DE8032840U1

DE8032840U1 - PROBE FOR DETECTING FLAMMABLE GASES

Info

Publication number: DE8032840U1
Application number: DE19808032840
Authority: DE
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1980-12-10
Filing date: 1980-12-10
Publication date: 1981-05-21

Description

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KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser ZeichenKRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Our mark

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Sonde zur Feststellung von brennbaren GasenProbe for the detection of flammable gases

Die Neuerung betrifft eine Sonde zur Feststellung von brennbaren Gasen, insbesondere Wasserstoff, mit zwei Detektorwendeln, die einer Brückenschaltung zugeordnet und in einem Gehäuse angeordnet sind, in das ein Anschlußkabel führt, das in dem Gehäuse mit einem Kunststoff vergossen ist.The innovation relates to a probe for the detection of flammable gases, especially hydrogen, with two Detector coils which are assigned to a bridge circuit and arranged in a housing into which a connecting cable leads, which is encapsulated in the housing with a plastic.

Die Feststellung von Wasserstoff hat sich bei dem bekannten Störfall in dem amerikanischen Kernkraftwerk "Three Mile Island" als außerordentlich wichtig herausgestellt. Die bisher übliche Probenentnahme aus der Gasatmosphäre eines den Kernreaktor einschließenden Containments und die danach folgende Analyse in einem Labor ist jedenfalls für diesen Zweck nicht ausreichend. Andererseits sind auch bekannte Meßgeräte, selbst dann, wenn sie einen explosionsgeschützten Meßkopf aufweisen, für den Einsatz in Kernkraftwerke nicht geeignet, weil die besonderen Umstände in einem sogenannten GAU-FaIl, nämlich hohe Strahlungsintensität, hohe Temperaturen und große Feuchtigkeit (Dampf), das sichere Arbeiten beeinträchtigen können. Deshalb liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, Sonden der eingangs genannten Art zu verbessern, damit sie ohne großen Aufwand den besonderen Anforderungen in Kernkraftwerken genügen.The determination of hydrogen has been in the known accident in the American nuclear power plant "Three Mile Island" highlighted as extremely important. The previously usual sampling from the gas atmosphere a containment enclosing the nuclear reactor and the subsequent analysis in a laboratory is in any case not sufficient for this purpose. On the other hand, well-known measuring devices are also if they have an explosion-proof measuring head, not suitable for use in nuclear power plants because the special circumstances in a so-called GAU-case, namely high radiation intensity, high temperatures and high humidity (steam), which can impair safe working. That is why the innovation lies the task underlying to improve probes of the type mentioned so that they can easily be meet special requirements in nuclear power plants.

Die als Lösung der Aufgabe dienende Sonde ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Siliconkautschuk ist und daß das Kabel über einen an sich bekannten Steckanschluß mit Metallgehäuse und strahlungsresistentenThe probe serving as the solution to the problem is characterized in that the plastic is a silicone rubber is and that the cable has a known plug connection with metal housing and radiation-resistant

Sm 2 Hgr / 5.12.1980Sm 2 Hgr / December 5, 1980

- 2 - VPA 80 G 93 6 9 DE- 2 - VPA 80 G 93 6 9 DE

Isolierstoff geführt ist, dessen einer Steckerteil auf einer das Gehäuse abschließenden Metallplatte befestigt ist.Insulating material is guided, one of which is attached to a plug part on a metal plate closing off the housing is.

Da der Siliconkautschuk erstaunlicherweise auch den größten zu erwartenden Strahlenbelastungen und Temperaturen sowie den durch diese verursachten Wärmedehnungen gewachsen ist, bleibt im Gegensatz zu den bisher auch aus Gründen der mechanischen Festigkeit verwendeten Gießharzen auf Kohlenstoffbasis ein elastischer, aber gasdichter und damit explosionsfester Abschluß der Sonde erhalten. Der mechanische Halt für das Kabel und die Anschlußdrähte der Wendel wird durch die Metallplatte geschaffen, die außerdem einen mechanisch stabilen äußeren Abschluß der Sonde darstellt. Mit dem Steckanschluß ist die für Kernkraftwerke wegen der Strahlenbelastung des Personals wichtige schnelle Prüf- und Auswechselbarkeit gegeben.As the silicone rubber, astonishingly, also the greatest expected radiation exposure and temperatures as well as the thermal expansion caused by this has grown, remains in contrast to the previous Casting resins based on carbon, also used for reasons of mechanical strength, are an elastic, but received a gas-tight and thus explosion-proof closure of the probe. The mechanical hold for the cable and the connecting wires of the coil is created by the metal plate, which also has a mechanical represents stable outer closure of the probe. With the plug connection is the one for nuclear power plants because of the Radiation exposure of the staff is important given that it can be checked and replaced quickly.

