RU2352005C1 - Method of steam and gas generators control tightness of ship nuclear engine installation with water heat transfer medium under pressure - Google Patents
Method of steam and gas generators control tightness of ship nuclear engine installation with water heat transfer medium under pressure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2352005C1 RU2352005C1 RU2008102263/06A RU2008102263A RU2352005C1 RU 2352005 C1 RU2352005 C1 RU 2352005C1 RU 2008102263/06 A RU2008102263/06 A RU 2008102263/06A RU 2008102263 A RU2008102263 A RU 2008102263A RU 2352005 C1 RU2352005 C1 RU 2352005C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- steam
- steam generator
- tritium
- pipe system
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области атомной техники и может быть использовано для контроля герметичности парогенераторов судовой ядерной энергетической установки (ЯЭУ) с водным теплоносителем под давлением.The invention relates to the field of nuclear engineering and can be used to control the tightness of the steam generators of a ship’s nuclear power plant (NPP) with water under pressure.
Известен способ контроля герметичности первого контура по контролю параметров теплоносителя, основанный на регистрации изменений расхода или давления теплоносителя, возникающих при появлении течи [Конструирование ядерных реакторов. И.Я.Емельянов, В.И.Михан, В.И.Солонин. М.: Энергоиздат, 1982. - 400 с.]. Достоинство этого метода - однозначность выявления негерметичности первого контура при больших течах, недостаток - низкая чувствительность при малых течах.A known method of controlling the tightness of the primary circuit for controlling the parameters of the coolant, based on the registration of changes in flow or pressure of the coolant that occur when a leak occurs [Design of nuclear reactors. I.Ya. Emelyanov, V.I. Mikhan, V.I. Solonin. M .: Energoizdat, 1982. - 400 p.]. The advantage of this method is the unambiguity of identifying the leakage of the primary circuit with large leaks, the disadvantage is the low sensitivity with small leaks.
Наиболее близким способом контроля герметичности парогенераторов является способ, основанный на измерении на остановленном реакторе содержания реперных радионуклидов в пробах теплоносителя первого и воде второго контура с последующим расчетом величины протечки. Отбор проб воды второго контура производят из каждого парогенератора после завершения гидравлических испытаний, при этом производят перемешивание воды со стороны второго контура каждого парогенератора. При этом величина минимально определяемой протечки составляет 14-28 г [патент РФ №2300819, опубликовано 10.06.2007, бюл. №16]. Одним из недостатков этого способа является выбор 137Cs в качестве одного из реперных радионуклидов для контроля герметичности парогенераторов. Как известно 137Cs является продуктом деления ядерного топлива, и рост его содержания в теплоносителе первого контура свидетельствует о начале разгерметизации оболочек твэлов [Машиностроение. Энциклопедия. М38 Машиностроение ядерной техники. Т IV-25, кн. 2, М.: Машиностроение. 2005, - 944 с., ил.]. Из практики эксплуатации ЯЭУ транспортного назначения известно, что большинство активных зон вырабатывают свой энергоресурс без разгерметизации оболочек твэлов или с незначительными дефектами в них, при которых уровень содержания 137Cs в теплоносителе первого контура не достигает указанного в прототипе, особенно в условиях постоянной работы фильтров ионообменной очистки теплоносителя первого контура, которые сорбируют 137Cs. Использование в качестве реперного радионуклида в воде второго контура трития имеет также ряд определенных ограничений, связанных с динамикой накопления его в теплоносителе первого контура транспортных ЯЭУ. Уровень активности трития в теплоносителе первого контура, указанный в прототипе достигается только после энерговыработки более 10% [Контроль межконтурной плотности транспортной ЯЭУ с водным теплоносителем под давлением. Бредихин В.Я., Змитродан А.А. Атомная энергия, т. 98, вып.3, март 2005, стр.170-175]. Следовательно, становится очевидным, что при герметичных оболочках твэлов и энерговыработке меньше 10% измерение содержания указанных в прототипе реперных радионуклидов в воде второго контура является малоинформативным и не имеет сколько-нибудь значимых преимуществ. Кроме того, для контроля герметичности каждого парогенератора в отдельности требуется процедура перемешивания воды со стороны второго контура в каждом парогенераторе раздельно, которая необходима для отбора представительной пробы воды, а это является трудноосуществимой технической задачей в условиях транспортных ЯЭУ.The closest way to control the tightness of steam generators is a method based on measuring the content of reference radionuclides in samples of the primary coolant and secondary water with a stopped reactor, followed by calculation of the leakage value. Water sampling of the second circuit is made from each steam generator after completion of hydraulic tests, while mixing water from the side of the second circuit of each steam generator. Moreover, the minimum detectable leakage is 14-28 g [RF patent No. 2300819, published June 10, 2007, bull. No. 16]. One of the disadvantages of this method is the choice of 137 Cs as one of the reference radionuclides for monitoring the tightness of steam generators. As you know, 137 Cs is a fission product of nuclear fuel, and an increase in its content in the primary coolant indicates the beginning of depressurization of the claddings of fuel elements [Engineering. Encyclopedia. M38 Nuclear engineering. T IV-25, book. 2, M.: Engineering. 