СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ ТЕЧИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ПОМЕЩЕНИЯХ АЭС

Полезная модель относится к атомной отрасли, а именно к системе, предназначенной для обнаружения течи теплоносителя путем мониторинга влажности или аэрозольной активности воздушной среды в помещениях АЭС.
Известна система обнаружения течи теплоносителя путем контроля аэрозольной активности в помещениях АЭС, содержащая влагоотделитель, обеспечивающий разделение воздуха контролируемого помещения на конденсат и воздушную среду, устройство для измерения объемной активности аэрозолей в воздушной среде и модуль измерения объемной активности гамма-излучающих радионуклидов в жидкости (RU 82915 U1, 10.05.2009). Однако эта система сложна в эксплуатации, имеет громоздкое оборудование, низкую точность и большое время проведения замеров, поскольку измерения проводятся, как в газообразной, так и в жидкой фазе.
Также известна система обнаружения течи теплоносителя путем контроля аэрозольной активности (прототип), содержащая устройство, обеспечивающее разделение воздуха контролируемого помещения на конденсат и воздушную среду, соединенное трубопроводом воздушной среды с устройством для измерения объемной активности аэрозолей, а трубопроводом для отвода конденсата - с модулем измерения объемной активности гамма-излучающих радионуклидов в жидкости, при этом устройство для измерения объемной активности аэрозолей соединено с трубопроводом разряжения, а модуль измерения объемной активности гамма-излучающих радионуклидов в жидкости соединен с трубопроводом сброса конденсата в спецканализацию (RU 100817 U1, 27.12.2010).
Недостатками системы, известной из патента RU 100817, является то, что искомая величина исходной объемной активности аэрозолей в воздушной среде в контролируемых помещениях достигается суммированием двух составляющих - измеряемой объемной активности аэрозолей в газе (в осушенных пробах) и измеряемой объемной активности гамма-излучающих радионуклидов в жидкости (в конденсате из проб) - с учетом параметров скорости образования конденсата и величины расхода проб через пробоотборный трубопровод. Средства измерения объемной активности радионуклидов в жидкости являются достаточно дорогостоящими, громоздкими и сложными в эксплуатации, требуют подвода к системе дополнительных контуров обессоленной воды и сжатого воздуха для периодического выполнения промывки и просушки измерительных объемов системы, что, естественно, создает значительные сложности при внедрении и эксплуатации таких систем. Кроме того, средства измерения объемной активности аэрозолей в газе и объемной активности гамма-излучающих радионуклидов в жидкости традиционно осуществляют измерения по различным типам радионуклидов, что может вносить значительную погрешность при вычислении искомой величины исходной аэрозольной активности воздушной среды в контролируемых помещениях по причине переменного радионуклидного состава теплоносителя в течение микрокампании энергоблока. В связи с изложенным известная система имеет низкие технические и эксплуатационные показатели.
Задача полезной модели состояла в разработке системы обнаружения течи теплоносителя в помещениях АЭС с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками, главными показателями которых в данном случае являются широкий диапазон измерения с высокой точностью и достоверностью контроля, замеры необходимого набора параметров для использования в разработанных алгоритмах, сокращение времени и упрощение проведения замеров, снижение массы и объема системы (поскольку в предлагаемой системе отсутствует модуль измерения объемной активности гамма-излучающих радионуклидов в жидкости).
Таким образом, технический результат заключается в улучшении технических и эксплуатационных характеристик предлагаемой системы.
Указанный технический результат достигается тем, что система обнаружения течи теплоносителя в помещениях АЭС, содержащая линию отбора проб воздушной среды и последовательно установленные в ней охладитель, влагоотделитель с линией отвода конденсата, подогреватель газового потока, расходомер и побудитель расхода, согласно полезной модели, снабжена установленным в линии отбора проб перед охладителем двухходовым устройством направления потока, один выход которого соединен с входом газового потока в охладитель, устройством измерения влажности и температуры, включенным в линию отбора проб за подогревателем, и линией перепуска, присоединенной одним концом ко второму выходу двухходового устройства направления потока, а другим - соединенной с линией отбора проб за подогревателем.
Кроме того, система может быть снабжена устройством измерения объемной активности аэрозолей, включенным в линию отбора проб за расходомером.
Предусмотрено, что система может быть снабжена устройством измерения количества конденсата, подключенным к линии отвода конденсата.
Наряду с этим устройство измерения количества конденсата может быть выполнено в виде емкости и содержать клапан слива и указатель уровня конденсата.
Предусмотрено также, что система может быть снабжена датчиком температуры, установленным на линии отбора проб перед двухходовым устройством направления потока.
Вместе с тем система может быть снабжена вторым датчиком температуры, установленным на линии отбора проб перед устройством измерения объемной активности аэрозолей.
Предусмотрено, что система может быть снабжена датчиком давления, установленным на линии отбора проб перед устройством измерения влажности и температуры.
