DE2846826A1

DE2846826A1 - Verfahren und einrichtung zur bestimmung des anteiles an nicht kondensierbaren gasen in daempfen

Info

Publication number: DE2846826A1
Application number: DE19782846826
Authority: DE
Inventors: Max Ing Grad Stiefel
Original assignee: Babcock Brown Boveri Reaktor GmbH
Current assignee: ABB Reaktor GmbH
Priority date: 1978-10-27
Filing date: 1978-10-27
Publication date: 1980-04-30
Also published as: DE2846826C3; DE2846826B2

Description

Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung des Anteiles an nicht
kondensierbaren Gasen in Dämpfen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Anteiles an nicht kondensierbaren Gasen in Dämpfen, wobei das Meßgut nach dem Passieren eines Kühlers in Form von Kondensat und Gasblasen vorliegt und mittels einer Analysenleitung in eine Probenahmestation geleitet wird.
In Kernkraftwerken und in Anlagen der chemischen Verfahrenstechnik ist es erforderlich, den Anteil von nicht kondensierbaren Gasen in Dämpfen festzustellen. Mit diesen Werten kann auf den Zustand der Anlage geschlossen werden. Aus der DE-AS 23 06 211 (Spalte 5 Zeilen 41 bis 60) ist eine Probenahmeeinrichtung f-ir Dämpfe und Flüssigkeiten bekannt mit deren Hilfe z.B. der Sauerstoffanteil der Meßgüter zu ermitteln ist.
Hierzu wird die Probe in einem geschlossenen Behälter entnommen, durch eine Spezialmembrane geimpft und anschließend im Labor titriert. Weiterhin wird in dieser DE-AS 23 06 211 (Spalte 3, Zeile 65-68) angegeben, daß der zu untersuchende Dampf durch einen Kühler geleitet wird und kondensiert. Das Meßgut besteht somit aus Kondensat und nicht kondensierbaren Gasen. Die in der DE-AS 23 06 211 beschriebene Einrichtung eignet sich jedoch nic zur Ermittlung der nicht kondensierbaren Gasanteile in Dämpfen.
Unter nicht kondensierbaren Gasen sind z.B. im Kernkraftwerksbetrieb insbesondere Edelgase, Stickstoff und Wasserstoff zu verstehen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Einrichtung zu finden, die es ermöglichen den Anteil nicht kondensierbarer Gase einfach und schnell festzustellen. Dabei soll weder die Entnahme des Probengefäßes noch eine Nachbehandlung der Probe notwendig sein.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß ein Teil des Meßgutes in einem Meßrohr festgehalten wird und daß das sich nach einer Wartezeit im Meßrohr einstellende Gasvolumen des Meßgutes ermittelt wird.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung d3s Verfahrens wird vorgeschlagen, daß das Gasvolumen unter Beachtung der im MeB-rohr herrschenden Druck- und Temperaturwerte auf Normbedingungen umgerechnet wird.
Optimale Meßergebnisse lassen sich dadurch erzielen, daß die Fließgeschwindigkeit in der Analysenleitung und im Meßrohr größer gewählt wird als die Steiggeschwindigkeit der größten zu erwartenden Gasblasen. Mit diesen Maßnahmen wird die Reproduzierbarkeit stationärer Verhältnisse im Meßrohr (vor dem Schließen der Ventile) nicht erschwert.
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß das Meßrohr in die Analysenleitung fest eingebaut ist, daß am Ein- und Auslaß des Meßrohres gleichzeitig und schnell schließende Ventile angeordnet sind und daß Mittel zur Bestimmung von Druck und Temperatur des Meßrohrinhalts vorgesehen sind. Die gleichzeitig und schnell schließenden Ventile bewirken, daß bei jeder Probenahme die gleiche Menge in dem Meßrohr eingeschlossen ist.
Im Bereich des Kühlerdurchtritts ist die Analysenleitung so ausgebildet, daß sich keine Gase sammeln können. Damit wird einer Verfälschung des Probenergebnisses vorgebeugt.
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird durch oberhalb bzw. unterhalb des Meßrohres vorgesehene Entnahmestellen zur Gas- bzw. Kondensatprobenahme verwendet. Trotz ihres einfachen Aufbaues ist die Einrichtung vielseitig verwendbar.
Anhand einer schematischen Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren und ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben.
Die Primärkühlmittelleitung einer nicht dargestellten Kernreaktoranlage ist durch die Ausgleichsleitung 1 mit einem Druckhalter 3 verbunden dessen Aufgabe bekanntlich darin besteht Volumenschwankungen des Primärkühlmittels aufzufangen, und den für den im Reaktorkern erforderlichen Siedeabstand entsprechenden Druck zu erzeugen und zu halten. Hierzu ist der Druckhalter bis zu einem Niveau 4 mit Wasser gefüllt während der darüberliegende Raum dampfgefüllt ist. Durch Aufheizen des Wassers bzw. durch Einsprühen von Wasser in den Dampfraum 5 über die Sprühleitung 6 kann der Druck im Primärkühlmittel beeinflußt werden. Zur Überwachung der Dampfzusammensetzung zweigt vom Dampf raum 5 eine Analysenleitung 7 ab. In die Analysenleitung 7 ist ein Absperrventil 8, ein Druckminderventil 9 eine Temperaturmeßvorrichtung 10 und nach dem Austritt aus dem Sicherheitsbehälter 11 ein weiteres Absperrventil 12 eingebaut. Beim Durchströmen des Kühlers 13 kondensiert das Neßgut und seizt sich bei seinem Eintritt in die Probenahmestation 23 aus Kondensat und nicht kor,der,sierbarenl Gasen wie z.B. Stickstoff zusammen, Die Gasanteile werden in Form von Bläschen mitgeführt.
Im weiteren Verlauf der Analysenleitung 7 ist in diesselbe ein Meßrohr 14 fest eingebaut das vorzugsweise als graduiertes Glasrohr ausgebildet ist. Sein Fassungsvermögen beträgt äe nach der Nennweite der Analysenleitung zwischen 100 und 1000 ml. Am Ein- und Auslaß des Meßrohres 14 ist in der Analysenleitung 7 Je ein Magnetventil 15, 15a angeordnet. Soll eine Messung des nicht kondensierbaren Gasanteiles vorgenommen werden, sind die Ventile 8,12 und 15, 15a geöffnet, so daß das Kondensat ungehindert in Pfeilrichtung 16 zur nicht dargestellten Primärkühlmittelaufbereitung abfließen kann. Über die Durchflußkontrolle 17 kann der kontinuierliche Durchfluß während einer Spülzeit von ungefähr 15 Minuten überwacht werden. Zur Erzielung optimaler Ergebnisse ist eine Fließgeschwindlgkeit in der Analysenleitung und im Meßrohr von ca. 0,3 bis 3 m/s erforderlich. Sobald der Spülvorgang beendet ist, werden auf einen Steuerbefehl die zwei Magnetventile 15, 15a gleichzeitig und schnell geschlossen. Mit Hilfe des Überströmventils 18 wird ein unzulässiger Druckstoß in der Analysenleitung verhindert. Nach einer Wartezeit von einer Minute läßt sich das mittlerweile im oberen Bereich des MeBrohres angesammelte Gasvolumenablesen. 1 Unter Beachtllag der an der Temperaturmeßstelle 19 bzw. an der Druckmeßstelle 20 ermittelten Werte kann das im Meßrohr bestimmte Gasvolumen auf Normbedingungen umgerechnet werden. Zur Erzielung von optimalen Meßwerten ist im Bereich des Kühlerdurchtritts die Analysenleitung so ausgebildet, daß sich keine Gase sammeln können. Aus dem gleichen Grund sind die Toträume der im Verlauf der Analysenleitung 7 angeordneten Armaturen möglichst klein ausgeführt. Durch das Anbringen einer Entnahmestelle (Septum) 21 ist die beschriebene Einrichtung zur Gasprobenahme und über das Probenahmeventil 22 zur Kondensatprobenahme verwendbar.
Da die Bestimmung der nicht kondensierbaren Gase im wesentlichen auf eine li'llstandsmessung in einem Meßrohr reduziert wird, wurde mit der Erfindung ein einfaches und zuverlässiges Verfahren mit einer universell einsetzbaren Einrichtung geschaffen.