2005, - 944 p., Ill.]. From the practice of operating nuclear power plants for transport purposes, it is known that most of the active zones generate their energy resource without depressurization of the claddings of fuel rods or with minor defects in them, at which the level of 137 Cs in the primary coolant does not reach that indicated in the prototype, especially under conditions of constant operation of ion exchange filters primary coolant that sorb 137 Cs. The use of a tritium second circuit as a reference radionuclide in water also has a number of certain limitations associated with the dynamics of its accumulation in the primary coolant of transport nuclear power plants. The level of tritium activity in the primary coolant indicated in the prototype is achieved only after an energy production of more than 10% [Control of the inter-circuit density of a transport nuclear power plant with an aqueous coolant under pressure. Bredikhin V.Ya., Zmitrodan A.A. Atomic energy, vol. 98, issue 3, March 2005, pp. 170-175]. Therefore, it becomes obvious that when the sealed cladding of the fuel rods and the energy production is less than 10%, the measurement of the content of the reference radionuclides indicated in the prototype in the secondary water is uninformative and does not have any significant advantages. In addition, to control the tightness of each steam generator separately, the procedure of mixing water from the side of the second circuit in each steam generator separately is required, which is necessary for taking a representative sample of water, and this is a difficult technical task in the conditions of transport nuclear power plants.
Задача изобретения заключается в создании способа, позволяющего осуществлять высокочувствительный контроль герметичности каждого в отдельности парогенератора судовой ядерной энергетической установки с водным теплоносителем под давлением в стояночном режиме как при стационарном давлении в реакторе, так и при проведении гидравлических испытаний независимо от состояния герметичности оболочек твэлов и энерговыработки активной зоны.The objective of the invention is to create a method that allows for highly sensitive control of the tightness of each individual steam generator of a ship’s nuclear power plant with a water coolant under pressure in the standby mode both at stationary pressure in the reactor and during hydraulic tests, regardless of the state of tightness of the cladding of fuel rods and active energy production zones.
Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является повышение чувствительности способа контроля и, как следствие, более ранее обнаружение неплотности, а также возможность определения скорости протечки теплоносителя первого контура в конкретном парогенераторе.The technical result achieved by the implementation of the invention is to increase the sensitivity of the control method and, as a consequence, to detect leaks earlier, as well as to determine the rate of leakage of the primary coolant in a particular steam generator.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе контроля герметичности парогенераторов судовой ЯЭУ с водным теплоносителем, включающем отбор проб из каждого предварительно осушенного парогенератора на остановленном реакторе и измерение активности трития с последующим расчетом величины протечки, новым, обеспечивающим решение поставленной задачи, является то, что отбор проб влаги воздуха производят из трубной системы каждого парогенератора, при этом перед отбором проб производят удаление гидравлических затворов и остатков воды из трубопроводов контура циркуляции, а отбор проб влаги воздуха и измерение активности трития производят с интервалом времени 24-48 часов. Удаление гидравлических затворов необходимо для обеспечения беспрепятственного отбора проб влаги воздуха из трубной системы парогенераторов, а удаление воды - для предотвращения разбавления активности трития, поступившего в случае дефекта трубной системы парогенератора с теплоносителем первого контура, и, как следствие, повышения чувствительности способа контроля.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for monitoring the tightness of steam generators of a ship nuclear power plant with a water coolant, including sampling from each previously drained steam generator at a stopped reactor and measuring tritium activity with subsequent calculation of the leakage value, a new solution to the problem is that sampling of moisture in the air is carried out from the pipe system of each steam generator, while before sampling, hydraulic gates are removed and tkov circulation water from the piping circuit, and the selection of air moisture samples and measuring the tritium activity produce 24-48 hours at a time interval. The removal of hydraulic locks is necessary to ensure unimpeded sampling of air moisture from the tube system of the steam generators, and the removal of water is necessary to prevent dilution of the tritium activity received in the event of a defect in the tube system of the steam generator with the primary coolant, and, as a result, to increase the sensitivity of the control method.
Способ осуществляется следующим образом. Производят осушение парогенераторов, затем удаляют гидравлические затворы и остатки воды из трубопроводов контура циркуляции, соединяющих трубную систему парогенераторов с воздушным пространством отсека, путем продувки воздухом или азотом. Отбирают пробы влаги воздуха из трубной системы каждого парогенератора. Сначала отбирают контрольную пробу для определения начального содержания трития в воздухе, затем через 24-48 часов повторно отбирают пробу влаги воздуха и определяют содержание трития в воздухе. Отбор проб влаги воздуха из трубной системы парогенератора проводится путем пропускания воздуха через влагопоглотитель (силикагель индикаторный) при помощи аспиратора с регулируемым расходом воздуха. Аспиратор подсоединяется к штуцеру трубопровода каждого парогенератора поочередно. С целью предотвращения создания дополнительного разряжения в парогенераторе его трубная система сообщается с воздушным пространством отсека через технологический штуцер. Для исключения возможности попадания тритийсодержащей влаги из отсека в трубную систему парогенератора на штуцер воздушного сообщения устанавливается барьерный фильтр с влагопоглотителем. Для определения содержания трития в воздухе трубных систем парогенератора используется адсорбционный метод отбора проб влаги воздуха. В качестве адсорбента влаги используют индикаторный силикагель, помещенный в прозрачную колонку из оргстекла. Влагу из силикагеля после отбора пробы выделяют термовакуумной десорбцией. В полученной влаге измеряют активность трития на радиометре «TRIATHLER», затем по методике [Беловодский Л.Ф., Гаевой В.К., Гришмановский В.И.. Тритий. М.: Энергоиздат, 1985, 248 с.] определяют содержание трития в воздухе. Результаты контрольной пробы и пробы, отобранной через 24-48 часов из каждого парогенератора, сравнивают. При выявлении увеличения содержания трития в воздухе превышающей погрешность методики измерения, делают заключение о негерметичности трубной системы парогенератора. Величина протечки оценивается по формуле:The method is as follows. The steam generators are drained, then the hydraulic gates and residual water are removed from the pipelines of the circulation circuit connecting the pipe system of the steam generators with the air space of the compartment by blowing with air or nitrogen. Moisture samples of air are taken from the pipe system of each steam generator. First, a control sample is taken to determine the initial tritium content in the air, then after 24-48 hours the air moisture is re-sampled and the tritium content in the air is determined. Sampling of air moisture from the pipe system of the steam generator is carried out by passing air through a desiccant (indicator silica gel) using an aspirator with an adjustable air flow rate. The aspirator is connected to the pipe fitting of each steam generator alternately. In order to prevent the creation of additional vacuum in the steam generator, its pipe system communicates with the air space of the compartment through the process fitting. To exclude the possibility of tritium-containing moisture entering from the compartment into the steam generator pipe system, a barrier filter with a desiccant is installed on the air connection. To determine the tritium content in the air of the pipe systems of the steam generator, the adsorption method of sampling air moisture is used. As a moisture adsorbent use indicator silica gel, placed in a transparent Plexiglas column. After sampling, the moisture from silica gel is isolated by thermal vacuum desorption. In the obtained moisture, the tritium activity is measured on a TRIATHLER radiometer, then according to the method [Belovodsky LF, Gaevoy VK, Grishmanovsky V.I. Tritium. M .: Energoizdat, 1985, 248 p.] Determine the tritium content in the air. The results of the control sample and the sample taken after 24-48 hours from each steam generator are compared. If an increase in the tritium content in the air exceeds the error of the measurement procedure, a conclusion is made about the leakage of the pipe system of the steam generator. The amount of leakage is estimated by the formula:
