a gas sample from the surface volume, switch the pneumatic distributor 5 to the sampling mode to connect the sampling unit, prepare and control the activity of the sample with the sampling pipeline. In this case, a vacuum pump 7 is used to pump out a gas sample from the surface of the rod, previously passing it through a water separator for vacuum 6. Then, using a pump 18, a gas sample is pumped through the sample preparation means: cooler 8, microfilter 9, submicrofilter 10 and air dryer 11. At the same time, the microfilter 9 and the submicrofilter 10 are designed for two-stage cleaning of the sample in order to prevent contamination of the desiccant 11 following the sample passing along the sample path. Next, the sample passes through the pressure regulator 12 and throttle 13, with which the necessary gas flow rate and pressure at the inlet are adjusted betaradiometer 16. Thus, the sample is prepared, i.e. bringing it into a state in which its temperature, pressure and humidity comply with the requirements of measuring equipment, in this case a beta radiometer. In this case, the pressure sensor 14, the temperature and humidity sensor 15 con
- 6 016571 тролируют состояние пробы газа на входе в бета-радиометр 16, а датчик 17 расхода воздуха контролирует прохождение пробы через камеру бета-радиометра. Через патрубок Выход проба газа выходит во внешнюю среду. Насосы 7 и 18 включают для отбора пробы по электрическому сигналу из блока управления и обработки информации (не показан на фиг. 2). Сигналы со всех датчиков блока отбора, подготовки и контроля активности пробы, также как и показания бета-радиометра поступают в блок управления и обработки информации, где происходит преобразование сигналов и их последующая обработка компьютером блока с целью определения состояния контролируемой ТВС. Графический интерфейс и индикаторы блока управления и обработки информации и аппаратуры дистанционного управления (не показаны на фиг. 2) отображают информацию о текущем состоянии системы. В частности, если показания датчиков 14 и 15 не соответствуют заданным условиям, то на графический интерфейс выводят сообщение о том, что измерение проводится на пробе, не соответствующей условиям измерения. Кроме того, указанные графический интерфейс и индикаторы отображают номер контролируемой ТВС, идентификационные данные оператора, режим управления и уровень доступа, текущие показания датчиков, бетарадиометра, а также предварительный результат определения герметичности ТВС по окончании цикла контроля этой ТВС.- 6 016571 trolling the state of the gas sample at the entrance to the beta radiometer 16, and the air flow sensor 17 controls the passage of the sample through the chamber of the beta radiometer. Through the pipe outlet, the gas sample exits into the external environment. Pumps 7 and 18 are included for sampling by an electrical signal from a control unit and information processing (not shown in Fig. 2). The signals from all sensors of the sampling, preparation and control unit of the sample activity, as well as the readings of the beta radiometer, enter the control and information processing unit, where the signals are converted and subsequently processed by the unit computer in order to determine the state of the monitored fuel assembly. The graphical interface and indicators of the control unit and information processing and remote control equipment (not shown in Fig. 2) display information about the current state of the system. In particular, if the readings of the sensors 14 and 15 do not meet the specified conditions, then a message is displayed on the graphical interface that the measurement is carried out on a sample that does not meet the measurement conditions. In addition, the indicated graphical interface and indicators display the number of monitored fuel assemblies, operator identification data, control mode and access level, current readings of sensors, betaradiometer, as well as a preliminary result of determining the tightness of fuel assemblies at the end of the control cycle of this fuel assembly.
В приведенном примере способ и система по настоящему изобретению применены в качестве дополнительных к основной процедуре контроля герметичности оболочек ТВЭЛов в пеналах стенда КГО, проводимой на АЭС. Оперативная отбраковка ТВС по предварительному результату контроля герметичности, полученному по окончании цикла контроля каждой ТВС, позволяет проводить выборочный контроль ТВС в пеналах стенда КГО, не дожидаясь окончания перегрузки, что сокращает время простоя реактора, связанное с проведением КГО. При этом высокая достоверность результатов контроля способствует предотвращению попадания ТВС с негерметичными ТВЭЛами в реактор.In the above example, the method and system of the present invention are used as complementary to the main procedure for monitoring the tightness of the cladding of fuel rods in the canisters of the KGO stand conducted at the nuclear power plant. Operational rejection of fuel assemblies according to the preliminary leakage control result obtained at the end of the inspection cycle for each fuel assembly allows selective fuel assemblies to be sampled in canisters of the KGO stand, without waiting for the end of the overload, which reduces the reactor downtime associated with the KGO. Moreover, the high reliability of the control results helps to prevent fuel assemblies with unsealed fuel rods from entering the reactor.