Также рекомендуется, чтобы система была снабжена вторым датчиком давления, установленным на линии отбора проб перед устройством измерения объемной активности аэрозолей.
На чертеже приведена принципиальная схема системы обнаружения течи теплоносителя в помещениях АЭС.
Система обнаружения течи теплоносителя в помещениях АЭС содержит линию отбора проб (1) воздушной среды и последовательно установленные в ней охладитель (2), влагоотделитель (3) с линией отвода конденсата (4), подогреватель (5) газового потока, расходомер (6) и побудитель расхода (7), установленный на конце линии отбора проб. Система также снабжена двухходовым устройством направления потока (8), установленным в линии отбора проб перед охладителем (2), устройством измерения влажности и температуры (9), включенным в линию отбора проб за подогревателем, и линией перепуска (10). Один выход двухходового устройства направления потока (8) соединен с входом газового потока в охладитель (2). Линия перепуска (байпасная линия) присоединена одним концом ко второму выходу двухходового устройства направления потока, а другим концом соединена с линией отбора проб (1) за подогревателем (5). Кроме того, для получения боле высокой точности замеряемых параметров, система может быть снабжена устройством измерения объемной активности аэрозолей (11), включенным в линию отбора проб за расходомером (6). Предусмотрено, что система может быть снабжена устройством измерения количества конденсата (12), подключенным к линии отвода конденсата (4) из влагоотделителя (3). Устройство измерения количества конденсата (12) может быть выполнено в виде емкости и содержать клапан слива и указатель уровня конденсата. Для создания потока воздушной среды и разрежения в линии отбора проб (1), в качестве побудителя расхода (7) может быть использован вакуумный насос, вентилятор или эксгаустер, установленные на конце упомянутой линии. В охладителе (2) в качестве источника холода может быть использована компрессионная холодильная машина или абсорбционная холодильная установка, или термоэлектрическая холодильная установка. Система может быть снабжена датчиком температуры, установленным на линии отбора проб (1) перед двухходовым устройством направления потока (8). Кроме того, система может быть снабжена вторым датчиком температуры, установленным на линии отбора проб перед устройством измерения объемной активности аэрозолей (11). Предусмотрено, что система может быть снабжена датчиком давления, установленным на линии отбора проб перед устройством измерения влажности и температуры (9), а также вторым датчиком давления, установленным на линии отбора проб перед устройством измерения объемной активности аэрозолей (11).
Система работает следующим образом. Воздух из контролируемого помещения поступает в линию отбора проб (1) и через двухходовое устройство направления потока (8), поступает в охладитель (2), где охлаждается с образованием конденсата, который отделяется от газового потока во влагоотделителе (3). Конденсат по линии отвода конденсата (4) поступает в специальную канализацию для сбора радиоактивных отходов. Выйдя из влагоотделителя, осушенный газовый поток направляется в подогреватель (5). Подогрев газового потока на заданную величину осуществляется с целью исключить образование конденсата в зоне установки измерительного оборудования и таким образом повысить точность замеров. Из подогревателя (5) газовый поток поступает в устройство для измерения влажности и температуры (9), а затем через расходомер (6) в устройство измерения объемной активности аэрозолей (11). При помощи двухходового устройством направления потока (8) поток проб воздуха может направляться по линии перепуска (11), минуя охладитель (3) и подогреватель (6), через расходомер газового потока (9) в устройство для измерения влажности (10). Направление потока проб выбирается исходя из температурных и влажностных условий, сформировавшихся в зоне установки измерительных элементов системы, и определяет два основных режима работы системы - соответственно, режим с охлаждением проб и режим без охлаждения проб. Поток воздушной (газовой) среды через рабочие элементы системы создается побудителем расхода (7), установленным на конце линии отбора проб (1). В случае необходимости использования устройства измерения количества конденсата (12), подключенного к линии отвода конденсата (4) из влагоотделителя (3) - при достижении конденсатом максимального установленного уровня в емкости, клапан слива (или вентиль) открывается на определенное время и обеспечивает слив конденсата через дренажную линию в специальную канализацию для радиоактивных отходов.
В данном техническом решении искомая величина исходной объемной аэрозольной активности воздушной среды в контролируемых помещениях определяется исходя из измеряемой активности остаточных аэрозолей в осушенных пробах и вычисляемого соотношения между количеством осаждаемых в конденсате аэрозолей и остаточным количеством аэрозолей, содержащимся в осушенных пробах. Причем данное соотношение находится по параметрам остаточного влагосодержания в осушенных пробах и скорости образования конденсата с учетом расхода проб через линию отбора проб (1) воздушной среды, а также коэффициента осаждения аэрозолей с конденсатом.
Высокие технические и эксплуатационные характеристики предлагаемой системы обусловлены составом оборудования и связями элементов оборудования, т.е. совокупностью существенных признаков, приведенных в независимом пункте формулы полезной модели.