, ,
где G - величина протечки теплоносителя первого контура в воздух трубной системы парогенератора, кг/ч;where G is the magnitude of the leakage of the primary coolant into the air of the pipe system of the steam generator, kg / h;
А1 возд - активность трития в воздухе трубной системы парогенератора, контрольная проба, Бк/м3;And 1 air - tritium activity in the air of the pipe system of the steam generator, control sample, Bq / m 3 ;
А2 возд - активность трития в воздухе трубной системы парогенератора, повторная проба, Бк/м3;And 2 air - the activity of tritium in the air of the pipe system of the steam generator, a second test, Bq / m 3 ;
А I кон - активность трития в теплоносителе первого контура, Бк/кг;And I con - tritium activity in the primary coolant, Bq / kg;
V - воздушный объем трубной системы парогенератора, м3 (указан в технической документации парогенератора);V is the air volume of the pipe system of the steam generator, m 3 (indicated in the technical documentation of the steam generator);
t - интервал времени между отбором проб, ч.t is the time interval between sampling, h
Например, при активности трития в теплоносителе первого контура на уровне 3,7×104 Бк/кг, которая достигается при энерговыработки меньше 1%, минимально регистрируемая протечка будет составлять около 0,2 г/ч.For example, with tritium activity in the primary coolant at a level of 3.7 × 10 4 Bq / kg, which is achieved with an energy production of less than 1%, the minimum leakage recorded will be about 0.2 g / h.
Для подтверждения возможности контроля герметичности парогенераторов были проведены полномасштабные испытания на экспериментальной исследовательской ЯЭУ с дозированным «вводом» теплоносителя первого контура в трубную систему одного из парогенераторов. В ходе проведения испытаний к технологическому штуцеру сообщения воздушной полости трубной системы парогенераторов с воздухом была подсоединена емкость, заполненная водной фазой теплоносителя первого контура. Результаты представлены в таблице.To confirm the possibility of monitoring the tightness of steam generators, full-scale tests were conducted at an experimental research nuclear power plant with a dosed "input" of the primary coolant into the pipe system of one of the steam generators. During the tests, a container filled with the aqueous phase of the primary coolant was connected to the technological connection of the air cavity of the pipe system of the steam generators with air. The results are presented in the table.
в течение ~48 часов
активность трития в теплоносителе
I контура составляла 107 Бк/кгAfter "exposure" of each GHG
within ~ 48 hours
tritium activity in the coolant
I circuit was 10 7 Bq / kg
Таким образом, по сравнению с известными способами предлагаемый способ обеспечивает повышение чувствительности контроля и более раннее обнаружение негерметичности парогенераторов на остановленном реакторе как при стационарном давлении, так и при проведении гидравлических испытаний, независимо от состояния герметичности оболочек твэлов и энерговыработки активной зоны.Thus, in comparison with the known methods, the proposed method provides an increase in the control sensitivity and earlier detection of leakage of steam generators at a stopped reactor both at stationary pressure and during hydraulic tests, regardless of the state of tightness of the cladding of fuel rods and energy production of the core.
Claims (2)
где G - величина протечки теплоносителя первого контура в воздух трубной системы парогенератора, кг/ч;
А1 возд - активность трития в воздухе трубной системы парогенератора, контрольная проба, Бк/м3;
А2 возд - активность трития в воздухе трубной системы парогенератора, повторная проба, Бк/м3;
AI кон - активность трития в теплоносителе первого контура, Бк/кг;
V - воздушный объем трубной системы парогенератора, м3;
t - интервал времени между отбором проб, ч. 2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of leakage is calculated by the formula:
where G is the magnitude of the leakage of the primary coolant into the air of the pipe system of the steam generator, kg / h;
And 1 air - tritium activity in the air of the pipe system of the steam generator, control sample, Bq / m 3 ;
And 2 air - the activity of tritium in the air of the pipe system of the steam generator, a second test, Bq / m 3 ;
A I con - tritium activity in the primary coolant, Bq / kg;
V is the air volume of the pipe system of the steam generator, m 3 ;
t is the time interval between sampling, h
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008102263/06A RU2352005C1 (en) | 2008-01-21 | 2008-01-21 | Method of steam and gas generators control tightness of ship nuclear engine installation with water heat transfer medium under pressure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008102263/06A RU2352005C1 (en) | 2008-01-21 | 2008-01-21 | Method of steam and gas generators control tightness of ship nuclear engine installation with water heat transfer medium under pressure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2352005C1 true RU2352005C1 (en) | 2009-04-10 |
Family
ID=41015077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008102263/06A RU2352005C1 (en) | 2008-01-21 | 2008-01-21 | Method of steam and gas generators control tightness of ship nuclear engine installation with water heat transfer medium under pressure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2352005C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751988C1 (en) * | 2020-09-09 | 2021-07-21 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Method for monitoring pressure and moisture content in cavity of decommissioned pipeline and device for its implementation (options) |
-
2008
- 2008-01-21 RU RU2008102263/06A patent/RU2352005C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751988C1 (en) * | 2020-09-09 | 2021-07-21 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Method for monitoring pressure and moisture content in cavity of decommissioned pipeline and device for its implementation (options) |
WO2022055385A1 (en) | 2020-09-09 | 2022-03-17 | Publichnoe Aktsionernoe Obschestvo "Gazprom " | Method of monitoring of pressure and moisture content in the hollow of a decommissioned pipeline and device for implementation thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4755061B2 (en) | Nuclear facility leakage monitoring system and leakage monitoring method thereof | |
JPS62204141A (en) | Measuring device for gas dissolved into water | |
JPH06300849A (en) | Method for detecting leakage of radioactive gas of nuclear reactor and radioactivity monitor for nuclear reactor | |
US8781058B1 (en) | Nuclear power plant steel detecting device | |
US3073767A (en) | Reactor fuel elements testing container | |
RU2352005C1 (en) | Method of steam and gas generators control tightness of ship nuclear engine installation with water heat transfer medium under pressure | |
CN109817356B (en) | Method and device for monitoring RPV neutron irradiation damage based on magnetization work parameters | |
US11443861B2 (en) | Analysis device for the detection of fission products by measurement of a radioactivity | |
US5126100A (en) | System for qualification of chemical decontamination methods for decontamination of nuclear reactor systems | |
Park et al. | Current status of integrity assessment by sipping system of spent fuel bundles irradiated in CANDU reactor | |
Meyer et al. | Feasibility of acoustic methods for impurity gas monitoring in dry storage systems | |
RU2622107C1 (en) | Method of inspection of the fuel collision of the shells of fuels of the worked heat-fuel assembly of transport nuclear energy installations | |
RU2191437C1 (en) | Leak inspection method for steam generator of nuclear power plant | |
RU2094861C1 (en) | Method for detecting depressurized fuel elements | |
Perry | Experimental Evaluation of Drying Spent Nuclear Fuel for Dry Cask Storage through Vacuum and Forced Helium Dehydration | |
RU2297680C1 (en) | Method and device for checking fuel element cans for tightness | |
Kasban et al. | New trends for on-line troubleshooting in industrial problems using radioisotopes | |
CN113023919B (en) | Pressurized water reactor sample water gas-liquid separation device and fission gas measurement method | |
RU2300819C2 (en) | Method for checking shipboard nuclear power plant for tightness | |
Miklos et al. | Improving of spent fuel monitoring in condition of slovak wet interim spent fuel storage facility | |
Ammon et al. | Monitoring the Integrity of Control Rods On-Line with a Helium Leak Detector | |
Zverev et al. | Monitoring of Technical Condition of the Core in the BN-1200 Advanced Commercial Sodium-Cooled Reactor | |
Bredikhin et al. | Monitoring of interloop density of a propulsion nuclear power system cooled by pressurized water | |
RU2547447C1 (en) | Method of tightness monitoring at heat exchange surface of steam generator of reactor plant with heavy liquid metal heat carrier | |
Zucchetti et al. | INGEGNERIA ENERGETICA E NUCLEARE |