RU2594179C1 - Устройство для обнаружения дефектных тепловыделяющих сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем - Google Patents
Устройство для обнаружения дефектных тепловыделяющих сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2594179C1 RU2594179C1 RU2015123977/07A RU2015123977A RU2594179C1 RU 2594179 C1 RU2594179 C1 RU 2594179C1 RU 2015123977/07 A RU2015123977/07 A RU 2015123977/07A RU 2015123977 A RU2015123977 A RU 2015123977A RU 2594179 C1 RU2594179 C1 RU 2594179C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plug
- housing
- channel
- cavity
- tube
- Prior art date
Links
Images
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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к средствам обнаружения поврежденных тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем. Устройство содержит цилиндрический корпус c перфорацией 2 в нижней части, верхний торец которого загерметизирован с отверстием для прохода барботажной трубки 3 для подачи в корпус 1 сверху-вниз газа-носителя. В корпусе 1 также установлена цилиндрическая пробка, состоящая из двух коаксиально расположенных и плотно прилегающих своими боковыми поверхностями друг к другу частей. Внутренняя часть 4 пробки представляет собой цилиндр с каналом для прохода барботажной трубки 3. Внешняя часть 5 пробки выполнена в виде втулки. На наружных поверхностях частей 4 и 5 пробки выполнено, по крайней мере, по одному винтовому каналу 6 и 7 соответственно. Между верхним торцом пробки и заглушкой образована верхняя полость 8, а между нижним торцом пробки и нижним краем корпуса 1 - нижняя полость 9. В корпусе 1 выше перфорации 2 выполнены отверстия 10 для выхода газа. Датчики активности газообразных продуктов деления детектора излучения 11 установлены в области верхней полости 8. Технический результат - повышение точности обнаружения дефектных ТВС. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано для обнаружения поврежденных тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем.
В ядерных реакторах тепловыделяющие элементы (твэлы) в ТВС работают в напряженных температурных и гидродинамических условиях, что может вызвать образование дефектов в оболочке твэлов. Через эти дефекты продукты деления (инертные радиоактивные газы, например Cr и Xe) поступают в первый контур теплоносителя реактора. Эффективным идентификатором наличия негерметичных твэлов во время работы реактора является контроль за изменением концентрации продуктов деления в теплоносителе реакторной установки, так как в данном случае теплоноситель является газосборником газообразных продуктов деления, выделяющихся из дефектных твэл. Выполняя извлечение из теплоносителя растворенных газов (дегазацию) и измеряя активность извлеченных газов, можно сделать вывод об их концентрации в теплоносителе и, следовательно, о степени разгерметизации твэлов.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является устройство для обнаружения дефектных тепловыделяющих сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем, содержащее цилиндрический корпус, в нижней части которого выполнена перфорация, а верхний торец загерметизирован заглушкой с отверстием для прохода барботажной трубки внутрь корпуса с зазором относительно его внутренней поверхности, и датчики измерения активности газообразных продуктов деления (авторское свидетельство SU №343629, опубл. 21.06.78, МПК G21C 17/06).
Для обнаружения дефектных ТВС устройство вертикально погружают нижней частью в теплоноситель ядерного реактора, пропускают через барботажную трубку сверху вниз газ-носитель, который, проходя через теплоноситель, захватывает из него растворенные газообразные продукты деления и, двигаясь вверх по кольцевому зазору между барботажной трубкой и внутренней поверхностью трубы, поступает по шлангам в измерительную емкость, где с помощью датчиков измерения активности газов оценивают герметичность твэлов.
Главным недостатком вышеуказанного устройства является то обстоятельство, что оно может применяться только на остановленном реакторе и не позволяет оперативно отслеживать герметичность твэл, что в конечном итоге негативно отражается на безопасности ядерных реакторов. Кроме того, при значительной длине соединительных трубопроводов короткоживущие продукты деления могут распадаться, не доходя до измерительной емкости, а на внутренней поверхности шлангов будут накапливаться радиоактивные элементы. Еще одним недостатком данного устройства является то, что для возвращения отобранного газа в реакторное пространство требуется дополнительное оборудование.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение безопасности, надежности и экономичности эксплуатации ядерных реакторов с жидкометаллическим теплоносителем.
Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений обнаружения дефектных ТВС при одновременном повышении радиационной безопасности за счет защиты от нейтронного облучения, сокращения коммуникаций и материалоемкости устройства.
Технический результат достигается тем, что устройство для обнаружения дефектных тепловыделяющих сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем, содержащее цилиндрический корпус, в нижней части которого выполнена перфорация, а верхний торец загерметизирован заглушкой с отверстием для прохода барботажной трубки внутрь корпуса с зазором относительно его внутренней поверхности, и датчики измерения активности газообразных продуктов деления, в корпусе дополнительно установлена защищающая от нейтронного излучения цилиндрическая пробка из двух коаксиально расположенных частей - внутренней - с каналом для прохода барботажной трубки - и внешней, причем пробка расположена с образованием верхней полости - между верхним торцом пробки и заглушкой - и нижней полости - между нижним торцом пробки и нижним краем корпуса, а на наружных поверхностях каждой из частей пробки выполнен, по крайней мере, один винтовой канал для движения газа, при этом канал внутренней части пробки сообщен с верхней и нижней полостью корпуса, а канал внешней части пробки - с верхней полостью и с отверстиями, выполненными в корпусе выше перфорации, при этом датчики активности установлены в области верхней полости корпуса.
