СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА В КОНТУРАХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ С ВОДНЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ Российский патент 2010 года по МПК G01N27/26 

Описание патента на изобретение RU2391653C2

Изобретение относится к аналитическому контролю молекулярного кислорода в теплоносителе и позволяет решать задачи контроля молекулярного кислорода в контурах под давлением с водным теплоносителем, в том числе в контурах исследовательских и энергетических реакторов, входящих в их состав петлевых установок, других ядерно-энергетических установок (ЯЭУ) с азотной компенсацией давления и реакторов типа ВВЭР с паровой компенсацией давления.

Известен способ определения массовой концентрации кислорода в теплоносителе с использованием автоматизированной хроматографической приставки АКВА, совместимой с газовым хроматографом [О.С.Бендерская, В.М.Махин и др. Газохимический мониторинг в петлевых экспериментах по обоснованию безопасности реакторов типа ВВЭР. Сб. докладов четвертой межотраслевой конференции по реакторному материаловедению. Димитровград, 15-19 мая 1995 г. В 4-х томах. T.1. Димитровград, 1996. С.210-220].

Способ включает операции отбора и подготовки пробы, градуировки датчика, а также операции сбора и обработки данных. Он представляет собой типичный вариант газовой хроматографии с предварительным отбором пробы водного теплоносителя и выделением газовой составляющей теплоносителя с помощью специальных сит на основе тетраполифторэтилена с последующим измерением молекулярного кислорода на детекторе по теплопроводности, сигналы которого обрабатывают с помощью расчета концентраций по хроматограммам.

Способ позволяет обеспечить высокую достоверность результатов в пределах чувствительности датчика, то есть может быть использован в качестве аналога.

Недостатком данного способа является невозможность обеспечения оперативности и непрерывности контроля. Кроме того, возможно облучение персонала во время пробоотбора и транспортировки пробы к месту проведения хроматографического анализа. Способ также не позволяет обеспечить достоверность измерений при определении значений микроконцентраций кислорода за пределами чувствительности методики (0,07 мг/дм3).

Наиболее близким аналогом, совпадающим с заявляемым изобретением по наибольшему количеству существенных признаков, является способ определения массовой концентрации кислорода в контурах под давлением с водным теплоносителем [О.С.Бендерская, М.М.Красовская, О.Н.Владимирова. Способ определения массовой концентрации кислорода в контурах под давлением с водным теплоносителем. Патент РФ №2281488, опубликован БИПМ №22, 2006.]. Способ включает операции отбора, охлаждения и дросселирования пробы, измерения массовой концентрации растворенного кислорода амперометрическим датчиком. При этом дополнительно измеряют давление в контуре и датчике, а массовую концентрацию кислорода рассчитывают по формуле:

где СО2 - массовая концентрация кислорода в контуре, мкг/кг;

П - массовая концентрация растворенного кислорода, измеренная амперометрическим датчиком, мкг/кг;

Рк - давление в контуре, кПа;

Рд - давление в датчике, кПа.

Способ позволяет обеспечить непрерывность и оперативность измерений, однако имеет низкую достоверность измерений, так как в различных температурных интервалах погрешность измерения различна.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов измерения массовой концентрации кислорода в контурах под давлением с водным теплоносителем при сохранении непрерывности и оперативности измерений.

Предлагаемый способ включает отбор, охлаждение и дросселирование пробы, измерение массовой концентрации растворенного кислорода амперометрическим датчиком, измерение давления в контуре и датчике и последующий расчет массовой концентрации кислорода, причем измерение массовой концентрации растворенного кислорода проводят при температуре 41-50°С.

Экспериментально установлено, что минимальная относительная погрешность определения массовой концентрации растворенного кислорода наблюдается в диапазоне температур 41-50°С и не превышает 5% по абсолютной величине.

Поэтому существенным отличительным признаком заявляемого способа является измерение массовой концентрации растворенного кислорода при температуре 41-50°С.

При охлаждении теплоносителя до температур, отличных от указанного диапазона (<41°С и >50°С), относительная погрешность измерения концентрации растворенного кислорода может составлять более 10%, а в заявляемом диапазоне она не превышает 5%.

Отличительный признак в совокупности с известными позволяет с высокой степенью достоверности измерять концентрацию молекулярного кислорода в водном теплоносителе контуров под давлением, в том числе ядерно-энергетических установок и других технологических контуров и емкостей, при сохранении оперативности и непрерывности процесса измерения.

В случае, если отличительный признак будет отсутствовать, данные по концентрации кислорода будут недостоверными, что может привести к ошибочным прогнозам в определении коррозионной стойкости конструкционных материалов, сделает недостоверными данные по кинетике радиолитических процессов.

Способ реализуется следующим образом.

Отбирают пробу теплоносителя путем подачи на байпасный измерительный участок контура, при этом измеряют давление в контуре (Рк). Затем пробу охлаждают до температур 41-50°С, дросселируют и подают в амперометрический датчик. Датчиком измеряют массовую концентрацию молекулярно растворенного кислорода в охлажденной и дросселированной пробе (П). Одновременно измеряют давление в датчике (Рд). Измерения производят с учетом барометрического давления. Рассчитывают отношение давления в контуре к давлению в датчике и производят поправку результата прямого измерения на величину данного отношения по формуле

В таблице 1 приведены сравнительные результаты измерения массовых концентраций кислорода в теплоносителе петлевой установки исследовательского реактора МИР, полученных на длительной временной базе при различных температурах охлажденного теплоносителя.

Приведенные данные подтверждают достоверность определения массовых концентраций кислорода в контурах с водным теплоносителем с применением заявляемого способа.

