Индикатор водорода

 

ИНДИКАТОР ВОДОРОДА, содержащий тепловую трубу, о тличающ и и с я тем, что, с целью осзлцествления непрерьшного контроля содержания водорода в изучаемор среде и упропшния конструкции, горячий конец тепловой трубы выполнен из материала , пропускающего водород, а вдоль тепловой трубы установлено по край .ней мере две термопары. - 2. Индикатор по n.l, отличающийся тем, ЧТО; с целью повьшения чувствительности, охлаждаемый конец тепловой трубы, выполнен сужающимся.

(g))g G 01 N 25/14 ли-трав

ГОСХЦАРСТВЕННЫй НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ!

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3520926/25 (гг) 08.12.82 (46) 30.03.91. Бюл.N- 12 (72) А.И.Крылов (53) 543. 27(088. 8) (56) Патент США N 3683272, кл. 324-33, опубл.1970.

Авторское свидетельство СССР

М 723430, кл. G 01 N N 7/14, 1978. (54)(57) ИНДИКАТОР ВОДОРОДА, содержащий тепловую трубу, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью осущестИзобретение относится к газовому анализу и может быть применено для обнаружения течи воды из парогенератора в жидкометаллический натриевый теплоноситель на атомных электростанциях на быстрых нейтронах по появлению водорода в теплоносителе в результате реакции воды с натрием.

Известно устройство для индикации водорода в щелочном металле, содержащее датчик водорода, выполненный в виде трубчатой мембраны из никеля, и анализатор-электроразрядный ионный насос. Датчик установлен в металл с температурой 500 С. О содержании водорода в металле судят по току электроразрядного ионного насоса, который зависит от количества прошедшего через мембрану водорода из металла в насос.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, недостаточная надежность проводимости водорода мембраной, которая изменявления непрерывного контрогя содержания водорода в изучаемой среде и упрощения конструкции, горячий конец тепловой трубь| выполнен из материала, пропускающего водород, а вдоль тепловой трубы ycтановлено по край. ней мере двс термогарь|.

2. Индикатор по и. 1, и т л и— ч а ю шийся тем, что„с целью повышения чувствительности, охлаждаемый конец тепловой трубы, выпол— нен сужающимся. ется B процессе работы из-за образования на мембране поверхностных пленок со стороны насоса.

Наиболее близким техническим решением является устройство для детектирования водорода в щелочных металлах, содержащее пробоотборник, приспособление для отделения примесей от металла и анализатор состава примесей.

Приспособление для отделения примесей от металла выполнено в виде газорегулируемой тепловой трубы. Неконденсирующиеся примеси (водород) отделяют тепловой трубой из пара щелочного металла, который является теплоносителем тепловой трубы и направляют в смеси с гелием в анализатор.

Основным недостатком этого устройства является отсутствие непрерывного контроля за примесями.

Целью изобретения является осуществление непрерывного контроля содержания водорода в изучаемой среде и упрощение конструкции.

1) 06251

Поставленная цель достигается тем, что в индикаторе водорода, содержащем тепловую трубу, горячий конец тепловой трубы выполнен из материала, пропускающего водород, а вдоль тепловой трубы установлено по крайней мере две термопары. С целью повышения чувствительности охлаждаемый конец тепловой трубы выполнен сужаюиЕимся.

На чертеже изображен индикатор водорода, Е,родольньп1 разрез.

Индикатор водорода состоит из тепловой трубы 1, у которой пористая структура 2 расположена на ее внутре1111ей стенке, холодильника 3, нагре— вателя 4 (нагревателем является анал11зируемь и пело Еной металл) . Горячий ко.1ец A трубы выполнен в виде мембраны 5 из пикеля. На холодном конце 6 тепловой трубы установлена термопара

6, а ца транспортной части  — термопара 7. Горячий конец установлен

B трубе 8 с анализируемым щелочныМ метал .Ес и. Пористая структура 2 проп1ге ана щелочецем металлом, например е! а г 011 e1 1, И11;.епкатор водорода;1аботает следующ1»1 образом.

По трубе 8 пропускают теплоносите:п.,11р11 температуре 500 С. Температуp$ EEop,;eрж11ваюT E!oстоянной H выбор ее вел11чиЕеы оп11едег1>еют из зависимости проводи.1остп мембра11ы водорода от температуры, прочности мембраны и диссопиайии водородо содержащих соединений в теплоносителе. В горячем конце А те1111о11оситель тепловой трубы 1 испаряется от притока тепла от теплоносителя трубь. 8, пар проходит транспортну1а часть 8 и конденсируется в холодном конце Б за счет холодильника 3, конденсат стекает по пористой структуре 2 в горячий конец Л. Разность показаний термопар вначале будет обусловлена погрешностью самих термопар и теплопрово;. костью конструк ционных материалов трубы l. При появлении водорода в теплоносителе трубы

8 водород будет проникать через мембрану 5 в тепловую трубу 1 и потоком пара транспортироватьc.ÿ в холодный конец Б, где будет создаваться газовая (водородная) поду гка препятствующая конденсации пара на поверхности конца b.

В результате уменьшения притока тепла от конденсации пара будет понижаться температура блокированной

20

55 поверхности конца Б, что и зафиксирует термопара 6. По мере увеличения водородной подушки скорость и величина парового потока будут уменьшаться, так как часть охлаждаемой поверхности конца Б блокируеотся водородной подушкой и между величиной, объема водородной подушки тепловой трубы и содержанием водорода в теплоносителе трубы 8 установится равновесие, т,е ° соответственно между разностью показаний термопар 6 и 7 с содержанием водорода в теплоносителе трубы

8. При изменении содержания водорода в теплоносителе трубы 8 изменится величина водородной подушки, которая влияет на передачу тепла от пара тепловой трубы к холодильнику 3, и соответственно изменится разность показаний термопар 6 и 7.

По показаниям термопар судят о

copeðæëHEEê водорода, используя градуировочный график. Более точное определение содержания водорода в теплоносителе трубы 8 будет при vçìåEEeíèè температуры вдоль поверхности конца

Б, что выполняют по термопарам, ус-,ановленным вдоль поверхнос" è кон,,а Б.

При выполнении холодной части трубы 1 (конца Б) сужающейся между водородной подуе11кой и паром устанавливается более резкая граница, и термопара 6 блокиру-ется меньшим ..оличестВоМ водорода, что увеличивает чувствительность индикатора, особенно при малом содержании водорода в теплоносителе трубы 8.

Индикатор водорода обладает свойствами непрерывности измерения содержания водорода в исследуемой среде при простоте и надежности конструкции анализатора (термопары).

За базовый объект принят индикатор водорода ИВА-1, который используется на установках с реактором на быстрых нейтронах (БН-350, БН-600), Индикатор содержит датч1", водорода в виде мембраны из никеля, анализатор — электроразрядный насос и вторичную электронную регистрирующую аппаратуру, зна-Еительно удорожающую, стоимость индикатора. Кроме того, базовому объекту присуще снижение. проводимости мембраны в процессе эксплуатации вследствие изменения ее поверхности со стороны электроразряд1

Ред акт о р С. Тито ва

Техред А. Кравчук

Корректор А.Обручар

Закаэ 1061 Тираж 3S7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина 101! 10625)

6 ного насоса. В предлагаемом индика— что поддерживает ее проницаемость торе мембрана с обеих сторон сопри- по водороду постоянной и, следовакасается с щелочным металлом, очи- тельно, не снижает чувствительность щающнм обе ее поверхности от пленок, 5 прибора в процессе его эксплуатации