EA011326B1 - Способ и устройство для определения местоположения и величины скорости течи радиоактивного вещества из емкости, находящейся под давлением - Google Patents
Способ и устройство для определения местоположения и величины скорости течи радиоактивного вещества из емкости, находящейся под давлением Download PDFInfo
- Publication number
- EA011326B1 EA011326B1 EA200700795A EA200700795A EA011326B1 EA 011326 B1 EA011326 B1 EA 011326B1 EA 200700795 A EA200700795 A EA 200700795A EA 200700795 A EA200700795 A EA 200700795A EA 011326 B1 EA011326 B1 EA 011326B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- valves
- leak
- measuring chamber
- leakage
- location
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 title claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005025 nuclear technology Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000010857 liquid radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
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 области ядерной техники и может быть использовано для определения местоположения и величины скорости течи. Согласно предлагаемому способу выбирают контролируемые участки емкости, как наиболее опасные с точки зрения возникновения течи, плотно опоясывают их коробами, поток газа-носителя через втулки направляют на поверхность контролируемых участков, далее через управляемые клапаны по коллектору в измерительную камеру. При обнаружении течи индикацией реперного нуклида клапаны закрывают, затем последовательно открывают и радиоактивную газопаровую смесь доставляют по коллектору в измерительную камеру. По объемной активности реперного нуклида вычисляют величину скорости течи, а местоположение течи определяют из топологии управляемых клапанов. Для реализации способа предложено устройство, в котором контролируемые участки емкости плотно опоясаны коробами, каждый короб имеет диаметрально противоположно расположенные втулки для входа и выхода газа-носителя, выходные втулки через управляемые клапаны соединены с коллектором, соединённым с измерительной камерой, на выходе которой установлен насос. Нижний предел измерения скорости течи 0,001 л/ч, точность определения местоположения 5 см.
Description
Изобретение относится к области ядерной техники и может быть использовано для обнаружения утечки радиоактивного вещества из емкости, находящейся под давлением на начальной стадии утечки, а также определения местоположения и величины скорости течи.
Известна акустическая система ЛЬи8 АкикДксйек Ьеск-иЬегтеаскипдк 5ук1ет для контроля течи (патент Германии ΌΕ 3336245 А1, С01М 3/24, 1985 г.). Указанное решение основано на возникновении акустической волны, появляющейся при истечении жидкости или газа из трубопровода. Эти акустические волны измеряют звуковыми преобразователями или приемниками звука, которые расположены на поверхности контролируемого трубопровода в определенном порядке.
Недостатком этого решения является недостаточная достоверность определения местоположения течи и сложность интерпретации результатов измерений.
Известна система влажностного контроля течи трубопровода атомной электростанции, которая содержит устройство отбора и транспортировки воздуха из воздухопроницаемой теплоизоляции трубопровода под кожухом, проходку в гермооболочке АЭС и устройство измерения влажности воздуха, включающее датчик влажности и измерительно-вычислительный комплекс. Устройство отбора и транспортировки воздуха из воздухопроницаемой теплоизоляции трубопровода под кожухом выполнено в виде патрубка, нижний торец которого сочленен через отверстие в кожухе с воздухопроницаемой теплоизоляцией трубопровода. Датчик измерения влажности воздуха установлен внутри патрубка с зазором по отношению к внутренней боковой поверхности патрубка и соединен через электрические проходки электрическими линиями связи с измерительно-вычислительным комплексом (патент РФ КИ 2271045 С1, С21С 17/00, С01М3/04, Γ17Ό 5/02, 2006 г.).
Недостатки этого решения следующие:
невысокая заявленная чувствительность (3,8 л/ч);
неопределенность по времени доставки паровоздушной смеси через теплоизоляцию, сильно зависящая от распределения плотности материала теплоизоляции и местоположения течи;
расположение детектора в одной из точек по образующей трубопровода, что приводит к существенному снижению эффективности определения величины скорости течи, особенно при ее малых величинах, и диаметрально противоположной ориентации сквозного дефектного участка;
неоднозначная геометрия доставки течи к детектору, что приводит к соответственной неопределенности при вычислении координат течи.