Der Zusammenbau ist mit Hilfe des Steckanschlusses in der Weise möglich, daß nach der elektrischen Verbindung der Anschlußdrähte mit den Steckerstiften der Siliconkautschuk mit Überschuß in das Sondengehäuse eingegossen wird. Beim Aufsetzen der Metallplatte ist damit eine vollständige Füllung der im Gehäuse bestehenden Hohlräume gesichert, die auf der dem Stecker zugekehrten Seite für einen explosionsdichten Abschluß sorgt.The assembly is possible with the help of the plug connection in such a way that after the electrical connection of the connecting wires with the connector pins of the silicone rubber with excess in the probe housing is poured. When the metal plate is put on, the existing in the housing is completely filled Secured cavities, which ensures an explosion-proof seal on the side facing the plug.

Die Platte ist vorzugsweise auf einem Gehäusegrundkörper mit einer einfach herzustellenden Durchgangsbohrung aufgeschraubt. In diesem können dann die Wendeln von der einen Seite eingebracht werden, während der verbleibende Hohlraum auf der anderen Seite vergossen wird, wie oben beschrieben wurde. Mit dem Aufschrauben der Platte auf dem Gehäusegrundkörper erhält dann die SondeThe plate is preferably on a basic housing body with a through-hole that is easy to produce unscrewed. The coils can then be introduced into this from one side, while the remaining side Cavity on the other side is potted as described above. By unscrewing the The probe is then placed on the plate on the basic housing body

( - 3 - VPA80G9369DE(- 3 - VPA80G9369DE

ihre fertige Gestalt. Sie ist nach dem etwa eine Stunde dauernden Aushärten des Siliconkautschuks arbeitsbereit. their finished shape. It is ready for use after the silicone rubber has cured for about an hour.

Zur näheren Erläuterung der Neuerung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in Fig. 1 in einem Längsschnitt durch eine Sonde dargestellt ist. Die Fig. 2 zeigt die Sonde schematisch mit der für das Arbeiten erforderlichen elektrischen Leitungsführung.To explain the innovation in more detail, an exemplary embodiment is described with reference to the accompanying drawing, which is shown in Fig. 1 in a longitudinal section through a probe. Fig. 2 shows the probe schematically with the electrical wiring required for the work.

(_ Die als Ganzes mit 1 bezeichnete Sonde ist für die schnelle und sichere Erfassung von Wasserstoff (Hg) in der Sicherheitshülle eines nicht weiter dargestellten Kernkraftwerkes vorgesehen. Sie umfaßt als wesentlichen Teil des Gehäuses einen Gehäusegrundkörper 2, der zum Beispiel aus EdeHstahl besteht. Der Gehäusegrundkörper hat eine im wesentlichen würfelförmige Gestalt mit der eingezeichneten Kantenlänge von etwa 52 mm, in dem ein durchgehender zylindrischer Hohlraum 3 mit etwa 26 mm Durchmesser zentrisch angeordnet ist. Die in radialer Richtung abschirmende Wandstärke beträgt damit mindestens 13 mm.(_ The probe designated as a whole with 1 is for the fast and safe detection of hydrogen (Hg) provided in the safety envelope of a nuclear power plant not shown. It embraces as essential Part of the housing has a housing base body 2, which consists, for example, of stainless steel. The housing body has an essentially cube-shaped shape with the drawn edge length of about 52 mm, in a continuous cylindrical cavity 3 with a diameter of about 26 mm is arranged centrally. the The wall thickness shielding in the radial direction is therefore at least 13 mm.

In dem Hohlraum 3 sitzen zwei benachbart angeordnete wendeiförmige Drahtelektroden 4 und 5 mittig in ebenfalls zylindrischen Ausnehmungen 6 und 7 einer in den Hohlraum 3 eingeschobenen, außen zylindrischen Scheibe 8 aus Edelstahl. Die Ausnehmungen 6, 7 haben Durchmesser von etwa 8 mm. Ihre Achsen verlaufen parallel und mit gleichem Abstand zur Achse der Scheibe 8, die auf einer Sintermetallplatte 10 aufsitzt. Diese liegt an einem Bund 11 des Gehäusegrundkörpers 2 an und gestattet auf Grund ihrer Porosität den Durchtritt der zu überwachenden Gasatmosphäre des Kernkraftwerkes zu den Wendeln 4, 5.In the cavity 3, two adjacently arranged helical wire electrodes 4 and 5 also sit in the middle cylindrical recesses 6 and 7 of an externally cylindrical disc pushed into the cavity 3 8 made of stainless steel. The recesses 6, 7 have a diameter of about 8 mm. Their axes are parallel and at the same distance from the axis of the disk 8, which rests on a sintered metal plate 10. This lies on a collar 11 of the housing body 2 and allows passage due to its porosity the gas atmosphere of the nuclear power plant to be monitored to the coils 4, 5.