Claims

Patentansprüche 1.

Verfahren zur Bestimmung des Anteiles an nicht kondensierbaren Gasen in Dämpfen, wobei das Meßgut nach dem Passieren eines Kühlers in Form von Kondensat und Dampfblasen vorliegt und mittels einer Analysenleitung in eine Probenahmestation geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Meßgutes in einem Meßrohr (14) festgehalten wird und daß das sich nach einer Wartezeit im Meßrohr einstellende Gasvolumen des Meßgutes ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasvolumen unter Beachtung der im Meßrohr herrschenden Druck und Temperaturwerte auf Normbedingungen umgerechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließgeschwindigkeit in der Analysenleitung (7) und im Meßrohr (14) größer ist als die Steiggeschwindigkeit der größten zu erwartenden Gasblasen.
4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (14) in die Analysenleitung (7) fest eingebaut ist, daß am Ein-und Auslaß des Meßrohres (14) gleichzeitig und schnell schließende Ventile (15,15a) angeordnet sind, und daß Mittel (19,20) 7ur Bestimmung von Druck und Temperatur des des Meßrohrinhalts vorgesehen sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Kühlerdurchtrittes die Analysenleitung derart ausgebildet ist, daß sich in ihr keine Gase sammeln.
6. Einrichtung zur Durch,ührung des Verfahrens, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie über eine in Durchflußrichtung gesehen hinter dem Meßrohr (14) vorgesehene Entn2hmestelle (21) zur Gasprobenahine verwendet wird.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Hilfe des Ventils (22) zur Kondensatprobenahme verwendet wird.