FI87849B

FI87849B - Procedure and instrument for monitoring cooling conditions in a light-water reactor

Info

Publication number: FI87849B
Application number: FI875587A
Authority: FI
Inventors: Kurt Becker
Original assignee: Kurt Becker
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1992-11-13
Also published as: FI875587A0; FI875587A; FI87849C

Description

1 878491 87849

Menetelmä ja laite kevytvesireaktorin jäähdytysolosuhtei-den valvomiseksiA method and apparatus for monitoring the cooling conditions of a light water reactor

Esillä oleva keksintö koskee oheistettujen patent-5 tivaatimuksien 1 ja 5 johdannon mukaista menetelmää ja vastaavasti laitetta reaktorin sydämen jäähdytysolosuhtei-den tarkkailemiseksi kevytvesireaktoreissa. Menetelmässä on ainakin yksi mittapää, joka on varustettu tehonsyöttö-välineellä, viety sisään reaktoriastiaan.The present invention relates to a method according to the preamble of the appended claims 1 and 5 and to an apparatus for monitoring the cooling conditions of a reactor core in light water reactors, respectively. The method has at least one probe equipped with a power supply means introduced into the reactor vessel.

10 Luotettavien sydämenjäähdytyksen tarkkailulaittei den tarve tuli ilmeiseksi Three Mile Islandin onnettomuuden aikana ja on ehdotettu, että reaktorin sydämen tuhoutuminen olisi ehkä voitu välttää, jos reaktori olisi ollut varustettu tarkkailulaitteilla, jotka olisivat voi-15 neet antaa suoraa informaatiota jäähdytysolosuhteista reaktorin sydämen sisäpuolella. Useissa maissa reaktorin-tarkastusviranomaiset ovat säätäneet, että sydämenjäähdytyksen tarkkailulaitteet pitäisi olla asennettuna kevytvesireaktoreissa .10 The need for reliable cardiac cooling monitors became apparent during the Three Mile Island accident and it has been suggested that the destruction of the reactor core might have been avoided if the reactor had been equipped with monitors that could provide direct information on cooling conditions inside the reactor core. In several countries, reactor inspection authorities have stipulated that cardiac cooling monitoring devices should be installed in light water reactors.

20 Tällaisten laitteiden pitäisi kyetä nopeasti ja selvästi ilmaisemaan, milloin reaktorin sydämen jäähdytys on menetetty, mikä tapahtuisi, jos nestetaso reaktorias-tiassa putoaa alle tason, jossa reaktorin sydän alkaa pal-• jastua. Erityisen tärkeää on, että tarkkailulaitteen vaste 25 on riittävän laaja, niin että vältetään kaikki väärintulkinnat, jotka voisivat johtaa ei-toivottuihin operaattorin toimenpiteisiin. Tällaiset väärintulkinnat voisivat esimerkiksi aiheutua nopeasti paineenlaskusta, joka seuraa suurta äkillistä LOCAa (onnettomuus, jossa menetetään , 30 jäähdytysneste), kun esimerkiksi paine BWR:ssä pienenee 7 000 kPa arvoon 400 - 500 kPa melko lyhyessä ajassa ja . ·: jäähdytysnesteen vastaava kyllästymislämpötila pienenee 285 °C:sta noin 150 °C:seen.Such devices should be able to quickly and clearly indicate when cooling of the reactor core has been lost, which would occur if the liquid level in the reactor vessel falls below the level at which the reactor core begins to be exposed. It is particularly important that the response 25 of the monitoring device is wide enough to avoid any misinterpretation that could lead to unwanted operator action. Such misinterpretations could, for example, be caused by a rapid pressure drop following a large sudden LOCA (coolant accident) when, for example, the pressure in the BWR drops from 7,000 kPa to 400-500 kPa in a relatively short time and. ·: The corresponding saturation temperature of the coolant decreases from 285 ° C to about 150 ° C.