Таким образом, заявляемый способ позволяет с высокой степенью достоверности оперативно и непрерывно проводить определение массовой концентрации кислорода в водном теплоносителе контуров под давлением, в том числе в теплоносителях первых контуров ядерно-энергетических установок и других технологических контурах и емкостях, то есть обеспечивает достижение цели.

Таблица 1 Температура теплоносителя
в датчике
Результат измерения массовой концентрации кислорода с применением амперометрического датчика при данной температуре, мг/дм3 Результат измерения массовой концентрации кислорода хроматографическим методом с приставкой «АКВА» (эталонный интегральный метод), мг/дм3 Отклонение, %
20 0,082 0,094 12,8 20 0,124 0,146 15,0 22 0,110 0,139 20,9 22 0,066 0,083 20,5 25 0,074 0,086 13,9 30 0,060 0,057 -5,2 41 0,040 0,042 4,8 41 0,070 0,067 -4,4 45 0,081 0,084 3,6 45 0,041 0,043 4,7 50 0,207 0,216 4,1 55 0,028 0,031 9,7 60 0,022 0,025 12,0

Похожие патенты RU2391653C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА В КОНТУРАХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ С ВОДНЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ 2006
  • Бендерская Ольга Сергеевна
  • Владимирова Ольга Николаевна
RU2326372C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА В КОНТУРАХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ С ВОДНЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ 2005
  • Бендерская Ольга Сергеевна
  • Красовская Марина Маратовна
  • Владимирова Ольга Николаевна
RU2281488C1
Система химического контроля энергетической установки 2017
  • Крицкий Владимир Георгиевич
  • Прохоров Николай Александрович
  • Стяжкин Павел Семенович
  • Николаев Федор Владимирович
RU2696819C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ И СПОСОБ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2011
  • Иванов Евгений Владимирович
  • Воейков Вячеслав Владимирович
  • Шипов Валерий Павлович
  • Шмельков Денис Анатольевич
  • Окуличев Алексей Геннадьевич
RU2480700C2
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ПАРОГЕНЕРАТОРА ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ 2001
  • Бредихин В.Я.
  • Раков В.Т.
RU2191437C1
СПОСОБ ОТМЫВКИ ПАРОГЕНЕРАТОРА 2002
  • Андрианов А.К.
  • Гусев Б.А.
  • Ефимов А.А.
  • Кривобоков В.В.
  • Архипов О.П.
  • Брыков С.И.
  • Сиряпина Л.А.
  • Ерпылева С.Ф.
  • Щедрин М.Г.
  • Жбанников В.В.
  • Прытков А.Н.
RU2216701C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ МЕЖКОНТУРНОЙ ГЕРМЕТИЧНОСТИ СУДОВОЙ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ С ВОДНЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ 2001
  • Бредихин В.Я.
  • Раков В.Т.
  • Змитродан А.А.
RU2203510C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ АНИОННЫХ ПРИМЕСЕЙ В ВОДНОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕ С ДОБАВКАМИ БОРНОЙ КИСЛОТЫ 2002
  • Бендерская О.С.
  • Шуткова О.А.
  • Владимирова О.Н.
RU2215289C1
СПОСОБ ВОДОПОДГОТОВКИ ДЛЯ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК 2004
  • Вихров Андрей Алексеевич
RU2287867C2
ЛАЗЕРНАЯ СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ ПРОТЕЧКИ В КОНТУРЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ЯДЕРНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РЕАКТОРА 2019
  • Глаговский Эдуард Михайлович
  • Манкевич Сергей Константинович
  • Михеев Леонид Дмитриевич
  • Орлов Евгений Прохорович
  • Руденко Владимир Степанович
RU2705212C2

Реферат патента 2010 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА В КОНТУРАХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ С ВОДНЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ

Изобретение относится к аналитическому контролю молекулярного кислорода в теплоносителе и в контурах под давлением с водным теплоносителем, в том числе в контурах исследовательских и энергетических реакторов, входящих в их состав петлевых установок, других ядерно-энергетических установок (ЯЭУ) с азотной компенсацией давления и реакторов типа ВВЭР с паровой компенсацией давления. Способ определения массовой концентрации кислорода в контурах под давлением с водным теплоносителем включает отбор, охлаждение и дросселирование пробы. При этом измерение массовой концентрации растворенного кислорода осуществляется амперометрическим датчиком. Также осуществляют измерение давления в контуре и датчике. Затем расчитывают массовую концентрацию кислорода. При этом измерение массовой концентрации растворенного кислорода проводят при температуре 41-50°С. Техническим результатом изобретения является повышение достоверности результатов измерения массовой концентрации растворенного кислорода в контурах под давлением с водным теплоносителем при сохранении непрерывности и оперативности измерений. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 391 653 C2

Способ определения массовой концентрации кислорода в контурах под давлением с водным теплоносителем, включающий отбор, охлаждение и дросселирование пробы, измерение массовой концентрации растворенного кислорода амперометрическим датчиком, измерение давления в контуре и датчике и последующий расчет массовой концентрации кислорода, отличающийся тем, что измерение массовой концентрации растворенного кислорода проводят при температуре 41-50°С.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2391653C2

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА В КОНТУРАХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ С ВОДНЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ 2006
  • Бендерская Ольга Сергеевна
  • Владимирова Ольга Николаевна
RU2326372C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА В КОНТУРАХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ С ВОДНЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ 2005
  • Бендерская Ольга Сергеевна
  • Красовская Марина Маратовна
  • Владимирова Ольга Николаевна
RU2281488C1
WO 9612182 A1, 25.04.1996
US 2003101795 A1, 06.05.2003.

RU 2 391 653 C2

Авторы

Бендерская Ольга Сергеевна

Владимирова Ольга Николаевна

Даты

2010-06-10Публикация

2008-08-18Подача