Вышеуказанные существенные признаки изобретения обеспечивают снижение количества составляющих элементов устройства, обеспечивая его компактность, радиационную безопасность и возможность проведения оценки активности отобранного газа в максимально короткое время после его выхода из теплоносителя.
Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), на котором изображено устройство для обнаружения дефектных ТВС ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем.
Устройство содержит цилиндрический корпус 1, например, в виде трубы, в нижней части которого выполнена перфорация 2 и верхний торец которого загерметизирован заглушкой с отверстием, через которое внутрь корпуса 1 с зазором относительно его внутренней поверхности проходит барботажная трубка 3 для подачи в корпус 1 сверху вниз газа-носителя. В корпусе 1 также установлена защищающая от нейтронного излучения цилиндрическая пробка, состоящая из двух коаксиально расположенных и плотно прилегающих своими боковыми поверхностями друг к другу частей - внутренней 4 и внешней 5. Внутренняя часть 4 пробки представляет собой цилиндр с каналом для прохода барботажной трубки 3. Внешняя часть 5 пробки выполнена в виде втулки. На наружных поверхностях частей 4 и 5 пробки выполнено, по крайней мере, по одному винтовому каналу 6 и 7 соответственно. Между верхним торцом пробки и заглушкой образована верхняя полость 8, а между нижним торцом пробки и нижним краем корпуса 1 - нижняя полость 9. В корпусе 1 выше перфорации 2 выполнены отверстия 10 для выхода газа. Датчики активности газообразных продуктов деления детектора излучения 11 установлены в области верхней полости 8.
Устройство работает следующим образом.
Корпус 1 закрепляют в канале, проходящем через крышку реактора, таким образом, чтобы верхняя полость 8 была расположена за пределами реактора, нижний его конец с перфорацией 2 и конец барботажной трубки 3 располагались под уровнем теплоносителя, а отверстия 10 - над уровнем теплоносителя.
Через барботажную трубку 3 сверху вниз подают газ-носитель, например аргон, под давлением, достаточным для образования на ее нижнем конце пузырьков. Пузырьки, достигнув отрывного диаметра на нижнем конце барботажной трубки 3, попадают в нижнюю полость 9. При непрерывном барботировании возникает непрерывное подъемное течение теплоносителя в нижней полости 9 в направлении перфорации 2, расположенной ниже уровня теплоносителя, который через нее поступает обратно в бак реактора. Получаемое таким образом непрерывное течение приводит к эффекту всасывания теплоносителя, окружающего устройство контроля, в нижнюю полость 9. По мере подъема газожидкостной смеси происходит выход растворенных газов из теплоносителя в пузырьки газа-носителя. Газ-носитель вместе с захваченными из теплоносителя газообразными продуктами деления поступает в подъемный винтовой канал 6 внутренней части 4 пробки. Винтовая форма каналов 6 и 7 внутренней и внешней частей 4 и 5 пробки соответственно препятствует прохождению ионизирующего излучения из активной зоны реактора за пределы корпуса реактора, обеспечивая, тем самым, радиационную безопасность и возможность проведения контроля на работающем реакторе. Кроме этого газ, проходя по винтовому каналу 6, очищается от аэрозольных частиц, которые, будучи радиоактивными, в случае их попадания в верхнюю полость 8, представляющую собой, по сути, измерительную емкость, могли бы внести помехи в работу датчиков активности детектора излучения 11. Поступивший в верхнюю полость 8 по винтовому каналу 6 внутренней части 4 пробки газ контролируют с помощью датчиков активности детектора излучения 11, установленных в области (рядом с ней или вплотную) верхней полости 8. Превышение измеряемых активностей над нормой свидетельствует о появлении в области размещения устройства негерметичного твэла и позволяет измерять активность газа сразу после его выхода из теплоносителя. Оценка активности газообразных продуктов деления в максимально короткое время после их выхода из теплоносителя значительно повышает точность измерения. Из верхней полости 8 газ затем попадает в опускной канал 7 внешней части 5 пробки и через отверстие 10, сообщенное с каналом 7, выходит в газовую полость реактора. Отсутствие шлангов с отложенными на их внутренних поверхностях радиоактивными элементами, а также отсутствие необходимости специальной очистки и выдержки газа для снижения уровня его радиоактивности после прохождения газа через измерительную емкость делает устройство радиационно безопасным и компактным.
