ISO 18213-4-2008 Nuclear fuel technology - Tank calibration and volume determination for nuclear materials accountancy - Part 4 Accurate determination of liquid.pdf

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1、 Numro de rfrence ISO 18213-4:2008(F) ISO 2008NORME INTERNATIONALE ISO 18213-4 Premire dition 2008-03-15Technologie du combustible nuclaire talonnage et dtermination du volume de cuve pour la comptabilit des matires nuclaires Partie 4: Dtermination prcise de la hauteur de liquide dans une cuve bilan

2、 quipe de cannes de bullage, bullage lent Nuclear fuel technology Tank calibration and volume determination for nuclear materials accountancy Part 4: Accurate determination of liquid height in accountancy tanks equipped with dip tubes, slow bubbling rate ISO 18213-4:2008(F) PDF Exonration de respons

3、abilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie dune licence autorisant lutilisation de ces polices et que

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8、 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2008 Tous droits rservsISO 18213-4:2008(F) ISO 2008 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-propos. iv Introduction v 1 Domaine dapplication 1 2 Principes physiques impliqus . 1 3 quipement nces

9、saire, conditions de mesure et modes opratoires. 6 3.1 Gnralits 6 3.2 Cuve et systme de mesure 6 3.3 Logiciel 6 3.4 Modes opratoires 8 4 Dtermination de la hauteur partir des mesures de pressions 8 4.1 Pression diffrentielle 8 4.2 Drive de ltalonnage des capteurs de pression . 9 4.3 Pousse arostatiq

10、ue. 9 4.4 Surpression de bullage 10 4.5 Hauteur de liquide. 11 5 Rsultats 11 Annexe A (informative) Estimation des quantits qui affectent la dtermination de la hauteur de liquide . 13 Annexe B (informative) Surpression de bullage . 17 Annexe C (informative) Mode opratoire pour raliser des mesures de

11、 pression 19 Bibliographie 21 ISO 18213-4:2008(F) iv ISO 2008 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux c

12、omits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commiss

13、ion lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de No

14、rmes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire

15、lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO 18213-4 a t labore par le comit technique ISO/TC 85, nergie nuclaire, sous-comit SC 5, Technologie du com

16、bustible nuclaire. LISO 18213 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre gnral Technologie du combustible nuclaire talonnage et dtermination du volume de cuve pour la comptabilit des matires nuclaires: Partie 1: Aperu gnral de la procdure Partie 2: Normalisation des donnes pour ltalonnag

17、e de cuve Partie 3: Mthodes statistiques Partie 4: Dtermination prcise de la hauteur de liquide dans une cuve bilan quipe de cannes de bullage, bullage lent Partie 5: Dtermination prcise de la hauteur de liquide dans une cuve bilan quipe de cannes de bullage, bullage rapide Partie 6: Dtermination pr

18、cise de la masse volumique dun liquide dans une cuve bilan quipe de cannes de bullage ISO 18213-4:2008(F) ISO 2008 Tous droits rservs v Introduction LISO 18213 porte sur lacquisition, la normalisation, lanalyse et lexploitation des donnes dtalonnage permettant de dterminer les volumes de liquide dan

19、s les cuves de procd pour des besoins de comptabilit des matires nuclaires. La prsente partie de lISO 18213 est complmentaire des autres parties, qui sont: lISO 18213-1 (aperu gnral de la procdure), lISO 18213-2 (normalisation des donnes), lISO 18213-3 (mthodes statistiques), lISO 18213-5 (bullage r

20、apide) et lISO 18213-6 (dtermination de la masse volumique en cuve). La procdure prsente ici pour la dtermination de la hauteur de liquide, partir de mesures de la pression induite, sapplique spcifiquement lorsquun bullage trs lent est employ. LISO 18213-5 donne une procdure similaire adapte un bull

21、age rapide. Les mesurages de volume et de hauteur de liquide dans une cuve de procd de comptabilit des matires nuclaires sont souvent raliss dans le but destimer ou de vrifier lquation dtalonnage ou de mesure du volume de la cuve. Lquation dtalonnage tablit une relation entre la rponse du systme de

22、mesure de la cuve et une mesure indpendante du volume de la cuve. On part dune cuve vide, puis, en gnral, les donnes sont acquises par lintroduction dans la cuve dune srie de quantits de liquide dtalonnage soigneusement mesures. La quantit de liquide ajoute dans la cuve, la rponse du systme de mesur

23、e de la cuve et les conditions ambiantes du moment, telles que la temprature, sont mesures pour chaque addition dincrment. Plusieurs squences dtalonnage sont ralises en vue dobtenir des donnes pour estimer ou vrifier une quation dtalonnage ou de mesure du volume de la cuve. LISO 18213-1 donne un ape

