Устройство для автоматического контроля состава газовой фазы теплоносителя атомных электростанций

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СОСТАВА ГАЗОВОЙ ФАЗЫ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, содержащее дегазатор с утановленными запорными органами на линиях входа газа-носителя, выхода газа и теплоносителя и на пробоотборной линии, датчик уровня теплоносителя и газоанализатор, соединенный с линией выхода газа, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности измерения, оно дополнительно содержит линию слива, с запорным органом, датчик давления газа в дегазаторе и блок управления, при этом датчик уровня и давления подключены к входам блока управления, выходы которого соединены с запорными органами на линиях слива, входа газа-носителя, выхода газа и теплоносителя и на пробоотборной линии.

Изобретение относится к области автоматического контроля технологических процессов и может быть использовано в атомной энергетике для автоматического контроля содержания водорода в теплоносителе первого контура атомной электростанции (АЭС) с реакторами типа ВВЭР.
Известно устройство контроля содержания водорода в контурах жидкометаллического теплоносителя ядерных установок, содержащее дозатор, емкость, датчик и анализатор водорода.
Недостаток данного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает достаточной точности контроля.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для автоматического контроля состава газовой фазы теплоносителя атомных электростанций, содержащее дегазатор с установленными запорными органами на линиях входа газа-носителя, выхода газа и теплоносителя и на пробоотборной линии, датчик уровня теплоносителя и газоанализатор, соединенный с линией выхода газа.
Проба теплоносителя (с расходом 60 л/ч) по пробоотборной линии (через последовательно соединенные дроссель и холодильник) и газ-носитель (с расходом 120 л/ч, азот) непрерывно подаются на эжектор, откуда через сосуд задержки газоводяная смесь поступает в дегазатор, из которого газовая фаза, дополнительно охлажденная (для уменьшения влагосодержания), направляется по газовой линии к газоанализатору, а продегазированный теплоноситель через поплавковый регулятор уровня направляется к другим анализаторам теплоносителя.
Концентрация водорода в теплоносителе зависит от отношения расходов газа-носителя (азота) и пробы теплоносителя, поэтому устройство дополнительно содержит расходомеры с регистраторами и регуляторами расходов газа-носителя и пробы теплоносителя.
Недостатками данного устройства являются: зависимость показателей измерений газоанализатора от значений величин расходов пробы теплоносителя и газа-носителя, что снижает точность измерений, а также большие материальные и трудовые затраты при его изготовлении и эксплуатации.
Целью изобретения является упрощение устройства и повышение точности измерения.
Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее дегазатор с установленными запорными органами на линиях входа газа-носителя, выхода газа и теплоносителя и на пробоотборной линии, датчик уровня теплоносителя и газоанализатор, соединенный с линией выхода газа, дополнительно содержит линию слива с запорным органом, датчик давления газа в дегазаторе и блок управления, при этом датчики уровня и давления подключены к входам блока управления, выходы которого соединены с запорными органами на линиях слива, входа газа-носителя, выхода газа и теплоносителя и на пробоотборной линии.
Измерение концентрации водорода в теплоносителе данным устройством производится дискретно.
Данное устройство позволяет производить пересчет показаний газоанализатора для определения концентрации водорода в теплоносителе по формуле
C =10 K C где C - концентрация водорода в теплоносителе, мл/л;
C - показание газоанализатора, об.%;
K - коэффициент разбавления.
Коэффициент разбавления К в этом устройстве определяется только значением величины давления газа в дегазаторе.
Благодаря этому точность измерения в связи с содержанием числа необходимых измерительных приборов резко повышается.
Таким образом, новая совокупность признаков, характеризующая данное устройство, позволяет обеспечить положительный эффект - упрощение устройства (уменьшение числа измерительных приборов) и повысить точность измерений.
На чертеже показана блок-схема устройства, выполненного и соответствии с изобретением.
Устройство содержит пробоотборную линию с установленными на ней последовательно дросселем, холодильником (на чертеже не показаны) и соединенную через запорный орган 1 с дегазатором 2 с расположенными в нем датчиком 3 давления, датчиком 4 уровня теплоносителя, диспергатором 5 газа-носителя, запорные органы 6-9, линию 10 выхода газа, газоанализатор 11, линию 12 входа газа-носителя, линию 13 выхода теплоносителя из дегазатора на анализаторы жидкости, линию 14 слива продегазированного теплоносителя и блок 15 управления.
Устройство работает следующим образом.
Теплоноситель заполняет объем дегазатора 2 при открытых запорных органах 1, 8 и поступает на анализаторы теплоносителя по линии 13. По командам блока 15 управления запорные органы 1 и 8 закрываются, а запорные органы 7 и 9 открываются, открывая, тем самым, доступ газа-носителя для дегазации пробы теплоносителя и разбавления газов, содержащихся в теплоносителе, и слива продегазированной пробы теплоносителя под действием давления газа-носителя. Затем по сигналу датчика 4 уровня теплоносителя (в момент окончания слива продегазированной пробы теплоносителя) блок 15 закрывает сливной запорный орган 9, при этом происходит постепенное повышение давления газа-носителя (азота) в дегазаторе 2 до давления, заданного уставкой датчика 3 давления, и по сигналу датчика 3 давления закрывает запорный орган 7 на линии 12 газа-носителя и открывает запорный орган 6 на линии 10 выхода газа, соединенной с газоанализатором 11. После окончания измерения через заданный промежуток времени цикл повторяется.
В качестве запорных органов можно применить электромагнитные клапаны, а датчика давления - элекроконтактный манометр.
В качестве датчика уровня можно использовать электролитический датчик, расположенный в нижней части дегазатора.
В качестве блока управления возможно использование известного контактного электрического командного прибора, например КЭП.
В качестве газоанализатора целесообразно использовать газовый хроматограф типа "Газохром 3101" с автоматическим дозатором. В этом случае возможно определение не только водорода, а и некоторых других газов, например азота, при использовании другого газа-носителя, например аргона.
Использование данного устройства позволит значительно сократить затраты на изготовление и эксплуатацию, отказаться от регулирования и контроля расхода пробы теплоносителя и газа-носителя и позволит оптимизировать водно-химический режим за счет повышения точности измерения газосодержания (водородсодержания) теплоносителя.