DE1279232B

DE1279232B - Anordnung zur selbsttaetigen UEberwachung und Feststellung von Huellenbruechen in einem Kernreaktor

Info

Publication number: DE1279232B
Application number: DEC20809A
Authority: DE
Inventors: Etienne Picard
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1959-02-17
Filing date: 1960-02-16
Publication date: 1968-10-03
Also published as: FR1225768A; NL131030C; NL250093A; LU38227A1; LU38430A1; US3109929A; NL112829C; GB918537A; DE1423723B1; CH361062A; GB933451A; US3092819A; NL248450A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4KOTW PATENTAMT Int. CL:

G21d

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 g - 21/31

Nummer: 1279 232

Aktenzeichen: P 12 79 232.4-33 (C 20809)

Anmeldetag: 16. Februar 1960

Auslegetag: 3. Oktober 1968

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur selbsttätigen Überwachung und Feststellung von Hüllenbrüchen in einem Kernreaktor durch Messung des Gehalts an Radioaktivität in den Strömen der einzelnen Reaktorkanäle mit Hilfe eines Meßgerätes.

Es sind bereits Vorrichtungen zur Feststellung von Hüllenbrüchen für Kernreaktoren bekannt, die auf der Bestimmung der Radioaktivität der verschiedenen Gasströme, die mit den Kernbrennstoffmassen in Berührung kommen, beruhen. Im Falle eines Hüllenbruchs vergrößert sich die Radioaktivität des diese Hülle umspülenden Gasstromes durch den übertritt von radioaktiven Spaltprodukten. Da andererseits jeder Gasstrom bei der Durchströmung des Reaktors auch durch Neutronenbeschuß aktiviert wird, müssen selektive Messungen der Radioaktivität vorgenommen werden, z. B. durch Feststellung des Gehalts der nach einigen Sekunden durch bestimmte gasförmige Spaltprodukte (Krypton, Xenon) erzeugten radioaktiven Ionen (Rubidiumionen, Zäsiumionen). Für eine derartige selektive Messung, bei der zu Beginn und am Ende einer Zeitdauer, innerhalb der die Ionen aufgefangen werden, jeweils eine Radioaktivitätsbestimmung vorgenommen werden muß, wird eine Zeitdauer in der Größenordnung von einer Minute benötigt, da jede Bestimmung zur Ausscheidung der statistischen Zählfehler während einer hinreichenden Dauer (etwa 30 Sekunden) erfolgen muß.

Die Kernreaktoren mit festem Moderator enthalten größenordnungsmäßig etwa tausend Kanäle, in denen die mit einer Hülle versehenen Brennstoffmassen (Stäbe oder Stabbündel) angeordnet sind und die von den Gasströmen durchströmt werden. Zum Auffinden des Kanals, in dem sich eine gebrochene Hülle befindet, muß man den Gehalt des Gasstromes an Spaltprodukten, z. B. radioaktiven Ionen, in diesem Kanal bestimmen. Hierzu genügt es, daß dem Gasstrom dieses Entnahmerohres ein Anteil von 1 bis 5% für die Messung entnommen wird. Eine ständige kanalweise überwachung würde jedoch eine sehr große Zahl von Radioaktivitätsdetektoren mit ihren elektronischen Ausrüstungen erfordern. Um dieses Verfahren zu, vereinfachen, ist es bekannt, die Kanäle zu Unteranordnungen oder Bündeln zusammenzufassen. Ferner wird für die Überwachung ein Detektor benutzt, der nacheinander den Gehalt an Spaltprodukten in den verschiedenen Bündeln ermittelt, wobei der Zeitraum zwischen zwei an dem gleichen Bündel vorgenommenen aufeinanderfolgenden Messungen etwa ⁱ 2 Stunde beträgt, was einen Kompromiß zwischen der Schelligkeit der Feststellung eines Hülien-Anbrdnung zur selbsttätigen Überwachung und
Feststellung von Hüllenbrüchen in einem
Kernreaktor

Anmelder:

Commissariat ä !'Energie Atomique, Paris

Vertreter:

Dr. W. P. Radt und Dipl.-Ing. E. E. Finkener,

Patentanwälte,

4630 Bochum, Heinrich-König-Str. 12

Als Erfinder benannt:

Etienne Picard,

Gif-sur-Yvette, Seine-et-Oise (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 17. Februar 1959 (786 929)

bruches und der Verringerung der Zahl der Detektoren darstellt.

Man kann z. B. bei einem Kernreaktor mit tausend Kanälen die tausend Entnahmerohre zu zehn Anordnungen zusammenfassen und jeder dieser Anordnungen einen Detektor zuordnen, wobei die hundert Entnahmerohre einer jeden Anordnung zu zwanzig Unteranordnungen von je fünf Kanälen zusammengefaßt sind. Der einer jeden Anordnung zugeordnete Detektor bildet einen Prüfdetektor (es sind somit zehn Prüfdetektoren für den Reaktor vorhanden), dessen Aufgabe in der Feststellung jeder Überschreitung der Schwelle der normalen Radioaktivität besteht, wobei diese Schwelle übrigens einerseits von dem betreffenden Bündel abhängen kann (da die aus den Umfangskanälen eines Reaktors austretenden Gasströme weniger radioaktiv sind als die aus den Kanälen im »Spaltraum« oder in der Mitte des Reaktors kommenden) sowie andererseits von der Gesamtleistung oder -reaktivität des Reaktors, wobei die Überschreitung dieser Schwelle z.B. in der in dem am 17. Oktober 1958 eingereichten und am 17. April 1959 erteilten belgischen Patent 572142 des Erfinders beschriebenen Weise dadurch bestimmt wird, daß die

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Leistung des Reaktors dauernd gemessen und (in heit) bestimmt wird, ob die Differenz e¹ von dem

einer einem Speicherwerk zugeordneten Rechenein- Verhältnis

K = Augenblicksaktivität eines Bündels
Augenblicksleistung des Reaktors

und dem Verhältnis

_ Aktivität des gleichen Bündels zum Zeitpunkt t₀
Leistung des Reaktors zu dem gleichen Zeitpunkt

bei jedem Bündel positiv oder negativ ist (wobei der Zeitpunkt t₀ entweder der der vorhergehenden Messung an dem gleichen Bündel sein oder einer Anfangseichung entsprechen kann).

Wenn eine Überschreitung der Schwelle bei einem bestimmten Bündel festgestellt wurde, muß der besondere die gebrochene Hülle enthaltende Kanal des Bündels bestimmt und der zeitliche Verlauf des Bruchs verfolgt werden. Hierfür ist bei den kannten Vorrichtungen zur Feststellung von Hüllenbrüchen eine zweite Reihe von Detektoren vorgesehen, welche Folgedetektoren genannt werden und den erwähnten besonderen Kanal lokalisieren (indem sie in der Recheneinheit das Zeichen der Differenz e² zwischen dem Verhältnis

und dem Verhältnis

k =

fco = Augenblicksaktivität eines Entnahmerohrs
Augenblicksleistung des Reaktors

Aktivität des gleichen Entnahmerohres zu einem Zeitpunkt t₀ Leistung des Reaktors zu dem gleichen Zeitpunkt

bestimmen (und zwar nacheinander für jedes Entnahmerohr des bestimmten Bündels), worauf sie in schnellerer Folge die Messung der Radioaktivität des aus dem diesem Kanal zugeordneten Entnahmerohr austretenden Gasstroms vornehmen, wobei die Zeitspanne t zwischen zwei Messungen dieses austretenden Gasstroms kleiner als T ist (t beträgt z. B. größenordnungsmäßig einige Minuten), um eine praktisch ununterbrochene überwachung des Verlaufs des Bruchs und die Auslösung der Entleerung des betreffenden Kanals zu ermöglichen, wenn dieser Verlauf solche Formen annimmt, daß ein Unfall möglich wird.

Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung ist in Fig. 1 eine bekannte Vorrichtung zur Feststellung von Hüllenbrüchen dargestellt, welche für jede Anordnung von Entnahmerohren einen Prüfdetektor und mehrere Folgedetektoren sowie Umschalteinrichtungen oder Ventile enthält, welche den aus jedem Rohrbündel oder aus jedem Rohr austretenden Gasstrom auf jeden Detektor leiten können.

In F i g. 1 sind nur die drei ersten Bündel I, II, III einer Anordnung von JV Entnahmerohren 1 dar-

gestellt, welche zu — Bündeln von je η Rohren zusammengefaßt sind. Bei den in Fi g. 1 dargestellten Bündeln ist η = 5, und den verschiedenen Rohren desselben Bündels sind die Buchstaben α, b, c, d, e zugeordnet. Der Anordnung sind ein Prüf detektor 2 sowie s Folgedetektoren zugeordnet, von denen nur drei Detektoren bei 3_r, 3₂, 3₃ dargestellt sind.

: Um jedem Detektor 2, 3_l5 3₂, 3₃ die durch die verschiedenen Rohre 1 entnommenen Gasströme entweder rohrweise oder bündelweise "zuzuführen, sind bei den bekannten Vorrichtungen folgende Einrichtungen vorgesehen: .

1. JV Dreiwegeventile 4₃, welche das durch jedes . Rohr 1; entnommene Gas entweder dem Prüf- ^: detektor 2 durch Leitungen 5 oder den Folgedetek'tbren 3 durch Leitungen 6 zuführen (wobei eine Leitung 5 sowie eine Leitung 6 für jedes Bündel vorgesehen ist);

2. — Zweiwegeventile 7, welche jede Leitung 5 mit

der vor dem Prüfdetektor 2 vorbeilaufenden Prüfleitung 8 in Verbindung setzen, und

3. —-s Zweiwegeventile 9, welche jede Leitung 6

mit jeder vor einem Folgedetektor 3_X, 3₂, 3₃ • vorbeigehenden Folgeleitung 10 in Verbindung setzen.

Solange kein Hüllenbruch aufgetreten ist, werden alle Ventile 4₃ in der Stellung gehalten, in welcher sie die Rohre 1 eines jeden Bündels mit der Leitung S desselben in Verbindung setzen, während die nicht dargestellten Einrichtungen zur zyklischen Umschaltung die normalerweise geschlossenen Ventile nacheinander in einer bestimmten Folge öffnen, damit der Detektor 2 nacheinander die Radioaktivität für die verschiedenen Bündel I, II, III usw. der Anordnung bestimmt, wobei die Messung an demselben Bündel z. B. alle 20 Minuten wiederholt wird, wenn die Anordnung zwanzig Bündel umfaßt und jede Messung 1 Minute erfordert.

Wenn der Detektor 2 mit seiner elektronischen Ausrüstung und seiner Recheneinheit eine Überschreitung, des Schwellenwertes, d. h. grundsätzlich einen Hüllenbruch, an einem bestimmten Bündel feststellt, z. B. dem Bündel II, steuert er den Übergang auf einen Folgedetektor, z.B. den Detektor3i, wie dies z.B. in den Berichten des Colloque International sür l'Electronique Nucleaire de Paris 1958,>veröffentlicht von der Agence Internationale de rEnergie Atomique, Wien, 1959 (Berichte von Goupil, Graftieaüx und Servent, Bd.I, S.413 bis 423, von Äuriscote, Bd. II, S. 257 bis 265, G"a/ü3 fe r η ea ü, Bd. II, S. 277 bis 282, und Pi car ^'M II, S.291 bis 296) beschrieben ist. Hierfür'^:werden^s; die Ventilen 4₃ dieses Bündels nacheinander in die^£-Stellung gebracht, "in welcher sie das Rohrl, an welchem sie angebracht

sind, mit der Leitung 6 des Bündels verbinden, wobei das diese Leitung 6 mit der dem Detektor 3_t zugeordneten Leitung 10 verbindende Ventil 9 'offengehalten wird, damit der Detektor mit dem zugeordneten Rechner bestimmt, in welchem Kanal 5 sich eine gebrochene Hülle befindet, indem er einen positiven Wert von e² für das besondere Entnahmerohr dieses Kanals feststellt. Nach Bestimmung dieses besonderen Rohrs, z.B. des Rohrs lic, wird der Folgedetektor 3_t diesem Rohr dauernd durch die entsprechenden Ventile 4₃ und 9 zugeordnet, während die Leitung 5 dieses Bündels, d. h. des Bündels II, nur noch die aus den vier anderen Rohren (Πα, Ub, lld und lie) dieses Bündels austretenden Gase über die Ventile 4₃ empfängt.

Es müssen mehrere Folgedetektoren 3 vorgesehen werden, um die Entwicklung von mehr als einem HüHenbruch je Anordnung verfolgen zu können. Um jedoch die Zahl der Ventile 9 herabzusetzen, kann man nur einen Teil der Folgedetektoren einer

Anordnung jeder Leitung 6 zuordnen, z. B. — , so daß jeder Folgedetektor an — Rohre angeschaltet

werden kann. Es sind dann nur noch

-Ventile9

anstatt — · s erforderlich (wobei die Zahl m gleich 6

sein kann). Aber selbst bei einer derartigen Ausbildung erfordert die überwachung einer Anordnung von

N zu — Unteranordnungen zusammengefaßten Kanälen bei den bekannten Vorrichtungen:

s + 1 Detektoren mit ihren elektronischen
Ausrüstungen,

JV Dreiwegeventile,

N f s\

— I 1 ^ 1 Zweiwegeventile.

35

40

In der belgischen Patentschrift 561 356 ist eine Anordnung zur überwachung und Feststellung von Hüllenbrücken in. einem Kernreaktor beschrieben, bei der für die laufende überwachung mehrerer Bündel ein erstes Meßgerät und im Falle der Feststellung eines Hüllenbruchs für die weitere überwachung des gestörten Kanals ein zweites Meßgerät benutzt wird. In den einzelnen Entnahmerohren sind bei dieser Anordnung Dreiwegeventile vorgesehen, die während der laufenden überwachung so eingestellt sind, daß alle Entnahmerohre mit den zugehörigen Sammelleitungen verbunden sind. Im Falle der Feststellung der Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwertes in einem Bündel werden die Kanäle dieses Bündels von dem zweiten Meßgerät weiter überprüft, bis der schadhafte Kanal ermittelt ist. Dieser schadhafte Kanal wird daraufhin allein mit dem zweiten Meßgerät durch entsprechende Stellung des Dreiwegeventils verbunden, so daß die weitere überwachung dieses Kanals mit dem zweiten Meßgerät erfolgen kann. Die übrigen Kanäle dieses Bündels werden nach Ausscheidung des gestörten Kanals wieder durch das erste Meßgerät im Zuge der laufenden Überwachung überprüft.

\ Auch bei dieser Anordnung liegt ein verhältnismäßig großer Aufwand an Rohrleitungen und auch eine komplizierte Steuerung durch die Verwendung der Dreiwegeventile vor. Hinzu kommt, daß im Falle des Auftretens einer zweiten Störung vor Beseitigung der ersten Störung diese Störung erst dann überwacht werden kann, wenn das zweite Meßgerät frei ist.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung geht dahin, eine Anordnung für eine selbsttätige überwachung und Feststellung von Hüllenbrüchen in einem Kernreaktor derart auszubilden, daß für eine bestimmte Anzahl von Kanälen insgesamt weniger Ventile und weniger Rohrverbindungen benötigt werden und daß für die laufende überwachung sowie für die überwachung eines gestörten Kanals ein und dasselbe Meßgerät benutzt werden kann.

Die Erfindung geht von der eingangs bezeichneten Anordnung aus, bei der nach einem Zyklusprogramm ein Meßgerät nacheinander an einzelne Bündel mit jeweils mehreren Entnahmerohren zwecks Feststellung des Mittelwertes der zu messenden Größe in jedem Bündel angeschlossen wird, wobei die Entnahmerohre in jedem Bündel über Ventile an einzelne Bündelsammelleitungen und diese über eine Ventilanordnung mit einer zum Meßgerät führenden Sammelleitung verbunden sind. Die erfindungsgemäße Ausbildung dieser Anordnung besteht darin, daß die Entnahmerohre der einzelnen Bündel über elektrisch gesteuerte Zweiwegeventile jeweils an die zugehörige Bündelsammelleitung und alle Bündelsammelleitungen über weitere elektrisch gesteuerte Zweiwegeventile an eine Hauptsammelleitung angeschlossen sind und daß mit der Hauptsammelleitung ein einziges Meßgerät für alle Messungen fest verbunden ist, das

a) normalerweise gemäß einem Programm P_x (Grundzyklus) durch öffnen der weiteren Zweiwegeventile nacheinander an die Bündel, in denen alle erstgenannten Zweiwegeventile geöffnet sind, angeschaltet wird,

b) bei Überschreitung eines Schwellwertes in einem Bündel gemäß einem Programm P_y einerseits in einem ersten Zyklus weiter an die einzelnen Bündel, mit Ausnahme des gestörten Bündels, angeschlossen wird, und andererseits nach einem zweiten kürzeren Zyklus abwechselnd mit dem ersten Zyklus nacheinander an die Entnahmerohre des gestörten Bündels angeschlossen wird, und das

c) bei Feststellung des gestörten Entnahmerohres gemäß einem Programm P₂ in einem ersten Zyklus, der etwas länger als der Grundzyklus ist, an jedes Bündel, wobei in dem bestimmten Bündel das gestörte Entnahmerohr ausgeschieden ist, angeschlossen wird und in einem zweiten kürzeren Zyklus, der mit dem ersten Zyklus abwechselt, mit dem gestörten Entnahmerohr verbunden wird und den Verlauf des Wertes der Meßgröße in diesem Entnahmerohr ermittelt.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Meßanordnung werden gegenüber der bekannten Meßanordnung (F i g. 1) nur noch folgende Teile für die überwachung einer gleichen Anzahl von Kanälen benötigt:

a) ein einziges Meßgerät,

b) N Zweiwegeventile (an Stelle von N Dreiwegeventilen),

c) — Zweiwegeventile (wobei — ■ — Zweiwegeventile fortgefallen sind).

Dadurch, daß für die laufende überwachung und für die zwischenzeitliche Überwachung eines eventuell gestörten Kanls ein und dasselbe Meßgerät benutzt wird, haben die angezeigten Werte nicht nur einen repräsentativen Charakter, sondern sind mit sich selbst vergleichbar. Bei Verwendung von zwei oder mehr Meßgeräten sind dagegen die Meßwerte der einzelnen Meßgeräte nicht immer direkt miteinander vergleichbar, weil die Charakteristiken im allgemeinen nicht genau übereinstimmen und auch weil diese _ϊ0 Charakteristiken sich im Laufe der Zeit unterschiedlich verändern können.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert:

F i g. 2 zeigt schematisch die Anwendung der Anordnung bei einem Kernreaktor mit festem Moderator;

Fig. 3 zeigt eine Kernbrennstoffmasse mit ihrer dichten Hülle in einem Kanal des Reaktors der Fig. 2;

Fig. 4 ist eine Ubersichtstabelle, welche die Reihenfolge angibt, in welcher an einen einzigen Radioaktivitätsdetektor die Entnahmerohre, einer der Anordnungen von Gasströmen des Reaktors der F i g. 2 sowie die Unteranordnungen dieser Entnahmerohre gemäß drei aufeinanderfolgenden Programmtypen angeschlossen werden;

F i g. 5, 6 und 7 zeigen die Folge der Signale, welche die gemäß den drei Programmtypen den Umschaltgliedern der Fig. 2 gegebenen Befehle bilden;

Fi g. 8, 9 und 10 zeigen den Aufbau der in F i g. 5, 6 und 7 dargestellten Signale;

Fig. 11 zeigt das Arbeitsschema einer Universalrechenmaschine, welche der schematisch in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung angehören kann;

Fig. 12 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Einheit zur Dekodierung der Umschaltbefehle, weiche der Universalzahlenrechenmaschine der Fig. 11 zugeordnet ist;

F i g. 13 zeigt ein besonderes Ventil, welches alle einzelnen Ventile eines Bündels von Entnahmerohren ersetzen kann.

In Fig. 2 ist ein Kernreaktor 11 dargestellt (z.B. der in Frankreich in Marcoule und in Großbritannien in Calder Hall vorhandenen Art), welcher einen von einem Schutzmantel 13 (z. B. aus schwerem Beton) umgebenen Block 12 eines festen Moderators (z. B. Graphit) aufweist. Durch diesen Block geht eine sehr große Zahl von, z. B. wie dargestellt, waagerechten parallelen Kanälen 14. Obwohl die heterogenen Reaktoren im allgemeinen etwa tausend Kanäle aufweisen, sind in F i g. 2 nur einige Kanäle 14 dargestellt, davon zwei im Schnitt.

In jedem Kanal 14 befindet sich ein Stabbündel 15 (oder gegebenenfalls ein einziger Stab) aus Kernbrennstoff. Wie in F i g. 3 dargestellt, enthält ein derartiger Stab eine Masse 16 aus Spaltmaterial (z. B. natürliches oder an dem Isotop 235 angereichertes Uran in metallischer Form oder in Form eines Oxyds oder einer anderen Verbindung), wobei der Stab von dem durch den Kanal strömenden Kühlmittelstrom 17 (ζ. Β. Kohlensäuregas unter einem Druck in der Größenordnung von 10 kg/cm²) durch eine gasdichte mit Rippen 19 versehene Hülle 18 getrennt ist.

Zur Feststellung von Hüllenbrüchen wird in bekannter Weise mit Hilfe von Entnahmerohren 1 ein Teil (in der Größenordnung einiger Prozente) des Stroms 17 entnommen, welcher jeden Kanal 14 durchströmt und somit die Stäbe 15 umspült hat, und es wird der Gehalt an Spaltprodukten der aus den Rohren 1 austretenden Gasströme bestimmt, wobei die Zunahme dieses Gehalts einen Hüllenbruch anzeigt, wie das bei Ie₁ dargestellte Leck, welches die Masse 16 mit dem Kühlmittel in Berührung bringt und den Übertritt von Spaltprodukten dieser Masse in das Kühlmittel gestattet.

Bei der großen Zahl der Kanäle 14 und somit der Rohre 1 (ein Rohr je Kanal) werden die Kanäle und die zugehörigen Rohre in mehrere Anordnungen unterteilt, z. B. in zehn Anordnungen A, B, C, D, E, F, G, H, J, K, deren jede z. B. hundert Kanäle und somit hundert Rohre enthält, wobei die hundert Rohre 1 einer jeden Anordnung zu einer gewissen Zahl von Unteranordnungen oder Bündeln zusammengefaßt werden, z.B. zwanzig Bündel von je fünf Rohren.

Zur Vereinfachung der nachstehenden Ausführungen sind in jeder Anordnung zwanzig Bündel mit I, II, III, IV, .. .,XK, XX numeriert, und in jedem Bündel sind den verschiedenen Rohren oder Kanälen des Bündels die Buchstaben a, b, c, d, e zugeordnet.

Die fünf Entnahmerohre 1 der gleichen Unteranordnung sind mit einer Bündelsammelleitung 5 verbunden, während alle Bündelsammelleitungen ein und derselben Anordnung an eine Hauptsammelleitung 8 angeschlossen sind, die hinsichtlich des Gehalts an Spaltprodukten von dem Meßgerät 2 untersucht wird. Als Meßgerät wird zweckmäßigerweise ein Szintillationszähler mit nachgeschaltetem Photovervielfacher und entsprechender elektronischer Ausrüstung verwendet, der selektiv den Gehalt an Spaltprodukten bestimmt, wie dies z. B. in der erwähnten Mitteilung von Goupil und in der erwähnten belgischen Patentschrift sowie in dem am 16. April 1959 eingereichten und am 16. Oktober 1959 erteilten belgischen Patent 577 804 beschrieben ist. Die die Dreiwegeventile 4₃ der F i g. 1 ersetzenden Zweiwegeventile 4₂ sind an jedem Rohr 1 angeordnet, während Zweigwegeventile 7 zwischen jeder Bündelsammelleitung 5 und der Hauptsammelleitung 8 vorgesehen sind. In F i g. 2 sind nur die beiden ersten Bündel I und II der Anordnung A und ein Teil des ersten Bündels I der Anordnungen B und C dargestellt. Es wird daher nur die Anordnung A besprochen, da die Vorgänge bei den anderen Anordnungen die gleichen sind, und sowohl ein Bündel wie das Ventil 7 und die dieses Bündel überwachenden zugehörigen Teile sind mit einer römischen Ziffer (von I bis XX) bezeichnet, während ein Kanal oder ein Entnahmerohr wie auch ein Ventil 4₂ und die dieses Rohr überwachenden zugehörigen Teile mit einer römischen Ziffer (von I bis XX) mit einem nachfolgenden Buchstaben (a bis e) bezeichnet sind.

Die Ausgangsgröße des Detektors 2 wird in eine Recheneinheit oder einen Verlaufsmesser 20 geschickt, welcher, wie in der erwähnten belgischen Patentschrift 572 142 beschrieben, feststellt, ob die von dem Detektor gemessene Radioaktivität unter Berücksichtigung der Veränderung der Leistung oder der Reaktivität des Reaktors eine bestimmte Alarmschwelle überschreitet* Hierfür ist der eigentlichen Recheneinheit eine Speichereinheit 21 zugeordnet, in welcher die Werte der Radioaktivität r₀. R₀ gespeichert sind, welche für jedes Rohr 1 bzw. jedes Rohrbündel für eine gegebene Leistung P_n des Reaktors gemessen wurden (wobei

"0

diese Werte dem Speicherwerk durch eine Leistung 22 zugeführt wurden), und die Einheit 20 empfangt in jedem Augenblick nicht nur den tatsächlich von dem Detektor für ein besonderes Bündel bzw. ein besonderes Rohr gemessenen Wert R oder r, sondern auch die tatsächliche Leistung P des Reaktors (welche z. B. mittels einer Ionisierungskammer 23 mit ihrer zugehörigen elektronischen Ausrüstung gemessen wird, deren Ausgangssignal durch eine Leitung 24 übertragen wird). Die Einheit 20 stellt fest, ob der

Verlauf (oder die Differenz) e¹ zwischen K = -p- und K₀ = -—- für das an die Sammelleitung 8 an-

M)

geschlossene Bündel oder ob die Differenz e² = k—k₀ für das an die Sammelleitung 8 an-

geschlossene Rohr positiv oder negativ ist.

Das Ausgangssignal des Verlaufsmessers, welches je nach dem Zeichen von e¹ oder e²· verschieden ist, bewirkt eine (durch den Umschalter 26 symbolisch dargestellte und weiter unten näher erläuterte) Umschaltung zwischen den verschiedenen Steuerprogrammtypen der Elektroventile 7 und 4₂, d. h. der Untersuchungen der aus den Bündeln oder den Rohren austretenden Gasströme durch den Detektor 2.

In Fig. 2 sind durch drei LeitungenX¹, Y², Z³ die drei weiter unten näher erläuterten Programmtypen symbolisch dargestellt, wobei der Ausgang einer jeden Leitung X¹, Y², Z³ durch die Kontakte χ bzw. y bzw. ζ über den Schalter 26 und die (in der nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 11 erläuterten Weise gesteuerte) Programmableseeinheit 27 an eine (in Fig. 12 dargestellte) Dekodiereinheit oder -matrize 28 angelegt wird, welche entsprechend den (in kodierter Form) von einer der Leitungen X\ Y², Z³ empfangenen Befehlen die öfnung der gewünschten Ventile von den Ventilen 4₂ und 7 durch Speisung ihrer Wicklungen 33 oder 29 bewirkt.

Es sollen zunächst nachstehend im einzelnen die aufeinanderfolgenden Phasen der selbsttätigen überwachung unter Bezugnahme auf das Schema der F i g. 2 und auf die den übergang von einem Programm zum andern darstellende Ubersichtstabelle der F i g. 4 und auf F i g. 5, 6 und 7 beschrieben werden, welche die Aufeinanderfolge der Umschaltbefehle darstellen, welche durch die Kennzeichen des Bündels (römische Ziffern) oder des Rohres (in römischen Ziffern mit einem kleinen Buchstaben) symbolisch dargestellt sind, welche von der Einheit 34 zur Ausarbeitung des Programms, welcher ein Speicherwerk 35 für die Kennzeichen für jedes Programm (in der nachstehend erläuterten Weise) zugeordnet ist, über das Ableseglied 27 auf die Dekodiermatrize 28 übertragen werden, weiche durch die Leitungen 29[ und 33j die Erregung der Wicklungen 29 und 33 und über die Leitungen 36 die Wahl des entsprechenden R₀ des Bündels oder des r₀ des Rohres in dem Speicherwerk 21 zum Zwecke der übertragung auf die Einheit 20 durch die Leitung 25 steuert. Da eine hinreichend genaue Messung des Gehalts an Spaltprodukten aus den oben erläuterten Gründen etwa 1 Minute erfordert, weisen die Wicklungen 29 und 33 natürlich nicht dargestellte verzögerte Haltekreise auf, welche nach Übermittlung des Steuersignals über eine Leitung 29! oder 3S₁ das entsprechende Elektroventil 7 oder 4, während einer Minute offenhalten.

Zu Beginn empfängt gemäß einem ersten durch die Leitung X¹ (wobei sich der Schalter 26 in der dargestellten Weise auf dem Kontakt χ befindet) bestimmten Programmtyp P_x, welches Routine- oder Prüfprogramm genannt werden kann, die Dekodiereinheit 28 nacheinander die Kennzeichen I, II, III, ..., XIX, XX, I, II, ... der verschiedenen Bündel (wie in F i g. 5 dargestellt) und öffnet nacheinander die entsprechenden Ventile 7, wobei die Ventile 4₂ durch eine z.B. mechanische Vorrichtung30 in der Öffnungsstellung verriegelt werden. Nach einem ersten Eichzyklus (zur Speicherung des P₀ ^und ^o eines jeden Bündels in dem Speicherwerk 21) bestimmt der Verlaufsmesser 20 für jedes Bündel während der Prüfung des nächsten Bündels durch den Detektor 2, ob e¹ positiv oder negativ ist.

Nach jeder Bestimmung beeinflußt der Verlaufsmesser 20 die Stellung des Schalters 26. Solange e¹ negativ ist, wird das Programm P_x fortgesetzt (so daß der Schalter 26 auf dem Kontakt χ bleibt), und die Befehle oder Kennzeichen folgen einander gemäß der bestimmten Folge der F i g. 5. Wenn dagegen e¹ positiv ist, z. B. für das Bündel II (e^ > 0), tritt das Programm P_Y an die Stelle des Programms P_x, wie in F i g. 4 dargestellt, welche die beiden Möglichkeiten je nach dem Zeichen von e\_x zeigt.

Dieses Steuerprogramm des Typs P_Y beginnt, wie in F i g. 6 dargestellt, mit der Schließung der Ventile 4₂ des Bündels, bei welchem sich eine Überschreitung der Schwelle gezeigt hat, hier des Bündels II, durch Absendung eines Schließungsbefehls M₁₁ auf der Leitung 3I₁ (durch den Kontakt ^₁) zu der Dekodiermatrize 31, welche die Wicklung 32 des Bündels II speist, um die entsprechende Vorrichtung 30 zu entriegeln und die Elektroventile 4₂ des Bündels II zu speisen, welche von diesem Augenblick an durch Speisung ihrer Wicklung 33 getrennt geöffnet werden können.

Der zweite der Leitung Y² entsprechende eigentliche Programmtyp Py besteht darin, daß, wie in F i g. 6 dargestellt, in den Routinezyklus (aus dem jedoch der Öffnungsbefehl des Ventils 7 des Bündels II, bei welchem sich eine Überschreitung der Schwelle gezeigt hat, ausgeschieden ist) ein die Öffnungsbefehle der verschiedenen Ventile 4₂ des Bündels II (Kennzeichen Πα, life, lic, lld und lie) enthaltender kürzerer Zyklus eingeschaltet wird. Man kann z. B. einen Öffnungsbefehl für das Ventil 7 mit einem Öffnungsbefehl für das Ventil 4₂ abwechseln lassen (wobei in diesem letzteren gleichzeitig der Öffnungsbefehl des Ventils 7 des Bündels gegeben wird, für welches e¹ positiv war), was einen vollständigen Zyklus von 19 · 2 = 38 Minuten ergibt (neunzehn Steuerungen von Ventilen 7 alle 2 Minuten abwechselnd mit neunzehn Steuerungen von Ventilen 4₂ ebenfalls alle 2 Minuten), so daß der kurze Zyklus 5 · 2 = 10 Minuten dauert.

Dieses der zweiten Kolonne der F i g. 4 entsprechende Programm P_Y enthält noch die Sendung des Kennzeichens II des Bündels, für welches e^l positiv geworden ist, in den Kennzeichenspeicher 35 und im allgemeinen die Auslösung einer Registriervorrichtung 37 beliebiger Bauart, welche graphisch oder zahlenmäßig (z. B. durch Drucken oder Lochen) die Ausgangsgröße des Detektors 2 aufzeichnet. Diese Vorrichtung ist an .den Kontakt j>₂ angeschlossen und gestattet die systematische Untersuchung der Angaben des Detektors 2 von dem Augenblick der

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Feststellung eines Hüllenbruchs an. Dieses Programm P_r wird fortgesetzt, solange der Verlaufsmesser 20 ein negatives e² feststellt (nachdem er während eines ersten kurzen Zyklus die Werte von r₀ und P₀ für jedes Rohr des BündelsII gespeichert; hat). .

Wenn e² positiv ist, z. B. wenn sich e\_c für das · Rohr II c als positiv erweist (während der Untersuchung der austretenden Gasströme des Bündels XI durch den Detektor 2, wie in F i g. 4 dargestellt), bewirkt der Verlaufsmesser 20 den übergang auf das Programm P₂ (übergang des Umschalters 26 auf den Kontakt ζ der Leitung Z₃). Dieses Programm P_z besteht darin, in den Routinesteuerzyklus nach ρ aufeinanderfolgenden Befehlen zur öffnung eines Ventils 7 (wobei ρ bei dem in F i g. 4 und 7 dargestellten Beispiel gleich 4 ist) einen Befehl zur öffnung des Ventils 4₂ des besonderen Rohrs einzuschalten, bei . welchem e² positiv ist (und gleichzeitig zur öffnung des Ventils 7 des dieses Rohr enthaltenden Bündels). Die Steuerung zum Anschluß des Bündels II an den Detektor2 betrifft jedoch nur die Rohrella, Hb, Hd und He (mit negativem e²), d. h., sie enthält nicht die öffnung der Ventile7 für das Bündeln und 4₂ für die Rohrella, Hb, Hd und He, wobei das Kennzeichen dieser Steuerung in F i g. 4 und 7 mit Habde bezeichnet ist.

Das Signal e\ > 0 steuert auch die Aufzeichnung des Kennzeichens II c des Kanals, in welchem sich eine gebrochene Hülle befindet, in dem Speicher 35 und die Fortsetzung der Aufzeichnung der Angaben des Verlaufsmessers 20 durch die Vorrichtung 37 (dank des Kontakts z₂)· Wenn diese Vorrichtung 37 eine Überschreitung einer (über der Alarmschwelle für den Kanal) liegenden Gefahrenschwelle anzeigt, bewirkt die Uberwachungsperson die Entfernung der Stäbe aus diesem Kanal (Symbol T₀).

Es ist zu bemerken, daß die Programme des Typs P_Y nur eine kurze Dauer haben, da es sich entweder um einen wirklichen Hüllenbruch handelt und dann der Verlaufsmesser 20 den übergang auf das Programm P_z bewirkt, oder wenn es sich ausnahmsweise um ein Mikroleck handelt, welches sich von selbst verschließt, wobei dann die Uberwachungsperson nach einer gewissen Zahl von Zyklen des Programms P_Y die Rückkehr zu dem Programm P_x bewirkt. Das gleiche ist der Fall, wenn während eines Programms des Typs P₂ der Verlauf des Bruchs einen Verschluß desselben zeigt. Die Rückkehr zu dem Programm P_x von dem Programm P_Y oder P₂ kann aus Sicherheitsgründen natürlich nur durch eine willkürliche Steue- . rung erfolgen, welche von der Uberwachungsperson nach einer Kontrolle der von der Vorrichtung 37 aufgezeichneten Angaben vorgenommen wird, welche den Verlauf des durch das erfindungsgemäße Verfahren ermittelten Lecks angibt.

Zur Vereinfachung der Anordnung und zur selbsttätigen Verwirklichung der verschiedenen obigen Programme ist es zweckmäßig:

— mit Hilfe von zeitlich aufeinanderfolgenden Impulsgruppen die verschiedenen der Untersuchung der ausströmenden Gase eines ganzen Bündels durch den Detektor 2 entsprechenden verschiedenen Kennzeichen I bis XX, die der Untersuchung der ausströmenden Gase eines einzigen Rohres durch den Detektor 2 entsprechenden Kennzeichen Ia bis XXe und die der Untersuchung der ausströmenden Gase von vier Rohren durch den Detektor 2 entsprechenden Kennzeichen Ibcde bis XXabcd in einem binären Kode darzustellen,

— und einen Kode der in F i g. 8, 9 und 10 dargestellten Arten zu benutzen, welche die Feinstruktur der Kennzeichen der F i g. 5, 6 und 7 für diese drei Kennzeichentypen darstellen, d. h. welche drei Impulsuntergruppen aufweisen, nämlich eine erste Gruppe mit fünf Stellungen zur Angabe des Bündels (fünf binäre Stellen gestatten die Kennzeichnung -der zwanzig Bündel), eine zweite Untergruppe mit drei Stellungen zur Darstellung des Buchstabens des mit dem Detektor in Verbindung gesetzten Rohrs (drei binäre Stellen gestatten die Kennzeichnung der fünf Rohre eines Bündels) und eine dritte Untergruppe mit drei Stellungen, um nach Feststellung des besonderen Rohres mit positivem e² die Kennzeichen darzustellen, z. B. II ab de, welche der Verbindung von vier Rohren eines Bündels mit dem Detektor 2 entsprechen (die fünf Möglichkeiten können durch drei binäre Stellen dargestellt werden). Bei einem derartigen Kode enthält ein (in F i g. 9 dargestelltes) ■Kennzeichen des zweiten Typs für ein Rohr eines bestimmten Bündels und ein (in F i g. 10 dargestelltes) Kennzeichen des dritten Typs für vier Rohre eines bestimmten Bündels in seiner Untergruppe das (in F i g. 8 dargestellte) Kennzeichen des ersten Typs des bestimmten Bündels, was die gleichzeitige Speisung der Wicklung 33 eines Ventils 4₂ (oder von vier Ventilen 4₂) und der Wicklung 29 des Ventils 7 des gleichen Bündels durch die Dekodiermatrize 28 erleichtert. Wenn man es ferner so einrichtet, daß die zweite Untergruppe des Steuerkennzeichens des Rohrs α eines Bündels (z.B. das Kennzeichen I α) gleich der dritten Untergruppe des Kennzeichens für die Steuerung der vier anderen von α verschiedenen Rohre des gleichen Bündels ist (z.B. das Kennzeichen I b c d e), kann man leicht von einem dieser beiden Kennzeichen auf das andere übergehen, was zweckmäßig ist, da das Programm P₂ derartige »komplementäre« Kennzeichen enthält.

Man erhält so z. B. folgenden Kode:

— ein Bündelkennzeichen I bis XX (F i g. 8) enthält ein bis fünf Impulse in den fünf möglichen Stellungen der ersten Untergruppe,

— ein Rohrkennzeichen I α bis XXe enthält in seiner ersten Untergruppe das Kennzeichen des entsprechenden Bündels und in seiner zweiten Untergruppe ein bis drei Impulse in den drei möglichen Stellungen,

—und ein Vierrohrkennzeichen I b c d e bis XX abcd, welches in seiner ersten Untergruppe das Kennzeichen des entsprechenden Bündels und in seiner dritten Untergruppe das Kennzeichen enthält, welches, wenn es sich in der zweiten Untergruppe befinden würde, das Rohr bestimmen würde, welches gerade in dem Vierrohrkennzeichen fehlt (in F i g. 8 bis 10 sind vollausgezogen die tatsächlich vorhandenen Impulse und gestrichelt die impulslosen Stellungen jeder Untergruppe für' ein Büdel bzw. ein Rohr dieses Bündels bzw. für die vier anderen Rohre dieses Bündels dargestellt).

Unter Bezugnahme auf Fig. 11 (welche insbesondere den Block34 der Fig. 2 im.einzelnen darstellt) soll nun erläutert werden, wie mittels einer Maschine zur Behandlung von Informationen, welche auch Ordinator oder Universalzahlenrechenmaschine genannt wird, die zwanzig Ventile7 der Bündelia bis XX und die hundert Ventile 4₂ der Rohre I a

bis XXe entsprechend den drei Programmtypen P_x, Pυ, P_z entsprechend dem Resultat der arithmetischen Vergleichseinheit oder des Verlaufsmessers 20 der Reihe nach betätigt werden können.

In dieser Fig. 11 sind schematisch die Haupteinheiten einer Rechenmaschine dargestellt, nämlich die die Kennzeichen I und II enthaltende Anlaßeinheit 38, die Uhr 39, das Steuerregister 40, die arithmetische Einheit 20, das Speicherwerk 21, da die arithmetischen Einheiten 20 und die Speicher 21 der Verlaufsmesser für diese Anordnungen in Wirklichkeit der Rechenmaschine angehören, den schnell zugänglichen Pufferspeicher 35 für die Speicherung der Kennzeichen oder der Adresse der zu dem gegebenen Zeitpunkt offenen Ventile und der Ventile, welche die Bündel oder Rohre steuern, bei welchen eine Überschreitung des Schwellenwerts aufgetreten ist, die Einheit 27 zur Steuerung der Ablesung und der überführung, durch Rechtecke dargestellte elementare Addier- oder Substrahiereinheiten, Kippweichen und Ringzähler, durch Quadrate dargestellt!* Tore zur Vornahme der logischen Operation UND, und Mischer oder Tore ODER, welche durch Dreiecke dargestellt sind, deren Spitze den Ausgang anzeigt. Diese Einheiten wirken bei der Ausarbeitung der kodierten Befehle mit, welche in die Dekodiermatrize 28 geschickt werden, welche genauer in Fig. 12 dargestellt ist und diese Befehle oder Kennzeichen dekodiert, um die Wicklungen der zu öffnenden Elektroventile 4₂ zu speisen. Die verschiedenen mögliehen Ausführungsformen dieser Einheiten sind Fachleuten für Zahlenrechenmaschinen oder Folgeautomatiken bekannt.

Wenn z. B. die in F i g. 4 dargestellte Arbeitsfolge ausgeführt werden soll, wird zunächst die Vorrichtung dadurch angelassen, daß von der Einheit 38 das Kennzeichen I durch die Leitung 42 und den Mischer oder das Tor ODER 43 in das Register 40 geschickt wird. Dieses Kennzeichen I, welches die öffnung des dem Bündel I entsprechenden Ventils 7 steuert, wird von dem Steuerregister 40 durch die Leitung 41 der Dekodiermatrize 28 zugeführt, wenn die Uhr 39 den Befehl zur Ablesung in das übertragungsglied 27 schickt.

Eine neue Betätigung der Einheit 38 schickt das Kennzeichen II in die Dekodiermatrize 28. Gleichzeitig mit seiner Übermittlung in die Matrize 28 wird das Kennzeichen .11 auch in die ZeIIeSS₁ des schnell zugänglichen Pufferspeichers 35 durch die Leitung 44_X und das in diesem Augenblick offene Tor45_x geschickt. Während dieser Zeit prüft die arithmetische Einheit 20 des Verlaufsmessers, ob die Radioaktivität der aus dem Bündel I austretenden Gase, dessen Ventil 7 während der vorhergehenden Periode geöffnet war, nicht den der tatsächlichen ^55 Aktivität des Reaktors entsprechenden Schwellenwert übersteigt, wie dies in der erwähnten belgischen Patentschrift 572 142 beschrieben ist, · wofür die in dem Speicher 21 gespeicherten Bezugsangaben (Aktivität R₀ des Bündels und Leistung P₀ des Reaktors) und das durch die Leitung 24 ankommende Ausgangssignal der Ionisierungskammer 23 benutzt werden.

Wenn die Aktivität normal ist (negatives e¹ für das Bündel I), wird ein Signal oder ein Impuls durch die Leitung 46 in die Uberführungseinheit 47_X über den Zweig 46_X geschickt (dessen Tor48_x normalerweise offen ist, während die Tore 48y und 48_Z der Zweige 46y und 46_Z normalerweise geschlossen sind), wobei der Teil 49 eine auch Mischer genannte ODER-Schaltung ist. Der durch die Leitung 50 zu der Einheit 47_X gelangende Impuls bewirkt die überführung des Inhalts der ZeIIeSS₁ des Speichers 35 in das Addierwerk 51, welches zu ihm η Einheiten hinzufügt (welche bei dem benutzten Kode durch eine binäre Ziffer in der ersten Untergruppe dargestellt werden können) und den übergang von einem Bündelkennzeichen zu dem Kennzeichen des nächsten Bündels bewirkt (z. B. von dem Kennzeichen II auf das Kennzeichen III).

Durch das normalerweise offene Tor 52 und den Mischer 43 (deren Aufgaben weiter unten erläutert sind), wird so das Kennzeichen III auf das Steuerregister^ übertragen.

Beim nächsten Impuls der Uhr 39 (1 Minute nach dem vorhergehenden Impuls der Uhr) schickt das Register 40 das Kennzeichen III in die Dekodiereinheit 28 und die Zelle 3S₁ des Pufferspeichers usf. (da der über die Leitung 50 gesandte Impuls auch durch die Leitung 5O₁ das Tor45_x geöffnet hat), solange e¹ negativ bleibt (Programm P_x), und zwar über die mit dem Index X versehenen Leitungen oder Teile, wodurch daran erinnert wird, daß dieser Ubertragungskanal der Leitung X¹ der F i g. 2 entspricht.

Wenn dagegen e¹ z. B. für das Bündel II (während der öffnung des Ventils 7 des Bündels III) positiv ist, wird ein Signal durch die Leitung 53 in den bistabilen Multivibrator 54 der Flip-Flop-Bauart geschickt, dessen erste Stufe 54_t einen Impuls auf die Leitung 55 gibt, wodurch folgende Vorgänge ausgelöst werden:

— das Tor 48_y wird durch die Leitung 56 geöffnet, und das Tor 48_X wird durch die Leitung 57 geschlossen (wobei der Kreis 58 eine Umsteuereinheit darstellt, welche bei ihrer Erregung das Tor48_x verriegelt);

— über den Mischer 59 wird ein erstes Kippen der bistabilen Kipp- oder Flip-Flop-Anordnung 60 bewirkt.

Die erste Stufe 6O₁ des Flip-Flops sendet einen ersten Impuls aus, was folgende Wirkungen hat:

— durch die Leitung 61 erfolgt durch öffnung des Tors 62 die überführung des Kennzeichens aus der Zelle 35i in die Zelle 35₂ des Speichers 35 nach Subtraktion von η Impulsen in der Einheit 63, so daß in die Zelle 35₂ das Kennzeichen des Bündels eingeführt wird, bei welchem ein überschreiten des Schwellenwerts aufgetreten ist, nämlich im vorliegenden Fall das Kennzeichen II, während das Kennzeichen III in 35_t gespeichert wird;

— ferner wird durch die Leitung 64 und den Mischer 49 der Flip-Flop 60 wieder in seinen Anfangszustand übergeführt, wobei er dann von seiner zweiten Stufe 6O₂ aus einen Impuls aussendet. Dieser bewirkt einerseits über die Leitung 65 die Aufzeichnung (ohne Löschung) des Inhalts der Zelle 35₂ in der Zelle 35₃ unter öffnung des Tors 66 und andererseits durch die Leitung 67, den Mischer 68 und die Leitung 69 die öffnung des Uberführungstors 47_y, wobei das Kennzeichen des Bündels (bei welchem e¹ positiv ist) aus der Zelle 3S₂ in das Addierelement 70 gelassen wird, in welchem diesem Kennzeichen eine Einheit hinzugefügt wird, um ihm den dem Rohr α entsprechenden Impuls zuzusetzen, z. B. zur Umformung des Kennzeichens II in das Kennzeichen II a, welches in dem Steuerregister40 durch die Leitung71 an-· kommt. Ferner bewirkt die öffnung des Tors 66, daß

durch die Leitung 72 das Kennzeichen II in die Dekodiermatrize 31 geschickt wird, welche die Entriegelung der Ventile 4₂ des Bündels II steuert, so daß diese sich schließen.

Bei dem nächsten Uhrimpuls wird das Kennzeichen II ο von dem Register 40 einerseits der Dekodiermatrize 28 zugeführt, um die entsprechenden Ventile zu öffnen (Ventil4₂ des Rohrs Πα und Ventil 7 des Bündels II), und andererseits durch die Leitung 44_r der Zelle 35₂, wobei das Tor45_K durch einen Impuls _ϊ0 in der mit der Leitung 69 verbundenen Leitung 69j geöffnet wurde.

Das Programm P_r wird fortgesetzt, solange der eine gebrochene Hülle enthaltende Kanal dieses Bündels nicht entdeckt wird, wobei die, normale Auslieferung _J5 des Verlaufsmessers (e² negativ) jetzt durch die Leitung 46 und den Zweig 46_r erfolgt, da das Tor48_r offen ist und die Tore 4S_x und 48_Z geschlossen sind. Die die Rolle eines Ringzählers mit zwei Zuständen spielende Kippanordnung 73 schickt abwechselnd einen Impuls in die Leitung 74 und die Leitung 75, wodurch über die Mischer 49 und 68 abwechselnd die Uberführungstore 47_X und 47_y sowie die Tore45_x und 45_y betätigt werden.

Bei den gesunden Bündeln wird somit abwechselnd der übergang von einem Bündel zum andern und bei dem Bündel, bei welchem ein überschreiten des Schwellenwerts aufgetreten ist, der übergang von einem Rohr zum nächsten hergestellt, wobei jedesmal das Steuerregister 40 und je nachdem die ZeIIeSS₁ und das Addierelement 51 oder die Zelle 3S₂ und das Addierelement 70 entsprechend den obigen Zyklen benutzt werden, was die Herstellung von Kennzeichen z. B. der Art III und Ha ermöglicht.

Wenn die Einheit 20 ein zweites Signal der überschreitung des Schwellenwerts (e² positiv) aussendet, welches dem Rohr entspricht, in welchem die Aktivität der Spaltprodukte den gewählten Schwellenwert übersteigt, tritt der durch die Leitung 53 ankommende zweite Impuls aus der Kippanordnung 54 durch deren Stufe 54₂ auf die Leitung 76 aus, was folgende Vorgänge auslöst:

— das Tor 48_Z wird durch die Leitung 77 geöffnet, und das Tor48_r wird durch die Leitung 78 und das Umsteuerelement 79 geschlossen;

— die Kippanordnung 80 wird durch den Mischer 81 betätigt.

Das erste Kippen der Kippanordnung 80 bewirkt einerseits durch die Leitung 82 die öffnung des Tors 83 und die Vornahme der überführung des Kennzeichens des eine gebrochene Hülle enthaltenden Kanals, z.B. des KennzeichensHc, aus der Zelle35₂ in die Zelle 35₄ sowie die Übermittlung eines neuen Kippimpulses auf die Kippanordnung 80 über die Leitung 84 und den Mischer 81.

Dieses neue Kippen der Kippanordnung 80 hat folgende Wirkung:

— durch die das Tor 86 öffnende Leitung 85 wird die überführung des zu dem Signal Hc »komplementären« Kennzeichens, nämlich des Kennzeichens llabde, aus der Zelle35₄ in die Zelle 35₅ des Pufferspeichers 35 gesteuert, und zwar dadurch, daß die Impulse des Kennzeichens lic in der Einheit 87 um ein Intervall verzögert'werden, welches drei Elementarstellungen der Impulse der zweiten Untergruppe entspricht (wodurch ein übergang von einem Kennzeichen des in Fi.g. 9 dargestellten Typs auf das in Fig. 10 dargestellte erfolgt):

— durch die Leitung 88 und den Mischer 89 wird einerseits durch die das Tor47_z öffnende Leitung 190 die übertragung des Inhalts der Zelle35₄ (lic) auf das Steuerregister 40 durch die Leitung 90 und das Uberführungstor 47_Z und andererseits durch die Leitung 19O₁ die öffnung des Tors45_z gesteuert.

Wenn daher bei dem nächsten Uhrimpuls bei 27 die Ablesung des Inhalts des Registers 40 ausgelöst wird, wird das Kennzeichen lic einerseits in die Matrize 28 und andererseits durch die Leitung 44_Z und das Tor 45 in die Zelle 35₄ geschickt. • Von diesem Augenblick an werden die von der Einheit 20 kommenden Impulse, wenn sie einem negativen Verlauf entsprechen, durch die Leitung 46 und das offene Tor48_z in den Zweig 46_Z geschickt, wo sie zu einem Ringzähler 91 mit fünf Zuständen gelangen. Die vier ersten Impulse gelangen durch die- Leitungen 92 in einen Mischer 93 und hierauf in den Mischer 49, so daß sie durch öffnung des Tors 47_X mit Hilfe des Addierelements 51 den regelmäßigen übergang von einem Bündelkennzeichen zu dem Kennzeichen des nächsten Bündels bewirken, während der fünfte Impuls durch die Leitung 94 und den Mischer 89 ankommt und das Tor 47_Z öffnet, welches die überführung des Kennzeichens des eine gebrochene Hülle enthaltenden Kanals aus der Zelle 35₄ in das Register 40 und von da zu der Dekodiereinheit 28 und von neuem in die Zelle 35₄ steuert.

Es sind somit in den Programmanweisungen der Rechenmaschine bedingte Anweisungen enthalten, welche das Zeichen von e¹ oder von e² berücksichtigen, und es sind zwei Besonderheiten zu bemerken, nämlich:

— die Aufgabe von Impulsen auf die Leitung 90 bewirkt, daß das nächste Mal der Ausgang 53 der Einheit 20 zugunsten des Ausgangs 46 mittels einer symbolisch bei 95 dargestellten Steuerung verriegelt wird, so daß das Programm P₂ beibehalten wird, ohne daß die Wiederholung eines positiven Verlaufs den Kanaille dieses Programms stört, während ein neuer Hüllenbruch in einem anderen Kanal durch Aussendung eines Impulses über die Leitung 53 die Wiederholung des Programmtyps P_Y und hierauf des Typs Pζ für diesen neuen Hüllenbruch bewirkt;

— da die Analyse des Bündels II nur die Kanäle α, b, d, e betreffen soll, ist eine Koinzidenzeinheit 96 vorgesehen, welche an ihrem ersten Eingang durch die Leitung 97 den Inhalt der Zelle 35₃, d. h. das Kennzeichen des eine gebrochene Hülle enthaltenden Bündels, und an seinem zweiten Eingang durch die Leitung 98 das Kennzeichen empfängt, welches zu der Matrize 28 gesandt werden müßte, und zwar dank eines Elements 99, welches η Einheiten zu dem in der Zelle 3S₁ enthaltenen Kennzeichen hinzufügt. Falls nun gerade das Kennzeichen dieses Bündels (Kennzeichen II) abgesandt werden soll, wird ein Koinzidenzsignal auf die Leitung 100 durch die Einheit 96 gegeben, und dieses Signal bewirkt einerseits die Verriegelung des Tors 52 durch das Umsteuerelement 101 (wodurch verhindert wird, daß das einem vollständigen Bündelsignal entsprechende Kennzeichen das Tor durchläuft) und andererseits die öffnung des Tors 102, wodurch das Kennzeichen llabde aus der Zelle 35₅, in welcher es gespeichert war, durch die Leitung 103 dem Mischer 43 und von da dem Steuerregister 40 zugeführt werden kann.

Es bleibt noch zu erläutern, wie die Dekodiermatrize 28 mittels der von ihr empfangenen Gruppen

von Impulsen oder Kodesignalen die Speisung der Wicklungen zur öffnung der verschiedenen Elektroventile4₂ und 7 bewirkt. Eine derartige Dekodiermatrize ist in F i g. 12 dargestellt, es können jedoch auch andere dem Fachmann bekannte Dekodiermatrizen benutzt werden.

Die durch die Leitung 41 nacheinander ankommenden Impulse werden an eine Verzögerungsleitung 104 mit elf durch zehn gleiche Abschnitte voneinander getrennten Anzapfungen angelegt, so daß auf den elf Ausgangsleitungen 105 zeitlich gegeneinander verschobene Impulsfolgen ausgesandt werden, wobei die durch jeden Abschnitt erzeugte Verzögerung gleich dem Elementarintervall zwischen zwei Impulsstellungen in einem Kodesignal ist. Hierdurch kommt ein eine erste Stellung in einem Signal der in Fig. 10 dargestellten Art einnehmender Impuls auf der Leitung 1OS₁ zur selben Zeit an, zu welcher ein die letzte mögliche Stellung (elfte Stellung) einnehmender Impuls auf der Leitung 105_u ankommt.

Wenn ein Uhrimpuls durch die Leitung 106 gleichzeitig auf die elf Tore 111 nur während der Zeit angelegt wird, während welcher ein die erste Stellung einnehmender Impuls auf der Leitung 10S₁ und ein die letzte Stellung einnehmender Impuls auf der Leitung 105_u ankommen würde, werden die in Reihe durch die Leitung 41 übertragenen Impulse in Impulse umgeformt, welche an den elf Leitungen 107_t bis 107_lt parallel auftreten. Infolgedessen findet man am Eingang der eigentlichen Matrize 108 von der Leitung 107i bis zu der Leitung 107_u die Folge der Serienimpulse der Leitung 41 wieder. Diese Impulse werden durch die Leitungen 107₁ bis 107_u übertragen, welche mit einer Reihe von zweihunderzwanzig Leitungen 109 zusammenwirken, nämlich zwanzig Leitungen für die Steuerung der zwanzig Ventile 7 (diese zwanzig Leitungen sind gemäß dem Bündel, welchem sie entsprechen, mit I bis XX bezeichnet), hundert der öffnung eines einzigen Ventils 4₂ entsprechenden Leitungen (welche mit Ia bis XXe bezeichnet sind) und schließlich hundert der öffnung νυη vier Ventilen 4₂ ein und desselben Bündels entsprechenden Leitungen (z. B. mit der Bezeichnung Ibcde). Diese Leitungen 109 sind an die Leitungen 3I₁ und 29j angeschlossen.

Dioden 110 sind so zwischen die Leitungen 107 und 109 geschaltet, daß die Aufgabe eines Reihenkennzeichens auf die Leitung 41 und somit eines Parallelkennzeichens auf die Leitungen 107 die Speisung der entsprechenden Leitung 109 bewirkt (eine derartige Leitung wird nur bei gleichzeitiger Speisung aller an diese Leitung angeschlossenen Dioden gespeist). Dank dem benutzten Kode bewirkt somit die Aussendung eines der öffnung eines Ventils 4₂ oder einer Gruppe von vier Ventilen 4₂ entsprechenden Kennzeichens auch die öffnung des Ventils 7 des gleichen Bündels, da dieses Kennzeichen in seiner (durch die fünf ersten Stellungen gebildeten) Impulsuntergruppe das Kennzeichen des Ventils 7 enthält.

Die Dekodiervorrichtung 31 ist der Dekodiervorrichtung 28 ähnlich, sie enthält jedoch nur fünf waagerechte Leitungen 107 und zwanzig lotrechte Leitungen 109, wobei die Verzögerungsleitung nur fünf Ausgänge aufweist, da es sich nur darum handelt, mittels einer Impulsgruppe mit fünf möglichen Stellungen (erste Untergruppe) eine der die Spulen 32 speisenden zwanzig Leitungen entsprechend den durch die Leitung 72 übermittelten Signalen zu steuern.

Oben wurde die vollständige Steuerung der Ventile der Anordnung A beschrieben. Die Steuerung erfolgt für die Anordnungen B, C ... K in gleicher Weise. Zur Verringerung der Stromspitze ist es jedoch zweckmäßig, die Zyklen einer jeden Anordnung z. B. dadurch zeitlich zu verschieben, daß die Aussendung des Uhrimpulses für die verschiedenen Anordnungen um ein Zehntel der Dauer einer Messung verschoben wird, d. h. bei dem gewählten Beispiel um 6 Sekunden. Es folgen dann zwischen zwei in die der Anordnung A entsprechende Einheit 2T₁ geschickten Uhrimpulsen durch Abstände von 6 Sekunden voneinander getrennte neun Uhrimpulse für die Anordnungen B, C, ..., K aufeinander.

Natürlich werden die Rechen- und Steuereinheiten für die zehn Anordnungen in ein und derselben Zahlenrechenmaschine zusammengefaßt, in welcher einfach die verschiedenen Programmtypen aufgezeichnet sind, wobei die Analysereihenfolge der verschiedenen Anordnungen, z. B. von A bis K, die Reihenfolge der Untersuchung der verschiedenen Bündel (das Programm P_x bildende vorgegebene Folge), die Dauer einer Messung, welche die Zwischenräume in der Folge der Uhrimpulse bestimmt, die Dauer der (ein Kennzeichen bildenden) Elementarimpulse, welche die Länge eines jeden Abschnitts der Verzögerungsleitung 104 bestimmt, und die Einschübe des zweiten und dritten Programms P_Y bzw. P₂ der Steuerungen für die Rohre, bei welchen e¹ oder e² positiv ist, in die Routinezyklen, wodurch die Stufenzahl der Zähler 73 und 91 bestimmt wird, vorgesehen wird.

Schließlich ist noch zu bemerken, daß im Rahmen der Erfindung für jedes Bündel ein Ventil der in Fig. 13 dargestellten Art vorgesehen werden kann, welches zwei bewegliche Verteilungsglieder aufweist, nämlich ein Glied W₁, welches in einer seiner fünf Öffnungsstellungen ermöglicht, in die (der Leitung 5_t der F i g. 2 entsprechende) Unterausgangsleitung S₁ die aus einem besonderen Rohrl des Bündels austretenden Gase zu schicken, und ein Glied W₄, welches in einer seiner fünf Öffnungsstellungen gestattet, in die Unteraustrittsleitung 5_X aus vier bestimmten Rohren 1 des Bündels kommende Gase zu schicken. Ein derartiges Ventil kann die fünf Ventile 4₂ und das Ventil 7 eines Bündels ersetzen, da es gestattet, in die Untersammelleitung 5_X entweder die aus einem einzigen Rohr kommenden Gase [W_x offen, W₄ geschlossen) oder die aus vier Rohren kommenden Gase [W₁ geschlossen, W₄ offen), oder die aus den fünf Rohren kommenden Gase (W₁ und W₄ offen), oder überhaupt kein Gas (W_x und W₄ geschlossen) zu schicken, wobei die Matrize 28 hierfür durch ihre zweihundertzwanzig Ausgänge die elf möglichen Öffnungsbefehle für jedes der zwanzig Ventile der in F i g. 13 dargestellten Art gibt, während der Schließungsbefehl für jedes Ventil durch die zwanzig Ausgänge der Matrize 31 gegeben wird.

Die Erfindung ist auch auf die überwachung anderer physikalischer Größen, wie Temperatur, Druck, Neutronenfluß usw., anwendbar.

Claims

Patentanspruch:

Anordnung zur selbsttätigen überwachung und Feststellung von Hüllenbrüchen in einem Kernreaktor dur?h Messung des Gehalts an Radioaktivität in den Strömen der einzelnen Reaktorkanäle mit Hilfe eines Meßgerätes, das nach einem

809 619'460

Zyklusprogramm nacheinander an einzelne Bündel nJt jeweils mehreren Entnahmerohren zwecks Feststellung des Mittelwertes der zu messenden Große in jedem Bündel angeschlossen wird, wobei die Entnahmerohre in jedem Bündel über Ventile an einzelne Bündelsammelleitungen und diese über eine Ventilanordnung mit einer zum Meßgerät führenden Sammelleitung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmerohre (α, b, c ...) der einzelnen Bündel ro (I, II, III...) über elektrisch gesteuerte Zweiwegeventile (4) jeweils an die zugehörige Bündelsammelleitung (5) und alle Bündelsammelleitungen (5) über weitere elektrisch gesteuerte Zweiwegeventile (7) an eine Hauptsammelleitung (8) angeschlossen smd und daß mit der Hauptsammelleitung (8) ein einziges Meßgerät (2) für alle Messungen fest verbunden ist, das

a) normalerweise gemäß einem Programm P_x (Grundzyklus) durch öffnen der weiteren Zweiwegeventile (7) nacheinander an die Bündel (I, II, III,...), in denen alle erstgenannten Zweiwegeventile (4) geöffnet sind, angeschaltet wird,

b) bei Überschreitung eines Sphwellwertes in einem Bündel gemäß einem ProgSammi

einerseits in einem ersten Zyklus weiter an die einzelnen Bündel (I, II, III,...), mit Ausnahme des gestörten Bündels, angeschlossen wird, und andererseits nach einem zweiten kürzeren Zyklus abwechselnd mit dem ersten Zyklus nacheinander an die Entnahmerohre (a, b, c,...) des gestörten Bündels angeschlossen wird, und das

c) bei Feststellung des gestörten Entnahme-' rohres gemäß einem Programm P_z in einem ersten Zyklus, der etwas langer als der Grundzyklus ist, an jedes Bündel, wobei in dem bestimmten Bündel das gestörte Entnahmerohr ausgeschieden ist, angeschlossen wird und in einem zweiten kürzeren Zyklus, der mit dem ersten Zyklus abwechselt, mit dem gestörten Entnahmerohr verbunden wird und den Verlauf des Wertes der Meßgröße in diesem Entnahmerohr ermittelt.

• In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 837 476; belgische Patentschrift Nr. 561 356; VDI-Zeitschrift, Bd. 98, 1956, Nr. 4, S. 151 bis 153; ETZ-A, Bd. 78, 1957, S. 757.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

809 619/460 9.68 @ Bundesdruckerei Berlin