Изобретение относится к ядерной реакторной установке с устройством для контроля выводимого в трубу воздуха, состоящей из защитной оболочки с ядерным реактором, трубопровода для сброса давления, фильтра и устройства для контроля выводимого в трубу воздуха.
Атмосфера в защитной оболочке ядерной реакторной установки, как правило, состоит из воздуха, водяного пара, водорода, углекислого газа, инертных газов, йода и аэрозолей. При нормальной работе установки эта смесь, имеющая радиоактивность примерно 103Бк/м3 (Беккерелей в кубометре) из защитной оболочки посредством вентилятора выводится прямо в трубу. В аварийных случаях с малой утечкой в первичном контуре, при которой радиоактивность составляет 103-108 Бк/м3, газ также вентилятором выводится прямо в дымовую трубу. При более серьезных авариях, например, с расплавлением топливных элементов, радиоактивность может достичь величин более 1014 Бк/м3. Вентиляция при таких авариях обычно отключается, за счет чего в защитной оболочке давление возрастает. Для предотвращения опасного нарастания давления защитная оболочка разгружается от давления через фильтрационную установку.
Известна реакторная установка с устройством для контроля выводимого в трубу воздуха (1), содержащая защитную оболочку с ядерным реактором, трубопровод для сброса давления, соединяющий защитную оболочку с вентиляционной трубой, фильтр, установленный на трубопроводе, и устройство для контроля выводимого в трубу воздуха.
Фильтр на трубопроводе сброса давления, согласно (1), подвергается регулированию со скользящим давлением. Таким образом, фильтр находится под одинаковым давлением с напорным резервуаром. Это давление регулируется редукционным клапаном по потоку после фильтра.
Также ниже по потоку от фильтра должна определяться радиоактивность газа на измерительном участке.
Вследствие остающейся очень высокой радиоактивности в следующем, ведущем к трубе трубопроводе очищенного газа в аварийной обстановке уже не могут быть использованы измерительные приборы, применяемые при нормальном режиме работы, такие, как балансирующий фильтр и контролер аэрозоля, так как не хватает из диапазона измерения и не обеспечивается управление балансирующим фильтром. Поэтому вынуждены использовать специальные приборы с более широким диапазоном измерений и дорогой экранировкой, а также сложные устройства для управления балансирующим фильтром.
Техническим результатом изобретения является создание такой ядерной реакторной установки, которая позволила бы устранить перечисленные недостатки, а в аварийном случае работать с имеющимися измерительными приборами и аппаратурой.
Данный технический результат, согласно изобретению, достигается за счет того, что установка дополнительно содержит заборный трубопровод с пробоотборником, присоединенный к трубопроводу сброса давления после фильтра, и разжижающую установку, установленную на заборном трубопроводе, причем устройство для контроля выводимого в трубу воздуха выполнено в виде измерительной магистрали с измерительным участком, состоящим из фильтров и мониторов, при этом измерительная магистраль присоединена к заборному трубопроводу после разжижающей установки, а измерительный участок соединен с трубопроводом разгрузки давления при помощи возвратной магистрали.
Особенно целесообразно нагревать пробу газа в заборном трубопроводе перед ее разжижением для защиты от охлаждения; для этого заборный трубопровод перед разжижающей установкой снабжен нагревателем.
За счет этого предотвращается конденсация водяного пара в заборном трубопроводе и на измерительном участке устраняется cвязанная с этим ошибка в измерении вследствие выпадания в осадок йода и аэрозолей.
Кроме того, согласно предпочтительному примеру выполнения изобретения, разжижающая установка имеет несколько ступеней разжижения.
Кроме того, преимуществом изобретения является также и то, что не требуется известной и обычной до сих пор усиленной экранировки всего участка измерения.
На фиг.1 изображена упрощенная схема части реакторной установки со стороны вывода отработанного воздуха; на фиг.2 принципиальная схема разжижающей установки (направление потока показано стрелками).
