SE507413C2 - Anordning för mätning av gastryck - Google Patents

Description

20 25 35 507 415 2 yttrar sig såsom en differens mellan det tryck som uppmäts av de båda sensorerna, varvid tryckdifferensens storlek utgör ett mått på igensättningsgraden. Når därför tryckdifferensen nått ett givet tröskelvärde skall backspolning eller annan rengöring initieras. Emellertid har företagna försök med differenstryck- mätning ej varit framgångsrika på grund av svårigheter att hålla de såsom referensben tjänande rörledningarna torra, dvs enbart gasfyllda. Om nämligen olika stora vattenpelare uppträ- der i de båda referensbenen uppstår mätfel som omöjliggör till- förlitlig larmning eller styrning av silrengöringsfunktionen.

Uopfinningens syften och särdrag I en snäv aspekt tar föreliggande uppfinning sikte pà att undanröja ovannämnda svårigheter och skapa förutsättningar för en tillförlitlig differenstryckmätning, företrädesvis i syfte att möjliggöra adekvat rengöring av silar i kärnkraft- verk. I en vidare aspekt tar uppfinningen sikte på att skapa en anordning som redan i samband med elementär mätning av ett absolut gastryck fungerar på ett tillfredsställande sätt. Ett grundläggande syfte med uppfinningen är sålunda att skapa en gastryckmätningsanordning, vilken har en i en vätska nedsänkt eller nedsänkbar rörledning som städse hålls torr.

I sin vidaste aspekt når uppfinningen detta syfte medelst de särdrag som är angivna i patentkravet 1. I sin snä- vare aspekt når uppfinningen sitt syfte medelst de särdrag som anges i patentkravet 2. Föredragna utföranden av uppfinningen är vidare definierade i de övriga, osjälvständiga patentkraven.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är Fig 1 en sidovy visande två silar ingående i ett kärnkraft- verk, Fig 2 en vy i 90° vinkel mot vyn enligt fig l, Pig 3 en schematisk illustration av en gastryckmätningsanord- ning enligt uppfinningen, Fig 4 en delvis genomskuren vy visande ett i anordningen ingå- ende kärl av en första typ, Fig 5 en motsvarande vy visande en andra typ av kärl, och 10 15 20 25 30 35 507 413 3 Fig 6 en delvis genomskuren ändvy av ett kärl enligt fig 4 eller 5.

Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av uppfin- ningen I fig 1 och 2 betecknar l, 1' tvenne silar, vilka är monterade i bottnen av en reaktorinneslutning vars vägg är be- tecknad 2 och vars botten antyds vid 3. Silarna är delvis ned- sänkta i en grop eller försänkning 4 och är var för sig an- slutna till ledningar 5 för matning av vatten till ett kylsys- tem (icke visat). I exemplet tänkes kärnkraftverket arbeta med en tryckvattenreaktor. Detta innebär att reaktorinneslutningens botten saknar vatten under normala förhållanden. Vid ett even- tuell haveri kan emellertid vatten ansamlas i bottnen och bilda en vattenmassa som helt omsluter silarna 1, l'. Därest silarna vore monterade för att betjäna en kokvattenreaktor skulle reak- torinneslutningen innehålla en bottenvattenmassa i vilken silarna vore helt nedsänkta även under normala driftsförhållan- den.

I fortsättningen beskrivs uppfinningen under antagande av att silarna arbetar i vatten.

Till varje sil 1 resp 1' är ansluten en mätanordning vars huvudkomponenter utgörs av två tryckgivare eller sensorer 6, 6', två rörledningar 7, 7' samt två kärl 8, 8'. Såsom antyds i fig 3 är de båda kärlen 8, 8' lokaliserade på en och samma nivå, dvs i ett gemensamt horisontalplan. Det första kärlet 8 öppnar sig i huvudsak direkt mot den omgivande huvudvattenmas- san, medan det andra kärlet 8' är förbundet med silen 1 via en sekundär rörledning 9 vilken sträcker sig horisontellt mellan kärlet och silen.

Nu hänvisas till fig 4 och 6 som mer detaljerat visar beskaffenheten hos de båda kärlen 8, 8'. per kärlet en cylinder eller cylindrisk vägg 10 som vid mot- I båda fallen inbegri- satta ändar är tillsluten förmedelst gavelväggar ll, 11'.

Cylindern är långsmal och placerad liggande. I praktiken kan cylindern ha en diameter inom området 80-100 mm och en längd som är 3 à 5 gånger större än diametern. Kärlets volym kan där- för uppgå till storleksordningen 2-4 dm3. I närheten av den ena gavelväggen 11' är anordnat ett till kärlets överdel anslutet lJ\ 10 H 20 25 507 413 4 kopplingsdon 12 som låter sig anslutas till förutnämnda rörled- ning 7 resp 7'.

I den motsatta gavelväggen 11' är urtaget ett såsom in- lopp tjänande hål 13 vilket är placerat nära kärlets botten och har en tvärsnittsarea som är betydligt mindre än cylinderns 10 tvärsnittsarea. Vid kärlet 8' enligt fig 5 är till hålet 13 an- slutet ett kopplingsdon 12' som låter sig anslutas till den horisontella, sekundära rörledningen 9. Vid kärlet 8 enligt fig 4 är däremot till hålet 13 anslutet ett kort rörstycke 14 som är tillslutet vid sin fria ände medelst en gavel 15. I rörväg- gen är urtagna en mångfald små hål 16 genom vilka vatten kan passera in i rörstyckets inre och via hålet 13 in i cylinderns eller kärlets inre. Genom att hål, säkerställs att åtminstone vissa av hålen möjliggör vätskekom- rörstycket inbegriper dessa små som är väsentligen jämnt fördelade utmed rörmanteln, munikation mellan den omgivande huvudvattenmassan och kärlets inre även om vissa andra skulle oavsiktligt sättas igen av föroreningar. Det med 17 betecknade vattnet bildar i kärlets inre en yta eller spegel 18 ovanför vilken finns en luft- eller gaskudde 19.

Var och en av de båda rörledningar 7, 7' som är anslutna till kärlen 8, 8' bör ha en begränsad diameter för att säker- ställa att rörledningarnas totala volym blir flera gånger mindre än kärlens 8, 8' volym. På så sätt säkerställs att kär- len får tillräcklig gasvolym för att hålla ledningarna gas- fyllda vid samtliga förekommande tryckförändringar och vatten- nivàer i omgivningen. I praktiken kan rörledningarnas diametrar ligga inom området 8-20 mm, företrädesvis 10-15 mm eller lämp- ligast 12-13 mm. Såsom ett praktiskt exempel må nämnas att den längsta ledningen 7' kan ha en längd av 5 meter och en diameter av 12,7 mm. Ledningen erhåller då en volym av 0,63 dm3. Samti- digt kan kärlet 8' ha en volym av 3,24 dm3, dvs en volym som är ca 5,2 gånger större än rörledningens volym. I praktiken bör kärlets volym vara 4-7, företrädesvis 5-6 gånger större än rör- ledningens volym.

Det är väsentligt att de båda kärlen 8, 8' är lokalise- rade i ett gemensamt horisontalplan så att skillnader i statisk vätskepelare mellan kärlen ej påverkar differenstryckmätningar. 10 H 20 25 30 35 S 507 415 Närmare bestämt ska de båda inloppshålen 13 vara belägna på en och samma nivå.

Den upnfinningsenliqa anordningens funktion Antag att ett haveri inträffar och att silarna l, 1' träder i funktion i samband med att vatten ansamlas i reaktor- inneslutningens botten. De båda kärlen 8, 8', som är belägna ungefär i nivå med överdelen av tillhörande sil, kommer då att vattenfyllas i huvudsak samtidigt. I beroende av hur högt den omgivande huvudvattenmassan stiger i förhållande till kärlens nivå kommer ett mer eller mindre högt gastryck att skapas i luftkudden 19 jämte rörledningarnas 7, 7' inre. Dessa gastryck kan avkännas av sensorerna 6, 6' (eller av en för båda ledning- arna gemensam differenstryckmätare). Så länge den enskilda silen, t ex silen 1, är ren råder lika stora luft- eller gastryck i kärlen 8, 8'. Om emellertid föroreningar börjar sätta igen hålen i silen kommer vattentrycket inne i denna att sjunka i förhållande till trycket i den omgivande huvudvatten- massan. Detta får till följd att vattennivån 18 inne i kärlet 8' sjunker något och att gastrycket i detta kärl reduceras. Med andra ord uppstår en differens mellan gastrycken i kärlen 8, 8' jämte tillhörande rörledningar, vilken differens kan avläsas av sensorerna 6, 6'. Gastrycksdifferensens storlek utgör härvid ett mått på graden av igensättning av silen. När tryckdifferen- sen nått en förutbestämd storlek initieras på lämpligt sätt backspolning eller annan lämplig rengöring av silen. I prakti- ken kan rengöringen av silen antingen ombesörjas på automatisk väg eller genom att sensorerna startar ett larm som i sin tur utnyttjas av personalen för att manuellt starta rengöringsope- rationen.

En väsentlig fördel med anordningen enligt uppfinningen är att de vertikala delarna av mätbenen, dvs rörledningarna 7, 7', städse hålls torra, varigenom tryckmåtningen eller -indike- ringen icke påverkas av varierande vätskepelare. Genom att kär- lens 8, 8' volym är flerfaldigt större än rörledningarnas volym säkerställs detta förhållande även om den omgivande huvudvat- tenmassans nivå skulle stiga till betydande nivå ovanför kär- len. Från den enskilda silen sträcker sig den såsom mätben tjä- nande rörledningen 9 horisontellt till tillhörande referens- UI 10 15 507 415 6 nivåkårl; något som innebär att mätningen icke påverkas av om denna rörledning är helt vattenfylld eller innehåller luft.

