СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ЗАЩИТНОЙ ОБОЛОЧКИ СУДОВОЙ ЯЭУ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ Российский патент 2000 года по МПК G01M3/00 G01M3/26 

Изобретение относится к области судостроения, а более конкретно к системам контроля герметичности защитных оболочек судовых ядерных энергетических установок (СЯЭУ), обеспечивающих надежность их эксплуатации и экологическую безопасность.

Известна система контроля герметичности защитных оболочек, ограничивающих помещения с аппаратурой и оборудованием СЯЭУ, включающая устройства для создания разности давлений воздуха между помещениями СЯЭУ и окружающей средой, устройства для контроля изменения разности давлений в течение определенного времени (см. А.М. Паллер, В.Ф. Соколов "Непроницаемость и герметичность металлических судов". "Судостроение", Л., 1967 г.).

Такая система широко применяется для испытания на герметичность при изготовлении герметичных объемов и принята в качестве аналога.

Система позволяет определить степень герметичности замкнутого объема с высокой точностью.

Недостатки системы:
1. Для получения достаточно точной информации о герметичности оболочки необходимо поддержание постоянной температуры воздушной среды внутри испытываемого объема в течение всего времени контроля.

2. Система не позволяет контролировать герметичность отдельных (локальных) участков оболочки, что резко увеличивает трудоемкость поиска дефектных мест при ремонте защитной оболочки.

Указанные недостатки не позволяют использовать эту систему для контроля герметичности защитной оболочки, ограждающей помещения с расположенными в них системами и оборудованием, при эксплуатации СЯЭУ.

Другим аналогом, позволяющим оценить герметичность отдельных локальных участков оболочки, является система контроля герметичности, включающая устройство для создания определенной концентрации газа-трасера в помещениях и устройства для детектирования следов газа-трасера за защитной оболочкой, см. Зенов С. И. и др. "Дифференциальное определение утечки из защитной оболочки АЭС методом газообразного индикатора". Атомная энергия, т. 77, вып. 1, июнь 1994 г.

Эта система позволяет контролировать герметичность локальных участков защитной оболочки.

Однако использование данной системы для контроля герметичности защитной оболочки при эксплуатации СЯЭУ не представляется возможным, так как поддержание повышенной концентрации газа-трасера при эксплуатации невозможно.

Более близким к предлагаемому изобретению является относительная система, используемая в методе испытаний на герметичность защитных оболочек судовых ядерных энергетических установок и примененная для испытания на герметичность оболочки атомохода "Саванна" (см. статью Н.Н. Пейча и В.Ф. Соколова. "Методы испытаний на герметичность защитных оболочек судовых ядерных энергетических установок", "Технология судостроения", 1969, N 3), принятая в качестве прототипа.

Система включает устройство для создания разности давлений в помещениях внутри защитной оболочки, устройства для контроля разности давлений, герметичные сосуды, расположенные в помещении внутри защитной оболочки. Сосуды соединены через дифференциальный манометр с пространством помещения. После создания в помещении внутри защитной оболочки и в сосудах одинаковых давлений производится контроль изменения во времени разности давлений между помещением и герметичными сосудами. Коррекция по температуре осуществляется путем усреднения давлений в сосудах с учетом их тепловой инерционности. По разности давлений с учетом температурной коррекции точно оценивают герметичность защитной оболочки.

Однако эту систему нельзя использовать для контроля герметичности защитной оболочки при эксплуатации, так как система предполагает абсолютную герметичность сосудов, относительно которых измеряется разность давлений, а обеспечить абсолютную герметичность помещения в процессе эксплуатации невозможно. Кроме того эта система также не позволяет оценить герметичность отдельных участков защитной оболочки.

Технический результат при осуществлении изобретения заключается в возможности контроля герметичности в условиях некоторой негерметичности помещений внутри защитной оболочки и контроля герметичности локальных участков защитной оболочки при эксплуатации СЯЭУ.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной по прототипу и аналогам системе, включающей устройства для создания разности давлений между разделенными между собой герметичными перегородками помещениями, заключенными в защитную оболочку, а также разности давлений в помещениях внутри защитной оболочки, устройства для создания определенной концентрации газа-трасера в помещениях внутри защитной оболочки, устройства для измерения концентраций газа-трасера и устройства для измерения разности давлений между помещениями внутри защитной оболочки и смежными с ней, на герметичные перегородки между помещениями устанавливают автоматические перепускные клапаны, с коррекцией по температуре воздушной среды и указателями открытия этих перепускных клапанов, поддерживающие постоянное разрежение в помещениях внутри защитной оболочки, кроме помещения с минимальным давлением, за счет перепуска воздушной среды из помещения с большим давлением в помещение с меньшим давлением, а контроль герметичности осуществляется по изменению давления в помещении с минимальным давлением с учетом расходов перетекаемой среды между помещениями, измеряемых степенью открытия клапанов автоматических устройств, с коррекцией по температуре воздушной среды в помещениях и по герметичности разделительных перегородок между помещениями, определяемых с помощью периодической подачи газа-трасера.

Изобретательский уровень предлагаемого решения подтверждается тем, что применение автоматического устройства позволяет организовать контролируемый поток воздушной среды.

Тем самым разрежение в помещении с минимальным давлением будет зависеть от степени герметичности участка защитной оболочки, ограничивающей только это помещение, что позволит непрерывно контролировать степень герметичности по скорости нарастания давления.

