KR840002373B1 - 광범위 불활성 기체방출 탐지기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광범위 불활성 기체방출 탐지기

도면은 본 발명을 구체화한 핵처리의 불활성 기체용 기체샘플 시스템의 구성도.

본 발명은 샘플을 검출기의 범위내로 유지시키는 샘플시스템에 의하여, 핵처리로부터 유출되는 불활성 기체를 검출하는 것에 관한 것으로, 특히 샘플농도 검출을 검출기의 범위로 유지시키기 위해 핵처리로부터 유출되는 불활성 기체를 수용하는 기체 샘플실을 정확한 진공상태로 하는 것에 관한 것이다.

핵산업의 관심은 핵분열 생성물로부터 동력을 생성할 때의 원초적인 위험에 집중되어 왔다. 비록 많은 세월의 핵동력 생성에 있어서, 환경에 대한 실제적인 손상 및 인간에 대한 악영향이 없었다 하더라도, 특정 핵동력장치의 상태불량에 대한 아주 작은 소문은 대중을 경악시켰으며, 정부관계 당국의 과잉반응을 유발시켰다. 그러므로, 이 산업은 비평을 받고 있는 핵동력장치의 모든 안전예방조치를 재조사하고 수정하여 대중과 정부관계 당국을 무마시키는데 큰 노력을 경주하고 있다.

핵동력 발생의 시초부터, 핵처리로부터의 불활성 기체방출량은 핵산업에 대한 꾸준한 관심사였다. 불활성 기체들과 직접 접촉되는 검출기들이 완전히 개발되었다. 이들 검출기들은 통상적으로 섬광(sintilation)형이며, 이들 검출기의 계수레벨은 지시 및 제어에 이용된다.

환경 보호론자들은 ALARA(As Low As Reasonably Achievable) 레벨에 반응하는 검출기를 요구하고 있으며, 특히, 과거에는 레벨의 범위가 1×10^-7μci/cc인 불활성 기체를 포함하는 검출기를 필요로 하였다. 현재 핵산업은 불활성 기체의 방출량이 사고 후의 상태에 있을 때 종속적으로 동작하는 샘플시스템이 검출기에 제공되도록 요구되고 있다. 그러므로, 불활성 기체방출이 작거나, 사고 후의 기간동안, 소위 사고 발생전의 범위 이상 불활성 기체가 방출될 때 검출기 시스템을 작동 모드로 바꿀 수 있는 경우, 대표적 샘플을 검출기 시스템에 공급하는 샘플시스템이 요구된다.

상기 샘플시스템은 2개의 작동모드인 경우에 대표적 샘플을 제공해야만 하는 것이 명백한데, 제1모드는 정상회로로부터 간단히 유출한 유출물 샘플을 샘플실에 제공한다. 이와 같은 샘플의 불활성 기체의 양이 샘플실내의 샘플에 응답하는 검출기 시스템의 범위를 초과할 때 문제가 감소된다. 상기 문제는 검출기 시스템과 양립할 수 있는 변화범위를 위하여 제2모드인 감소된 농도내에 있는 샘플과 샘플실내의 샘플을 빨리 대치시키는 것이다.

본 발명은 핵처리로부터의 유출물용 샘플시스템을 제공하는 것으로, 상기 샘플시스템에 있어서, 제1모드 내의 유출물은 샘플실을 통과하여, 샘플실의 불활성 기체의 양이 검출된다. 제1모드의 샘플은 검출기의 계수속도가 선정된 최대값에 도달할 때까지 계속된다. 검출기는 샘플실로 흐르는 제1모드의 유출물을 종단시키며, 샘플실을 선정된 값의 진공상태로 하며, 샘플실의 샘플농도를 검출기 범위내로 설정하도록 제1모드의 유속과 다른 선정된 유속을 갖는 모드인 유출물을 샘플실내로 흐르게 하도록 인가되는 제어신호를 설정한다.

차순의 선정된 최소속도는 신호를 발생하여 샘플실을 제1모드 접속으로 재접속시키므로써 시스템은 제1작동모드로 다시 순환한다. 이하 도면과 함께 본 발명을 더욱 상세히 설명할 것이다.

본 발명은 널리 알려진 펜실베니아, 해리스버그 근처의 트리마일 아일랜드에서의 사건의 영향을 모티브로 하고 있다. 여론과 행정적인 압력에 기인된 것이지만, 핵규정위원회(Nuclear Regulatory Commission : NRC)는 모든 핵증기공급 시스템(Nuclear Steam Supply System : NSSS) 작동자들이 현재 가정된 "가장 최악의 경우" 사건들에 상응하는 범위를 갖는 장치를 가지고 대기중으로 기체방출을 검출하는 필요조건을 설정했다.

이와 같은 돌파구로 광범위 불활성 기체탐지기로 실시된 본 발명이 제시되었다. 본 발명은 1979년 6월에 발행된 TMI-2 Lessons Learned Task Force Status Report and short-Term Recommendations, 제1장 및 제2장의 2.1.8b절 NUREG-0578의 모든 필요조건을 만족시키는 탐지기이다.

본 발명은 120 활동 탐지범위를 갖고 동작하는 탐지기를 제공한다. 탐지기는 사고 발생전과 사고 발생 후의 상태에서 작동한다. 필터조립체, 검출기 유니트 및 필드(field) 제어기가 도면에 도시되어 있다. 그러나, 본 발명은 샘플실이 사고전의 작동모드 및 사고후의 작동모드를 나타내는 불활성 기체의 농도로 되도록 하는 방법 및 장치로 구체화된다.

도관(1)을 통하여 핵처리 경계로부터 흘러 나오는 유출물을 나타내는 것 이외에는 특정 유출물원(source)은 도시되지 않았다. 도관(1)은 본 발명의 실시예를 탐지될 유출물원에 간단히 접속시킨다. 사고전의 불활성 기체농도인 제1모드를 갖는 유출물은 필터(2)를 통하여 시스템내로 흐른다. 필터(2)는 샘플시스템의 오염을 방지하도록 유출물로부터 미립자 및 요오드를 제거시키는 장치이다.

필터(2)로부터 도관(4)을 통하여 유출물이 샘플실(3)로 흐른다. 도관(4)을 통하여 샘플실(3)로의 흐름은 밸브(5)에 의해 제어된다. 밸브(5),(8)가 개방되었을 때 제1작동모드에서 펌프(6)는 도관(4), 샘플실(3) 및 도관(7)을 통하여 유출물이 흡수되도록 구동된다. 펌프(6)의 유출물은 도관(9)을 통해 유출물이 흘러 나왔던 유출물원으로 돌아간다.

섬광형 방사선 검출기인 검출기(15)의 주요소자는 샘플실(3) 위에 장착된다. 검출기(15)의 계수 속도신호는 검출기의 주요소자가 노출되어 있는 불활성 기체농도에 의하여 설정된다. 검출기(15)의 표시신호출력은 라인(17)을 통해 제어기(16)에 인가된다.

제어기(16)는 표시신호를 수신하여 출력신호들을 설정하도록 배치된다. 통상적으로 전기적 신호형태인 이들 출력신호는 본 발명에 의한 샘플시스템의 밸브 및 펌프에 인가된다. 샘플실(3)로 흐르는 도관(1)의 유출물의 사고후의 통로는 도관(18)이다. 도관(18)을 통하여 샘플실(3)로 흐르는 유출물의 유속은 특히 밸브(19)의 열린 정도에 의하여 설정된다. 밸브(19)가 샘플실(3)을 통하는 유출물의 유속을 제어할 때, 샘플실(3)의 출구에는 도관(20)이 제공된다. 펌프(21)는 도관(20)을 통하여 샘플실(3)로부터 유출물을 흡수하며, 도관(22) 및 펌프(6)를 통하여 유출물을 배출한다.

시스템은 도관(23)을 제공하므로써 본질적으로 완성된다. 도관(23)을 통하는 흐름은 밸브(24)에 의하여 정지된다. 펌프(21)(6)와 함께 밸브(5),(8),(19),(24)는 제어기(16)로부터의 신호에 의하여 모두 제어된다. 결과적으로, 샘플실(3)의 진공치는 도관(7)의 접속부(26)를 통해 진공감지기(25)에 의하여 탐지된다. 감지기(25)의 진공치신호는 라인(27)을 통해 제어기로 전달된다.

본 장치의 기능은 두가지 모드로 고찰된다. 제1모드인 사고전 작동에 있어서, 밸브(5)는 제1농도 범위의 불활성 기체를 갖는 유출물이 샘플실(3)내로 흐르도록 완전히 개방된 위치로 이동한다. 검출기(15)와 제어기(16)에 의하여 발생된 신호는 밸브(5),(8)를 개방시키고, 밸브(19),(24)는 폐쇄시키도록 유지된다. 펌프(6)가 작동되어 유출물이 도관(4)과 밸브(5)를 통하여 샘플실(3)로 흐른다. 그후, 검출된 샘플은 샘플실(3)로부터 도관(7), 밸브(8), 펌프(6) 및 도관(9)을 통하여 흐른다. 이와 같은 제1작동모드 동안, 밸브(19),(24)의 폐쇄 및 점프(21)의 비작동은 유출물에 대한 어떠한 다른 흐름통로를 허용하지 않는다. 제1작동모드는 샘플실(3)을 통하여 흐르는 유출물의 불활성 기체 농도가 검출기(15)의 범위내에 있는가를 고찰한다. 본 발명에 의하여 해결된 문제는 사고후의 경우에 발생되는 불활성 기체의 농도가 검출기(15)의 범위를 초과할 때 감소한다. 본 발명은 제1작동모드에 부가하여 제2작동모드를 제공하므로써 검출기(15)를 작동상태로 유지시킨다.

본 발명은 유출물 샘플실내에 제2농도 범위를 갖는 불활성 기체를 제공하므로써 검출기를 그 자신의 능력 내에서 동작하는 것을 유지시킨다. 이와 같은 샘플은 가능한 짧은 시간 내에 샘플실(3)에 제공되어야만 한다. 동시에, 샘플의 농도는 묽게되어 검출기는 제1모드 범위에서 동작된다.

제어기(16)는 검출기(15)의 작동 가능범위의 끝에 가까운 2개의 고정점을 갖는다. 제1모드의 동작이 두개의 고정점 사이에서 검출기의 표시를 유지시킨다고 가정하면, 사고 후 농도는 고정점을 도달될 범위의 상측 끝으로 고정시킬 것이다. 검출기(15)는 라인(17)상에 출력신호를 설정하도록 조정된다. 상측 고정점에 도달될 때, 제어기(16)는 밸브(5),(8)를 폐쇄하고, 밸브(24)를 개방하고, 펌프(21)를 작동시키는 신호를 발생시키므로써, 제2모드의 작동이 시작된다.

제2모드의 작동은 밸브(5)를 통하는 흐름을 차단시키고 도관(18을 통하는 흐름을 시작한다. 부가적으로, 이와 같은 제2모드에 있어서, 펌프(21)의 구동은 샘플실(3)을 진공상태로 만든다. 즉, 샘플실(3)내의 사고전 샘플이 완전히 제거되며, 샘플실(3) 내에는 진공상태가 형성되며, 그 후 선정된 유속의 흐름이 밸브(19)를 통해 샘플실(3) 내로 흐르게 된다.

펌프(21)에 의해 유지된 진공치는 진공감지기(25)에 의해 샘플(3) 내의 진공치를 감지하므로써 설정된다. 라인(27)상의 감지기(25)의 신호출력은 제어기(16)에 인가되며, 제어기(16)의 제어신호출력은 밸브(19)에 인가된다. 따라서, 밸브(19)의 조정은 제어기(16)의 진공 고정점에 따라 샘플실(3)의 진공치를 유지시킨다.

샘플실(3) 내의 진공치 설정 및 샘플실(3) 내로의 차순이 감소된 속도의 유출물 유입은 샘플실(3) 전체를 통해 유출물 샘플의 즉각적인 완전한 확산을 유발한다. 그러므로, 검출기(15)를 검출기의 범위내로 유지시키기 위해 필요한 검출된 가스의 농도가 묽어지게 된다. 이와 같은 제2모드의 동작 및 이와 관련된 구성은 본 발명을 이루게 한다.

본 발명에 따른 구성 및 동작의 특징이 존재한다. 이들 보조적 특징들 모두를 설명하는 광범한 교훈적인 논문에 대한 설명은 필요 없으며 이들 특징 중의 하나를 설명하기 위하여 가능한 타당성 있게 제한밸브(19)로 접근시키므로써 유출물의 새로운 샘플을 유지시킬 수 있다. 그렇기 때문에, 밸브(19)는 도관(23)에 의해 도관(4)과 접촉하게 된다. 도관(4)으로부터의 새로운 샘플은 밸브(24)가 제2모드의 작동에서 개방될 때 밸브(19)로 흐르게 된다. 이와 같은 배치 및 기능은 검출기(15)의 제2모드 작동에 대한 응답 시간을 짧게한다.

본 발명을 정의하기 위한 한가지 이상의 확실한 방법이 있다. 장치에 대한 실시예의 관점에서, 두개의 도관회로는 검출될 불활성 기체를 포함하는 유출물원에 접속된 것으로 규정지을 수 있다. 두개의 도관회로 모두는 샘플을 포함하는데, 여기에서 섬광형의 방사선 검출기는 상기 공통 샘플실을 통해 흐르는 유출물과 직접 접촉한다. 제1도관 회로로의 흐름은 밸브(5)를 온/오프시키므로써 제어되며, 제2도관 회로로의 흐름은 밸브(19)를 조정하므로써 제어된다. 이들 밸브의 작동은 2개의 도관회로 내의 유출물 샘플의 흐름을 결정한다.

샘플실(3) 내의 검출 후, 유출물샘플은 도관(7)을 통해 출력된다. 제1도관회로는 밸브(8), 도관(23)의 하측부, 도관(9)을 통해 구성된다. 제1모드의 작동은 펌프(6)에 의해 구동되므로써 제1도관회로를 통한 유출물의 흐름으로 고찰된다. 물론, 유출물 내의 사고전 불활성 기체의 범위는 유출물이 제1도관회로를 통해 흐를 때 샘플실(3) 내에서 검출된다.

제2도관회로는 도관(4)과 접속하여 밸브(5)가 장착된 도관(4)의 일부분에 평행하게 연장된 것으로 간주한다. 어떠한 상황에서, 도관(18)은 샘플실(3) 내로 흐르는 유출물 샘플용 다른 루트를 제공한다. 제2도관 회로용 샘플실(3) 출구 또한 도관(7)이며, 도관(20), 제2펌프(21), 도관(22), 제1펌프(6), 도관(9)을 통해 제2도관회로가 구성된다. 즉, 본 발명은 밸브(5),(19)를 제어함으로써 밸브(19)에 의해 설정된 제한을 통해 제2펌프(21)를 구동시키므로써 흡수된 유출물 샘플을 변환시키는 것에 관한 것이다.

검출기(15) 범위의 선정된 최종점에서 제2모드의 작동이 발생할 때 제2펌프(21)는 제어기(16)를 통해 구동되어 제1모드 샘플은 샘플실(3)로부터 재빨리 제거하며, 감소된 유속으로 밸브(19)를 통해 샘플실(3)내로 유출물 샘플을 흡수한다.

선정된 진공치는 밸브(19)의 고정을 제어하는 감지기(25)에 의해 제어기(16)를 통해 샘플실(3)에 설정된다. 샘플실(3)로 흐르는 제한된 샘플은 샘플실(3) 전체에 확산되며, 검출기에는 묽은 농도의 유출물 샘플이 제공된다.

이와 같이 묽어진 샘플은 검출기(15)에 의하여 검출된다. 물론, 검출기는 불활성 기체의 양을 묽은 유출물 샘플 및 묽지 않은 유출물 샘플로 나타낸다. 그 결과로 유출물 내에 있는 불활성 기체의 양은 선정된 사고전 범위의 값에서 선정된 사고 후 범위의 값으로 바뀔 때 검출기(15) 범위의 값으로 확장된다.

상술된 바와 같이, 설명된 본 발명을 정의하는 한개 이상의 방법이 있다. 본 발명에 따른 샘플실(3)을 작동시키는 방법에 있어서, 핵처리의 불활성 기체를 포함하는 유출물 샘플은 두가지의 다른 모드로 샘플실로 통과한다.

제1모드에 있어서, 유출물 샘플은 제1유속으로 샘플실(3)을 통과한다. 온/오프 밸브(5)를 포함하는 제1도관회로는 이 과정을 수행하는 양호한 실시예이다. 유출물 샘플 내에 있는 불활성 기체의 양이 선정된 값에 도달될 때, 밸브(50가 폐쇄되므로써 유출물 샘플은 제1도관회로와 차단되고, 대신 제한된 밸브(19)를 통과하는 제2도관회로에 의해 샘플실(3) 내로 흐르게 된다. 제1모드 샘플이 샘플실(3)로부터 제어됨에 따라, 제한된 밸브(19)를 통과하는 감소된 속도의 제2모드 샘플는 샘플실(3) 내로 완전히 확산된다. 샘플실(3)을 작동시키는 관점에서 볼 때, 본 발명은 상기 단계에 의해 규정된다. 유출물 샘플은 2개의 다른 속도로 샘플실 내로 흐르며, 감소된 유속동안 샘플실은 선정된 진공치로 유지된다.

앞서 언급된 것으로부터, 본 발명이 방법 및 장치에 대해 명백하며 근원적인 다른 이점들은 물론 상기 설명된 목적들 및 결과들 모두를 달성하도록 잘 적용된 발명이라는 것을 알 수 있을 것이다.

일정 특징들 및 부결합들이 유익하며 다른 특징들과 부결합들에 관련됨이 없이 사용될 수 있다는 것을 알게 될 것이다. 이것이 실시되어도 본 발명의 범위 내에 있다. 많은 가능한 실시예들이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 발명으로 될 수 있으므로 여기에 설명되었거나 첨부된 도면에 도시된 모든 것은 판단을 제한하지 않고 실례적으로 설명될 것이라는 것을 알게 될 것이다.

Claims (1)

1. 불활성 기체를 포함하는 대기에 노출된 일단부를 갖는 제1도관(1),(4)과, 제1도관을 통해 흡수된 샘플을 수용하는 샘플실(3)과, 샘플실에 접촉되어 샘플실내 유출물에 존재하는 불활성 기체의 양을 나타내는 불활성 기체검출기(15)로 이루어진 광범위 불활성 기체방출 탐지기에 있어서, 제1도관을 통해 샘플실에 접속되는 제2도관(18)과, 제1도관으로부터 샘플실로 흐르는 유출물의 흐름을 제어하기 위한 제2도관내의 온/오프 밸브(19)와, 제1도관과 제2도관을 접속시키는 제3도관(23)과, 제1도관으로부터 샘플실내로 흐르는 유출물의 흐름을 제어하기 위한 제3도관내의 조정밸브(24)와, 유출물이 제3도관을 통해 흐를 때 샘플실내의 진공치에 응답하는 샘플실에 접속된 진공감지기(25)와, 진공감지기 및 불활성 기체검출기의 출력신호를 수신하여, 유출물내의 불활성 기체의 양이 제1범위에 있는 동안은, 온/오프 밸브(5)를 개방시키고 조정밸브(24) 및 온/오프 밸브(19)를 폐쇄시키며, 유출물내의 불활성 기체의 양이 제2범위에 있는 동안은, 진공감지기의 출력신호에 의해 온/오프 밸브(5)를 폐쇄시키고 온/오프 밸브(19) 및 조정밸브(24)를 개방시키는 출력신호를 공급하는 제어기(16) 등을 더 구비시킨 것을 특징으로 하는 광범위 불활성 기체방출 탐지기.

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