На фиг. 1 показана защитная оболочка 1. Трубопровод 2 сброса давления, ниже на его первом участке называемый трубопроводом сырого газа, проходит от защитной оболочки 1 к установке 3 из фильтров. В трубопроводе сырого газа двумя параллельными цепочками включены арматура 25 регулирования и разрывная мембрана 26 для определенной величины разгрузки давления. В трубопроводе сырого газа размещен измеритель расхода. Установка из фильтров работает в примерном случае по принципу влажного фильтра; тип фильтра для изобретения не имеет значения. В насадках Вентури 27 распыляется вода и очищает при этом газы. После этого очищенные газы проходят через водоотделитель 28. Они затем поступают во вторую часть трубопровода 2 сброса давления, далее обозначаемый трубопроводом 4 чистого газа, который соединен с газоотводной трубой 5.
В трубопроводе 4 чистого газа установлен пробоотборник 6, посредством которого непрерывно отбирается проба газа, поступающая затем в заборный трубопровод 7. Отбор может быть также произведен из канала или трубы выходящего воздуха, ниже по потоку от входа трубопровода 4 чистого газа в трубу. В качестве примера приводится, что при общем расходе газа примерно 20 000 м3/ч ответвляется примерно 10 м3/ч. Эта проба газа нагревается посредством электрического или теплообменного нагревателя 24 предпочтительно по всей длине отбирающего пробу заборного трубопровода 7, чтобы предотвратить конденсацию влаги.
Из заборного трубопровода 7 часть потока ответвляется к разжижающей установке 8. Эта многоступенчатая установка работает на обеспыленном сжатом воздухе. Его получают в компрессоре 11, перед которым установлены фильтры 12 для йода и аэрозолей. Из нескольких ступеней разжижителя нагреваются в принципе только две первые ступени, так как даже при подаче чистого водяного пара в трубопроводе 4 чистого газа достижение точки росы после второй ступени уже невозможно.
Изображенная на фиг.2 ступень разжижения работает следующим образом: подаваемый сжатый воздух обтекает по кольцевой щели 29 всасывающее сопло 30 для разжижаемой газовой смеси. За счет возникающего при этом пониженного давления аэрозоль с определенным объемным расходом засасывается, и в смесительной камере 31 однородно размешивается с чистым воздухом. Если повышается объемный расход чистого воздуха, то в таком же отношении повышается объемный расход газовой смеси в кольцевой щели. Таким образом, если увеличивается давление во всасывающем сопле, то соответственно возрастает объемный поток газовой смеси. Оба объемных расхода, таким образом, связаны через понижение давления и их отношение остается постоянным также для различных давлений на входе.
В разжижающей установке 8 предпочтительно разжижение в отношении 1:104. При этом также предпочтительно осуществление разжижения в нескольких ступенях, что снижает потребление чистого разжижающего воздуха - забираемой из заборного трубопровода 7 разжиженной пробы.
Отбирается лишь часть пробы из смесительной камеры 31 и подводится к следующей ступени. Этот отбор производится через всасывающее сопло 32. При этом обращается внимание на то, что этот прибор производится в изокинетических условиях. Они имеют место тогда, когда в месте отсоса скорость потока в сопле 32 равна скорости потока в канале. Посредством различных диаметров сопла возможно получение различных объемных расходов при различных общих объемных расходах. Это важно для последней ступени. В качестве примера приводится, что из указанного выше общего отсасываемого количества 10 м3/ч лишь 0,3 м3/ч используется для измерения. Но после разжижения к измерительной аппаратуре подается, в целом приблизительно 3 м3/ч. Остающийся после изокинетического отбора остаточный воздух с расходом 7,8 м3/ч для всех ступеней разжижения выходит через выходные патрубки 33 наружу в возвратную магистраль 9 (фиг.1). В этой возвратной магистрали 9 остаток воздуха пробы и воздух из выходных патрубков 33 насосом 10 подается обратно в трубопровод 4 чистого газа. При этом возвратном отводе следует обращать внимание на то, чтобы не возникало противодавления в смесительной камере 31 разжижающей ступени, которое может повлиять на коэффициент разжижения.
За счет разжижения радиоактивность уходящих веществ снижается до нормальной величины также и при нормальном режиме. Манипулирование и оценка результатов измерения аппаратурой может проводиться таким образом и в аварийном режиме обычным образом.