Claims (1)
- Устройство для обнаружения дефектных тепловыделяющих сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем, содержащее цилиндрический корпус, в нижней части которого выполнена перфорация, а верхний торец загерметизирован заглушкой с отверстием для прохода барботажной трубки внутрь корпуса с зазором относительно его внутренней поверхности, и датчики измерения активности газообразных продуктов деления, отличающееся тем, что в корпусе дополнительно установлена защищающая от нейтронного излучения цилиндрическая пробка из двух коаксиально расположенных частей - внутренней - с каналом для прохода барботажной трубки - и внешней, причем пробка расположена с образованием верхней полости - между верхним торцом пробки и заглушкой - и нижней полости - между нижним торцом пробки и нижним краем корпуса, а на наружных поверхностях каждой из частей пробки выполнен, по крайней мере, один винтовой канал для движения газа, при этом канал внутренней части пробки сообщен с верхней и нижней полостью корпуса, а канал внешней части пробки - с верхней полостью и с отверстиями, выполненными в корпусе выше перфорации, при этом датчики активности установлены в области верхней полости корпуса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015123977/07A RU2594179C1 (ru) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | Устройство для обнаружения дефектных тепловыделяющих сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015123977/07A RU2594179C1 (ru) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | Устройство для обнаружения дефектных тепловыделяющих сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2594179C1 true RU2594179C1 (ru) | 2016-08-10 |
Family
ID=56613349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015123977/07A RU2594179C1 (ru) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | Устройство для обнаружения дефектных тепловыделяющих сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2594179C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3964964A (en) * | 1974-10-15 | 1976-06-22 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Identification of failed fuel element |
SU343629A1 (ru) * | 1970-09-10 | 1978-08-05 | Aristarkhov N N | Устройство дл обнаружени дефектных пакетов на остановленном реакторе |
US4332639A (en) * | 1979-02-21 | 1982-06-01 | Electric Power Research Institute, Inc. | Failed element detection and location system and method for use in a nuclear reactor |
RU2186429C2 (ru) * | 2001-10-19 | 2002-07-27 | Славягин Павел Дмитриевич | Способ перегрузки и контроля герметичности тепловыделяющей сборки реактора с жидким теплоносителем и устройство для его осуществления |
-
2015
- 2015-06-19 RU RU2015123977/07A patent/RU2594179C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU343629A1 (ru) * | 1970-09-10 | 1978-08-05 | Aristarkhov N N | Устройство дл обнаружени дефектных пакетов на остановленном реакторе |
US3964964A (en) * | 1974-10-15 | 1976-06-22 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Identification of failed fuel element |
US4332639A (en) * | 1979-02-21 | 1982-06-01 | Electric Power Research Institute, Inc. | Failed element detection and location system and method for use in a nuclear reactor |
RU2186429C2 (ru) * | 2001-10-19 | 2002-07-27 | Славягин Павел Дмитриевич | Способ перегрузки и контроля герметичности тепловыделяющей сборки реактора с жидким теплоносителем и устройство для его осуществления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6766161B2 (ja) | 試料採取容器および試料採取システム並びに対応する運転方法 | |
Gupta | Experimental investigations relevant for hydrogen and fission product issues raised by the Fukushima accident | |
JP4541011B2 (ja) | 小さく浅い割れ内部の電気化学的腐食電位を測定するための方法及び装置 | |
CN108007650A (zh) | 一种使用气相色谱测量活性炭床机械泄漏率的方法 | |
RU2594179C1 (ru) | Устройство для обнаружения дефектных тепловыделяющих сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем | |
JPS60188890A (ja) | 燃料集合体における漏洩燃料棒の探知方法および装置 | |
KR102372548B1 (ko) | 방사능의 측정에 의해 핵분열 생성물을 검출하기 위한 분석 장치 | |
Betschart | Two-phase flow investigations in large diameter channels and tube bundles | |
TW201921379A (zh) | 偵測一核能設施的一控制元件之中子吸收能力之偵測設備及方法 | |
Kozlov et al. | Development of sodium coolant technology for fast reactors. | |
KR930011023B1 (ko) | 폐기연료 저장 캐스크용 폐쇄 시스템 | |
JP6489904B2 (ja) | 非常時における原子炉水位計測方法及びその装置 | |
RU2355055C1 (ru) | Способ контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов ядерного реактора | |
KR102069738B1 (ko) | 칼란드리아 내부 구조물 검사장비의 방사선 피폭 방지장치 | |
JP4184910B2 (ja) | 漏えい検出方法 | |
US3453867A (en) | Detection of fuel element sheathing failures in nuclear reactors | |
US2998519A (en) | Method and apparatus for detecting gaseous fission products | |
CN110718310A (zh) | 核电站压力容器堆芯热电偶柱的更换方法 | |
KR101893550B1 (ko) | 칼란드리아 내부 구조물 검사장비의 방사선 피폭 방지장치 | |
JP2017040588A (ja) | 原子炉設備 | |
RU2624909C1 (ru) | Способ обнаружения негерметичных тепловыделяющих элементов сборок ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем | |
Nakamura et al. | Two phase flow behavior during pool scrubbing | |
JPS6337357B2 (ru) | ||
JPH0560560B2 (ru) | ||
RU2547447C1 (ru) | Способ контроля герметичности теплообменной поверхности парогенератора реакторной установки с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем |