[go: up one dir, main page]

RU2297680C1 - Method and device for checking fuel element cans for tightness - Google Patents

Method and device for checking fuel element cans for tightness Download PDF

Info

Publication number
RU2297680C1
RU2297680C1 RU2005127702/06A RU2005127702A RU2297680C1 RU 2297680 C1 RU2297680 C1 RU 2297680C1 RU 2005127702/06 A RU2005127702/06 A RU 2005127702/06A RU 2005127702 A RU2005127702 A RU 2005127702A RU 2297680 C1 RU2297680 C1 RU 2297680C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
fuel
degasser
air
fuel assembly
Prior art date
Application number
RU2005127702/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Маркович Ещеркин (RU)
Виктор Маркович Ещеркин
Александр Семенович Курский (RU)
Александр Семенович Курский
Александр Викторович Ещеркин (RU)
Александр Викторович Ещеркин
Александр Маркович Краснов (RU)
Александр Маркович Краснов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Научно-исследовательский институт атомных реакторов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Научно-исследовательский институт атомных реакторов" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Научно-исследовательский институт атомных реакторов"
Priority to RU2005127702/06A priority Critical patent/RU2297680C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2297680C1 publication Critical patent/RU2297680C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

FIELD: nuclear engineering; water moderated water cooled reactors and cooling ponds for detecting leaky fuel elements in fuel assemblies.
SUBSTANCE: proposed device for checking tightness of fuel elements in fuel assemblies has rod, submersible pump, flow-type degasifier, and pipes for feeding pure distillate and compressed air. Rod mounts facility for connecting and packing fuel assembly. Flow-type degasifier is made in the form of vessel accommodating partially perforated and axially disposed tube. Degassed water drain pipes as well as air and water discharge pipes are provided in upper part of vessel and pipes for feeding air through bubbling manifold, in its lower part. Invention specification also includes relevant method for checking nuclear reactor fuel elements for tightness.
EFFECT: ability of on-line shooting of leaky fuel elements and evaluation of flaw size in faulty fuel element.
6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области атомной техники и может быть использовано в водо-водяных ядерных реакторах и бассейнах хранения ядерного топлива для обнаружения негерметичности твэлов в тепловыделяющих сборках (ТВС).The invention relates to the field of nuclear engineering and can be used in water-cooled nuclear reactors and storage tanks for nuclear fuel to detect leakage of fuel elements in fuel assemblies (FAs).

Известен способ обнаружения негерметичности твэлов (RU патент 2094861, G21C 17/06, 1997). Согласно этому способу ТВС размещают в отдельный герметичный пенал, неоднократно включая насос, поднимают внешнее давление, выдерживают, а затем сбрасывают: Тем самым стимулируют выход в теплоноситель легкорастворимых радионуклидов I и Cs. Но выходу радиоактивных нуклидов в теплоноситель судят о разгерметизации твэлов.A known method for detecting leaks in fuel elements (RU patent 2094861, G21C 17/06, 1997). According to this method, fuel assemblies are placed in a separate sealed canister, repeatedly turning on the pump, they increase the external pressure, stand, and then release: This stimulates the release of readily soluble radionuclides I and Cs into the coolant. But the release of radioactive nuclides into the coolant is judged on the depressurization of the fuel elements.

Недостатком такого решения следует признать неоднозначность определения характера повреждения (размера). Выход легкорастворимых I и Cs в теплоноситель зависит от многих факторов: влияния диффузионных процессов, места расположения дефекта по высоте твэла, выгорания топлива и многих других причин, действия которых описываются различными закономерностями.The disadvantage of this solution is the ambiguity in determining the nature of the damage (size). The output of readily soluble I and Cs into the coolant depends on many factors: the influence of diffusion processes, the location of the defect along the height of the fuel rod, fuel burnup, and many other reasons, the actions of which are described by various laws.

При микротрещинах попадание воды во внутреннее пространство твэла и выход из него маловероятно из-за малых колебаний давления, тем более, что небольшое пространство, около дефекта уже значительно промывалось водой при сравнительно больших перепадах давления при расхолаживании реактора.With microcracks, water entering the inner space of the fuel element and exiting it is unlikely due to small pressure fluctuations, especially since a small space near the defect was already washed out significantly with water at relatively large pressure drops during reactor cooldown.

Твэлы с вторичным дефектом в районе верхней заглушки полностью заполнены водой и колебания давления несжимаемой жидкости внутри твэла не приводят к промывке. В этом случае попадание йода и цезия в воду пенала возможно только диффузией через дефект.The fuel rods with a secondary defect in the region of the upper plug are completely filled with water and pressure fluctuations of the incompressible fluid inside the fuel rod do not lead to flushing. In this case, the ingress of iodine and cesium into the pencil case water is possible only by diffusion through the defect.