Claims (20)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201001590A EA016571B1 (en) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | Method for automated fuel leakage detection during reloading of reactor fuel assembly and system therefor |
| UAA201110083A UA105780C2 (en) | 2010-10-06 | 2011-08-15 | Method and system for control of reactor fuel assembly leaktightness when refueling |
| PCT/RU2011/000786 WO2012047135A1 (en) | 2010-10-06 | 2011-10-06 | Method for automated fuel leakage detection during reloading of reactor fuel assembly and system therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201001590A EA016571B1 (en) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | Method for automated fuel leakage detection during reloading of reactor fuel assembly and system therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201001590A1 EA201001590A1 (en) | 2012-02-28 |
| EA016571B1 true EA016571B1 (en) | 2012-05-30 |
Family
ID=45908218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201001590A EA016571B1 (en) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | Method for automated fuel leakage detection during reloading of reactor fuel assembly and system therefor |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA016571B1 (en) |
| UA (1) | UA105780C2 (en) |
| WO (1) | WO2012047135A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669015C1 (en) * | 2017-10-27 | 2018-10-05 | Акционерное общество "Атоммашэкспорт" АО "Атоммашэкспорт" | Method of operational control of hermeticity of fuel assemblies of water-cooled reactor at its overloading and system for method implementation |
| EA030889B1 (en) * | 2015-08-14 | 2018-10-31 | Акционерное общество "Диаконт" | Device for checking the hermeticity of a nuclear reactor fuel assembly and method for carrying out such control |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103247359A (en) * | 2013-04-23 | 2013-08-14 | 中国核动力研究设计院 | Online sipping detection system for integrity detection for fuel element cladding in nuclear power plant |
| CN111128419B (en) * | 2019-12-30 | 2023-01-24 | 福建福清核电有限公司 | Nuclear power plant fuel assembly integrity judgment method |
| CN112002449B (en) * | 2020-07-27 | 2024-09-10 | 中核武汉核电运行技术股份有限公司 | Off-line vacuum sipping detection and safety control system and control method |
| CN115267873B (en) * | 2022-08-01 | 2024-04-19 | 中国核动力研究设计院 | Method, system, terminal and medium for measuring and analyzing deposition source item of reactor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2147148C1 (en) * | 1999-08-31 | 2000-03-27 | Межотраслевой координационный научно-технический центр "НУКЛИД" | Tightness check technique for cans of fuel elements before placing them in dry storage |
| RU2186429C2 (en) * | 2001-10-19 | 2002-07-27 | Славягин Павел Дмитриевич | Method and device for recharging fuel assembly of liquid-cooled reactor and for checking its tightness |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5546435A (en) * | 1992-11-16 | 1996-08-13 | Abb Atom Ab | Fission product leak detection in a pressurized-water reactor |
| EP0677853B2 (en) * | 1994-04-15 | 2005-12-14 | General Electric Company | System for detection of defective nuclear fuel rod |
-
2010
- 2010-10-06 EA EA201001590A patent/EA016571B1/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-08-15 UA UAA201110083A patent/UA105780C2/en unknown
- 2011-10-06 WO PCT/RU2011/000786 patent/WO2012047135A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2147148C1 (en) * | 1999-08-31 | 2000-03-27 | Межотраслевой координационный научно-технический центр "НУКЛИД" | Tightness check technique for cans of fuel elements before placing them in dry storage |
| RU2186429C2 (en) * | 2001-10-19 | 2002-07-27 | Славягин Павел Дмитриевич | Method and device for recharging fuel assembly of liquid-cooled reactor and for checking its tightness |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA030889B1 (en) * | 2015-08-14 | 2018-10-31 | Акционерное общество "Диаконт" | Device for checking the hermeticity of a nuclear reactor fuel assembly and method for carrying out such control |
| RU2669015C1 (en) * | 2017-10-27 | 2018-10-05 | Акционерное общество "Атоммашэкспорт" АО "Атоммашэкспорт" | Method of operational control of hermeticity of fuel assemblies of water-cooled reactor at its overloading and system for method implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201001590A1 (en) | 2012-02-28 |
| WO2012047135A1 (en) | 2012-04-12 |
| UA105780C2 (en) | 2014-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA016571B1 (en) | Method for automated fuel leakage detection during reloading of reactor fuel assembly and system therefor | |
| US5544208A (en) | Method and apparatus for in situ detection of defective nuclear fuel assembly | |
| CN201811870U (en) | Self-starting type sampling and analyzing device for measuring concentration of hydrogen in containment | |
| US10559391B2 (en) | Irradiation target processing system | |
| RU2679404C1 (en) | Radionuclides producing system | |
| US6570949B2 (en) | Method and apparatus for testing nuclear reactor fuel assemblies | |
| CN207096165U (en) | Mixed gas concentration on-line measurement device | |
| JP2671963B2 (en) | Method and apparatus for in-service detection of leaks in penetrations of reactor vessel heads | |
| KR101048503B1 (en) | Spent Fuel Defect Detection System | |
| CN107316664A (en) | Nuclear Plant breakage on-line measuring device and method | |
| CN106404311A (en) | Spent fuel assembly damage detection apparatus | |
| CN109100772A (en) | A kind of on-line analysis monitoring method and device for spentnuclear fuel course of dissolution | |
| CN107993731B (en) | System for monitoring combustibility of gas in containment after serious accident of reactor | |
| CN104538069A (en) | Nuclear power station reactor coolant system half tube operation liquid level test system | |
| WO2017138835A1 (en) | Device for checking the hermeticity of a nuclear reactor fuel assembly | |
| CN109495987B (en) | Electric heating element deformation detection control system | |
| EP0677853B1 (en) | System for detection of defective nuclear fuel rod | |
| JP2013079909A (en) | Atmosphere monitor in reactor containment vessel and monitoring method thereof | |
| CN204229852U (en) | Nuclear power plant reactor coolant system semicanal runs liquid level pilot system | |
| RU2755586C1 (en) | Remote radiation monitoring system | |
| CN113023919B (en) | Pressurized water reactor sample water gas-liquid separation device and fission gas measurement method | |
| JPH08292287A (en) | Method for monitoring spent fuel storage | |
| RU2669015C1 (en) | Method of operational control of hermeticity of fuel assemblies of water-cooled reactor at its overloading and system for method implementation | |
| Ammon et al. | Monitoring the Integrity of Control Rods On-Line with a Helium Leak Detector | |
| JPH0151937B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ KG MD TJ TM |
|
| TC4A | Change in name of a patent proprietor in a eurasian patent | ||
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KZ |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY RU |