CS241269B1

CS241269B1 - Probe for hydrogen analyzer in liquid

Info

Publication number: CS241269B1
Application number: CS826902A
Authority: CS
Inventors: Josef Martoch; Jiri Cervinka; Jaromir Bar; Jaroslava Blazkova
Original assignee: Josef Martoch; Jiri Cervinka; Jaromir Bar; Jaroslava Blazkova
Priority date: 1982-09-28
Filing date: 1982-09-28
Publication date: 1986-03-13
Also published as: CS690282A1

Abstract

Účelem řečení je zhotovit kovové difúzní membrány z jednoho kusu kovu s hlavicí, a dosáhnout jejího připojení na nosnou konstrukci sondy, a to pouze jediným spárovýn spojem. Účelu se dosáhne tak, že nosná konstrukce.sondy bude tvořit s podpěrou kovové difúzní membrány jeden celek, podpěra se přitom opatří na povrchu nejméně jednou drážkou, v níž budou otvory do vnitřního prostoru sondy, a na podpěru se navleče kovová difúzní membrána tvaru dutého rotačního tělesa uzavřeného na jednom konci hlavicí. U sondy lze potom dokonale zajistit oporu kovové difCue&í membrány volbou vhodného vzájemného uložení podpěry a membrány. Řešení je možno využít v jaderných elektrárnách s rychlými sodíkovými reaktory, zvláště v havarijních soustavách k ochraně jejích parních generátorů proti haváriím, které způsobuje reakce sodíku s vodou.The purpose of the invention is to make metal diffusion membranes from one piece of metal with the head, and to achieve its connection to the supporting structure of the probe, and only by a single joint. The purpose is achieved in such a way that the supporting structure of the probe will form a single unit with the support of the metal diffusion membrane, the support being provided on the surface with at least one groove, in which there will be openings into the inner space of the probe, and a metal diffusion membrane in the shape of a hollow rotating body closed at one end by the head is put on the support. In the probe, the support of the metal diffusion membrane can then be perfectly ensured by choosing a suitable mutual arrangement of the support and the membrane. The solution can be used in nuclear power plants with fast sodium reactors, especially in emergency systems to protect its steam generators against accidents caused by the reaction of sodium with water.

Description

Vynález se týká sondy s kovovou difúzní membránou k analyzátoru vodíku v tekutině, zejména v kapalném sodíku a v argonové atmosféře nad ním, v jaderných elektrárnách s rychlými faktory chlazenými kapalným sodíkem, zvláště v havarijních soustavách jejich parních generátorů.The invention relates to a metal diffusion membrane probe to a hydrogen analyzer in a liquid, in particular liquid sodium and in an argon atmosphere above it, in nuclear power plants cooled with liquid sodium, in particular in emergency systems of their steam generators.

V jaderných elektrárnách s rychlými reaktory chlazenými kapalným sodíkem, zvláště v havarijních soustavách k ochraně jejich parních generátorů v případě netěsnosti stěr^ oddělujících vodní prostor od prostoru sodíku, se užívají analyzátory vodíku v kapalném sodíku a v inertní argonové atmosféře nad ním, jejichž oodstatnou součástí je kovové difúzní membrána, kterou difunduje vodík za kapalného sedíku nebo argonu do vlastního detektoru vodíku daného analyzátoru, kovová difúzní membrána bývá umístěna na sondě ponořené v analyzované tekutině, zvláště v kapalném sodíku. dosavadní konstrukce těchto sond trpěly zejména těmito nedostatky: podpěra kovové difúzní membrány byla oddělena od nosné konstrukce sondy, následkem .toho měla kovová difúzní membrána značnou vůli v pohybu a‘mohla být snáze poškozena jednak při montáži, jednak dynamickým tlakem proudícího sodíku a kromě toho tloušlka stěny kovové difúzní membrány musela být dimenzována) na výpočtový přetlak sodíku, což vedlo k výrobě nevhodných tvarů membrán o malém průměru a velké délce. Výroba oddělených součástek byla rovněž složitější a nákladnější. Vodík, který pronikl kovovou difúzní membránou, musel difundovat dlouhými tenkými dráž· kami a škvírami, Čímž se zpomaloval transport vodíku k vlastnímu detektoru analyzátoru. Pokud měly sondy na svém konci rozšíření ve směru od příruby k hlavici sondy, nebylo možno oři zamrznutí sodíku vyjmout sondu ze sodíkového potrubí.In nuclear power plants with liquid sodium-cooled fast reactors, particularly in emergency systems to protect their steam generators in the event of a smear leak separating the water space from the sodium space, hydrogen analyzers are used in liquid sodium and in an inert argon atmosphere above it. a metal diffusion membrane, which diffuses hydrogen under liquid seat or argon into the analyzer's own hydrogen detector, the metal diffusion membrane is located on a probe immersed in the liquid to be analyzed, especially liquid sodium. The prior art designs of these probes have suffered in particular from the following drawbacks: the metal diffusion membrane support has been separated from the probe supporting structure, as a result of which the metal diffusion membrane has considerable movement clearance and could be more easily damaged during assembly and dynamic sodium pressure and the walls of the metal diffusion membrane had to be dimensioned) for the computational overpressure of sodium, which led to the production of inappropriate shapes of small diameter and long length membranes. Manufacturing separate parts was also more complex and costly. The hydrogen that had penetrated the metal diffusion membrane had to diffuse through long thin grooves and gaps, slowing the hydrogen transport to the analyzer's own detector. If the probes had an extension at their end in the direction from the flange to the probe head, it was not possible to remove the probe from the sodium pipeline with the sodium freeze.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje sonda s kovovou difúzní membránou oodle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že nosná konstrukce sondy tvoří s podpěrou kovové difúzní membrány jeden celek, ořitom podpěra je opatřena na svém povrchu nejméně jednou drážkou, v níž jeou otvory do vnitřního prostoru sondy.The above-mentioned drawbacks are remedied by the metal diffusion membrane probe according to the invention, which is characterized in that the probe supporting structure forms a single unit with the metal diffusion membrane support, the support having at least one groove on its surface with openings into the interior space of the probe. .

- 2 241 269- 2 241 269

Tloušťka stěny kovové difúzní membrány nemusí tedy být dimenzována na plný přetlak okolní tekutiny a lépe odolává jejímu dynamickému tlaku. «Její výroba je jednoduáší a levnější než u dosavadních sond. konečné opracování vnějšího povrchu lze provést po jejím navlečení a přivaření k nosné konstrukci sondy. Protože drážky v podpěře jsou opatřeny otvory, je zkrácena a uvolněna cesta vodíku k detektoru analyzátoru, čímž ae snižuje mrtvá doba detekce vodíku. Pokud ee zhotoví kovová difúzní membrána z jednoho kuau kovu s hlavicí, je dosaženo dokonalejšího utěsnění membrány a její připojení na nosnou konstrukci sondy mflže zajistit jediný svarový spoj, čímž se dále zjednodušuje a zdokonaluje výroba a utěsnění membrány. Pokud sonda nikde nezvětšuje svůj poloměr rotace Ve směru od příruby k hlavici, lze ji i při zamrznutí kapalného sodíku snadno vyjmout z potrubí.Thus, the wall thickness of the metal diffusion membrane need not be dimensioned to the full positive pressure of the surrounding fluid and better resists its dynamic pressure. «Its production is simpler and cheaper than previous probes. final machining of the outer surface can be carried out after it has been threaded and welded to the probe support structure. Since the grooves in the support are provided with holes, the hydrogen path to the analyzer detector is shortened and released, thereby reducing the dead hydrogen detection time. When a metal diffusion membrane is made of a single kuau metal with a head, improved membrane sealing is achieved and its connection to the probe support structure can provide a single weld joint, further simplifying and improving membrane manufacturing and sealing. If the probe does not increase its rotation radius anywhere from the flange to the head, it can be easily removed from the pipe even when the liquid sodium freezes.

Příklad orovedení sondy s kovovou difúzní membránou podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkresy.An exemplary embodiment of a metal diffusion membrane probe according to the invention is shown schematically in the accompanying drawings.

Sonda sestává z nosné konstrukce 1.a podpěry 2 zhotovené z jednoho kusu nerez oceli, přitom podpěra 2 je opatřena na povrchu šroubovitou drážkou £, v níž jsou otvory 2 do vnitřního prostoru 6 sondy. Přes podpěru je nasazena kovová difúzní membrána 2 b hlavicí 2., které jsou obě zhotoveny z jednoho kusu niklu. Přitom kovová difúzní membrána má tlouštku 0,2 mm, dotýká se těsně podpěry 2 a je spojena svarovým spojem 8 s nosnou konstrukcí sondy 1, která je zakončena přírubou 10. Kromě příruby 10 mé sonda tvar komolého kužele, na němž je nasazena hlavice 2. tvaru tupějšího kužele. Při provozu sondy je tato zasazena do kapalného sodíku, z něhož difunduje vodík přes kovovou difúzní membránu 3, dále proniká drážkou £ a otvory 2. do vnitřního prostoru £ sondy, odkud je nasáván rozdílem tlaků do vlastního detektoru analyzátoru.The probe consists of a supporting structure 1a of a support 2 made of one piece of stainless steel, the support 2 being provided with a helical groove 6 on the surface, in which the openings 2 are in the interior space 6 of the probe. A metal diffusion membrane 2b is mounted over the support by a head 2, both of which are made of one piece of nickel. In this case, the metal diffusion membrane has a thickness of 0.2 mm, touches the support 2 closely and is connected by a weld joint 8 to the probe support structure 1, which is terminated by a flange 10. In addition to the flange 10 my probe has a truncated cone shape. the shape of a duller cone. In operation of the probe, it is embedded in liquid sodium, from which hydrogen diffuses through the metal diffusion membrane 3, further penetrates through the groove 6 and openings 2 into the inner space 6 of the probe from where it is sucked by differential pressure into the analyzer's own detector.

Vynález může být využit Dři analýze vodíku v tekutinách, zvláště v kapalném sodíku nebo inertní argonové atmosféře nad ním, v jaderných elektrárnách s rychlými sodíkovými reaktory, zejména v havarijních soustavách k ochraně jejich parních generátorů proti haváriím způsobených reakcí sodíku s vodou*The invention can be used in the analysis of hydrogen in liquids, particularly liquid sodium or an inert argon atmosphere above it, in nuclear power plants with fast sodium reactors, in particular in emergency systems to protect their steam generators against accidents caused by sodium-water reactions.

Claims

A probe for a hydrogen analyzer in a liquid, in particular liquid sodium, consisting of a support structure with a support and a metal diffusion membrane shaped hollow body enclosed at one end thereof by a head, characterized in that: the supporting structure (1) of the probe forms one unit with the support (2) of the metal diffusion membrane (3), the support (2) being provided on its surface with at least one groove (4) in which the openings (5) ) probes.

Probe according to claim 1, characterized in that the metal diffusion membrane (3) forms with the head (7) one component made of one piece of metal, which is connected to the probe support structure (1) by a single weld joint (8).

Probe according to claim 1, characterized in that its surface has the shape of a surface of the rotating body, whose oolometer (9) of rotation ee increases in the direction from the head (7) to the flange (10).