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Die Wendel 4, 5 sind mit Anschlußdrähten 12 versehen, die paarweise durch zwei in die Ausnehmungen 6, 7 passende gleiche Keramikscheiben 13 geführt sind. Damit sind auch die Wendel 4, 5 gehaltert, wobei die Keramikscheiben 13 in den Ausnehmungen 6, 7 mit einer Metallscheibe 14 festgeklemmt werden können.The helix 4, 5 are provided with connecting wires 12, which fit in pairs through two in the recesses 6, 7 the same ceramic disks 13 are performed. This also holds the helix 4, 5, with the ceramic disks 13 in the recesses 6, 7 with a metal disc 14 can be clamped.

Auf der den Wendeln 4, 5 abgekehrten Seite der Metalls
scheibe 14 sind die benachbarten Anschlußdrähte 12 für 10 einen gemeinsamen Steckkontakt zusammengefaßt, während , die einander abgekehrten Anschlußdrähte zu besonderen Steckern in einen metallischen Steckergehäuse 15 geführt sind. Der Stecker 15 umschließt mindestens drei metallische Steckkontakte 16, 17 und 18, die auf der im Gehäusegrundkörper 2 liegenden Seite mit Quetschverbindungen 20 an die Anschlußdrähte 12 angeschlossen sind. Die Steckerstifte 16, 17 und 18 sind mit einem strahlungsfesten Isoliermaterial, zum Beispiel mit Siliconkautschuk, in dem Metallgehäuse des Steckerteils 15 festgelegt.On the side of the metal facing away from the coils 4, 5, see FIG
disk 14, the adjacent connecting wires 12 are combined for 10 a common plug contact, while the connecting wires facing away from each other are led to special plugs in a metallic connector housing 15. The plug 15 encloses at least three metallic plug contacts 16, 17 and 18 which are connected to the connecting wires 12 with crimped connections 20 on the side lying in the housing base body 2. The connector pins 16, 17 and 18 are fixed in the metal housing of the connector part 15 with a radiation-resistant insulating material, for example with silicone rubber.

Der Steckerteil 15 ist mit einem Flansch 22 auf eine Metallplatte 23 aufgeschraubt. Alternativ könnte der Steckerteil 15 mit einem Gewinde in einer nicht weiter dargestellten Bohrung der Platte 23 eingeschraubt sein.The plug part 15 is screwed onto a metal plate 23 with a flange 22. Alternatively, the Plug part 15 can be screwed with a thread into a bore in plate 23 (not shown).

Die Platte 23 besteht aus Edelstahl. Sie hat bei einer Dicke von 2,5 mm den gleichen Querschnitt wie der Gehäusegrundkörper 2. An diesem ist sie mit Schrauben 25 befestigt. Dies geschieht jedoch, nachdem der Hohlraum 3 vollständig mit Siliconkautschuk 27 ausgegossen wurde, so daß eine strahlungsfeste Abdichtung gegeben ist, die auch explosionsfest und thermisch stabil ist.The plate 23 is made of stainless steel. With a thickness of 2.5 mm, it has the same cross-section as the housing body 2. It is attached to this with screws 25. However, this happens after the cavity 3 was completely filled with silicone rubber 27, so that a radiation-proof seal is given which is also explosion-proof and thermally stable.

In Fig. 2 ist zu sehen, daß die Sonde 1 einen aktivenIn Fig. 2 it can be seen that the probe 1 is an active one

- 5 - VPA 80 G 9 3 6 9 OE- 5 - VPA 80 G 9 3 6 9 OE

oder Meßwendel 4 und einen Kompensationswendel 5 umfaßt. Der Meßwendel 4 ändert seinen ohmschen Widerstand, wie durch den Pfeil angedeutet ist, wenn Wasserstoff in die die Sonde 1 umgebende Atmosphäre des Kernkraftwerkes vorhanden ist.or measuring coil 4 and a compensation coil 5. The measuring coil 4 changes its ohmic resistance, as indicated by the arrow, when hydrogen in the the probe 1 surrounding atmosphere of the nuclear power plant is present.

Die Anschlußdrähte 12 führen durch den Steckerteil 15 und über den anderen Steckerteil 28 des Steckanschlusses 29 zu einer Brückenstromversorgung 30, die zu einer außerhalb der Sicherheitshülle gelegenen Meßeinrichtung gehört.The connecting wires 12 lead through the plug part 15 and via the other plug part 28 of the plug connection 29 to a bridge power supply 30, which leads to a a measuring device located outside the safety containment.

Die Brückenschaltung umfaßt außer den als Brückenwiderstände wirkenden Wendeln 4 und 5 Abgleichwiderstände 31 und 32 sowie ein Potentiometer 33» mit dem das Signal für einen Verstärker 34 eingestellt werden kann. Die Abgleichwiderstände 31, 32 und das Potentiometer 33 gehören ebenfalls zu der schon genannten Meßeinrichtung. Das Ausgangssignal des Verstärkers führt über eine Leitung 35 zu einem nicht weiter dargestellten Meßgerät, zum Beispiel in einer Warte, das auch mit einer Alarmanlage verbunden sein kann.In addition to the coils 4 and 5 acting as bridge resistors, the bridge circuit comprises balancing resistors 31 and 32 as well as a potentiometer 33 »with which the signal for an amplifier 34 can be adjusted. The balancing resistors 31, 32 and the potentiometer 33 also belong to the measuring device already mentioned. The output signal of the amplifier leads over a line 35 to a measuring device not shown, for example in a control room, which also has an alarm system can be connected.

Wie man aus Fig. 2 sieht, ist die Sonde 1 in der beschrifcbenen Form auch gegen Belastungen geschützt, die sonst von dem die Meßleitungen 37, 38 und 39 bildenden Kabel 40 ausgehen können, wenn dieses unmittelbar in die Sonde eingelassen wird.As can be seen from Fig. 2, the probe 1 is in the beschrifcbenen Shape also protected against loads that would otherwise be caused by the measuring lines 37, 38 and 39 forming Cable 40 can go out if this is inserted directly into the probe.

2 Schutzansprüche
2 Figuren2 claims for protection
2 figures

^ - 7 - VPA 80 G 9 3 6 9 DE^ - 7 - VPA 80 G 9 3 6 9 DE

Zusammenfassung
Sonde zur Feststellung von brennbaren Gasen ;t summary
Flammable gas detection probe ; t

Zur Feststellung von brennbaren Gasen gibt es Sonden (1) mit zwei Detektorwendeln (4,5), die einer Brückenschaltung zugeordnet sind und in einem Gehäuse (2) sitzen, in das ein mit einem Kunststoff vergossenes Anschlußkabel (40) führt. Der Kunststoff ist ein das Gehäuse vollständig abschließender Siliconkautschuk (27) und das Kabel (40) ist über C einen Steckanschluß (29) geführt, dessen einer Steckerteil (15) auf einer das Gehäuse abschließenden Metallplatte (23) befestigt ist. Die Bauweise ergibt eine strahlungsfeste Sonde, die auch unter GAU-Bedingungen in Kernkraftwerken zuverlässig arbeitet.For the detection of flammable gases there are probes (1) with two detector coils (4,5) that form a bridge circuit are assigned and sit in a housing (2) into which a plastic-molded connection cable (40) leads. The plastic is a silicone rubber (27) that completely seals the housing and the cable (40) is over C a plug connection (29) out, one of which is a plug part (15) on a metal plate closing the housing (23) is attached. The design results in a radiation-proof probe that can also be used under GAU conditions works reliably in nuclear power plants.

FIG 1FIG 1

Claims

Protection claims

1. Probe for the detection of flammable gases, in particular Hydrogen in nuclear power plants, with two detector coils, which are assigned to a bridge circuit and are arranged in a housing into which a connecting cable leads, which is in the housing with a plastic is potted, characterized in that the plastic is a silicone rubber (27) is and that the cable (40) via a known plug connection (2 °) with metal housing and radiation-resistant insulating material is performed, one of which is a plug part (15) on a closing the housing Metal plate (23) is attached.

15th

2. Probe according to claim 1, characterized in that the metal plate (23) on a Housing base body (2) is screwed, which has a through hole (3), and that the gap between the coils (4, 5) and the metal plate (23) is filled with the silicone rubber (27).