Прототипом предлагаемого изобретения является способ и устройство обнаружения течи теплоносителя из трубопровода первого контура реакторной установки, содержащее проницаемый для обнаруживаемого (детектируемого) вещества коллекторный трубопровод. Коллекторный трубопровод соединен с измерительной камерой, в которой установлены датчик-влагомер и детектор объемной активности реперного нуклида в газопаровой смеси. Устройство содержит также газовые насосы, обратные клапаны и два управляемых запирающих клапана (патент Германии ΌΕ 19612947 С1, С21С 17/017, 1997 г.).
При открытых клапанах начинает работать нагнетающий насос. Поток газопаровой смеси по коллектору направляют в датчик-влагомер, затем, при наличии влаги, от давления течи срабатывает обратный клапан и запирается клапан, отсекающий нагнетающий насос от коллектора; далее включается всасывающий насос, который подает газопаровую смесь из коллектора в измерительную камеру, где посредством гамма-детектора регистрируют радиоактивность вещества.
Местоположение течи вычисляется по отрезку времени с момента срабатывания запирающего клапана до начала отсчета гамма-детектора, принимая скорость продвижения потока известной и равной постоянной величине или с известной функциональной зависимостью от времени.
Недостатками прототипа являются отсутствие контроля и измерения течи по образующей трубопровода, что приводит к потере информации как о величине, так и о местоположении, особенно в случае малой величины течи;
использование пористых входов с размером пор 0,5-1,0 мкм, которые могут быть заглушены самой теплоизоляцией;
избыточное давление, создаваемое нагнетающей помпой, делает принципиально невозможным определение величины малых течей, так как запирает вход по давлению, тем самым, делает невозможным и определение места течи;
учитывая, что направление распространения паровоздушной смеси от течи внутри теплоизоляции не имеет привилегий, а сама теплоизоляция не герметична, большая часть влаги и активности будет потеряна для целей измерения и уйдет в гермообъем, что делает эффективность метода невысокой;
в случае течи повышение давления приводит к запиранию ближайшего обратного клапана, что может привести к сбою системы, а именно: запирание обратного клапана может привести к несрабатыванию датчика-влагомера и, тем самым, к несрабатыванию клапана аспирационной помпы и самой помпы.
Задачей изобретения является снижение нижнего предела измерения для величины скорости течи радиоактивного вещества из емкости, находящейся под давлением (в частности, из трубопровода), а также повышение точности определения местоположения течи.
Сущностью изобретения является то, что в способе определения местоположения и величины скорости течи радиоактивного вещества из емкости, находящейся под давлением, согласно которому поток
- 1 011326 газа-носителя по коллектору направляют в измерительную камеру, где измеряют объемную активность реперного радионуклида в газопаровой смеси, согласно изобретению выбирают контролируемые участки емкости, как наиболее опасные с точки зрения возникновения течи, плотно опоясывают эти участки коробами, поток газа-носителя через втулки направляют на поверхность контролируемых участков, и, далее, после обтекания всей поверхности контролируемых участков направляют через открытые, управляемые клапаны в коллектор и далее в измерительную камеру. При обнаружении течи путем индикации наличия реперного нуклида все клапаны закрывают, затем их последовательно открывают и радиоактивную газопаровую смесь по коллектору доставляют в измерительную камеру. По измеренной величине объемной активности реперного нуклида вычисляют величину скорости течи, а местоположение течи определяют по заданной топологии управляемых клапанов.
В предпочтительном варианте исполнения клапанами управляют заданным алгоритмом.
Сущностью изобретения является также то, что предложено устройство для определения местоположения и величины скорости течи радиоактивного вещества из емкости, находящейся под давлением, содержащее насос, управляемые клапаны и коллектор, соединенный с измерительной камерой, в которой установлен измеритель объемной активности реперного нуклида в газопаровой смеси, в котором, согласно изобретению контролируемые участки емкости, выбранные, как наиболее опасные, с точки зрения возникновения течи, плотно опоясаны коробами, каждый короб имеет диаметрально противоположно расположенные втулки для входа и выхода газа-носителя, выходные втулки через управляемые клапаны соединены с коллектором, а аспирационный насос установлен на выходе измерительной камеры.
В предпочтительном варианте исполнения емкостью, находящейся под давлением, является трубопровод первого контура АЭС, а клапаны электромагнитные.
Также в предпочтительном варианте исполнения короб может содержать направляющие для равномерного обтекания контролируемой поверхности, а контролируемые участки могут быть теплоизолированными дополнительно паропроницаемым материалом.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен общий вид предлагаемого устройства.
Ниже приводится реализация предлагаемого способа.
Согласно предлагаемому способу определения местоположения и величины скорости течи радиоактивного вещества из емкости, находящейся под давлением, выбирают контролируемые участки емкости, как наиболее опасные с точки зрения возникновения течи (например, сварные швы, фланцевые соединения и т.д.). Эти участки плотно опоясывают коробами с входными и выходными втулками, а поток газа-носителя через втулки направляют на поверхность контролируемых участков. После обтекания всей поверхности контролируемых участков поток газа-носителя направляют через открытые, управляемые электромагнитные клапаны в коллектор, а оттуда направляют в измерительную камеру, где измеряют (одноканальным или многоканальным спектрометром) наличие в газопаровой смеси реперного нуклида, который однозначно поступает из первого контура (например, Ν16).
При обнаружении течи все клапаны закрывают, затем их последовательно открывают, и радиоактивную газопаровую смесь по коллектору направляют в измерительную камеру, при этом время перемещения смеси составляет 4 с при длине 50 м, а объем измерительной камеры 12 л. По измеренной величине объемной активности реперного нуклида вычисляют величину течи, а местоположение течи определяют по заданной топологии управляемых клапанов, причем клапанами управляют заданным алгоритмом. Для контроля тенденции течи может быть предусмотрено сохранение базы данных, относящихся к активности реперного нуклида.
По предлагаемому способу нижний предел определения величины скорости течи составляет 5х 10-4 л/ч, что значительно ниже, чем в известных способах (обычно более чем 20,0 л/ч).
Способ реализован посредством устройства, приведенного на чертеже.
Устройство для определения местоположения и величины скорости течи радиоактивного вещества из емкости (трубопровода) (1), находящейся под давлением, содержит коллектор (2), соединенный с измерительной камерой (3) (например, цилиндром), в которой установлен измеритель (4) объемной активности реперного нуклида в газопаровой смеси (например, одноканальный или многоканальный спектрометр на основе кристалла ΝαΙ). Контролируемые участки трубопровода, выбранные, как наиболее опасные с точки зрения возникновения течи (т.е. участки максимального риска появления сквозных дефектов, подтвержденных расчетами, конструкционными или технологическими особенностями оборудования, например сварные швы, фланцевые соединения), плотно опоясаны коробами (5), представляющими собой бандажные пояса, ограничивающие эти участки. Короба (5) могут быть изготовлены, например, из нержавеющей стали или термостойкой пластмассы. Каждый короб имеет диаметрально противоположно расположенные втулки для входа (6) и выхода (7) газа-носителя. Выходные втулки (7) через управляемые электромагнитные клапаны (8) соединены с коллектором (2). На выходе измерительной камеры (3) установлен аспирационный насос (9).
Короба (5) могут быть снабжены направляющими (на чертеже не показаны) для равномерного обтекания газа-носителя всей поверхности контролируемых участков.
- 2 011326
Контролируемые участки могут быть дополнительно теплоизолированы паропроницаемым материалом (10), что позволит избежать дополнительных тепловых потерь.
Устройство работает следующим образом.
