Способ определения содержания примесей в газе под оболочкой тепловыделяющих элементов (твэл) ядерных реакторов

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к тепловыделяющим элементам (ТВЭЛ) ядерных реакторов. Способ определения содержания примесей в газе под оболочкой тепловыделяющих элементов (твэл) ядерных реакторов, заключается в том, что нарушают целостность оболочки ТВЭЛ внутри вакуумной камеры, из которой откачан воздух, с обеспечением попадания газа, заполнившего вакуумную камеру и содержащего гелий и примеси, в газовый анализатор. Затем регистрируют показания анализатора, характеризующие газы, входящие в состав газовой смеси в ТВЭЛ, и по показаниям анализатора определяют содержание примесей в газе. При этом подают в вакуумную камеру, из которой откачан воздух, особо чистый (ОСЧ) гелий под давлением, равным давлению в вакуумной камере после нарушения целостности оболочки ТВЭЛ, и аналогично проводят регистрацию показаний анализатора и определение содержания примесей в ОСЧ гелии. А при определении содержания примесей в газе под оболочкой ТВЭЛ учитывают содержание этих примесей в ОСЧ гелии. Предпочтительно в качестве газового анализатора использовать хроматограф, а в качестве его показаний регистрируют пики газов. При этом определение содержания примесей в газе под оболочкой ТВЭЛ и в ОСЧ гелии осуществляют путем измерения площадей хроматографических пиков, вычитания из величины площади хроматографического пика каждой примеси газа под оболочкой ТВЭЛ величины аналогичной площади той же примеси ОСЧ гелия и сравнения полученных величин с известной градуировочной характеристикой хроматографа. Предпочтительно использовать хроматограф с двумя измерительными каналами с детекторами по теплопроводности. Предпочтительно использовать хроматограф с термохимическим детектором.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к тепловыделяющим элементам (ТВЭЛ) ядерных реакторов.

Известен способ определения содержания примесей в газе под оболочкой тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), заключающийся в том, что нарушают целостность оболочки ТВЭЛ внутри вакуумной камеры, из которой откачан воздух, с обеспечением попадания газа, заполнившего вакуумную камеру и содержащего гелий и примеси, в газовый анализатор, регистрируют показания анализатора, характеризующие газы, входящие в состав газовой смеси в ТВЭЛ, и по показаниям анализатора определяют содержание примесей в газе. В качестве газового анализатора используют хроматограф (В.Ф.Корюк, А.Я.Саверский, Е.В.Фролов, «Установка для измерения характеристик атмосферы тепловыделяющих элементов энергетических реакторов», 2001, http://rvs.itsoft.ru/article/sart.html?id=237&conf_id=4).

Недостатком известного способа является наличие больших погрешностей измерений.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности измерений.

Технический результат достигается тем, что в способе определения содержания примесей в газе под оболочкой тепловыделяющих элементов (твэл) ядерных реакторов, заключающемся в том, что нарушают целостность оболочки ТВЭЛ внутри вакуумной камеры, из которой откачан воздух, с обеспечением попадания газа, заполнившего вакуумную камеру и содержащего гелий и примеси, в газовый анализатор, регистрируют показания анализатора, характеризующие газы, входящие в состав газовой смеси в ТВЭЛ, и по показаниям анализатора определяют содержание примесей в газе, согласно изобретению подают в вакуумную камеру, из которой откачан воздух, особо чистый (ОСЧ) гелий под давлением, равным давлению в вакуумной камере после нарушения целостности оболочки ТВЭЛ, и аналогично проводят регистрацию показаний анализатора и определение содержания примесей в ОСЧ гелии, а при определении содержания примесей в газе под оболочкой ТВЭЛ учитывают содержание этих примесей в ОСЧ гелии.

Предпочтительно в качестве газового анализатора использовать хроматограф, в качестве его показаний регистрируют пики газов, а определение содержания примесей в газе под оболочкой ТВЭЛ и в ОСЧ гелии осуществляют путем измерения площадей хроматографических пиков, вычитания из величины площади хроматографического пика каждой примеси газа под оболочкой ТВЭЛ величины аналогичной площади той же примеси ОСЧ гелия и сравнения полученных величин с известной градуировочной характеристикой хроматографа.

Предпочтительно использовать хроматограф с двумя измерительными каналами с детекторами по теплопроводности.

Предпочтительно использовать хроматограф с термохимическим детектором.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1), где:

1 - форвакуумный насос;

2 - запорный клапан;

3 - вакуумная камера;

4 - ТВЭЛ;

5 - устройство герметизации вакуумной камеры;

6 - узел нарушения целостности оболочки ТВЭЛ;

7 - хроматограф.

Способ определения содержания примесей в газе под оболочкой тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) ядерных реакторов осуществляется следующим образом.

Форвакуумным насосом 1 откачивают воздух из вакуумной камеры 3, затем нарушают целостность оболочки ТВЭЛ 4 внутри вакуумной камеры 3. Нарушение целостности оболочки осуществляют при помощи узла 6 нарушения целостности оболочки ТВЭЛ 4. При этом обеспечивают попадание газа, содержащего гелий и примеси, заполнившего вакуумную камеру 3 (при давлении газа в пределах 0,2-30 бар), в газовый анализатор - хроматограф 7. Затем регистрируют показания анализатора, характеризующие газы, входящие в состав газовой смеси в ТВЭЛ 4, а по показаниям анализатора определяют содержание примесей в газе.

Ввод газа, содержащего гелий и примеси, производят из вакуумной камеры 3 в измерительный канал хроматографа 7. На записывающем устройстве регистрируют хроматографические пики газов, входящих в состав газовой смеси в ТВЭЛ 4. Эта операция считается одним параллельным измерением. Параллельных измерений выполняется столько, сколько необходимо в соответствии с утвержденной методикой проведения измерений (не менее двух). При этом регистрируют пики газов:

На первом параллельном измерении:

SГаз1паралл.1, SГаз2паралл.1, SГаз3паралл.1 и т.д.

На втором параллельном измерении:

Sгаз1паралл.2, SГаз2паралл.2, SГаз3паралл.2 и т.д.

Измеряют площади под хроматографическими пиками газов при анализе газа из ТВЭЛ 4. Затем измеренные пики газов сравнивают с известной градуировочной характеристикой, определяют содержание примесей в газе (например, кислород, азот, водород и т.д.).

После чего снова откачивают воздух из вакуумной камеры 3 и подают в нее особо чистый (ОСЧ) гелий под давлением, равным давлению в вакуумной камере 3 после нарушения целостности оболочки ТВЭЛ 4 (в переделах 0,2-30 бар). И проводят анализ состава гелия аналогично тому, как проводится анализ газовой смеси в ТВЭЛ 4 (количество параллельных измерений при анализе гелия должно совпадать с количеством параллельных измерений при анализе газовой смеси в ТВЭЛ 4). Регистрируют пики газов:

На первом параллельном измерении:

SНеГаз1паралл.1, SНеГаз2паралл.1, SНеГаз3паралл.1 и т.д.;

На втором параллельном измерении:

SНеГаз1паралл.2, SНеГаз2паралл.2, SНеГаз3паралл.2 и т.д.

Затем вычитают из величины площади хроматографического пика каждой примеси газа под оболочкой ТВЭЛ 4 величину аналогичной площади той же примеси ОСЧ гелия:

SГаз1паралл.1ут=SГаз1паралл.1-SНеГаз1паралл.1 и т.д.;

SГaз2пapaлл.1yт=SГаз2паралл.1-SНеГаз2паралл.1 и т.д.;

SГаз1паралл.2ут=SГаз1паралл.2-SНеГаз1паралл.2 и т.д.;

SГаз2паралл.2ут=SГаз2паралл.2-SНеГаз2паралл.2 и т.д.

Полученные величины сравнивают с известной градуировочной характеристикой хроматографа.

Для сокращения времени измерений хроматограф комплектуется двумя измерительными каналами с детекторами по теплопроводности (ДТП). Время анализа остается прежним, но одновременно регистрируются два сигнала, пропорциональных содержанию анализируемой примеси в гелии. То есть время измерений сокращается в два раза по сравнению с известным способом определения содержания примесей в газе.

Окончательный результат анализа определяется путем усреднения результатов, полученных при параллельных измерениях. Количество параллельных измерений определяется методикой проведения измерений.

Результаты, полученные при параллельных измерениях, сравниваются между собой по критериям, заложенным в методике проведения измерений. Они не должны различаться между собой более чем на значение, определяемое методикой (критерий сходимости параллельных измерений). При последовательном проведении параллельных измерений за время проведения первого параллельного измерения происходит диффузия воздуха в анализируемую пробу, поэтому результат второго параллельного измерения получается завышенным. Это ухудшает сходимость результатов. Анализ газовой смеси одновременно на двух каналах устраняет эту погрешность и значительно улучшает показатель сходимости параллельных измерений.

С целью улучшения точностных характеристик измерения содержания водорода в газовой смеси хроматограф может быть дополнительно укомплектован термохимическим детектором (ДТХ), который по сравнению с ДТП имеет большую (в 120 раз) чувствительность по водороду.

1. Способ определения содержания примесей в газе под оболочкой тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) ядерных реакторов, заключающийся в том, что нарушают целостность оболочки ТВЭЛ внутри вакуумной камеры, из которой откачан воздух, с обеспечением попадания газа, заполнившего вакуумную камеру и содержащего гелий и примеси, в газовый анализатор, регистрируют показания анализатора, характеризующие газы, входящие в состав газовой смеси в ТВЭЛ, и по показаниям анализатора определяют содержание примесей в газе, отличающийся тем, что подают в вакуумную камеру, из которой откачан воздух, особо чистый (ОСЧ) гелий под давлением, равным давлению в вакуумной камере после нарушения целостности оболочки ТВЭЛ, и аналогично проводят регистрацию показаний анализатора и определение содержания примесей в ОСЧ гелии, а при определении содержания примесей в газе под оболочкой ТВЭЛ учитывают содержание этих примесей в ОСЧ гелии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве газового анализатора используют хроматограф, в качестве его показаний регистрируют пики газов, а определение содержания примесей в газе под оболочкой ТВЭЛ и в ОСЧ гелии осуществляют путем измерения площадей хроматографических пиков, вычитания из величины площади хроматографического пика каждой примеси газа под оболочкой ТВЭЛ величины аналогичной площади той же примеси ОСЧ гелия и сравнения полученных величин с известной градуировочной характеристикой хроматографа.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют хроматограф с двумя измерительными каналами с детекторами по теплопроводности.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют хроматограф с термохимическим детектором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ветеринарной токсикологии и санитарии, а именно к определению остаточных количеств инсектицида в органах и тканях животных при подозрении на отравление имидаклопридом, а также в продуктах животного происхождения.

Изобретение относится к области экологической и аналитической химии, в частности к способу определения загрязненности воды дизельным топливом. .

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при анализе смесей органических и неорганических веществ в различных научных и практических областях медицины, биологии, химии, пищевой промышленности, охране окружающей среды и других отраслях народного хозяйства для анализа смесей органических и неорганических веществ методом тонкослойной хроматографии.
Изобретение относится к области анализа паров токсичных химикатов, а именно к области обеспечения безопасности персонала химически опасных объектов, личного состава Министерства Обороны, МЧС, МВД, действующего в зоне химического заражения, а также передовых и аварийно-спасательных отрядов при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на химически опасных объектах.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения химических соединений газохроматографическим методом, и может быть использовано в различных областях химии, фармации, медицины, контроле окружающей среды и технологических процессах в нефтегазовой, химической и пищевой промышленности и так далее.
Изобретение относится к биохимии и клинической лабораторной диагностике. .

Изобретение относится к газохроматографическим методам анализа и может быть использовано в нефтяной и газовой отраслях промышленности для количественного определения в пластовых водах различных водорастворимых индикаторов, например изопропанола.

Изобретение относится к инструментальной аналитической химии, в частности к определению стабильных изотопов в пищевых продуктах. .

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к приборам для разделения и анализа смесей веществ методом хроматографии. .

Изобретение относится к медицине, а именно к лабораторной диагностике, и может быть использовано для диагностики патологий, связанных с заболеваниями коры надпочечников

Изобретение относится к химическим методам анализа жидкостей с использованием автоанализаторов проточного или проточно-дискретного типов, или отдельных спектрофотометров, имеющих гидравлическую систему с перистальтическим насосом, эластичными трубками и проточной кюветой

Изобретение относится к области газовой хроматографии, а именно к прокачке поверочных газовых смесей (ПГС) через какие-либо изделия, например концентраторы, используемые в дальнейшем в лабораторных комплексах для отбора и газохроматографического анализа проб воздуха из компрессора газотурбинного авиационного двигателя при его стендовых испытаниях на наличие и содержание вредных примесей
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для одновременного определения содержания диэтиленгликоля и метанола в природных, поверхностных, подземных, сточных и технологических водах

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено для детектирования паров фенола в воздушной рабочей зоне

Изобретение относится к способу исследования, обеспечивающего оценку части природного газа, добываемого из плотных газовых коллекторов, с помощью анализа изотопного состава извлеченного газа и корреляции этого изотопного состава с коэффициентом газоотдачи. Технический результат направлен на получение уточненной оценки коэффициента газоотдачи, которая основана на калиброванном соотношении между изменениями изотопного состава одного или более компонентов добытого газа и коэффициентом газоотдачи для объема, дренированного продуктивной газовой скважиной. Способ оценки коэффициента газоотдачи для объема, дренированного по меньшей мере одной продуктивной газовой скважиной, включает: калибровку изменений изотопного состава по меньшей мере одного компонента газа, добытого из газовой скважины, с ростом коэффициента газоотдачи. Взятие пробы газа, добытого из продуктивной скважины, и анализ пробы для получения изотопного состава компонента добытого газа. Использование калибровки, полученной ранее, и определенного изотопного состава для оценки коэффициента газоотдачи для объема, дренированного газовой скважиной. Использование оценки коэффициента газоотдачи и совокупного объема газа, добытого из газовой скважины, для определения объема, дренированного газовой скважиной. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано при анализе органических и неорганических веществ методом тонкослойной хроматографии в различных научных и практических областях медицины, биологии, химии, пищевой и парфюмерной промышленности, охране окружающей среды и других отраслях народного хозяйства. Способ, при котором разделение пробы на отдельные компоненты происходит в капиллярной колонке с сорбентом под действием восходящего потока жидкого элюента, расход которого программируют путем экспоненциального повышения давления на входе колонки. Устройство содержит кварцевую капиллярную колонку с сорбентом, герметичную емкость с жидкой подвижной фазой, видеоденситометрический детектор, блок подготовки инертного газа, регулируемое пневмосопротивление и полую емкость, соединенную с газовым пространством герметичной емкости с жидким элюентом. Техническим результатом изобретения является стабилизация линейной скорости подъема жидкой подвижной фазы по слою сорбента и уменьшение времени анализа. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобыче и может быть использовано на стадиях строительства, эксплуатации, консервации и ликвидации скважин многопластовых нефтегазоконденсатных месторождений для определения природы углеводородных газов, поступивших в межколонные пространства скважин, или газов бурового раствора. Техническим результатом является повышение достоверности в определении природы межколонных газопроявлений. Заявленный технический результат достигается за счет того, что дополнительно проводят анализ изотопного состава углерода суммы углеводородов С2-С6 и определяют границы значений изотопного состава углерода метана и изотопного состава углерода суммы углеводородов С2-С6 для эталонных горизонтов. Таблично и/или графически представляют области значений изотопного состава газов из эталонных горизонтов и газов из межколонного пространства скважин или бурового раствора, по степени сходства или совпадения указанных областей этих значений (или отдельных точек) судят о природе исследуемых межколонных газопроявлений. 1 пр., 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к газовой хроматографии, в частности к использованию модифицированных углеродных адсорбентов для анализа сложных смесей веществ в нефтяной, химической, газовой, медицинской, пищевой и других отраслях промышленности. Способ анализа оптических и структурных изомеров путем разделения анализируемой смеси на бинарном сорбенте, содержащем хиральный макроциклический метилированный β-циклодекстрин, с последующим определением состава анализируемых компонентов смеси по результатам измерения хроматографических сигналов из полученных хроматограмм. Причем метилированный β-циклодекстрин нанесен на плоскую однородную поверхность углеродного адсорбента-носителя Карбопак Y (Carbopack Y) в количестве, достаточном для полного покрытия поверхности плотным слоем. Техническим результатом изобретения является повышение селективности разделения оптических и структурных изомеров в одном цикле хроматографирования. 1 табл.

Способ и устройство могут использоваться в различных научных и практических областях медицины, биологии, химии, пищевой промышленности, охране окружающей среды и других отраслей народного хозяйства для анализа смесей органических и неорганических веществ методом тонкослойной хроматографии. Способ, при котором разделение пробы на отдельные компоненты происходит в капиллярной колонке с сорбентом под давлением восходящего потока жидкой подвижной фазы, расход которой регулируют изменением избыточного давления инертного газа на входе колонки. Устройство содержит капиллярную колонку, заполненную сорбентом, емкость с инертным газом под избыточным давлением, соединенную с выходом капиллярной колонки и с помощью регулируемого пневмосопротивления с линией сброса. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности разделения и точности результатов анализа. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к тепловыделяющим элементам ядерных реакторов

Наверх