Степень герметичности участков защитной оболочки, ограничивающих помещения с большим давлением, измеряется степенью открытия перепускных клапанов автоматических устройств.

Разделение средств контроля герметичности участков защитной оболочки, ограждающих помещения с большим давлением, с помощью измерения расходов, а также помещения с минимальным давлением с помощью контроля скорости нарастания давления, позволяет контролировать герметичность защитной оболочки по участкам. Тем самым в процессе эксплуатации СЯЭУ имеется возможность получения достоверной информации о герметичности защитной оболочки в целом и по участкам, что повышает экологическую безопасность установки и существенно сокращает трудоемкость и стоимость работ по ремонту защитной оболочки в случаях недопустимого снижения герметичности.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана схема системы. Условно показаны два помещения, расположенные внутри защитной оболочки.

На чертеже обозначено:
1 - участок защитной оболочки, ограждающей помещение с большим давлением (P₂).

2 - участок защитной оболочки, ограждающей помещение с минимальным давлением (P₁).

3 - устройство для создания разности давлений между помещениями и окружающей средой.

4 - устройство для подачи газа-трасера в помещение с большим давлением.

5 - автоматическое устройство для поддержания постоянного давления в помещении путем перепуска среды в помещение с минимальным давлением.

6 - разделительная перегородка между помещениями внутри защитной оболочки.

7 - вычислительное устройство, измеряющее степень герметичности участков защитной оболочки как функций: давлений (P₁, P₂), температур по помещениям (T₁, Т₂), расхода воздушной среды через автоматическое устройство поддержания постоянного давления (G), концентраций подаваемого периодически газа-трасера (C₁, C₂).

Система работает следующим образом. Устройство 3 создает давление P₂ в помещении, ограниченном участком защитной оболочки 1, и давление P₁ в помещении, ограниченном участком защитной оболочки 2. Причем P₂>P₁.

После создания начальных давлений устройство 3 отключается. Через допустимые по техническим условиям неплотности в защитной оболочке в помещения натекает воздух из окружающего пространства, так как атмосферное давление больше, чем давления в помещениях. Натекающий через участок защитной оболочки 1 воздух повышает давление в соответствующем помещении, но автоматическое устройство 5 будет перепускать воздух в помещение, ограниченное участком защитной оболочки 2, поддерживая постоянным давление в помещении с большим давлением. Степень открытия перепускного клапана, с учетом температурной коррекции характеризует поступление воздуха через неплотности в участке защитной оболочки 1, а следовательно, и степень его герметичности.

Скорость повышения давления в помещении, ограниченном участком защитной оболочки 2, с учетом температурной коррекции и расхода воздуха через автоматическое устройство 5 характеризует герметичность участка защитной оболочки 2.

Для исключения неточностей в оценках герметичности, вызванных изменениями в процессе эксплуатации неплотности разделительной перегородки 6, периодически создают повышенную концентрацию газа-трасера при закрытом автоматическом устройстве 5. При этом определяют степень герметичности разделительной перегородки и по ее значению корректируют значения степени герметичности участков защитной оболочки 1 и 2.

Эталонную скорость снижения разрежения в помещении с минимальным абсолютным давлением определяют после изготовлении оболочки при юстировке устройства.

Изобретение относится к судостроению, а более конкретно к системам контроля герметичности защитных оболочек судовых ядерных энергетических установок. Устанавливают на герметичные перегородки между помещениями автоматические устройства с коррекцией по температуре воздушной среды и указателями открытия перепускных клапанов, поддерживающих постоянное разрежение в помещениях внутри защитной оболочки, кроме помещения с максимальным разрежением, за счет перепуска воздушной среды из помещения с меньшим разрежением в помещение с большим разрежением. Контроль герметичности осуществляется по изменению разрежения в помещении с максимальным разрежением с учетом расходов перетекаемой среды между помещениями, измеряемых степенью открытия клапанов автоматических устройств, с коррекцией по температуре воздушной среды в помещениях и по герметичности разделительных перегородок между помещениями, определяемых с помощью периодической подачи газа-трасера. Техническим результатом изобретения является возможность контроля герметичности защитной оболочки в целом и отдельных участков оболочки при эксплуатации судовых ядерных энергетических установок, сокращение трудоемкости ремонта оболочки и повышение экологической безопасности установки. 1 ил.

Система контроля герметичности защитной оболочки, включающая устройства для создания разности давлений между разделенными между собой герметичными перегородками помещениями, заключенными в защитную оболочку, а также разности давлений в помещениях внутри защитной оболочки, устройства для создания определенной концентрации газа-трасера в помещениях внутри защитной оболочки, устройства для измерения концентраций газа-трасера и устройства для измерения разности давлений между помещениями, отличающаяся тем, что герметичные перегородки между помещениями снабжены автоматическими устройствами, с коррекцией по температуре воздушной среды и указателями открытия перепускных клапанов, поддерживающих постоянное давление в каждом отдельном помещении внутри защитной оболочки, кроме помещения с минимальным давлением, за счет перепуска воздушной среды из помещения с большим давлением в помещение с меньшим давлением, а контроль герметичности осуществляют по изменению давления в помещении с минимальным давлением и по расходам перетекаемой среды между помещениями, измеряемых степенью открытия клапанов автоматических устройств, с коррекцией по температуре воздушной среды в помещениях и по герметичности разделительных перегородок между помещениями, определяемых с помощью периодической подачи газа-трасера.