При включенном насосе (9) газ-носитель через входные втулки (6) поступает в короба (5) и благодаря направляющим (на чертеже не показано) равномерно обтекает всю поверхность контролируемых участков трубопровода (1). Затем через выходные втулки (7) и через открытые управляемые электромагнитные клапаны (8) газ-носитель поступает в коллектор (2), а оттуда - в измерительную камеру, где проверяют (одноканальным или многоканальным гамма-спектрометром), содержится или нет в газопаровой смеси реперный радионуклид (например, Ν16).
При обнаружении течи (по реперному радионуклиду) все клапаны (8) закрывают, затем их последовательно открывают и радиоактивную газопаровую смесь по коллектору (2) направляют в измерительную камеру (3). По измеренной величине объемной активности реперного радионуклида вычисляют величину течи, а местоположение течи определяют из заданной топологии управляемых клапанов.
К измерительной камере (3) могут быть одновременно подсоединены несколько коллекторов. В этом случае на коллекторах, до измерительной камеры (3), дополнительно устанавливают электромагнитные клапаны. Последовательно открывая эти клапаны, можно опросить все коллекторы со своими трубопроводами.
Наличие точных данных о местоположении и величине течи на ранней стадии утечки позволяет принимать оптимальные решения и контролировать возможное увеличение утечки. Данный способ можно, при необходимости, распространить на всю поверхность по длине трубопровода. Способ может быть использован для контроля герметичности трубопроводов первого контура АЭС при гидроиспытаниях, а также при переработке жидких радиоактивных отходов на АЭС и специализированных предприятиях.
Claims (4)
1. Способ определения местоположения и величины скорости течи радиоактивного вещества из емкости, находящейся под давлением, согласно которому поток газа-носителя по коллектору направляют в измерительную камеру, где измеряют объемную активность реперного нуклида в газопаровой смеси, отличающийся тем, что наиболее опасные для возникновения течи участки плотно опоясывают коробами, поток газа-носителя через втулки направляют на поверхность этих участков и далее направляют через открытые управляемые клапаны в коллектор и далее в измерительную камеру, а при обнаружении течи путем индикации наличия реперного нуклида все клапаны закрывают, затем их последовательно открывают и радиоактивную газопаровую смесь по коллектору газом-носителем доставляют в измерительную камеру, где по измеренной величине объемной активности реперного нуклида вычисляют величину скорости течи, а местоположение течи определяют из заданной топологии управляемых клапанов.
2. Устройство для определения местоположения и величины скорости течи радиоактивного вещества из емкости, находящейся под давлением, содержащее насос, клапаны и коллектор, соединенный с измерительной камерой, в которой установлен измеритель объемной активности реперного нуклида в газопаровой смеси, отличающееся тем, что наиболее опасные для возникновения течи участки емкости плотно опоясаны коробами, имеющими диаметрально противоположно расположенные втулки для входа и выхода газа-носителя, при этом выходные втулки через управляемые клапаны соединены с коллектором, а насос установлен на выходе измерительной камеры.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что емкостью, находящейся под давлением, является трубопровод.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что клапаны элекромагнитные.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AM20060076 | 2006-05-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200700795A1 EA200700795A1 (ru) | 2007-12-28 |
| EA011326B1 true EA011326B1 (ru) | 2009-02-27 |
Family
ID=40848922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200700795A EA011326B1 (ru) | 2006-05-04 | 2007-04-16 | Способ и устройство для определения местоположения и величины скорости течи радиоактивного вещества из емкости, находящейся под давлением |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA011326B1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2651120C1 (ru) * | 2017-11-10 | 2018-04-18 | Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Имени Н.А. Доллежаля" | Устройство для влажностного контроля течи трубопровода с воздухопроницаемой теплоизоляцией под кожухом |