Наибольший выход I и Cs может быть получен, если дефект находится в нижней части твэла, а в газосборнике твэла имеется газ. В этом случае за счет сжатия газового пространства и проникновения воды во внутреннее пространство происходит смыв I и Cs при колебаниях давления со значительной поверхности внутри твэла Смыв тем больше, чем меньше выгорание топлива благодаря большему зазору между таблетками и оболочкой.The highest yield of I and Cs can be obtained if the defect is in the lower part of the fuel element, and there is gas in the fuel collector of the fuel element. In this case, due to the compression of the gas space and the penetration of water into the internal space, I and Cs are flushed with pressure fluctuations from a significant surface inside the fuel rod. The flush is greater, the smaller the fuel burnup due to the greater gap between the tablets and the shell.

Известен способ и устройство для определения негерметичности твэлов (RU, патент 2186429, G21C 17/06, 2003) по выходу газообразных радионуклидов из твэла в пространство внутренней секции рабочей штанги перегрузочной машины, куда ТВС захватывают из активной зоны для перемещения в бассейн выдержки. Газообразные радиоактивные изотопы Хе и Kr выходят из негерметичного твэла в водяное пространство внутренней секции, растворяются, а затем извлекаются из воды барботажем газа, подаваемого под открытую нижнюю часть внутренней секции. Барботируемый газ собирается в надводном объеме внутренней секции устройства перегрузочной машины, откуда побудителем расхода газа подается на измерительное устройство для определения активности Хе и Kr в барботажном газе.A known method and device for determining the leakage of fuel rods (RU, patent 2186429, G21C 17/06, 2003) for the release of gaseous radionuclides from the fuel rod into the space of the inner section of the working rod of the reloading machine, where the fuel assemblies are captured from the active zone to move to the holding pool. The gaseous radioactive isotopes Xe and Kr leave the leaky fuel rod in the water space of the inner section, dissolve, and then are removed from the water by sparging the gas supplied under the open lower part of the inner section. Sparged gas is collected in the surface volume of the internal section of the device of the refueling machine, from where it is supplied with a gas flow stimulator to a measuring device to determine the activity of Xe and Kr in the bubble gas.

Достоинством определения негерметичных твэлов ТВС в рабочей штанге перегрузочной машины является совмещение времени транспортных операций со временем осуществления способа определения. Однако при таком способе контроля герметичности оболочек твэлов снижается достоверность контроля.The advantage of determining leaking fuel assemblies of fuel assemblies in the working rod of a reloading machine is the combination of the time of transport operations with the time of implementation of the determination method. However, with this method of monitoring the tightness of the cladding of the fuel rods, the reliability of the control is reduced.

В объеме внутренней секции рабочей штанги, где находиться проверяемая ТВС, содержится вода, взятая непосредственно над активной зоной. В этой воде достаточно растворенных газообразных продуктов деления (ГПД), которые при дегазации воды создают определенный фон, независящий от выхода ГПД из проверяемой ТВС. В этом случае ТВС, имеющая микротрещины в оболочка твэла, будет незамечена. Ложный сигнал о негерметичности может дать ТВС, извлеченная из рядом расположенной ячейки, имеющей заведомо негерметичный твэл. От такой ТВС сигнал о превышении выхода ГПД будет выше, чем среднее фоновое значение активности всей воды над активной зоной.The volume of the internal section of the working rod, where the fuel assembly to be checked, contains water taken directly above the core. In this water, there are enough dissolved gaseous fission products (GPA), which upon degassing of the water create a certain background, independent of the GPA output from the fuel assembly being tested. In this case, a fuel assembly having microcracks in the cladding of a fuel rod will be unnoticed. A false leakage signal can be generated by a fuel assembly extracted from a nearby cell having a known leaky fuel rod. From such a fuel assembly, the signal about the excess of the GPA output will be higher than the average background value of the activity of all water above the core.

Другим недостатком является неэффективность дегазации воды воздушным барботажем при значительном разбавлением воздухом, подаваемым снизу локальным способом. Как правило, воздух будет проходить там, где меньше сопротивление, т.е. вдоль стенок внутреннего пространства, где расположена ТВС, и может не достичь пространства около дефектного твэла, где сопротивление велико и где наибольшее количество растворенных газов. Следовательно, неэффективная дегазация, недостаточность времени (только 3 мин) до полного растворения ГПД во всем объеме и значительное разбавление (40 л) приводит к снижению сигнала активности. При предложенном способе поставленная задача ускоренного проведения контроля негерметичности идет в противоречие с полнотой и достоверностью измерений для принятия решения о негерметичности твэла.Another disadvantage is the inefficiency of degassing water by air sparging with significant dilution with air supplied from the bottom in a local way. As a rule, air will pass where there is less resistance, i.e. along the walls of the inner space where the fuel assembly is located, and may not reach the space near the defective fuel rod, where the resistance is high and where the largest amount of dissolved gases is. Therefore, ineffective degassing, insufficient time (only 3 min) until the GPA completely dissolves in the entire volume, and significant dilution (40 L) leads to a decrease in the activity signal. With the proposed method, the task of accelerated leakage monitoring runs in contradiction with the completeness and reliability of measurements for deciding on a fuel rod leakage.

Сама методика определения негерметичности по превышению сигнала путем сравнения среднестатистического фонового показателя недостаточно точная и неоперативная. Показания фонового значения активности ГПД в воде реактора могут меняться от различных причин: изменения температуры воды в реакторе по времени во время перегрузки, величины остаточного тепловыделения и расположения ТВС и т.д.The very method of determining leakage by exceeding the signal by comparing the average background indicator is not accurate enough and non-operational. Indications of the background value of GPA activity in the reactor water can vary for various reasons: changes in the temperature of the water in the reactor over time during overload, the amount of residual heat and location of the fuel assembly, etc.

Вследствие этого оперативность определения негерметичной ТВС (сразу при проверке одной ТВС) утрачивается. Проверенную ТВС с дефектом по выходу ГПД следует направлять в бассейн перегрузки, и решение дальнейшего использования можно принять только после проверки всех ТВС (для сравнения со средним значением фоновых показателей).As a result, the efficiency of determining an unsealed fuel assembly (immediately when checking one fuel assembly) is lost. A verified fuel assembly with a defect in the output of the engine must be sent to the overload pool, and the decision for further use can be made only after checking all the fuel assemblies (for comparison with the average value of the background indicators).

Поэтому контроль герметичности оболочек твэлов ТВС на остановленном реакторе и в хранилищах, отработанных ТВС, проводят в два этапа: поиск негерметичных ТВС по активности ГПД 133, 131mXe и 85Кг в рабочей штанге перегрузочной машины, а определение характера дефекта для принятия решения о дальнейшем использовании ТВС - по выходу легкорастворимых в воде 131I и 134, 137Cs.Therefore, the tightness control of the claddings of fuel assemblies of fuel assemblies at a stopped reactor and in storage facilities used for fuel assemblies is carried out in two stages: search for leaky fuel assemblies by the GPA activity of 133, 131m Xe and 85 Kg in the working rod of the reloading machine, and determining the nature of the defect for deciding on further use FA - according to the yield of 131 I and 134, 137 Cs readily soluble in water.

Вышеуказанные устройства и способы являются наиболее близкими аналогами предлагаемого изобретения.The above devices and methods are the closest analogues of the invention.

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в осуществлении оперативного поиска негерметичного твэла и определении размера дефекта в негерметичном твэле, в получении наиболее точных критериев для принятия решения о дальнейшей эксплуатации отработавших в реакторе ТВС.The technical problem solved by the present invention is to carry out an operational search for an untight fuel rod and determine the size of a defect in an untight fuel rod, to obtain the most accurate criteria for deciding on the further operation of spent fuel assemblies in the reactor.

Указанный технический результат достигается в устройстве для контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов, содержащем, штангу, на которой размещено приспособление для присоединения и уплотнения с тепловыделяющей сборкой, погружной насос, проточный дегазатор, патрубки для подачи чистого дистиллята, сжатого воздуха, причем проточный дегазатор выполнен в виде сосуда, внутри которого кооксиально расположена труба, часть которой перфорирована, в верхней части сосуда имеется патрубок слива дегазируемой воды, патрубки для отвода воздуха и воды, а в нижней части патрубок для подачи воздуха через барботажный коллектор.The specified technical result is achieved in a device for monitoring the tightness of the shells of the fuel elements, comprising a rod, on which there is a device for connecting and sealing with a fuel assembly, a submersible pump, a flow degasser, pipes for supplying clean distillate, compressed air, and the flow degasser is made in the form a vessel, inside of which a pipe is coaxially located, part of which is perforated, in the upper part of the vessel there is a pipe for draining degassed water, pipes for drainage ode of air and water, and in the lower part of the pipe for supplying air through the bubbler manifold.

Перфорированная часть дегазатора выполнена отверстиями ⌀ 1,5÷2,0 мм, размещенными по окружности через 90° с расстоянием между рядами не менее 100 мм со смещением отверстий относительно другого ряда ж ∠45°. Патрубок для слива воды расположен как минимум на 200 мм выше подвода сжатого воздуха.The perforated part of the degasser is made with holes ⌀ 1.5 ÷ 2.0 mm, placed around a circle through 90 ° with a distance between the rows of at least 100 mm with a displacement of the holes relative to the other row w ∠45 °. A pipe for draining water is located at least 200 mm above the supply of compressed air.

Указанный технический результат достигается использованием способа контроля герметичности, заключающегося в том, что соединяют устройство контроля герметичности оболочек твэлов ядерного реактора с тепловыделяющей сборкой (ТВС), подают чистый дистиллят во внутреннее пространство тепловыделяющей сборки для вытеснения реакторной воды, выдерживают дистиллят в тепловыделяющей сборке, подают воздух на дегазатор, подают реакторную воду в дегазатор, включив насос, производят дегазацию воды проточным воздухом мелких частиц воды, образованных за счет резкого падения давления и динамического воздействия струй воды об внутреннюю стенку дегазатора, измеряют активность газообразных продуктов деления ксенона и криптона в пробах воздуха, по которой судят о наличии дефекта, отбирают пробы воды, вытесненной из внутренней полости ТВС за счет подачи дистиллята, измеряют активность радионуклидов I и Cs в воде, по которой судят о размерах дефекта в ТВС.The specified technical result is achieved using the method of tightness control, which consists in connecting the tightness control device for the cladding of the fuel rods of a nuclear reactor with a fuel assembly (FA), supplying pure distillate to the interior of the fuel assembly to displace the reactor water, keeping the distillate in the fuel assembly, supplying air to the degasser, reactor water is supplied to the degasser by turning on the pump, water is degassed by the flowing air of small particles of water, formed due to a sharp drop in pressure and the dynamic effect of water jets on the inner wall of the degasser, measure the activity of gaseous fission products of xenon and krypton in air samples, which are used to judge the presence of a defect, take samples of water displaced from the internal cavity of the fuel assembly due to the supply of distillate, measure activity of radionuclides I and Cs in water, which is used to judge the size of a defect in a fuel assembly.

Чистый дистиллят подают в межтвэльное пространство ТВС с температурой не менее чем на 30°С ниже, чем температура воды в реакторе.Pure distillate is fed into the inter-fuel space of the fuel assembly with a temperature of at least 30 ° C lower than the temperature of the water in the reactor.

После установки устройства на ТВС подают чистый дистиллят в количестве не менее 2,5 внутреннего объема ТВС плюс внутреннее пространство насоса и дегазатора. Этой операцией вытесняется реакторная вода из внутренней полости ТВС и осуществляется промывка напорной трубы дегазатора совместно с насосом. Делается выдержка в течение 20 минут, в результате которой холодный дистиллят нагревается до температуры воды в реакторе с одновременным растворением в воде выделившихся из негерметичного твэла радиоактивных газов Xe и Kr. Включают насос для подачи воздуха в дегазатор. Затем включают насос для откачки воды из ТВС в проточный дегазатор, где за счет резкого падения давления и разложения на мелкие частицы внутри дегазатора и вентиляции проточным воздухом внутреннего пространства с расходом 40 л/час, и подачи его в измерительное устройство, определяется активность ГПД. Одновременно отбирают пробу воды, вытесненной из внутренней полости ТВС. Измеряют активность 131I и 134, 137Cs, полупроводниковым детектором. Время работы устройства в режиме дегазации 5 минут.After the device is installed on the fuel assembly, pure distillate is supplied in an amount of at least 2.5 internal volume of the fuel assembly plus the internal space of the pump and degasser. This operation displaces the reactor water from the internal cavity of the fuel assembly and flushes the pressure pipe of the degasser together with the pump. An exposure is made for 20 minutes, as a result of which the cold distillate is heated to the water temperature in the reactor with the simultaneous dissolution of the Xe and Kr radioactive gases released from the untight fuel rod in water. Turn on the pump to supply air to the degasser. Then they turn on the pump for pumping water from the fuel assembly to the flow degasser, where due to a sharp drop in pressure and decomposition into small particles inside the degasser and ventilation of the internal space with a flow rate of 40 l / h, and supplying it to the measuring device, the GPA activity is determined. At the same time, a sample of water displaced from the internal cavity of the fuel assembly is taken. The activity of 131 I and 134, 137 Cs is measured with a semiconductor detector. The device’s operating time in degassing mode is 5 minutes.

Использование чистого дистиллята исключает влияние активности ГПД, содержащихся в реакторной воде.The use of pure distillate eliminates the influence of the activity of the GPA contained in the reactor water.

Чистый дистиллят подают в межтвэльное пространство ТВС с температурой не менее чем на 30°С ниже, чем температура воды в реакторе для охлаждения оболочек твэлов и пространства между оболочкой и топливом и облегчения проникновения воды через дефект оболочки.Pure distillate is fed into the inter-fuel space of a fuel assembly with a temperature of at least 30 ° C lower than the temperature of the water in the reactor to cool the claddings of the fuel rods and the space between the cladding and fuel and to facilitate the penetration of water through the cladding defect.

Дегазацию воды с ГПД производят проточным воздухом мелких частиц воды, образованных за счет резкого падения давления с 0,3 МПа до атмосферного и динамического воздействия струй воды об внутреннюю стенку дегазатора.The degassing of water with a GPA is carried out by running air of small particles of water formed due to a sharp drop in pressure from 0.3 MPa to atmospheric and dynamic effects of water jets on the inner wall of the degasser.

Показания активности получают не от усредненной пробы с полного объема прокачиваемого воздуха при дегазации барботажем (40 л), а от той части проточного воздуха (3 л), которая контактирует с водой, имеющей максимальное количество растворенных ГПД, в результате величина превышения активности (сигнала) на порядок выше.The activity indications are obtained not from the average sample from the total volume of pumped air during degassing by bubbling (40 L), but from that part of the flowing air (3 L) that comes into contact with water having the maximum amount of dissolved GPA, resulting in an excess of activity (signal) much higher.

Способ позволяет оперативно идентифицировать газовую негерметичность с микродефектами непосредственно после регистрации сигнала о наличии активности ГПД.The method allows you to quickly identify gas leaks with microdefects immediately after registering a signal about the presence of GPA activity.

Измерение активности ГПД производятся в динамике, увеличение активности фиксируется в виде пика и соответствует той части воды, которая поступила в дегазатор из пространства, находящегося вблизи дефекта оболочки твэла.The activity of the GPA is measured in dynamics, the increase in activity is recorded in the form of a peak and corresponds to that part of the water that entered the degasser from the space located near the defect of the fuel rod cladding.

По активности 133, 131mХе можно определить негерметичность ТВС в течении 1,5 месяца после останова реактора, а по активности 85Kr - в течение 10 и более лет хранения ТВС в бассейнах выдержки.By the activity of 133, 131m Xe it is possible to determine the leakage of fuel assemblies within 1.5 months after the reactor shutdown, and by the activity of 85 Kr - during 10 or more years of storage of fuel assemblies in the storage pools.

Устройство (фиг.1) для достижения указанного технического результата состоит из штанги (1), на которой размещено приспособление для присоединения и уплотнения с ТВС (2), насоса (3) в подводном исполнении, проточного дегазатора (4), системы подачи чистого дистиллята (5, 6), сливного трубопровода (7), системы подачи воздуха (8), системы контроля радионуклидов в воздухе и воде (9, 10) с отключающей арматурой.The device (Fig. 1) for achieving the indicated technical result consists of a rod (1), on which there is a device for connecting and sealing with fuel assemblies (2), an underwater pump (3), a flow degasser (4), and a pure distillate supply system (5, 6), a drain pipe (7), an air supply system (8), a radionuclide control system in air and water (9, 10) with shutoff valves.

Штанга представляет собой трубу dy÷50 с уплотнительным устройством в виде разжимной пробки из резины, сжатие которой производят дистанционно вращением внутренней трубы.The rod is a pipe dy ÷ 50 with a sealing device in the form of an expansion plug made of rubber, the compression of which is carried out remotely by rotating the inner pipe.

Дегазатор (фиг.2) представляет собой сосуд из трубы dy÷80, внутри которой размещена труба (11) для подачи воды и разбрызгивания (12) через отверстия Ш 1,5÷2,0 мм, размещенными по окружности через ∠90° Расстояние между рядами сопел 100 мм, смещение сопел относительно другого ряда на ∠45°. Общее количество сопел определяется пропускной способностью насоса для откачки воды внутреннего пространства ТВС. Для исключения транспортировки воды с воздухом в пробоотбор высота внутреннего пространства дегазатора над соплами должна быть не менее 500 мм. Подвод воздуха для дегазации (8) производится через барботажный коллектор (13) с отверстиями ⌀ 2,0 мм. Патрубок слива дегазируемой воды (7) расположен на 200 мм выше подвода воздуха для создания слоя воды для дегазации барботажем. Патрубки отвода воздуха (14), воды (15) расположены на верхнем фланце дегазатора, диаметр патрубков не менее 10 мм.The degasser (figure 2) is a vessel from a pipe dy ÷ 80, inside which a pipe (11) is placed for water supply and spraying (12) through holes Ш 1,5 ÷ 2,0 mm, placed around a circle through ∠90 ° Distance between the rows of nozzles 100 mm, the offset of the nozzles relative to the other row by ∠45 °. The total number of nozzles is determined by the capacity of the pump for pumping water in the internal space of a fuel assembly. To exclude the transport of water with air to the sample, the height of the internal space of the degasser above the nozzles should be at least 500 mm. Air supply for degassing (8) is made through a bubbler collector (13) with holes отверстия 2.0 mm. The drain pipe for degassed water (7) is located 200 mm above the air supply to create a layer of water for degassing by bubbling. Pipes for air exhaust (14), water (15) are located on the upper flange of the degasser, the diameter of the pipes is not less than 10 mm.

Система промывки включает в себя мерную емкость (6) объемом 2,5 объема воды в ТВС плюс внутреннее пространство насоса и дегазатора, трубопроводы подачи дистиллята (5) с арматурой. Мерная емкость расположена выше верхнего фланца, дегазатора на 500 мм.The washing system includes a measuring tank (6) with a volume of 2.5 volumes of water in the fuel assembly plus the internal space of the pump and degasser, and pipelines for the supply of distillate (5) with fittings. The measuring tank is located above the upper flange of the degasser by 500 mm.

Система подачи воздуха и контроля содержания радионуклидов состоит из баллона сжатого воздуха, регулятора расхода, отсечного клапана и расходомера, трубопроводов подачи воздуха в дегазатор и отвода в измерительное устройство. Для определения содержания I и Cs вода подается из центральной трубы дегазатора через верхний фланец штанги. Для слива воды из дегазатора существует гидрозатвор высотой 1500 мм.The air supply and control system for the content of radionuclides consists of a cylinder of compressed air, a flow regulator, a shut-off valve and a flow meter, pipelines for supplying air to the degasser and outlet to the measuring device. To determine the contents of I and Cs, water is supplied from the central pipe of the degasser through the upper flange of the rod. To drain the water from the degasser there is a water trap with a height of 1500 mm.

Блок управления осуществляет операции включения и отключения насоса и отключающей арматуры по определенному алгоритму. Измерительные устройства имеют детектор непрерывного действия, блок обработки и отображения информации об активности ГПД в вентилируемом воздухе. Активность 131I и 134, 137Cs в пробах воды измеряют полупроводниковым детектором.The control unit carries out operations on and off the pump and shutoff valves according to a specific algorithm. The measuring devices have a continuous detector, a unit for processing and displaying information about the activity of the GPA in ventilated air. The activity of 131 I and 134, 137 Cs in water samples is measured by a semiconductor detector.

Контроль герметичности производят следующим образом. Штангу, прикрепленную к перегрузочной машине или грузоподъемным механизмам, устанавливают на проверяемую ТВС. Из предварительно заполненной емкости дистиллята подают воду на вытеснение реакторной воды из дегазатора и ТВС. Выдерживают в течение 20 минут воду в ТВС и затем включают насос для подачи воды из ТВС в дегазатор, в центральную трубу с соплами Ш 15÷20 мм, где за счет резкого падения давления и распыления на мелкие частицы вода дегазируется вентиляцией воздухом со скоростью не более 1 м/сек.The tightness control is performed as follows. A bar attached to a reloading machine or hoisting mechanisms is installed on the fuel assembly under test. From a pre-filled distillate tank, water is supplied to displace the reactor water from the degasser and fuel assembly. Water is kept in the fuel assembly for 20 minutes and then the pump is turned on to supply water from the fuel assembly to the degasser, to the central pipe with nozzles Ш 15 ÷ 20 mm, where due to a sharp drop in pressure and spraying on small particles, the water is degassed by air ventilation at a speed of no more 1 m / s

Вода сливается в нижнюю часть дегазатора и через гидрозатвор в реактор, а проточный воздух с расходом 40 л/час поступает в измерительное устройство. В момент поступления воды с места дефекта в ТВС концентрация ГПД увеличивается. Сигнал имеет пиковый характер, а по величине выше, чем при дегазации барботажем, так как объем воздуха на разбавление составляет 3,3 л вместо 40 л при барботажной дегазации. Размер дефекта определяется по активности 131I и 134, 137Cs в отбираемой пробе воды.Water is discharged into the lower part of the degasser and through a water trap into the reactor, and flowing air with a flow rate of 40 l / h enters the measuring device. At the moment water arrives from the place of the defect in the fuel assembly, the concentration of GPA increases. The signal has a peak character, and is larger in magnitude than during degassing by bubbling, since the volume of air for dilution is 3.3 liters instead of 40 liters with bubbled degassing. The size of the defect is determined by the activity of 131 I and 134, 137 Cs in the selected water sample.

Преимущества предлагаемого способа определения негерметичности ТВС и размера дефекта в оболочке заключается в следующем.The advantages of the proposed method for determining the leakage of fuel assemblies and the size of the defect in the shell is as follows.

Исключается влияние растворенных ГПД в водной среде внутри ТВС из-за заполнения его чистым дистиллятом.The effect of dissolved GPA in the aqueous medium inside the fuel assembly due to its filling with pure distillate is excluded.

Дегазация ГПД происходит более эффективным способом: резким падением давления среды с ГПД, распылением на мелкие частицы в дегазаторе и вентиляцией проточным воздухом, с значительно (на порядок) меньшим разбавлением.GPA degassing takes place in a more efficient way: a sharp drop in pressure of the medium with GPA, spraying onto small particles in a degasser and ventilation with running air, with significantly (an order of magnitude) less dilution.

При барботажном способе дегазации величина регистрируемой активности ГПД (сигнал + фон) имеет интегральный характер, так как в верхней полости объема внутренней секции рабочей штанги перегрузочной машины происходит перемешивание всех ГПД, извлеченных как из воды реактора, так и из негерметичного твэла. А в данном способе активность ГПД повышается в момент доставки той порции воды в дегазатор, которая находилась вблизи дефекта, поэтому полученный сигнал имеет пиковый характер и несет оперативную информацию о наличии дефекта, не требующую получения данных по проверке определенной партии проверяемых ТВС по принципу сравнения.In the bubble degassing method, the recorded GPA activity (signal + background) has an integral character, since in the upper cavity of the volume of the inner section of the working rod of the reloading machine, all GPA extracted from both the reactor water and the non-leaking fuel rod are mixed. And in this method, the activity of the GPA increases at the time of delivery of that portion of water to the degasser that was near the defect, therefore, the received signal is peak in nature and carries operational information about the presence of the defect, which does not require data to verify a certain batch of verified fuel assemblies by the comparison principle.

Контроль герметичности оболочек ТВС производится без перемещения ТВС из реактора, чем сокращаются транспортные радиационноопасные операции во время перегрузки.The tightness control of the fuel assembly shells is carried out without moving the fuel assembly from the reactor, which reduces the radiation hazardous operations during overload.

Claims (6)

1. Устройство для контроля герметичности оболочек тепловыделяющих элементов, содержащее штангу, на которой размещено приспособление для присоединения и уплотнения с тепловыделяющей сборкой, погружной насос, проточный дегазатор, патрубки для подачи чистого дистиллята, сжатого воздуха, отличающееся тем, что проточный дегазатор выполнен в виде сосуда, внутри которого коаксиально расположена труба, часть которой перфорирована, в верхней части сосуда имеется патрубок слива дегазируемой воды, патрубки для отвода воздуха и воды, а в нижней части патрубок для подачи воздуха через барботажный коллектор.1. A device for monitoring the tightness of the shells of the fuel elements, containing a rod on which there is a device for connecting and sealing with a fuel assembly, a submersible pump, a flow degasser, nozzles for supplying clean distillate, compressed air, characterized in that the flow degasser is made in the form of a vessel , inside of which a pipe is located coaxially, part of which is perforated, in the upper part of the vessel there is a pipe for draining degassed water, pipes for venting air and water, and in the lower part A nozzle for supplying air through the bubbler manifold. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перфорированная часть дегазатора выполнена отверстиями ⌀ 1,5÷2,0 мм, размещенными по окружности в количестве 4 шт. через угол 90° с расстоянием между рядами отверстий не менее 100 мм и смещением относительно другого ряда на угол 45°.2. The device according to claim 1, characterized in that the perforated part of the degasser is made with holes ⌀ 1.5 ÷ 2.0 mm, placed around the circumference in an amount of 4 pcs. through an angle of 90 ° with a distance between rows of holes of at least 100 mm and an offset of 45 ° relative to another row. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что патрубок слива дегазируемой воды расположен как минимум на 200 мм выше патрубка подвода сжатого воздуха.3. The device according to claim 1, characterized in that the outlet pipe for degassing water is located at least 200 mm above the nozzle for supplying compressed air. 4. Способ контроля герметичности оболочек твэлов ядерного реактора, заключающийся в том, что соединяют устройство контроля герметичности оболочек твэлов ядерного реактора с тепловыделяющей сборкой (ТВС), подают чистый дистиллят во внутреннее пространство тепловыделяющей сборки для вытеснения реакторной воды, выдерживают дистиллят в ТВС, подают воздух на дегазатор, подают реакторную воду в дегазатор, включив насос, производят дегазацию воды проточным воздухом мелких частиц воды, образованных за счет резкого падения давления и динамического воздействия струй воды на внутреннюю стенку дегазатора, измеряют активность газообразных продуктов деления ксенона и криптона в пробах воздуха, по которой судят о наличии дефекта, отбирают пробы воды, вытесненной из внутренней полости ТВС за счет подачи дистиллята, измеряют активность радионуклидов I и Cs в воде, по которой судят о размерах дефекта в ТВС.4. A method for controlling the tightness of the cladding of the nuclear fuel rods of a nuclear reactor, which consists in connecting the tightness control device for the cladding of the fuel rods of a nuclear reactor with a fuel assembly (FA), supplying clean distillate to the interior of the fuel assembly to displace the reactor water, keeping the distillate in the FA, supplying air to the degasser, reactor water is supplied to the degasser by turning on the pump, water is degassed by the flowing air of small particles of water formed due to a sharp drop in pressure and dynamic the effect of water jets on the inner wall of the degasser, measure the activity of gaseous fission products of xenon and krypton in air samples, which are used to determine the defect, take samples of water displaced from the internal cavity of the fuel assembly by feeding distillate, measure the activity of radionuclides I and Cs in water , by which they judge the size of the defect in the fuel assembly. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что чистый дистиллят подают в межтвэльное пространство ТВС с температурой не менее чем на 30°С ниже температуры воды в реакторе.5. The method according to claim 4, characterized in that the pure distillate is fed into the inter-fuel space of the fuel assembly with a temperature of at least 30 ° C below the temperature of the water in the reactor. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что подают чистый дистиллят в количестве не менее, чем 2,5 внутренних объемов ТВС плюс внутреннее пространство насоса и дегазатора.6. The method according to claim 4, characterized in that pure distillate is supplied in an amount of not less than 2.5 internal volumes of fuel assemblies plus the internal space of the pump and degasser.
RU2005127702/06A 2005-09-05 2005-09-05 Method and device for checking fuel element cans for tightness RU2297680C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005127702/06A RU2297680C1 (en) 2005-09-05 2005-09-05 Method and device for checking fuel element cans for tightness

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005127702/06A RU2297680C1 (en) 2005-09-05 2005-09-05 Method and device for checking fuel element cans for tightness

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2297680C1 true RU2297680C1 (en) 2007-04-20

Family

ID=38036957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005127702/06A RU2297680C1 (en) 2005-09-05 2005-09-05 Method and device for checking fuel element cans for tightness

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2297680C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2622107C1 (en) * 2016-05-26 2017-06-13 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" Method of inspection of the fuel collision of the shells of fuels of the worked heat-fuel assembly of transport nuclear energy installations
RU2669015C1 (en) * 2017-10-27 2018-10-05 Акционерное общество "Атоммашэкспорт" АО "Атоммашэкспорт" Method of operational control of hermeticity of fuel assemblies of water-cooled reactor at its overloading and system for method implementation
RU2790147C1 (en) * 2022-02-21 2023-02-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" Transport nuclear power plants irradiated fuel assemblies fuel element cladding tightness monitoring method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU490376A1 (en) * 1973-05-29 1976-08-05 Предприятие П/Я А-7755 Device for overloading and leaktightness of heat-generating elements of a nuclear reactor with a liquid metal coolant
US4016749A (en) * 1973-07-05 1977-04-12 Wachter William J Method and apparatus for inspection of nuclear fuel rods
SU323047A1 (en) * 1970-02-26 1978-08-05 Zhuchkov I I Device for revealing packets with deteriorated hermetic sealing of fuel element shells
RU2147148C1 (en) * 1999-08-31 2000-03-27 Межотраслевой координационный научно-технический центр "НУКЛИД" Tightness check technique for cans of fuel elements before placing them in dry storage
RU2186429C2 (en) * 2001-10-19 2002-07-27 Славягин Павел Дмитриевич Method and device for recharging fuel assembly of liquid-cooled reactor and for checking its tightness

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU323047A1 (en) * 1970-02-26 1978-08-05 Zhuchkov I I Device for revealing packets with deteriorated hermetic sealing of fuel element shells
SU490376A1 (en) * 1973-05-29 1976-08-05 Предприятие П/Я А-7755 Device for overloading and leaktightness of heat-generating elements of a nuclear reactor with a liquid metal coolant
US4016749A (en) * 1973-07-05 1977-04-12 Wachter William J Method and apparatus for inspection of nuclear fuel rods
RU2147148C1 (en) * 1999-08-31 2000-03-27 Межотраслевой координационный научно-технический центр "НУКЛИД" Tightness check technique for cans of fuel elements before placing them in dry storage
RU2186429C2 (en) * 2001-10-19 2002-07-27 Славягин Павел Дмитриевич Method and device for recharging fuel assembly of liquid-cooled reactor and for checking its tightness

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2622107C1 (en) * 2016-05-26 2017-06-13 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" Method of inspection of the fuel collision of the shells of fuels of the worked heat-fuel assembly of transport nuclear energy installations
RU2669015C1 (en) * 2017-10-27 2018-10-05 Акционерное общество "Атоммашэкспорт" АО "Атоммашэкспорт" Method of operational control of hermeticity of fuel assemblies of water-cooled reactor at its overloading and system for method implementation
RU2790147C1 (en) * 2022-02-21 2023-02-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" Transport nuclear power plants irradiated fuel assemblies fuel element cladding tightness monitoring method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4016749A (en) Method and apparatus for inspection of nuclear fuel rods
US5414742A (en) Leak-detection system and method for detecting a leaking container
JP2020501106A (en) Monitoring system for liquid leaks from spent fuel pools
KR102542254B1 (en) Apparatus and method for verifying seal by penetrant inspection of nuclear fuel assembly
CN111354488B (en) Nuclear fuel assembly vacuum off-line sipping detection device and method
JP6664410B2 (en) Apparatus and method for performing a tightness test on a fuel rod capsule
RU2297680C1 (en) Method and device for checking fuel element cans for tightness
JP3823167B2 (en) Multiple pipe leak detection device and leak detection method
WO2012047135A1 (en) Method for automated fuel leakage detection during reloading of reactor fuel assembly and system therefor
RU2699141C1 (en) Method of sampling and diluting a sample of a liquid radioactive medium and an apparatus for realizing said method
KR102372548B1 (en) Analytical device for detecting fission products by measurement of radioactivity
EP0684612B1 (en) Leak-detection system and method for detecting an individual leaking nuclear fuel rod having radioactive material leaking therefrom
WO2003034442A1 (en) Method and device for liquid coolant nuclear reactor fuel rod assembly handling and leakage monitoring
JPS6025756B2 (en) Damaged fuel detection method
KR100558513B1 (en) Leakage Inspection System of Flow-through Steam Generator by Gas Circulation
KR101761765B1 (en) Pool equipped with leak prevention system and leak monitoring method for pool
US20250266179A1 (en) Method and Apparatus to Test for Defects in Irradiated Nuclear Fuel
US6466636B1 (en) Decontamination method
CN117030592B (en) Storage tank corrosion detection device and radioactive feed liquid storage system
JP3077749B2 (en) Leakage tube identification method for heat exchanger
JPH10332889A (en) Leak detection device for storage tank in cell
RU2352005C1 (en) Method of steam and gas generators control tightness of ship nuclear engine installation with water heat transfer medium under pressure
RU44861U1 (en) DEVICE FOR MOVING AND CHECKING THE LEAKAGE OF TELES OF HEAT FUEL-ASSEMBLY REACTOR WITH A LIQUID HEATER
JPS5823910B2 (en) Radioactivity concentration measuring device
JP2025018968A (en) Method and apparatus for assessing damage to a fuel assembly

Legal Events

Date Code Title Description
HK4A Changes in a published invention