On raportoitu erilaisia tapoja reaktorin sydämen .,..“35 jäähdytyksen tarkkailemista varten. Westinghouse ja Bab- 2 87849 cock & Wilcox ovat ehdottaneet järjestelmiä, jotka perustuvat paineen pudotusmittauksiin. Ulostulosignaalit, jotka saadaan tämän tapaisista laitteista, voivat olla vaikeita tulkita nopeiden muutostilanteiden aikana, joita voi 5 esiintyä onnettomuustilanteessa. Siksi täytyy käyttää tietokoneohjelmia signaalien tulkitsemiseen, mikä estää suoraan ja luotettavasti tarkkailemasta reaktorin astiassa olevan jäähdytysnesteen kokonaismäärää.Various ways have been reported to monitor the cooling of the reactor core., .. “35. Westinghouse and Bab- 2 87849 cock & Wilcox have proposed systems based on pressure drop measurements. Output signals obtained from devices such as this can be difficult to interpret during rapid change situations that may occur in an accident situation. Therefore, computer programs must be used to interpret the signals, which prevents direct and reliable monitoring of the total amount of coolant in the reactor vessel.

Toinen menetelmä, jota käyttää Combustion Enginee-10 ring, perustuu mittapäähän, jossa on kuumennettu lämpöpa-riliitos. Mittapää sisältää kaksoislämpöparin, jossa on yksi kuumennettu liitos ja yksi kuumentamaton liitos. Täten mittapääulostulo on suoraan suhteutettu ympäröivän juoksevan aineen jäähdytyskapasiteettiin. Termoelementin 15 ulostulojännite ilmoittaa, että kuumennetun ja kuumentamattoman liitoksen välillä on lämpötilaero ja että ympäröivän jäähdytysnesteen jäähdytyskapasiteetti on riittämätön jäähdyttämään kuumennettua liitosta. Tämä ilmoittaisi, että myös sydän on riittämättömästi jäähdytetty. 20 Tämä periaate kärsii siitä epäkohdasta, että ulostulosignaali on ainoastaan muutaman millivoltin luokkaa. Tästä syystä ulostulosignaalia voivat helposti häiritä muut il-. . miöt, jotka tapahtuvat reaktorissa.Another method used by the Combustion Enginee-10 ring is based on a probe with a heated thermocouple joint. The probe includes a dual thermocouple with one heated joint and one unheated joint. Thus, the probe output is directly proportional to the cooling capacity of the surrounding fluid. The output voltage of the thermocouple 15 indicates that there is a temperature difference between the heated and unheated joints and that the cooling capacity of the surrounding coolant is insufficient to cool the heated joint. This would indicate that the heart is also insufficiently cooled. 20 This principle suffers from the disadvantage that the output signal is of the order of only a few millivolts. Therefore, the output signal can be easily disturbed by other airs. . which take place in the reactor.

; Halutaan myös mainita menetelmä, jota on ehdotta- • : :25 nut General Electric Co. (DE 3 327 047 AI). Tässä mene-telmässä käytetään pientä sähköistä kuumenninta anturina. Jos veden taso reaktorissa putoaisi ja kuumennin paljastuisi, kuumentimen lämpötila kasvaisi seurauksena lämmön siirtymiskertoimen pienentymisestä. Tämä kuumennin muo-30 dostuu kuitenkin vain koaksiaalikaapelista, jossa sisä-johdin palvelee lämpöä synnyttävänä vastuksena ja ulko-vaippaa käytetään sulkemaan sähköinen piiri. On ilmeistä, ; että tämän anturin tehotiheys on pieni, johtuen sisäjohti- ··- men pienestä pinta-alueesta. Paljastumisesta johtuva il- 35 maisimen kuumentuminen on tämän vuoksi pientä ja väitetty 3 87849 ohmisen resistanssin kasvu, jonka paljastuminen aiheuttaa, voi itse asiassa olla pienempi kuin ohmisen resistanssin pieneneminen, jonka aiheuttaa jäähdytysnesteen kyllästy-mislämpötilan lasku, joka tapahtuu LOCA:n aikana. Viimeksi 5 mainittu lämpötilan lasku, joka BWR:issä voi olla jopa noin 130 °C ja PWR:issä jopa noin 170 °C, pienentää myös ohmista resistanssia jopa 15 m pitkissä kaapeleissa, joita tarvitaan reaktorin sydämeen sijoitettujen koaksiaaliantu-reiden kytkemiseksi reaktorin paineastian ulkopuolella 10 olevaan sähköiseen järjestelmään. Täten tiettyjen onnet-tomuussekvenssien aikana tällaiset tarkkailulaitteet saattaisivat antaa epäselviä signaaleja ja aiheuttaa vääriä tulkintoja, mitä tulee olosuhteisiin reaktorin sydämessä.; It is also desirable to mention the method proposed by •:: 25 nut General Electric Co. (DE 3 327 047 A1). This method uses a small electric heater as a sensor. If the water level in the reactor were to drop and the heater were exposed, the temperature of the heater would increase as a result of a decrease in the heat transfer coefficient. However, this heater form 30 only consists of a coaxial cable in which the inner conductor serves as a heat generating resistor and the outer sheath is used to close the electrical circuit. It is obvious; that the power density of this sensor is low due to the small surface area of the inner conductor. The heating of the detector due to the detection is therefore small and the alleged increase in the 3 87849 ohmic resistance caused by the detection may in fact be less than the decrease in the ohmic resistance caused by the decrease in the saturation temperature of the coolant during LOCA. The latter temperature drop, which can be as high as about 130 ° C in BWRs and up to about 170 ° C in PWRs, also reduces the ohmic resistance in cables up to 15 m long required to connect coaxial sensors located in the reactor core outside the reactor pressure vessel. electronic system. Thus, during certain accident sequences, such monitoring devices could give ambiguous signals and cause misinterpretations regarding conditions at the reactor core.

