ПАРОГЕНЕРАТОР ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ С ВОДО-ВОДЯНЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ Советский патент 1968 года по МПК G21C17/22 

Изобретение относится к области парогенераторов (ПГ) ядерных энергетических установок (ЯЭУ), содержащих большое количество параллельно соединенных тонкостенных труб с общей площадью нагрева.

Известны парогенераторы, в которых параллельно соединенные трубы ПГ объединяются в независимые группы (камеры, секции, бочки), каждая из которых может быть отсечена в случае нарушения герметичности.

Известны устройства для непрерывного контроля герметичности первого контура в ПГ ЯЭУ с водой в качестве теплоносителя по радиоактивному излучению продуктов деления, попадающих во второй контур при течи ПГ.

Контроль производится путем конденсации среды второго контура и подачи выделяющихся из пара бета-активных благородных газов вместе с подсасываемым неактивным воздухом на выбросе из эжекторов турбины в газовый датчик, работающий при обычных температурах.

Определение места течи требует много времени на последовательное отключение каждой независимой группы ПГ (камеры, секции, бочки) и соответственно последовательного измерения бета-активности благородных газов газовым датчиком, что не позволяет оперативно определить протечку в ПГ с идентификацией места течи. Кроме того, указанное выше устройство может выдавать информацию о нарушении герметичности ПГ только при наличии продуктов деления в первом контуре, т.е. при тепловыделяющих элементах ЯЭУ, потерявших свою герметичность. Поэтому такое устройство не позволяет проводить контроль за протечками отдельных элементов ПГ с требуемой чувствительностью и оперативной идентификацией ее места расположения.

Предложен парогенератор с водо-водяным теплоносителем и устройством для оперативного обнаружения малой течи трубы ПГ с идентификацией ее места расположения.

На чертеже представлена схема описываемого устройства. Здесь: 1 - парогенератор; 2 - труба второго контура; 3 - гильза с детектором; 4 - паровая камера; 5 - труба главного пара; 6 - детектор ионизирующего излучения и 7 - регистрирующая схема.

Устройство работает следующим образом.

При наличии микротрещины в какой-либо трубе 2 парагенератора 1 радиоактивный теплоноситель первого контура в небольших количествах заступает в пар второго контура и в вместе с ним смывает гильзу 3, расположенную внутри трубопровода 2, объединяющего трубы 2 данной независимой группы параллельно соединенных труб парогенератора.

Для обеспечения надежного контроля за текущим парогенератором аналогичные гильзы устанавливают также внутри паровой камеры 4 и трубы 5, через которые проходит радиоактивный пар.

Гильзы 3 содержат детекторы 6, ионизирующего излучения, соединенные с регистрирующей схемой 7.

Для обеспечения независимости контроля герметичности от содержания продуктов деления в первом контуре, зависящего от целостности оболочек тепловыделяющих элементов, место установки гильзы выбирается с учетом скорости движения теплоносителя и периода полураспада радиоактивного изотопа азот-16, являющегося продуктом активации кислорода и всегда присутствующего в воде первого контура.

Для повышения чувствительности контроля диаметр и толщина гильз, содержащих детекторы излучения, имеют оптимальное соотношение, определяемое с учетом того, что при уменьшении диаметра гильзы и детектора эффективность регистрации несколько снижается из-за уменьшения поверхности, но возрастает за счет уменьшения толщины стенок гильзы, выдерживающих давление среды второго контура, что позволяет регистрировать бета-излучение изотопа азот-16.

Для упрощения конструкции в качестве детектора излучения используется, например, высокотемпературный счетчик Гейгера-Мюллера.

1. Парогенератор ядерной энергетической установки с водо-водяным теплоносителем, имеющим поверхность нагрева в виде большого числа параллельно соединенных труб, объединенных в независимые группы (камеры, секции, бочки), отличающийся тем, что, с целью автоматического оперативного определения нарушений герметичности трубы с идентификацией группы, в которой она расположена, внутри трубопроводов, объединяющих трубы каждой группы, расположена гильза, содержащая детектор ионизирующего излучения, соединенный с регистрирующей схемой.

2. Парогенератор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения независимости контроля от содержания продуктов деления в первом контуре, гильза с датчиком установлена на расстоянии по длине трубопровода, не превышающем расстояние, проходимое теплоносителем от возможного места течи за время меньшее нескольких периодов полураспада изотопа азот-16.

3. Парогенератор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности за счет регистрации бета-излучения изотопа азот-16, диаметр и толщина стенки гильзы имеют оптимальное соотношение, определяемое давлением среды второго контура.

4. Парогенератор по пп. 1-3, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в качестве детектора излучения использован детектор, работоспособный при температуре среды второго контура, например, высокотемпературный счетчик Гейгера-Мюллера.