PL237746B1 - Method of determining the activity of radioactive Pb-210 lead on filter inserts, in particular in gas filter-separator batteries and the arrangement of devices for determining the activity of radioactive Pb-210 lead on the inserts - Google Patents
Method of determining the activity of radioactive Pb-210 lead on filter inserts, in particular in gas filter-separator batteries and the arrangement of devices for determining the activity of radioactive Pb-210 lead on the inserts Download PDFInfo
- Publication number
- PL237746B1 PL237746B1 PL427070A PL42707018A PL237746B1 PL 237746 B1 PL237746 B1 PL 237746B1 PL 427070 A PL427070 A PL 427070A PL 42707018 A PL42707018 A PL 42707018A PL 237746 B1 PL237746 B1 PL 237746B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- gas
- valve
- lead
- filter
- activity
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób oznaczania aktywności promieniotwórczego ołowiu Pb-210 na wkładach filtracyjnych, zwłaszcza w bateriach filtroseparatorów gazu oraz układ urządzeń do oznaczania aktywności promieniotwórczego ołowiu Pb-210 na wkładach filtracyjnych, zwłaszcza w bateriach filtroseparatorów, mające zastosowanie między innymi w przemyśle przesyłu i dystrybucji gazu ziemnego.The subject of the invention is a method for determining the radioactive activity of lead Pb-210 on filter cartridges, especially in gas filter separator batteries, and a system of devices for determining the radioactive activity of lead Pb-210 on filter cartridges, especially in filter separator batteries, applicable, inter alia, in the gas transmission and distribution industry. natural gas.
W publikacji Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej pt.: „Radiation protection and the management of radioactive waste in the oil and gas industry”, Safety Reports Series No. 34, 2003 oraz w wytycznych Międzynarodowego Stowarzyszenia Producentów Ropy i Gazu Ziemnego pt.: „Guidelines for the management of Naturally Occurring Radioactive Material (NORM) in the oil & gas industry’, Report No. 412, 2008, został zaprezentowany aktualny stan wiedzy na temat zagrożenia radiologicznego wynikającego z obecności naturalnych pierwiastków promieniotwórczych w przemyśle wydobywczym. W przypadku sieci przesyłowych gazu ziemnego problem promieniotwórczości jest związany z obecnością radonu Rn-222 i jego produktami rozpadu. Stężenie radonu w gazie ziemnym transportowanym gazociągiem waha się w szerokim zakresie od kilkudziesięciu Bq/m3 do kilku tysięcy Bq/m3. Radon sam nie stanowiąc zagrożenia, jest jedynie pierwotną przyczyną zagrożenia radiologicznego w infrastrukturze przesyłowej gazu, gdyż jego obecność w sieci powoduje powstawanie promieniotwórczych pyłów w elementach sieci przesyłowej. Powstawanie tych pyłów jest związane z sukcesywnym rozpadem radonu w trakcie jego transportu wraz z gazem. W wyniku rozpadu powstają produkty krótkożyciowe oraz długożyciowy ołów Pb-210, o czasie połowicznego zaniku równym 22,3 lat. Produkty rozpadu radonu, z uwagi na swoje właściwości chemiczne, z łatwością są adsorbowane na różnego rodzaju powierzchniach, np. aerozoli. Prowadzi to w konsekwencji do powstania tzw. cienkiego radioaktywnego filmu na wewnętrznych powierzchniach elementów mających kontakt z transportowanym gazem oraz do gromadzenia się w filtrach i filtroseparatorach pyłu zawierającego radioaktywny ołów Pb-210. Zgodnie z Prawem Atomowym (Dz.U. 2001 Nr 3 poz. 18) oraz Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 14 grudnia 2015 w sprawie odpadów promieniotwórczych i wypalonego paliwa jądrowego (Dz.U. 2015 r. poz. 2267), w przypadku stwierdzenia w pyle stężenia Pb-210 powyżej 10 kBq/kg należy traktować go jako niskoaktywny odpad promieniotwórczy.In the publication of the International Atomic Energy Agency entitled: "Radiation protection and the management of radioactive waste in the oil and gas industry", Safety Reports Series No. 34, 2003 and in the guidelines of the International Association of Oil and Natural Gas Producers entitled: "Guidelines for the management of Naturally Occurring Radioactive Material (NORM) in the oil & gas industry", Report No. 412, 2008, the current state of knowledge on the radiological hazard resulting from the presence of natural radioactive elements in the mining industry is presented. In the case of natural gas transmission networks, the problem of radioactivity is related to the presence of Rn-222 radon and its decay products. The radon concentration in the natural gas transported in the pipeline fluctuates over a wide range from several Bq / m 3 to several thousand Bq / m3. Radon itself, without being a threat, is only the primary cause of a radiological threat in the gas transmission infrastructure, as its presence in the network causes the formation of radioactive dust in the elements of the transmission network. The formation of these dusts is related to the gradual decay of radon during its transport with gas. The decay produces short-lived products and the long-lived Pb-210 lead with a half-life of 22.3 years. Due to their chemical properties, radon decay products are easily adsorbed on various types of surfaces, e.g. aerosols. Consequently, this leads to the creation of the so-called a thin radioactive film on the inner surfaces of components in contact with the transported gas, and for accumulation in filters and filter separators of dust containing radioactive lead Pb-210. In accordance with the Atomic Law (Journal of Laws 2001 No. 3 item 18) and the Regulation of the Council of Ministers of December 14, 2015 on radioactive waste and spent nuclear fuel (Journal of Laws of 2015, item 2267), Pb-210 dust concentrations above 10 kBq / kg should be treated as low-level radioactive waste.