Pitäisi havaita, että kun riittämätön jäähdytys 15 tapahtuu, lämpötilojen kasvua sydämessä ei voida seurata millään yllä mainitulla laitteella.It should be noted that when insufficient cooling 15 occurs, the increase in temperatures in the core cannot be monitored by any of the above devices.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä ja laite sydämen jäähdytyksen tarkkailemiseksi kevytvesireaktorissa sellaisen ulostulosignaalin 20 aikaansaamiseksi, joka selvästi ja ilman epämääräisyyttä ilmoittaa reaktorin sydämen jäähdytyksen häiriön esiintymisen ja jolla on sellainen voimakkuus, että mahdollises-.. ti esiintyvät häiriöt ovat häviävän pieniä ja jota voi- ; daan myös käyttää mittaamaan reaktorin sydämen lämpötilaa ;·· ’ 25 lämpiämisvaiheen aikana jäähdytyskyvyn menetyksen jälkeen.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for monitoring cardiac cooling in a light water reactor to provide an output signal 20 which clearly and without ambiguity indicates the presence of a reactor cardiac cooling failure and is of such magnitude that any disturbances are negligible. ; may also be used to measure the core temperature of the reactor; ·· ’during the 25 warm-up phases after loss of cooling capacity.

Tämä päämäärä on saavutettu ottamalla käyttöön suuren te-: ·* hotiheyden omaava sähkökuumennin, joka muodostuu tiukasti V.: kelatusta sähkökuumennuskelasta, jossa langan ohminen re sistanssi vaihtelee voimakkaasti lämpötilan mukana. Vas-: .1 30 tuskela on asennettu metallikotelon sisäpuolelle ja kelan ja kotelon välinen tila on täytetty sähköisesti eristäväl-lä materiaalilla. Siten kela on sähköisesti eristetty ul-kokotelosta. Teho kelalle syötetään kahden johtimen avulla, jotka on juotettu vastuslangan päihin. Jotta mitataan •-35 ainoastaan kuumennuslangan ohminen resistanssi ja jätetään 4 87849 pois pitkien kaapelien, jotka yhdistävät tarkkailulaitteen paineastian ulkopuolella olevaan laitteistoon, resistanssi, on kuumennuskelaan juotettu kaksi lisäjohdinta. Tarkkailulaitteen yli oleva jännite mitataan viimeksi mainit-5 tujen kahden johtimen avulla. Kaikki mainituista neljästä johtimesta ovat kaupallisesti saatavan 4-johtimisen suojatun kaapelin osia.This object has been achieved by the introduction of a high-density electric heater consisting of a tightly coiled electric heating coil in which the ohmic resistance of the wire varies greatly with temperature. The counter coil is mounted inside the metal housing and the space between the coil and the housing is filled with electrically insulating material. Thus, the coil is electrically isolated from the ul size housing. Power is supplied to the coil by means of two conductors soldered to the ends of the resistor wire. In order to measure • -35 only the ohmic resistance of the heating wire and omitting the resistance of the 4 87849 long cables connecting the monitoring device to the equipment outside the pressure vessel, two additional conductors are soldered to the heating coil. The voltage across the monitor is measured by the latter two conductors. All of the four conductors are parts of a commercially available 4-conductor shielded cable.

Jos tarkkailulaite reaktorionnettomuuden aikana tulisi paljastetuksi, lämmönsiirtymiskerroin tarkkailu-10 laitteen ja jäähdytysnesteen välillä pienenisi voimakkaasti ja, johtuen suuresta tehotiheydestä, tarkkailulaitteen yli oleva jännite kasvaisi nopeasti. Vakiovirralle, joka on alueella 3 - 5 A, keskimääräinen vaste transientin ensimmäisten 30 sekunnin aikana olisi välillä 20 ja 60 mV/s. 15 Tämä signaali selvästi ilmaisee paljastuneen tarkkailu-laitteen. Kun reaktorin sydämen paljastuminen on näin varmistettu ja sydämen lämpiäminen alkaa, on todellakin toivottavaa mitata lämpötila reaktorin sydämessä. Virransyöttö tarkkailulaitteeseen pienennetään mA-alueelle ja 20 tarkkailulaite toimii nyt vastustyyppisenä lämpömittarina.If the monitor were to be exposed during a reactor accident, the heat transfer coefficient between the monitor-10 and the coolant would decrease sharply and, due to the high power density, the voltage across the monitor would increase rapidly. For a constant current in the range of 3 to 5 A, the average response during the first 30 seconds of the transient would be between 20 and 60 mV / s. 15 This signal clearly indicates a revealed monitoring device. Once the exposure of the reactor core is thus confirmed and the heating of the core begins, it is indeed desirable to measure the temperature in the reactor core. The power supply to the monitor is reduced to the mA range and the monitor now acts as a resistance type thermometer.

Tämän päämäärän saavuttamiseksi keksinnön mukaisel-le menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on mainittu oheistetun patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaisen menetelmän suositeltavat suoritusmuodot on .25 annettu oheistetuissa patenttivaatimuksissa 2-4.To achieve this object, the method according to the invention is characterized by what is mentioned in the characterizing part of the appended claim 1. Preferred embodiments of the method according to the invention are given in the appended claims 2-4.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheistetun patenttivaatimuksen 5 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaisen laitteen suositeltavat suoritusmuodot on annettu oheistetuissa patenttivaatimuk- 30 sissa 6-8.The device according to the invention is characterized by what is set forth in the characterizing part of the appended claim 5. Preferred embodiments of the device according to the invention are given in the appended claims 6-8.

Keksintö aikaansaa suuria etuja tekniikan tasoon . . verrattuna: 1. Onnettomuudessa, jossa menetetään jäähdytysneste, tarkkailulaitteen vaste olisi jopa 200 kertaa tai vie-- 35 läkin suurempi verrattuna signaaleihin, jotka on saatavis- 5 87849 sa tarkkailulaitteista, jotka perustuvat kuumennettuun lämpöpariliitosmenetelmään. Suuren vasteen vuoksi voidaan signaalien väärintulkitsemisen riskiä pitää häviävän pienenä.The invention provides great advantages in the prior art. . compared to: 1. In an accident in which the coolant is lost, the response of the monitoring device would be up to 200 times or more than the signals available from the monitoring devices based on the heated thermocouple method. Due to the high response, the risk of signal misinterpretation can be considered to be negligible.

5 2. Laitetta voidaan käyttää, erityisesti havaitun jäähdytysnesteen menetyksen jälkeen, mittaamaan lämpötilaa reaktorin sydämen sisäpuolella samoin kuin reaktorin sydämen ulkopuolella.5 2. The device can be used, especially after the observed loss of coolant, to measure the temperature inside the reactor core as well as outside the reactor core.

3. Laite vie hyvin vähän tilaa ja on muodostettu 10 hyvin pienestä määrästä osia, jotka ovat luotettavia käytössä, mikä pienentää virhetodennäköisyyttä. Erityisesti mittapää voi olla suunniteltu sisällytettäväksi instrumen-tointiohjausputkien sisään, jotka jo ovat olemassa reaktorissa.3. The device takes up very little space and is made up of 10 very small numbers of parts that are reliable in use, which reduces the likelihood of error. In particular, the probe may be designed to be incorporated into instrumentation control tubes that already exist in the reactor.

15 4. Jos mittapää on järjestetty reaktorin sydämen sisään, laite voi palvella sydämen jäähdytyksen tarkkailulaitteena, nesteen tason ilmaisimena tai lämpömittarina. Jos mittapää kuitenkin on sijoitettu reaktorin sydämen yläpuolelle, alapuolelle tai sivulle, laite toimii nesteen 20 tason ilmaisimena tai lämpömittarina.15 4. If the probe is arranged inside the reactor core, the device can serve as a core cooling monitor, liquid level indicator or thermometer. However, if the probe is located above, below or on the side of the reactor core, the device acts as a liquid level indicator or thermometer.

5. Lämpiämisvaiheen aikana, joka esiintyy jäähdy-tysaineen menetyksen jälkeen, tarkkailulaitteen ulostulosignaalia voidaan käyttää aktivoimaan tietty turvalait-. teisto.5. During the heating phase, which occurs after the loss of coolant, the output signal of the monitoring device can be used to activate a certain safety device. tracking equipment.

"V 25 6. Mittapää ei tarvitse mitään suojausta, koska ulostulosignaali on niin voimakas, että mittapäähän osuvien vesipisaroiden vaikutukset ovat häviävän pieniä. Kuumennetun liitoksen omaavat lämpöparimittapäät on usein suojattu tällaisia häiriöitä vastaan, erityisesti veden : 30 roiskumista vastaan, jota tapahtuu aivan kaksifaasisen höyryvesiseoksen pinnan yläpuolella."V 25 6. The probe does not need any protection because the output signal is so strong that the effects of water droplets hitting the probe are negligible. Thermocouple heads with a heated connection are often protected against such disturbances, especially water: 30 splashes in a completely two-phase steam mixture. above.

Laboratoriokokeissa, joissa käytettiin höyryvesi-silmukkaa, joka toimii painealueella 100 - 16 000 kPa, on osoitettu, että ennakoiduilla roiskuvan nesteen ja pisa-·;· 35 roiden kerrostumisilmiöillä on häviävän pieni vaikutus 6 87849 tarkkailulaitteen vasteeseen, kun normaali jäähdytysnes-tetaso häviää ja mittapäät tulevat paljaiksi.Laboratory experiments using a steam water loop operating in the pressure range of 100 to 16,000 kPa have shown that the predicted deposition phenomena of splashing liquid and droplets have a negligible effect on the response of the 6 87849 monitor when the normal coolant level disappears and the probes become bare.

Keksinnön muut edut ja piirteet tulevat ilmeisemmiksi keksinnön erään suoritusmuodon seuraavasta selityk-5 sestä, joka tehdään viitaten oheisiin piirroksiin, joissa Kuvio 1 esittää piirikaavion, joka käsittää kolme keksinnön mukaista mittauslaitetta, jaOther advantages and features of the invention will become more apparent from the following description of an embodiment of the invention, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a circuit diagram comprising three measuring devices according to the invention, and

Kuvio 2 on leikkauskuva, joka esittää mittapään, joka on osa yhdestä kuvion 2 kaaviossa esitetystä mittaus-10 laitteesta.Fig. 2 is a sectional view showing a probe forming part of one of the measuring devices 10 shown in the diagram of Fig. 2.

Kuvion 1 piirikaaviossa on kolme mittauslaitetta la, Ib, le, joista kukin käsittää vastaavasti mittapään 2a, 2b ja 2c, joka on viety sisään reaktorin astiaan sopivaan paikkaan. Jokainen mittapää 2a, 2b, 2c sisältää 15 vastaavasti vastuksen 3a, 3b ja 3c, jonka resistanssi riippuu vastuksen lämpötilasta. Jokainen vastus on vastaavasti signaali linjojen 6a, 6b ja 6c avulla kytketty rekisteröintilaitteelle 4, joka tässä tapauksessa rekisteröi kunkin vastuksen yli olevan jännitteen. Nämä vastuk-20 set 3a, 3b, 3c on kytketty tehonsyöttöl in joihin 5a, 5b, 5c, jotka on kytkimien 7a, 7b, 7c avulla kytkettävissä jompaankumpaan kahdesta teholähteestä 8a, 8b, 8c ja vas-. . taavasti 9a, 9b, 9c.The circuit diagram of Figure 1 has three measuring devices 1a, 1b, 1e, each of which comprises a measuring head 2a, 2b and 2c, respectively, which is introduced into the reactor vessel at a suitable location. Each probe 2a, 2b, 2c includes resistors 3a, 3b and 3c, respectively, the resistance of which depends on the temperature of the resistor. Each resistor is respectively a signal connected via lines 6a, 6b and 6c to a recording device 4, which in this case registers the voltage across each resistor. These resistors 3a, 3b, 3c are connected to power supplies 5a, 5b, 5c which can be connected by means of switches 7a, 7b, 7c to one of the two power sources 8a, 8b, 8c and the like. . respectively 9a, 9b, 9c.

; Ensimmäisessä toimintatilassa vastukset 3a, 3b, 3c •25 on kytketty vastaavasti ensimmäiseen teholähteeseen 8a, 8b ja 8c, joka syöttää suhteellisen suuren tehon vastaavaan vastukseen, esimerkiksi 4 A. Normaalitoiminnassa lämpö, jonka syötetty teho synnyttää vastuksissa 3a, 3b, 3c, kuljetetaan pois ympäröivän reaktorin jäähdytysnesteen avul-·.·30 la, jolloin seurauksena on hyvin pieni lämpötilan nousu vastuksissa. Kuitenkin jos tapahtuu ympäröivän väliaineen jäähdytyskapasiteetin pieneneminen, esimerkiksi jäähdytys-nesteen menetyksen seurauksena, vastaava vastus 3a, 3b, 3c on riittämättömästi jäähdytetty, mikä kasvattaa lämpötilaa 35 tässä vastaavassa vastuksessa. Lämpötilan nousu vastukses- 7 87849 sa muuttaa vastuksen resistanssia. Jos tarkkailulaitetta syötetään vakiovirralla, jänniteulostulo kasvaa nopeasti tapauksessa, jossa reaktorin sydämen jäähdytys on menetetty. Ennalta määrätyllä ulostulosignaalitasolla, joka voi 5 olla muutamien volttien luokkaa, vapautetaan hälytys, joka ilmaisee sydämen jäähdytyksen menetyksen reaktorissa, minkä jälkeen vapautetaan tai suoritetaan tarpeelliset turvallisuustoimenpiteet .; In the first operating mode, the resistors 3a, 3b, 3c • 25 are connected to a first power supply 8a, 8b and 8c, respectively, which supplies a relatively high power to the respective resistor, for example 4 A. In normal operation, the heat generated by the resistors 3a, 3b, 3c is dissipated reactor coolant ·. · 30 la, resulting in a very small temperature rise in the resistors. However, if the cooling capacity of the surrounding medium decreases, for example as a result of the loss of coolant, the corresponding resistor 3a, 3b, 3c is insufficiently cooled, which increases the temperature 35 in this corresponding resistor. A rise in temperature in the resistor changes the resistance of the resistor. If the monitor is supplied with constant current, the voltage output will increase rapidly in the event that the cooling of the reactor core is lost. At a predetermined output signal level, which may be in the order of a few volts, an alarm is released indicating the loss of cooling of the core in the reactor, after which the necessary safety measures are released or performed.

Kytkimet 7a, 7b, 7c voivat sitten olla ylikytke-10 tyt, jolloin ne kytkevät vastukset 3a, 3b, 3c vastaavasti toiseen teholähteeseen 9a, 9b ja 9c. Tämä toinen teholähde syöttää huomattavasti pienempää virtaa, esimerkiksi luokkaa 0,1 A, vastaavaan vastukseen. Tässä toisessa toimintatilassa hyvin alhaisella tehonsyötöllä vastuksille 15 3a, 3b, 3c laite toimii resistanssityyppisenä lämpömitta rina. Siten tässä toisessa toimintatilassa laitetta käytetään tarkkailemaan reaktorin sydämen lämpötilan kehittymistä .The switches 7a, 7b, 7c can then be over-switched, whereby they connect the resistors 3a, 3b, 3c to the second power supply 9a, 9b and 9c, respectively. This second power supply supplies a much lower current, for example of the order of 0.1 A, to the corresponding resistor. In this second mode of operation, with a very low power supply to the resistors 15a, 3b, 3c, the device acts as a resistance type thermometer. Thus, in this second mode of operation, the device is used to monitor the development of the reactor core temperature.

Kuvio 2 esittää laitteen mittapään 2 leikkauskuva-20 na. Vastuslanka 11, joka on tehty sopivasta materiaalista, esimerkiksi Kanthalista, on kelattu eristimen 10 ympäril-:·. le, joka muodostuu kiinteästä Al203 kappaleesta tai muus- ta kappaleesta, joka on päällystetty sähköisesti johtamattomalla materiaalilla. Vastuslanka 11 on kytketty te-25 holähteeseen kaapelien 5 avulla. Vastuskela 11 on hermeet-;; tisesti koteloitu, laserin tai elektronihitsauksen avulla, kotelon 12 sisään, joka on tehty alhaisen neutronien ab-sorbointikyvyn omaavasta ja vettä kestävästä materiaalista, esimerkiksi ruostumattomasta teräksestä tai Inconelis-' .· 30 ta. Vastuksen 11 ja kotelon 12 välinen tila on täytetty lämpöä johtavalla, sähköisesti eristävällä ja alhaisen neutronien absorbointikyvyn omaavalla materiaalilla, esi-merkiksi MgO-jauheella.Figure 2 shows a sectional view of the measuring probe 2 of the device. A resistor wire 11 made of a suitable material, for example Kanthal, is wound around the insulator 10. consisting of a solid Al 2 O 3 body or other body coated with an electrically non-conductive material. The resistor wire 11 is connected to the te-25 power supply by means of cables 5. The resistance coil 11 is sealed; encapsulated, by laser or electron welding, inside a housing 12 made of a low neutron absorbing and water resistant material, such as stainless steel or Inconelis. The space between the resistor 11 and the housing 12 is filled with a thermally conductive, electrically insulating material having a low neutron absorption capacity, for example MgO powder.

Claims

8 37849

A method for monitoring cooling conditions in a reactor core of a light water reactor, the method comprising introducing at least one probe provided with a power supply means into a reactor vessel, the probe comprising at least one electric heating element including a resistor connected to said power supply means and the temperature of the resistor and a sensor means coupled to the resistor which provides an output signal dependent on the resistance of the resistor as current flows through the resistor, the resistor being in heat transfer contact with the medium surrounding the probe and the first operating mode cooling the probes around the probe. for detection, the resistor is supplied with a relatively high power, such that the heat generated by said high power in the resistor is carried away from the measuring head; with the surrounding ice-20 coolant when the core is normally cooled, said heat causing an increase in temperature in the resistor, resulting in a change in resistance and a change in resistance. . output signal in the event that the cooling capacity of the medium surrounding the measuring head is reduced or lost, characterized in that said signal is measured via a separate pair of lines connected to respective ends of the resistor, the conductor coil is used as a resistor, the power being supplied to the coil via another pair of probes concentric with, 30 and that the resistor coil is enclosed within the probe housing,

A method according to claim 1, characterized in that in the second mode of operation for determining the temperature around the measuring head, the resistor is supplied with a second power substantially lower than said first power, and that the instrument comprises switching means by which the power supply of the resistor can be changed.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the at least one measuring head is arranged outside the core.

Method according to Claims 1 to 3, characterized in that at least one measuring head is arranged in one of the instrumentation guide tubes of the heart.

Apparatus for monitoring cooling conditions in the reactor vessel of a light water reactor 10, the apparatus comprising a probe (2) insertable into the reactor vessel and provided with power supply means (5), the probe (2) comprising a resistor (3) of a housing (12) made of waterproof material ) hermetically sealed to said housing (12) and connected to said power supply means (5), the resistance of the resistor (3) depending on the temperature of the resistor, a heat transfer medium arranged in the inner wall of the housing (12) and the resistor (3) ), and a sensor means 20 which provides an output signal which depends on the resistance of the resistor (3) as current flows through the resistor, characterized in that the resistor is a conductor coil concentric with the probe and a separate pair of lines is connected to the respective ends of the coil signal measurement: 25 sex only through said lines, power n being sa fed to the coil via another pair of lines.

Device according to Claim 5, characterized by switching means (7) by means of which the resistor (3) can be connected to different power sources.

Device according to Claim 5 or 6, characterized in that the heat transfer medium is in the form of MgO powder.

Device according to Claims 5 to 7, characterized in that the resistor (3) is made of Kanthal-35 wire (11). 10 87849