| CN112228619A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种高速电磁阀磁路计算方法 |
| CN112231905A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种高压共轨喷油器高速电磁阀动态响应特性计算方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5301538A (en) * | 1992-04-20 | 1994-04-12 | Teledyne Industries, Inc. | Process and apparatus for distributed wide range leak detection, location and alarm for pollutants |
| DE19612947C1 (de) * | 1996-04-01 | 1997-09-11 | Siemens Ag | Einrichtung und Verfahren zur Leckageerkennung |
| RU2271045C1 (ru) * | 2004-07-26 | 2006-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Физико-энергетический институт им. А.И. Лейпунского" | Система влажностного контроля течи трубопровода аэс |
| RU2273898C1 (ru) * | 2004-11-22 | 2006-04-10 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии | Способ контроля герметичности оборудования первого контура судовой ядерной энергетической установки с водным теплоносителем при проведении гидравлических испытаний |
-
2007
- 2007-04-16 EA EA200700795A patent/EA011326B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5301538A (en) * | 1992-04-20 | 1994-04-12 | Teledyne Industries, Inc. | Process and apparatus for distributed wide range leak detection, location and alarm for pollutants |
| DE19612947C1 (de) * | 1996-04-01 | 1997-09-11 | Siemens Ag | Einrichtung und Verfahren zur Leckageerkennung |
| RU2271045C1 (ru) * | 2004-07-26 | 2006-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Физико-энергетический институт им. А.И. Лейпунского" | Система влажностного контроля течи трубопровода аэс |
| RU2273898C1 (ru) * | 2004-11-22 | 2006-04-10 | Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии | Способ контроля герметичности оборудования первого контура судовой ядерной энергетической установки с водным теплоносителем при проведении гидравлических испытаний |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2651120C1 (ru) * | 2017-11-10 | 2018-04-18 | Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Имени Н.А. Доллежаля" | Устройство для влажностного контроля течи трубопровода с воздухопроницаемой теплоизоляцией под кожухом |
| CN112228619A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种高速电磁阀磁路计算方法 |
| CN112231905A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种高压共轨喷油器高速电磁阀动态响应特性计算方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA200700795A1 (ru) | 2007-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2009290420B2 (en) | Method and device for detecting leaks in an underground liquid pipe, particularly a water pipe | |
| US4918975A (en) | Method and apparatus for testing fluid-filled systems for leaks | |
| RU2197718C2 (ru) | Устройство и способ для обнаружения утечки | |
| CN104236954B (zh) | 污水处理厂处理单元水面n2o的收集装置和采样方法 | |
| CN103968256B (zh) | 油库管道泄漏检测方法 | |
| CN113720555B (zh) | 一种油气管道球阀内漏的检测装置及方法 | |
| JPS56126733A (en) | Detecting method for leakage of helium | |
| RU2690524C1 (ru) | Система контроля протечек жидкости из бассейна выдержки отработавшего ядерного топлива | |
| CN105910761A (zh) | 一种管法兰气体泄漏检测装置 | |
| CN102879157A (zh) | 防护工程通风系统密闭性检测方法及其系统 | |
| CN105203717A (zh) | 惰性气体监测仪现场校准装置及其应用方法 | |
| CN201184499Y (zh) | 油气管道泄漏监测装置 | |
| EA011326B1 (ru) | Способ и устройство для определения местоположения и величины скорости течи радиоактивного вещества из емкости, находящейся под давлением | |
| CN204202829U (zh) | 通风装置密闭性检测装置 | |
| RU2271045C1 (ru) | Система влажностного контроля течи трубопровода аэс | |
| US11125641B1 (en) | Gas leakage sensing device | |
| CN205751541U (zh) | 一种核电站的主蒸汽管道泄漏监测系统 | |
| CN103728105A (zh) | 一种压力系统的定量泄漏检测装置 | |
| CN109268691A (zh) | 一种自动预判易挥发化学介质管道泄漏的系统 | |
| CN110491532A (zh) | 核电站主泵泄漏异常处理系统和方法 | |
| TWI815020B (zh) | 氣體洩漏感測方法 | |
| US11326975B2 (en) | Method of sensing leaking gas | |
| JPS63215932A (ja) | 漏洩検出装置 | |
| CN206496810U (zh) | 一种液氨储罐液位监测装置 | |
| CN211504341U (zh) | 一种自动排气装置及流量计检定设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |