Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРВОГО КОНТУРА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА - Патент РФ 2047230
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРВОГО КОНТУРА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРВОГО КОНТУРА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРВОГО КОНТУРА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в способах контроля эрозионных процессов на внутренней поверхности оборудования и трубопроводов первого контура ядерного реактора, конструкционные материалы которых содержат хром. Сущность изобретения: для раннего обнаружения износа оборудования первого контура ядерного реактора в условиях стационарного режима первого контура непрерывно наблюдают временную зависимость измерения активности радионуклида хрома-51 в теплоносителе, а об интенсивности износа оборудования судят по характеру изменения этой зависимости. Непрерывное наблюдение активности ведут на участке байпаса с высокотемпературным фильтром. Данный способ позволяет следить за изменением штатной ситуации, такими как резкое изменение мощности реактора, несанкционированный ввод химреагентов и др. нарушающих водно-химический режим, так как все это приводит к резкому изменению содержания радионуклида 51Cr в теплоносителе. Способ является эффективным для диагностики аварийных ситуаций в результате износа оборудования первого контура, например аварийного прикосновения рабочего колеса ГНЦ с внутренней поверхностью улитки.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2047230
Класс(ы) патента: G21C17/00, G21C17/02
Номер заявки: 92013013/25
Дата подачи заявки: 21.12.1992
Дата публикации: 27.10.1995
Заявитель(и): Макаров Сергей Павлович
Автор(ы): Макаров Сергей Павлович
Патентообладатель(и): Макаров Сергей Павлович
Описание изобретения: Изобретение относится к способам контроля эрозионных процессов на внутренней поверхности оборудования и трубопроводов первого контура ядерного реактора, конструкционные материалы которых содержат хром.
Известен способ дистанционного контроля накопления радионуклидов коррозионного происхождения на внутренней поверхности оборудования первого контура, заключающийся в непрерывном наблюдении за изменением активности радионуклидов на участке трубки байпаса [1]
Данным способом нельзя оценить износ оборудования, т.е. эрозию внутренней поверхности контура и механическое разрушение деталей его оборудования.
Известен способ контроля износа оборудования первого контура, заключающийся в непрерывном наблюдении временной зависимости выхода в теплоноситель кобальта, входящего в состав конструкционных материалов оборудования (регулирующей арматуры) [2]
Данным способом нельзя однозначно оценить износ оборудования, обусловленный именно процессами эрозии механического разрушения.
Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является раннее обнаружение износа оборудования, обусловленного процессами эрозии и механического разрушения.
Способ контроля износа оборудования первого контура ядерного реактора заключается в том, что в условиях стационарного режима работы первого контура теплоноситель отводят в байпас, пропускают через установленный в нем высокотемпературный фильтр и измеряют активность радионуклида 51Сr на фильтре, по возрастанию которой судят об усилении интенсивности эрозии и механического разрушения оборудования.
Известно, что скорость выноса хрома из основного конструкционного материала нержавеющей стали в реакторную воду низка. Хром остается на внутренней поверхности нержавеющей стали (в ее измененной в результате коррозии кристаллической структуре). В ионной форме в реакторной воде хром практически отсутствует. Отсюда следует, что накопление хрома в составе шлама частичек нержавеющей стали, содержащих хром, в первом контуре возможно как за счет эрозии, так и в результате механического разрушения поверхности деталей оборудования и трубопроводов из нержавеющей стали и только в нерастворимой дисперсной форме. Мигрируя, частички нержавеющей стали, содержащие хром, активируются в нейтронном потоке реактора и обнаруживаются по радионуклиду 51Сr.
Многолетние наблюдения на ряде блоков АЭС показали, что в течение кампании в стационарном режиме контура объемная активность в пробах реакторной воды дисперсного 51Сr, как правило, порядка 10-7 Ки/л, что соизмеримо с объемной активностью таких радионуклидов, как 58Со, 60СО, 54Мn, 59Fe и др. которым приписывают на практике только коррозионное происхождение.
В отложениях на внутренней поверхности первого контура также наблюдается иногда соизмеримая с радионуклидами коррозионного происхождения поверхностная активность, Ки/см2, радионуклида 51Сr. На практике ошибочно считают, что радионуклид 51Сr имеет коррозионное происхождение, образуется по реакции 54Fe (n, α) 51Cr, т.е. образуется из железа основного элемента в составе конструкционного материала.
Известно, что сечение реакции 54Fe (n, α) 54Cr по экспериментальной оценке σα <1˙>10-5 δ; R1 (1/Е) ≈ 1,09±0,13 m δ, по теоретической оценке σα 1,1˙10-27 δ; R1 (н.дел.) ≃ 0,6 m δ. Отсюда следует, что активность радионуклида 51Cr за счет коррозионного происхождения дает ничтожный вклад в наблюдаемую активность при дезактивации первого контура (2380 Ки). Столь значительную активность радионуклида 51Сr следует отнести к эрозионному происхождению либо это результат механического разрушения конструктивных материалов, например истирания дистанционирующих решеток (опилки одна из составляющих шлама).
Штатная пробоотборная линия на АЭС не пригодна для наблюдения дисперсного радионуклида 51Сr, так как известно, что такие частицы, как опилки, стружка, оседают раньше, чем в нее попадают, а если и попадают, то оседают в самом ее начале. К тому же непрерывный отбор проб на практике не осуществляется.
Непрерывное наблюдение за изменением активности радионуклида 51Сr на участке трубки байпаса с высокотемпературным фильтром (губчатым титаном) имеет то преимущество, что в байпасе сохранены все параметры первого контура: температура, давление, физико-химический состав примесей теплоносителя. Губчатый титан позволяет удерживать и накапливать шлам из разрушенной нержавеющей стали, продукты эрозии и коррозии.
Способ осуществляется следующим образом.
На участке байпаса первого контура установлен фильтр из губчатого титана. Байпас выведен в полуобслуживаемое помещение. Участок трубки байпаса имеет внутренний диаметр 13 мм, длину 20 мм. Вблизи участка трубки установлен полупроводниковый детектор (ППД) Ge (Li), т.е. также в полуобслуживаемом помещении. ППД Ge (Li) соединен кабелем с γ -спектрометром, который установлен в обслуживаемом помещении, или с самописцем для непрерывного контроля.
Известно, что радионуклид 51Сr образуется из 50Cr (4,31% в ест. смеси) по реакции 50Сr(n, γ) 51Cr: σтепл.=15,9 ±0,2 δ; R1=7,8± ±0,4δ а также из 52Сr (87,76% в ест. смеси) по реакции 52Сr (n, 2n) 51Сr на быстрых нейтронах: σ (Е= 15 МэВ)= 412±29 mδ. Можно считать, что вклад последней реакции относительно невелик. Наблюдают радионуклид 51Сr по γ -линии с Eγ320,1 кэВ, абсолютным квантовым выходом 9,83% Период полураспада Т1/2=27,73 сут.
Поскольку переходные режимы работы контура реактора приводят к резкому изменению содержания радионуклидов в теплоносителе (взмучивают шлам), то следует отсекать байпас на период запланированного изменения режима, чтобы не загрязнять губчатый титан высокой активностью радионуклидов эрозионно-коррозионного происхождения. Открывать байпас следует после снижения объемной активности радионуклидов до уровня обычного для стационарного режима (10-7 Ки/л для радионуклида 51Сr). Если при стационарном режиме активность 51Сr в губчатом титане вдруг интенсивно ускорит нарастание, что оперативный персонал должен проанализировать изменения режима работы контура реактора, и если не найдет объяснения, то это сигнал усиления интенсивности эрозии или механического разрушения деталей оборудования и трубопроводов, т.е. сигнал аварийной ситуации. Анализ следует проводить и с помощью γ -спектрометра. Например, нет изменения режима работы контура, а активность радионуклида 51Сr в губчатом титане резко возросла и после этого продолжает нарастать в прежнем темпе. Возможно, это "горячая" частичка нержавеющей стали. Следует проанализировать ее на γ -спектрометре. Если активность долгоживущих радионуклидов в "горячей" частичке относительно мала по сравнению с активностью 51Сr, то эта частичка "свежая" и разрушилась нержавеющая сталь в петлях (вне активной зоны). Если соотношение активностей 51Сr и долгоживущих радионуклидов совпадает с их соотношением в пробах реакторной воды, то это либо шлам, либо "старая" частичка. Если это опилки дистанционирующей решетки, то с помощью расчета их тоже можно идентифицировать по соотношению активностей целого ряда радионуклидов. Если все-таки это шлам, то может быть и так, что изменение режима работы контура не было зафиксировано оперативным персоналом, и т. д. по обстановке. Результаты наблюдения следует оформлять в виде графика изменения активности радионуклида 51Сr во времени. Крутизна графика дает информацию об интенсивности эрозии, а резкие скачки, повторяющиеся друг за другом, это сигнал аварийной ситуации механическое разрушение деталей, конструкционные материалы которых содержат хром.
Данный способ является эффективным для диагностики аварийных ситуаций в результате износа оборудования первого контура, например аварийного соприкосновения рабочего колеса ГНЦ с внутренней поверхностью улитки. Данный способ позволяет следить за изменениями штатной ситуации, такими как резкое изменение мощности реактора, несанкционированный ввод химреагентов и др. нарушающих водно-химический режим, так как все это приводит к резкому изменению содержаний радионуклида 51Cr в теплоносителе.
Формула изобретения: СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИЗНОСА ОБОРУДОВАНИЯ ПЕРВОГО КОНТУРА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, заключающийся в непрерывном наблюдении временной зависимости выхода в теплоноситель элемента, входящего в состав контрукционных материалов оборудования, отличающийся тем, что в условиях стационарного режима работы первого контура теплоноситель отводят в байпас, пропускают через установленный в нем высокотемпературный фильтр и измеряют активность радионуклида 51Cr на фильтре, по возрастанию которой судят об усилении интенсивности эрозии и механического разрушения оборудования.