К отсасывающему соплу 32 последней ступени подключена измерительная магистраль 13 (фиг. 1), которая ведет к собственно измерительному участку 14. Этот измерительный участок, предусмотренный также и для нормального режима работы, в очень упрощенном виде состоит из комбинации 15 аэрозольных и йодных балансировочных фильтров для прерывистых замеров. Для квазинепрерывного контроля предусмотрены аэрозольный монитор 16, иодный монитор 36 и монитор 37 инертных газов. Каждый из этих трех мониторов снабжен детектором излучения 38. Этими простыми индикаторами определяют относительная радиоактивность аэрозолей. Кроме того, они определяется интервалы замены балансировочных фильтров.
В нормальном режиме обычно проводится прерывистое измерение посредством элементов 15 один раз в наделю. Напротив, в аварийном режиме работы предусмотрены замеры каждые 4 ч. Для этого вынимаются балансировочные фильтры 15, переносятся в отдельное помещение и там посредством спектрометра анализируются на присутствие специфических нуклидов.
Перед измерением производится промывка измерительного участка 14, чтобы вызванная компонентами инертных газов активность фильтров была снижена до неизмеряемого уровня и не искажала бы результата измерения. Для этого измерительная магистраль 13 перекрывается запорным органом 34, а трубопровод 17 промывающего воздуха открывается посредством запорного органа 35. Посредством подающего насоса 19 засасывается атмосферный воздух и через йодный и аэрозольный фильтр 18 подается на измерительный участок 14. Выбрасывается промывающий воздух в возвратную магистраль 9, или можно также отвести и прямо в трубу 5.
Для собственно измерения трубопровод 17 промывочного воздуха закрываются запорным органом 35, а измерительная магистраль 13 открывается запорным органом 34. Тем же подающим насосом 19 засасывается подлежащая замеру смесь. Так как этот насос рассчитан на подачу большого количества воздуха при промывке, при измерении с целью регулирования одновременно засасывают атмосферный воздух. Вверх по потоку от этого насоса для этой цели имеется в ответвлении регулирующий клапан 20 с предвключенным к нему аэрозольным фильтром 21.
Перед выходом части измерительного участка 14 с аэрозольным монитором 16 на участке с балансировочными фильтрами расположен измеритель расхода 22. Расход через аэрозольный и йодный фильтр измеряется в нем и интегрируется по времени запыления. Таким образом определяются величины концентрации радиоактивности. Для получения скорости выхода радиоактивности коррелируется концентрация с измеряемым расходом.
Хотя, как сказано выше, расход измеряется и в трубопроводе 2 сырого газа, корреляция с этим измерением привела бы к неправильным результатам, потому что при разгрузке давления как раз в начальной фазе расходы в трубопроводе 2 сырого газа и в трубопроводе 4 чистого газа могут быть весьма различными. Это, например, может вызываться конденсацией паровой фазы в еще холодной насадке фильтра 3. Поэтому расход еще раз измеряется в позиции 23 трубопровода 4 чистого газа. Это может быть измерение с насадкой Вентури 27 или определение расхода измерением давления и температуры. Результат объединяется с величинами концентрации, чтобы определить скорость выхода радиоактивности.
Cущность изобретения: ядерная реакторная установка с устройством для контроля выводимого в трубу воздуха содержит защитную оболочку с ядерным реактором, трубопровод для сброса давления, соединяющий защитную оболочку с вентиляционной трубой, фильтр, установленный на трубопроводе, и устройство для контроля выводимого в трубу воздуха. Установка дополнительно содержит заборный трубопровод с пробоотборником, присоединенный к трубопроводу сброса давления после фильтра, и разжижающую установку, установленную на заборном трубопроводе. Устройство для контроля выводимого в трубу воздуха выполнено в виде измерительной магистрали с измерительным участком, состоящим из фильтров и мониторов. Измерительная магистраль присоединена к заборному трубопроводу после разжижающей установки, а измерительный участок соединен с трубопроводом разгрузки давления при помощи возвратной магистрали. Заборный трубопровод перед разжижающей установкой снабжен нагревателем. Разжижение радиоактивной смеси позволяет использовать штатные измерительные приборы даже при аварии с большим выбросом радиоактивности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
| Патент США N4873050, кл | |||
| Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок | 1922 |
|
SU21A1 |