Z uwagi na właściwości emitowanego nisko energetycznego promieniowania gamma, ołów zgromadzony w filtrach nie jest widoczny dla dozymetrów promieniowania gamma, które pracują w oparciu o kryształ scyntylacyjny jodku sodu czy licznik Geigera, natomiast jest on bardzo dobrze widoczny w wynikach pomiarów laboratoryjnych, wykonanych z użyciem spektrometrii gamma, wykorzystującej linię emisyjną Pb-210 o energii promieniowania gamma - 46,5 keV. Metoda spektrometrii gamma, powszechnie znana i stosowana, wymaga pobrania próbki pyłu z filtra, co łączy się z wyłączeniem urządzenia z użytkowania, otwarciem i wymianą wkładów filtracyjnych. Przykładowo, metoda oznaczania zawartości ołowiu Pb-210 za pomocą spektrometrii gamma opisana została w publikacji naukowej autorstwa H. Gaggelera i in., pt.: „Determination of Pb-210 in lake sediments and in air samples by direct gamma-ray measurement”, Earth and Planetary Science Letters 33(1), 1976, lub w publikacji C. Dovlete pt.: „Gamma spectrometric measurement of Pb-210 in environmental samples”, Environment International 22(1), 1996).Due to the properties of the emitted low-energy gamma radiation, the lead accumulated in the filters is not visible for gamma radiation dosimeters, which work on the basis of a sodium iodide scintillation crystal or Geiger counter, but it is very clearly visible in the results of laboratory measurements performed with the use of spectrometry gamma, using the Pb-210 emission line with gamma radiation energy - 46.5 keV. The method of gamma spectrometry, commonly known and used, requires collecting a dust sample from the filter, which involves taking the device out of use, opening and replacing the filter cartridges. For example, the method of Pb-210 lead content determination using gamma spectrometry was described in the scientific publication by H. Gaggeler et al., Entitled: "Determination of Pb-210 in lake sediments and in air samples by direct gamma-ray measurement", Earth and Planetary Science Letters 33 (1), 1976, or in the publication by C. Dovlete, "Gamma spectrometric measurement of Pb-210 in environmental samples", Environment International 22 (1), 1996).
Z niemieckiego zgłoszenia patentowego DE3727903A1 znana jest metoda pomiaru stężenia aerozoli w medium gazowym, charakteryzująca się tym, że pomiaru stężenia dokonuje się w oparciu o pomiar ołowiu Pb-211, czyli krótkożyciowego produktu rozpadu radonu 219. W metodzie tej medium gazowe przechodzi przez pierwszą komorę wyposażoną w źródło promieniotwórcze o znanej aktywności izotopu aktynu 227, stanowiące źródło izotopu radonu Rn-219, który rozpada się na izotop Pb-211. Ten z kolei jest adsorbowany na aerozolach w badanym gazie, który następnie jest przepuszczany przez filtr w drugiej komorze. Na podstawie pomiaru aktywności filtra przez detektor umieszczony w jego pobliżu wyznacza się koncentracje aerozoli w medium gazowym. Pomiary detektora są rejestrowane za pomocą urządzenia rejestrującego.From the German patent application DE3727903A1 a method of measuring the concentration of aerosols in a gaseous medium is known, characterized in that the concentration measurement is based on the measurement of lead Pb-211, i.e. the short-lived product of radon 219 decay. In this method, the gaseous medium passes through the first chamber equipped with into a radioactive source with known activity of the actinium 227 isotope, which is the source of the Rn-219 radon isotope, which decays into the Pb-211 isotope. This, in turn, is adsorbed on the aerosols in the test gas, which is then passed through a filter in the second chamber. Based on the measurement of the filter activity by a detector placed in its vicinity, the concentration of aerosols in the gaseous medium is determined. The detector measurements are recorded with a recording device.
Również znana i stosowana jest metoda pomiaru radonu z wykorzystaniem komory scyntylacyjnej opisana w artykule H.F. Lucasa pt.: „ Improved Low-Level Alpha-Scintillation Counter for Radon ”, Review of Scientific Instruments 28(9), 1957. Komorę tę, tzw. komorę Lucasa, stanowi zazwyczaj walcowy pojemnik pokryty od wewnątrz cienką warstwą kryształu scyntylacyjnego ZnS(Ag), którego dno jest przepuszczalne dla światła scyntylacji padającego na połączony z komorą fotopowielacz. Pomiar stężenia radonu polega na napełnieniu komory badanym gazem i zliczeniu ilości impulsów na jednostkęThe method of radon measurement with the use of a scintillation chamber described in the article by H.F. Lucas Fri: "Improved Low-Level Alpha-Scintillation Counter for Radon", Review of Scientific Instruments 28 (9), 1957. This chamber, the so-called the Lucas chamber is usually a cylindrical container covered on the inside with a thin layer of ZnS (Ag) scintillation crystal, the bottom of which is transmissive to scintillation light incident on a photomultiplier tube connected to the chamber. The measurement of the radon concentration consists in filling the chamber with the tested gas and counting the number of pulses per unit
PL 237 746 Β1 czasu, po wytworzeniu się równowagi promieniotwórcza radonu z pochodnymi powstałymi w komorze. Cząstki a padając na ścianki pokryte scyntylatorem wywołują scyntylacje - krótkie błyski światła, które przetwarzane są na impulsy elektryczne za pomocą fotopowielacza, i które po wzmocnieniu zliczane są przez licznik impulsów. Komora Lucasa pozwala na bezpośredni pomiar radonu w gazie transportowanym gazociągiem, a przykład zastosowania jej do pomiaru radonu w gazie został opisany w publikacji autorstwa M.E. Kitto i in. pt.: „Radon measurement ofnatural gas using alpha scintillation cells”, Journal of Environmental Radioactivity 138, 2014.PL 237 746 Β1 time after the formation of the radioactive equilibrium of radon with the derivatives formed in the chamber. A particles falling on the walls covered with a scintillator cause scintillation - short flashes of light, which are converted into electrical pulses by means of a photomultiplier, and which, after amplification, are counted by a pulse counter. The Lucas chamber allows direct measurement of radon in gas transported through the gas pipeline, and an example of its use for the measurement of radon in gas is described in the publication by M.E. Kitto et al. Fri: "Radon measurement ofnatural gas using alpha scintillation cells", Journal of Environmental Radioactivity 138, 2014.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu oraz układu urządzeń, pozwalających na pomiar aktywności ołowiu Pb-210 w pyłach nagromadzonych w urządzeniu filtrującym w trakcie jego pracy, bez konieczności wymiany wkładu filtra, a tym samym - na wytypowanie miejsc, gdzie istnieje potencjalne zagrożenie radiologiczne związane z podwyższoną zawartościami ołowiu Pb-210 w pyle, a także pozwalającego na klasyfikację pyłów pod względem ich promieniotwórczości zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa - jeszcze przed przystąpieniem do wymiany wkładów filtracyjnych.The aim of the invention is to develop a method and a system of devices that allow to measure the activity of lead Pb-210 in the dust accumulated in the filtering device during its operation, without the need to replace the filter cartridge, and thus - to select places where there is a potential radiological hazard associated with increased lead content of Pb-210 in the dust, as well as allowing the classification of dusts in terms of their radioactivity in accordance with applicable law - even before starting the replacement of filter cartridges.
Istota sposobu oznaczania aktywności promieniotwórczego ołowiu Pb- 210 na wkładach filtracyjnych, zwłaszcza w bateriach filtroseparatorów gazu, polega na tym, że za pomocą znanych metod pomiarowych dokonuje się pomiaru średniego stężenia radonu Rn-222 CRn w gazie przepływającym przez filtroseparator, a także strumienia objętości gazu Q i średniej zawartości cząstek stałych k w gazie, natomiast aktywność ołowiu Pb-210 Apb w pyle zgromadzonym na wkładzie filtracyjnym oblicza się z zależności:The essence of the method of determining the radioactive activity of lead Pb-210 on filter cartridges, especially in gas filter separator batteries, consists in the fact that known measurement methods are used to measure the average radon concentration of Rn-222 CRn in the gas flowing through the filter separator, as well as the gas volume flow Q and the average content of solid particles kw in the gas, while the activity of lead Pb-210 Apb in the dust collected on the filter element is calculated from the dependence:
λ h LA) 1 ^=^/^-(^^^-1)-gdzie:λ h LA) 1 ^ = ^ / ^ - (^^^ - 1) -where:
Apb - aktywność ołowiu Pb-210 w pyle,Apb - activity of Pb-210 lead in dust,
Apb - stała rozpadu ołowiu Pb-210,Apb - Pb-210 lead decay constant,
CRn - stężenie radonu Rn-222,CRn - Rn-222 radon concentration,
Aro - stała rozpadu radonu Rn-222, k - zawartości cząstek stałych w gazie, I - odległość między analizowanym układem oczyszczania gazu a układem poprzedzającym go, A - pole przekroju rurociągu, Q - średni strumień objętości gazu.Aro - radon decay constant Rn-222, k - solids content in the gas, I - distance between the analyzed gas cleaning system and the system preceding it, A - pipeline cross-sectional area, Q - average gas volume flow.
Korzystnym jest, gdy pomiar średniego stężenia radonu Rn-222 CRn dokonuje się za pomocą komory scyntylacyjnej, którą stanowi komora Lucasa, wyposażona w urządzenie pomiarowe, a także korzystnym jest gdy pomiar średniego stężenia radonu Rn-222 CRn w gazie wykonuje się co najmniej raz na dobę przez cały okres pracy wkładu filtracyjnego.It is preferred that the measurement of the average radon concentration Rn-222 CRn is carried out with a scintillation chamber, which is a Lucas chamber equipped with a measuring device, and it is also preferred that the measurement of the average concentration of radon Rn-222 CRn in the gas is performed at least once every time. 24 hours for the entire period of operation of the filter cartridge.
Również korzystnym jest, gdy pomiar strumienia objętości Q gazu wykonuje się za pomocą przepływomierza należącego do infrastruktury gazociągu w stacji filtroseparatorów.It is also advantageous if the gas volume flow Q is measured with a flow meter belonging to the gas pipeline infrastructure in the filter separator station.
Ponadto korzystnym jest, gdy pomiar średniej zawartości cząstek stałych w gazie wykonuje się co najmniej raz na dobę przez cały okres pracy wkładu filtracyjnego za pomocą urządzenia filtrującopomiarowego oraz przepływomierza.Moreover, it is preferred that the measurement of the average solids content of the gas is carried out at least once a day for the entire lifetime of the filter cartridge by means of a filtering and flow meter.
Istota układu urządzeń do oznaczania aktywności promieniotwórczego ołowiu Pb-210 na wkładach filtracyjnych, zwłaszcza w bateriach filtroseparatorów polega na tym, że posiada on dwa obwody pomiarowe, tj.: podłączony równolegle do gazociągu obwód pomiarowy frakcji stałej, zawierający przepływomierz oraz urządzenie filtrująco-pomiarowe, połączone ze sobą za pomocą przewodów hydraulicznych w sposób szeregowy w dowolnej kolejności, a także wyprowadzony z gazociągu lub z obwodu pomiarowego frakcji stałej i posiadający na końcu odprowadzenie do atmosfery, obwód pomiarowy stężenia radonu Rn-222, zawierający usytuowane posobnie co najmniej jeden reduktor ciśnienia, zbiornik gazu, manometr kontrolny, wlotowy zawór odcinający oraz komorę scyntylacyjną wyposażoną w urządzenie pomiarowe, połączone ze sobą za pomocą przewodów hydraulicznych.The essence of the system of devices for determining the radioactive activity of lead Pb-210 on filter cartridges, especially in filter separator batteries, is that it has two measuring circuits, i.e. a solid fraction measuring circuit connected in parallel to the gas pipeline, including a flow meter and a filtering and measuring device, connected with each other by means of hydraulic lines in a series manner in any order, and also led out from the gas pipeline or from the solid fraction measuring circuit and having at the end discharge to the atmosphere, the Rn-222 radon concentration measurement circuit, containing at least one pressure reducer arranged staggered, gas tank, control manometer, inlet shut-off valve and a scintillation chamber equipped with a measuring device, connected to each other by means of hydraulic lines.
Korzystnym jest, gdy podłączenie obwodu pomiarowego frakcji stałej do gazociągu zrealizowane jest przez odcinające zawory: zawór doprowadzający oraz zawór odprowadzający, oraz gdy wyprowadzenie obwodu pomiarowego stężenia radonu Rn-222 z obwodu pomiarowego frakcji stałej zrealizowane jest poprzez pierwszy zawór trójdrogowy.It is advantageous if the solid fraction measuring circuit is connected to the gas pipeline by shut-off valves: the supply valve and the discharge valve, and that the output of the Rn-222 radon concentration measuring circuit from the solid fraction measuring circuit is realized through the first three-way valve.
PL 237 746 Β1PL 237 746 Β1
Korzystnym jest, gdy odprowadzenie do atmosfery obwodu pomiarowego stężenia radonu Rn222 z obwodu pomiarowego frakcji stałej zrealizowane jest poprzez wylotowy zawór odcinający oraz dławik.It is advantageous if the discharge of the Rn222 radon concentration measuring circuit to the atmosphere from the solid fraction measuring circuit is effected through an outlet shut-off valve and a throttle.
Również korzystnym jest, gdy wlotowy zawór odcinający stanowi zawór trójdrogowy, do którego za pomocą przewodu hydraulicznego dodatkowo podłączony jest zbiornik azotu pod ciśnieniem.It is also advantageous if the inlet shut-off valve is a three-way valve to which a pressurized nitrogen reservoir is additionally connected by means of a hydraulic line.
Ponadto, korzystnym jest, gdy układ urządzeń zawiera dodatkowo moduł rejestrująco-sterującoobliczeniowy, wyposażony w panel wprowadzania danych oraz układ transmisji danych, połączony za pomocą przewodów sygnałowych lub bezprzewodowo z urządzeniem pomiarowym, przepływomierzem, urządzeniem filtrująco-pomiarowym oraz przepływomierzem w stacji filtroseparatorów, a także, gdy moduł rejestrująco-sterująco-obliczeniowy, połączony jest za pomocą przewodów sygnałowych lub bezprzewodowo z zaworami doprowadzającym i odprowadzającym, pierwszym zaworem trójdrogowym, wlotowym zaworem odcinającym, wylotowym zaworem odcinającym oraz reduktorami ciśnienia oraz manometrem kontrolnym i dławikiem, które posiadają mechanizm automatycznego sterowania.Moreover, it is advantageous if the device system additionally comprises a recording, control and calculation module, equipped with a data input panel and a data transmission system, connected by signal cables or wirelessly to a measuring device, a flow meter, a filtering and measuring device and a flow meter in the filter separator station, as well as when the recording, control and computing module is connected via signal lines or wirelessly to the supply and discharge valves, the first three-way valve, the inlet shut-off valve, the outlet shut-off valve and pressure regulators, and a control manometer and a throttle, which have an automatic control mechanism.
Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na schematycznym rysunku przedstawiającym w uproszczeniu układ urządzeń do pomiaru aktywności promieniotwórczego ołowiu Pb-210 na wkładach filtracyjnych w bateriach filtroseparatorów gazu ziemnego.The subject of the invention has been presented in an exemplary embodiment in a schematic drawing showing schematically the system of devices for measuring the radioactive activity of Pb-210 lead on filter cartridges in natural gas filter separator batteries.
Poniżej zamieszczono przykład stosowania sposobu według wynalazku, zrealizowanego do oznaczenia aktywności ołowiu Pb-210 na odcinkach dwóch gazociągów.An example of the application of the method according to the invention for the determination of the activity of lead Pb-210 on sections of two gas pipelines is presented below.
Oznaczenie 1. Badanie zostało wykonane na węźle gazociągu o średnicy d=700 [mm] z układami filtracyjnymi. Odległość poprzedzającego układu oczyszczania gazu wynosi 1=150 [km]. Średni strumień przepływającego gazu mierzony był za pomocą przepływomierzy należących do infrastruktury węzła i wynosił 0=4,2:5,6 [m3/s]. Zawartość frakcji stałej o wielkości powyżej 5 pm została zmierzona metodą pomiaru przyrostu masy filtra wykonanego w postaci spieku, przez który przepuszczano próbki gazu o objętości min. 12 [m3] i wynosi k=0,28-0,45 [mg/m3]. Ponadto, za pomocą komory scyntylacyjnej 14, tzw. komory Lucasa, wyposażonej w urządzenie pomiarowe 17, które stanowi fotopowielacz wraz z licznikiem impulsów, zostało określone średnie stężenie radonu Rn-222 w gazie, które wynosi CRn=400 [Bq/m3].Marking 1. The test was performed on a gas pipeline node with a diameter of d = 700 [mm] with filtration systems. The distance of the gas purification system upstream is 1 = 150 [km]. The average stream of flowing gas was measured with the use of flow meters belonging to the node infrastructure and was 0 = 4.2: 5.6 [m3 / s]. The content of the solid fraction with a size greater than 5 µm was measured by measuring the weight gain of a filter made in the form of a sinter through which gas samples with a volume of min. 12 [m 3 ] and amounts to k = 0.28-0.45 [mg / m 3 ]. Moreover, by means of a scintillation chamber 14, the so-called in the Lucas chamber, equipped with a measuring device 17, which is a photomultiplier with a pulse counter, the average radon concentration Rn-222 in the gas was determined, which is CRn = 400 [Bq / m 3 ].
Następnie, obliczono aktywność Apb ołowiu Pb-210 w pyle na wkładzie filtracyjnym, korzystając z zależności A = c -n.ł gdzie:Then, the Apb activity of lead Pb-210 in the dust on the filter cartridge was calculated using the relationship A = c -n.ł where:
Apb - aktywność ołowiu Pb-210 w pyle [Bq/kg],Apb - activity of Pb-210 lead in dust [Bq / kg],
Apb = [1/s] - stała rozpadu ołowiu Pb-210,Apb = [1 / s] - Pb-210 lead decay constant,
CRn - stężenie radonu Rn-222 [Bq/m3],CRn - radon concentration Rn-222 [Bq / m3],
Aro = [1/s] - stała rozpadu radonu Rn-222, k - zawartości cząstek stałych w gazie [kg/m3], I - odległość między analizowanym układem oczyszczania gazu a układem poprzedzającym go [m], A - pole przekroju gazociągu [m2],Aro = [1 / s] - radon decay constant Rn-222, k - solids content in the gas [kg / m3], I - distance between the analyzed gas cleaning system and the system preceding it [m], A - gas pipeline cross-sectional area [ m 2 ],
Q - średni strumień objętości gazu [m3/s].Q - average gas flow rate [m 3 / s].
Obliczona aktywność ołowiu Pb-210 w pyle na wkładzie filtracyjnym wynosi Apb=12,3-14,8 [kBq/kg] i odpowiada aktywności ołowiu Pb-210 zmierzonej metodą spektrometrii gamma bezpośrednio na wkładach filtracyjnych, która wynosi Apb=12,8 ± 1,3 [kBq/kg],The calculated activity of lead Pb-210 in the dust on the filter cartridge is Apb = 12.3-14.8 [kBq / kg] and corresponds to the activity of lead Pb-210 measured by gamma spectrometry directly on the filter cartridges, which is Apb = 12.8 ± 1.3 [kBq / kg],
Oznaczenie 2. Badanie zostało wykonane na węźle gazociągu o średnicy d=700 [mm] z układami filtracyjnymi. Odległość poprzedzającego układu oczyszczania gazu wynosi 1=180 [km]. Średni strumień przepływającego gazu mierzony był za pomocą przepływomierzy należących do infrastruktury węzła i wynosił 0=5:6=9,7 [m3/s]. Zawartość frakcji stałej o wielkości powyżej 5 pm została zmierzona metodą pomiaru przyrostu masy filtra wykonanego w postaci spieku, przez który przepuszczano próbki gazu o objętości min. 12 [m3] i wynosi k=0,20-0,30 [mg/m3]. Ponadto, za pomocą komory scyntylacyjnej 14, tzw. komory Lucasa, wyposażonej w urządzenie pomiarowe 17, które stanowi fotopowielacz wraz z licznikiem impulsów, zostało zbadane średnie stężenie radonu Rn-222 w gazie, które wynosi CRn=52 [Bq/m3].Marking 2. The test was performed on a gas pipeline node with a diameter of d = 700 [mm] with filtration systems. The distance of the gas purification system upstream is 1 = 180 [km]. The average stream of flowing gas was measured with the use of flow meters belonging to the node infrastructure and was 0 = 5: 6 = 9.7 [m 3 / s]. The content of the solid fraction with a size greater than 5 µm was measured by measuring the weight gain of a filter made in the form of a sinter through which gas samples with a volume of min. 12 [m 3 ] and amounts to k = 0.20-0.30 [mg / m 3 ]. Moreover, by means of a scintillation chamber 14, the so-called in the Lucas chamber, equipped with a measuring device 17, which is a photomultiplier with a pulse counter, the average radon concentration Rn-222 in the gas was tested, which is CRn = 52 [Bq / m 3 ].
Obliczona aktywność ołowiu Pb-210 w pyle na wkładzie filtracyjnym wynosi Apb=1,84-2,16 [kBq/kg] i odpowiada aktywności ołowiu Pb-210 zmierzonej metodą spektrometrii gamma bezpośrednio na wkładach filtracyjnych, która wynosi Apb=2,07 ± 0,2 [kBq/kg],The calculated activity of lead Pb-210 in the dust on the filter cartridge is Apb = 1.84-2.16 [kBq / kg] and corresponds to the activity of lead Pb-210 measured by gamma spectrometry directly on the filter cartridges, which is Apb = 2.07 ± 0.2 [kBq / kg],
PL 237 746 Β1PL 237 746 Β1
Wyniki oznaczeń oraz dane dla obu oznaczeń zestawione są w poniższej tabeliThe results of the determinations and the data for both determinations are presented in the table below
Układ urządzeń do pomiaru aktywności promieniotwórczego ołowiu Pb-210 na wkładach filtracyjnych w bateriach filtroseparatorów gazu ziemnego w przykładzie wykonania (fig. 2) podłączony jest równolegle do gazociągu 1 przed stacją filtroseparatorów 2 poprzez dwa zawory odcinające: zawór doprowadzający 3 i zawór odprowadzający 4 i zawiera dwa obwody: obwód pomiarowy frakcji stałej oraz obwód pomiarowy stężenia radonu Rn-222, a także moduł rejestrująco-sterująco-obliczeniowy 5. Zawór doprowadzający 3 połączony jest z zaworem odprowadzającym 5 kolejno poprzez sterowany pierwszy zawór trójdrogowy 6, przepływomierz 7 oraz urządzenie filtrująco-pomiarowe 8 i stanowi zamknięty obwód pomiarowy frakcji stałej. Obwód pomiarowy stężenia radonu Rn-222, połączony jest z pierwszym zaworem trójdrogowym 6 i stanowi go pierwszy reduktor ciśnienia 9, połączony z wyposażonym w manometr zbiornikiem 10 o pojemności 2,5 I i maksymalnym ciśnieniu pracy 30 bar. Wyjście zbiornika 10 połączone jest z drugim reduktorem ciśnienia 11 oraz manometrem kontrolnym 12 i dalej z zaworem trójdrogowym-odcinającym 13, posiadającym połączenie z wejściem do komory scyntylacyjnej 14, którą stanowi tzw. komora Lucasa - model PYLON 300A. Wyjście komory scyntylacyjnej 14 połączone jest z atmosferą poprzez zawór odcinający 15 oraz dławik 16. Ponadto, zawór trójdrogowyodcinający 13, połączony jest ze zbiornikiem azotu 18, który stanowi butla na gazy techniczne pod ciśnieniem 200 bar. Komora scyntylacyjna 14, wyposażona jest w urządzenie pomiarowe 17, które stanowi fotopowielacz wraz z licznikiem impulsów typu PYLON AB5, który połączony jest za pomocą przewodu sygnałowego z modułem rejestrująco-sterująco-obliczeniowym 5. Ponadto, moduł rejestrującosterująco-obliczeniowy 5 połączony jest za pomocą przewodów sygnałowych z przepływomierzem w stacji filtroseparatorów 2, a także z przepływomierzem 7 oraz urządzeniem filtrująco-pomiarowym 8 w obwodzie pomiarowym frakcji stałej. Moduł rejestrująco-sterująco-obliczeniowy 5 połączony jest również za pomocą nie uwidocznionych na rysunku przewodów sygnałowych z zaworem doprowadzającym 3, zaworem odprowadzającym 4, zaworem trójdrogowym 6, pierwszym reduktorem ciśnienia 9, drugim reduktorem ciśnienia 11, manometrem kontrolnym 12 oraz zaworem trójdrogowym-odcinającym 13.The system of devices for measuring the radioactive activity of lead Pb-210 on the filter cartridges in the natural gas filter separator batteries in the embodiment (Fig. 2) is connected in parallel to the gas pipeline 1 in front of the filter separator station 2 through two cut-off valves: the inlet valve 3 and the discharge valve 4 and includes two circuits: solid fraction measurement circuit and Rn-222 radon concentration measurement circuit, as well as a recording, control and calculation module 5. The inlet valve 3 is connected to the outlet valve 5 successively through the controlled first three-way valve 6, flow meter 7 and a filtering and measuring device 8 and is a closed solid fraction measurement circuit. The measuring circuit for the radon concentration Rn-222 is connected to the first three-way valve 6 and is constituted by the first pressure reducer 9, connected to the tank 10 equipped with a manometer, with a capacity of 2.5 l and a maximum working pressure of 30 bar. The tank 10 outlet is connected to the second pressure reducer 11 and the control manometer 12, and further to the three-way shut-off valve 13 connected to the entrance to the scintillation chamber 14, which is the so-called Lucas chamber - model PYLON 300A. The output of the scintillation chamber 14 is connected to the atmosphere through a shut-off valve 15 and a throttle 16. Moreover, a three-way shut-off valve 13 is connected to a nitrogen reservoir 18, which is a cylinder for technical gases at a pressure of 200 bar. The scintillation chamber 14 is equipped with a measuring device 17, which is a photomultiplier with a pulse counter of the PYLON AB5 type, which is connected via a signal cable with the recording, control and computing module 5. Moreover, the recording, control and computing module 5 is connected by means of cables signal with a flow meter in the filter separator station 2, as well as with a flow meter 7 and a filtering and measuring device 8 in the solid fraction measuring circuit. The recording, control and calculation module 5 is also connected with the supply valve 3, discharge valve 4, three-way valve 6, first pressure reducer 9, second pressure reducer 11, control manometer 12 and three-way shut-off valve 13 by means of signal lines not shown in the drawing. .
Przykład układu urządzeń do pomiaru aktywności promieniotwórczego ołowiu Pb-210 na wkładach filtracyjnych w bateriach filtroseparatorów gazu można pełniej opisać, przybliżając sposób jego działania. W celu realizacji pomiaru zawartości frakcji stałej, moduł rejestrująco-sterująco-obliczeniowy 5 wysyła sygnały sterujące, które otwierają automatycznie zawór doprowadzający 3 oraz zawór odprowadzający 4 i ustawiają zawór trójdrogowy 6 w położeniu umożliwiającym przepływ gazu przez obwód pomiarowy frakcji stałej. Przepływomierz 7 mierzy objętość gazu, która przepływa przez urządzenie filtrująco-pomiarowe 8, mierzące przyrost masy filtra pomiarowego. Możliwe jest przeprowadzenie pomiaru według dowolnego harmonogramu zaprogramowanego w module rejestrująco-sterująco-obliczeniowym 5, np. pomiar przez 1 godzinę dziennie. Zmierzone wielkości objętości gazu oraz masy cząstek stałych przesyłane są do modułu rejestrująco-sterująco-obliczeniowego 5 i na ich podstawie obliczana jest zawartość cząstek stałych k w gazie wyrażona jako iloraz zmierzonej masy tych cząstek w próbce gazu i objętości tej próbki gazu. Ponadto, do modułu rejestrująco-sterująco-obliczeniowego 5 przesyłane są informacje dotyczące objętościowego strumienia gazu Q, płynącego przez gazociąg 1, mierzoneAn example of a system of devices for measuring the radioactive activity of Pb-210 lead on filter cartridges in gas filter separator batteries can be described more fully by presenting the method of its operation. In order to measure the solids content, the recording, control and calculation module 5 sends control signals which automatically open the inlet valve 3 and the outlet valve 4 and set the three-way valve 6 in a position that allows gas to flow through the solid fraction measurement circuit. The flow meter 7 measures the volume of gas that flows through the filtering and measuring device 8, measuring the weight gain of the measuring filter. It is possible to carry out the measurement according to any schedule programmed in the recording, control and calculation module 5, e.g. measurement for 1 hour a day. The measured values of the gas volume and the mass of the solid particles are sent to the recording, control and computation module 5 and on their basis the content of solid particles k in the gas is calculated, expressed as the quotient of the measured mass of these particles in the gas sample and the volume of this gas sample. Moreover, information on the volumetric flow of gas Q flowing through gas pipeline 1, measured by gas, is sent to the recording, control and computing module 5.
PL 237 746 B1 przez przepływomierze należące do infrastruktury stacji filtroseparatorów 2. W celu pomiaru stężenia radonu Rn-222 moduł rejestrująco-sterująco-obliczeniowy 5 wysyła sygnały sterujące, które otwierają automatycznie zawór doprowadzający 3 zamykają zawór odprowadzający 4 i ustawiają zawór trójdrogowy 6 w położeniu umożliwiającym przepływ gazu przez obwód pomiarowy stężenia radonu Rn-222. W pierwszym etapie, ciśnienie gazu redukowane jest na pierwszym reduktorze ciśnienia 9 i ładowany jest zbiornik 10 gazu. Następnie, ciśnienie gazu wypływającego ze zbiornika 10, redukowane jest w drugim reduktorze ciśnienia 11, a jego ciśnienie na wyjściu z drugiego reduktora ciśnienia 11 kontrolowane jest za pomocą manometru kontrolnego 12. Otwarcie kontrolowanych przez moduł rejestrująco-sterująco-obliczeniowy 5 automatycznego wlotowego zaworu odcinającego 13 oraz wylotowego zaworu odcinającego 15 powoduje wypełnienie komory scyntylacyjnej 15 gazem, po czym zawory odcinające: wlotowy 13 oraz wylotowy 15 zostają zamknięte i za pomocą urządzenia pomiarowego 17 dokonuje się pomiaru stężenia radonu Rn-222 w zamkniętej objętości gazu, a wyniki tego pomiaru przesyłane są do modułu rejestrująco-sterująco-obliczeniowego 5. Dławik 16 gazowy zamontowany na wylocie z komory Lucasa, tłumi skoki ciśnienia wewnątrz komory Lucasa w trakcie napełniania komory próbką gazu. W celu wykonania ponownego pomiaru, komorę scyntylacyjną 14 przepłukuje się gazem ze zbiornika 10 albo odcina się dopływ gazu za pomocą wlotowego zaworu odcinającego 13 przy jednoczesnym doprowadzeniem do komory gazowego azotu, znajdującego się w zbiorniku azotu 18 pod ciśnieniem. Przepłukiwanie wykonuje się przy otwartym wylotowym zaworze odcinającym 15. Sterowanie pracą układu odbywać się może w sposób automatyczny, kontrolowany przez moduł rejestrująco-sterującoobliczeniowy 5 lub w sposób manualny.By means of flow meters belonging to the infrastructure of the filter separator station 2. In order to measure the radon concentration Rn-222, the recording, control and calculation module 5 sends control signals, which automatically open the inlet valve 3, close the outlet valve 4 and set the three-way valve 6 in a position that allows gas flow through the Rn-222 radon concentration measuring circuit. In a first step, the gas pressure is reduced in the first pressure reducer 9 and the gas tank 10 is charged. Then, the pressure of the gas flowing from the tank 10 is reduced in the second pressure reducer 11, and its pressure at the outlet from the second pressure reducer 11 is controlled by the control manometer 12. The opening of the automatic inlet shut-off valve 13 controlled by the recording, control and computing module 5 and the outlet shut-off valve 15 causes the scintillation chamber 15 to be filled with gas, then the shut-off valves: inlet 13 and outlet 15 are closed and the measuring device 17 measures the radon concentration Rn-222 in a closed gas volume, and the results of this measurement are sent to a recording, control and computing module 5. A 16-gas choke installed at the outlet from the Lucas chamber, suppresses pressure surges inside the Lucas chamber while filling the chamber with a gas sample. To perform a re-measurement, the scintillation chamber 14 is flushed with gas from the vessel 10, or the gas supply is shut off with the inlet shut-off valve 13 while applying nitrogen gas in the nitrogen vessel 18 under pressure to the chamber. Flushing is performed with the outlet shut-off valve 15 open. The system operation can be controlled automatically, controlled by the recording, control and calculation module 5, or manually.
Moduł rejestrująco-sterująco-obliczeniowy 5, posiada możliwość wprowadzenia za pomocą klawiatury lub bezprzewodowo dodatkowych danych, takich jak odległość I pomiędzy analizowanym układem oczyszczania gazu a układem poprzedzającym go, pole przekroju gazociągu A. Oprogramowanie modułu rejestrująco-sterująco-obliczeniowego 5, posiada możliwość wprowadzenia dowolnej zależności, na podstawie której obliczana jest aktywność ołowiu Pb-210.The recording, control and computing module 5, has the option of entering additional data using the keyboard or wirelessly, such as the distance I between the analyzed gas purification system and the one preceding it, the cross-sectional area of the gas pipeline A. The software of the recording, control and computing module 5 has the possibility of introducing any dependence on the basis of which the activity of lead Pb-210 is calculated.
Zaprojektowany układ gwarantuje bezpieczną pracę z gazem wybuchowym, jakim jest gaz ziemny, dzięki odizolowaniu próbki gazu w scyntylacyjnej komorze Lucasa od źródła zasilania układu pomiarowego.The designed system guarantees safe operation with explosive gas, which is natural gas, thanks to the isolation of the gas sample in the Lucas scintillation chamber from the power source of the measuring system.
Opis oznaczeń rysunku:Description of drawing markings:
- gazociąg- gas pipeline
- stacja filtroseparatorów- filter separator station
- zawór doprowadzający- inlet valve
- zawór odprowadzający- discharge valve
- moduł rejestrująco-sterująco-obliczeniowy- recording, control and computing module
- pierwszy zawór trójdrogowy- the first three-way valve
- przepływomierz- flow meter
- urządzenie filtrująco-pomiarowe- filtering and measuring device
- pierwszy reduktor ciśnienia- the first pressure reducer
- zbiornik- tank
- drugi reduktor ciśnienia- second pressure reducer
- manometr kontrolny- control manometer
- wlotowy zawór odcinający- inlet shut-off valve
- komora scyntylacyjna- scintillation chamber
- wylotowy zawór odcinający- outlet shut-off valve
- dławik- choke
- urządzenie pomiarowe- measuring device
- zbiornik azotu- nitrogen tank
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL427070A PL237746B1 (en) | 2018-09-14 | 2018-09-14 | Method of determining the activity of radioactive Pb-210 lead on filter inserts, in particular in gas filter-separator batteries and the arrangement of devices for determining the activity of radioactive Pb-210 lead on the inserts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL427070A PL237746B1 (en) | 2018-09-14 | 2018-09-14 | Method of determining the activity of radioactive Pb-210 lead on filter inserts, in particular in gas filter-separator batteries and the arrangement of devices for determining the activity of radioactive Pb-210 lead on the inserts |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL427070A1 PL427070A1 (en) | 2020-03-23 |
PL237746B1 true PL237746B1 (en) | 2021-05-17 |
Family
ID=69888904
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL427070A PL237746B1 (en) | 2018-09-14 | 2018-09-14 | Method of determining the activity of radioactive Pb-210 lead on filter inserts, in particular in gas filter-separator batteries and the arrangement of devices for determining the activity of radioactive Pb-210 lead on the inserts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL237746B1 (en) |
-
2018
- 2018-09-14 PL PL427070A patent/PL237746B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL427070A1 (en) | 2020-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cigna | Radon in caves | |
Michalik et al. | Measurement of radioactivity in building materials–Problems encountered caused by possible disequilibrium in natural decay series | |
CN1100835A (en) | Sensitivity enhancement for airborne radioactivity monitoring system to detect reactor coolant leaks | |
US3597611A (en) | Method and apparatus for detecting gas leaks using radioactive techniques | |
RU2477790C2 (en) | Method for changing multi-phase flow using one high-active and one or more low-active radioactive sources | |
Nowak et al. | Radioactivity of the gas pipeline network in Poland | |
PL237746B1 (en) | Method of determining the activity of radioactive Pb-210 lead on filter inserts, in particular in gas filter-separator batteries and the arrangement of devices for determining the activity of radioactive Pb-210 lead on the inserts | |
EP0049439B1 (en) | Shipping and/or storage container for radioactive material | |
Rock et al. | Radon-daughter exposure measurement with track etch films | |
Al-Masri et al. | Radon gas distribution in natural gas processing facilities and workplace air environment | |
Omale et al. | Radiological Assessment of Coal Samples from Selected Coal Mines in Nigeria | |
Aghdam | Technical Report Evaluation and study of radon occupational exposure levels in dams: a case study of the Gallery of Medau Zirimilis Dam (Sardinia, Italy) | |
US3979593A (en) | Detector for measuring a radioisotope tracer gas | |
Cline et al. | Measurements of/sup 129/I and radioactive particulate concentrations in the TMI-2 containment atmosphere during and after the venting | |
Rishel et al. | Analysis and Recommendation of Alpha-Beta Continuous Air Monitor Alarm Setpoints for the RPL Stack Exhaust | |
Salgado et al. | Study of volume fractions on biphasic stratified regime using gamma ray | |
Heaton | Field survey instrumentation and radioanalytical procedures for NORM | |
Gardner et al. | Feasibility of neutron activation methods for measurement of sodium and aluminium in green liquor | |
Rock | Sampling mine atmospheres for potential alpha energy due to the presence of radon-220 (Thoron) daughters | |
Bronson | Dynamic Gamma Spectral Measurements of Primary Coolant and Piping at Various Operating Nuclear Power Plants | |
Davy et al. | Practical dosimetry in uranium mining | |
US20190226963A1 (en) | Calibration of nuclear density meters | |
Singh et al. | A fast responding tritium in air monitor for use in operational areas of heavy water power reactors | |
Kelly et al. | Measurements employing nuclear techniques | |
CN117111131A (en) | Radioactive material monitoring system and method in radioactive waste disposal cave |