Tryckdifferensen vid differenstryckmätaren eller sensorerna är detsamma som vid mätställena oberoende av omgivande tryck eller vätskenivå.

Stundom kan i inneslutningen uppstå vågbildningar eller andra häftiga vattenrörelser som i extrema fall kan leda till att vatten okontrollerat trycks upp i ledningarna 7, 7'. Genom att dessa ledningar emellertid har en uttalad, ehuru begränsad diameter (t ex 12-13 mm) säkerställs att vattnet icke hålls kvar av ytspänningen utan kan rinna tillbaka ned i kärlet då förhållandena återgår till det normala.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad blott till det beskrivna och på ritningarna visade utförandet. I en vid aspekt är upp- finningen sålunda tillämpbar även vid absolutmätning av gas- tryck, dvs utan att differenstryck mäts eller indikeras. Det skall även understrykas att det enskilda kärlet genom att vara långsträckt och liggande säkerställer att den i kärlet inne- slutna vätskans nivå kommer att variera inom snäva gränser även om nivån hos den omgivande vätskemassan varierar högst avse- värt.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 507 413 Eatentkray

1. Anordning för mätning av gastryck som är beroende av nivån hos en vätska, k ä n n e t e c k n a d därav, att densamma innefattar två tryckgivare eller sensorer (6, 6') som báda är anslutna till övre delar av gasfyllda rörledningar (7, 7') av vilka åtminstone en verkar i en vätskemassa och har en undre del ansluten till en övre del av ett kärl (8, 8') med en volym som är större än den tillhörande rörledningens volym, varvid kärlet (8, 8') uppvisar ett vätskan genomsläppande inlopp (13), vilket har en tvärsnittsarea som är mindre än kärlets tvärsnittsarea och vilket är lokaliserat nära kärlets botten, varigenom vätska (17) som tränger in i kärlet via inloppet bildar en yta eller spegel (18) vars nivå inne i kärlet i och för sig kan variera i beroende av den omgivande huvudvätskemassans nivå, dock utan att vätskan normalt stiger upp i själva rörledningen (7, 7').

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att är anslutna till kärl (8, 8') är placerade i ett gemensamt horisontalplan och av vilka ett bàda rörledningarna (7, 7') vilka första (8) är via inloppet (13) öppet direkt mot den omgivande huvudvätskemassan, medan det andra (8') är via en sekundär rör- ledning (9) kopplat till en sil (1, 1'), vilken har till upp- gift att på i och för sig känt sätt suga in vätska ur huvud- vätskemassan för vidarebefordran till en förbrukningsenhet, t ex ett kylsystem i ett kärnkraftverk, och vilken vid behov kan backspolas eller rengöras i syfte att avlägsna tilltäppande föroreningar, varvid det första kärlet (8) tjänar såsom ett referenskärl i vars inre gastrycket är i huvudsak uteslutande beroende av huvudvätskemassans nivå, medan det andra kärlet (8') utgör ett operativt kärl i vilket gastrycket är beroende av icke blott huvudvätskemassans nivå utan även den genom silen insugna vätskans tryckfall genom silen. 10 ä. 'Jl 20 25 507 413 8

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den sekundära rörledningen (9) (8') sträcker sig i ett horisontellt plan mellan kärlet och silen.

4. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att kärlets (8, 8') volym är flera gånger, t ex 4-7 eller företrädesvis 5-6, större än rörled- ningens (7, 7') totala volym.

5. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d därav, att rörledningen (7, 7') har en inner- diameter inom området 8-20 mm, företrädesvis 10-15 mm eller lämpligast 12-13 mm.

6. Anordning enligt något av kraven 2-5, k å n n e - att till referenskärlets (8) (14) t e c k n a d därav, inlopp är anslutet ett vid en fri ände slutet rörstycke i vilket är urtagna en mångfald små hål (16) av vilka åtminstone vissa säkerställer vätskekommunikation mellan huvudvätskemassan och referenskärlets inre även om vissa andra oavsiktligt sätts igen av föroreningar.

7. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - att kärlet (8, 8') har formen av en lång- (11, 1l') t e c k n a d därav, smal och vid motsatta ändar medelst gavlar sluten cylinder (10) vilken är placerad liggande, dvs har sin längd- axel väsentligen horisontellt orienterad.

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att (13) (11) (10) båda motsatta gavlar, medan den med sensorn kommunicerande rör- inloppet är anordnat i den ena av cylinderns ledningen (7, 7') är ansluten till cylinderns mantelvägg i när- heten av den motsatta gaveln (11').