24、ru des oprations dtalonnage et de mesurage du volume de la cuve. LISO 18213-2 donne un algorithme de normalisation des donnes dtalonnage et de mesurage du volume pour rduire le plus possible les effets de la variabilit des conditions ambiantes rencontres pendant le mesurage. La procdure prsente dans

25、 la prsente partie de lISO 18213 pour la dtermination de la hauteur de liquide dtalonnage dans la cuve, partir dune mesure de la pression quil induit dans le systme de mesure de la cuve, est un composant essentiel de cet algorithme. Dans certaines usines de retraitement, le volume de liquide ajout o

26、u retir de la cuve est dtermin par les niveaux entre deux siphons. Le niveau haut correspond au volume nominal et le niveau bas au volume de pied de cuve. Si le volume transfr ne peut pas tre mesur directement, il est alors ncessaire dtalonner ce volume (comme cela est dcrit dans lalina prcdent), ca

27、r la diffrence entre le volume rel et celui qui est utilis pour les calculs dinventaire apparatra comme une erreur systmatique. Lultime objectif de lexercice dtalonnage est destimer lquation de mesure de volume de cuve (qui est linverse de lquation dtalonnage), qui relie le volume de la cuve la rpon

28、se du systme de mesure. LISO 18213-1 prsente les tapes dutilisation de lquation de mesure pour dterminer le volume de liquide de procd contenu dans la cuve. La procdure prsente dans la prsente partie de lISO 18213 pour la dtermination de la hauteur de liquide de procd dans une cuve, partir dune mesu

29、re de la pression quil induit dans le systme de mesure de la cuve, est galement une tape essentielle de la procdure de dtermination des volumes de liquide de procd. NORME INTERNATIONALE ISO 18213-4:2008(F) ISO 2008 Tous droits rservs 1 Technologie du combustible nuclaire talonnage et dtermination du

30、 volume de cuve pour la comptabilit des matires nuclaires Partie 4: Dtermination prcise de la hauteur de liquide dans une cuve bilan quipe de cannes de bullage, bullage lent 1 Domaine dapplication La prsente partie de lISO 18213 spcifie une procdure permettant de dterminer avec prcision la hauteur d

31、e liquide dans les cuves de comptabilit de matires nuclaires quipes dun systme pneumatique de dtermination du contenu liquide. Avec un tel systme, un gaz est introduit sous pression dans un tube plongeant (canne) immerg dans le liquide de la cuve. La pression requise pour induire le bullage est mesu

32、re laide dun manomtre situ une certaine distance de lextrmit de la canne. Cette procdure sapplique spcifiquement lorsquun bullage trs lent est employ. Une srie de dterminations de la hauteur de liquide ralise avec un liquide de masse volumique connue est ncessaire pour estimer lquation dtalonnage du

33、ne cuve (voir lISO 18213-1), fonction mettant en relation llvation (hauteur) dun point dans la cuve avec une dtermination indpendante du volume de la cuve associe ce point. Pour des besoins de comptabilit, lquation de mesure (inverse de lquation dtalonnage) est utilise pour dterminer le volume de li

34、quide de procd dans la cuve correspondant une dtermination donne de la hauteur de liquide. 2 Principes physiques impliqus La mthodologie de la prsente partie de lISO 18213 sappuie sur des mesures de la diffrence entre la pression hydrostatique la base dune colonne de liquide dans une cuve et la pres

35、sion sa surface, mesure laide dune canne de bullage immerge dans le liquide. La pression exerce par une colonne de liquide sa base, P, exprime en pascals, est lie la hauteur de la colonne et la masse volumique du liquide, selon lquation (1) 1) : P = gH M M(1) o H Mest la hauteur de la colonne de liq

36、uide ( la temprature T m ), en m; Mest la masse volumique moyenne du liquide dans la colonne ( la temprature T m ), en kg/m 3 ; g est lacclration locale due la pesanteur, en m/s 2 . 1) Lindice M est employ pour indiquer la valeur dune quantit dpendante de la temprature, la temprature T m . ISO 18213

37、-4:2008(F) 2 ISO 2008 Tous droits rservsPour un liquide de masse volumique connue, , lquation (1) peut tre utilise pour dterminer la hauteur, H, de la colonne de liquide au-dessus dun point donn partir (dune mesure) de la pression, P, exerce par le liquide ce point. Par consquent, les cuves de procd

38、 sont gnralement quipes de systmes de cannes de bullage permettant de mesurer la pression. Les composants dun systme type de mesure de pression (voir la Figure 1) sont abords en dtail dans lISO 18213-1, ainsi quune description de la procdure associe une squence dtalonnage type. En pratique, ce nest

39、pas la pression absolue qui est mesure, mais plutt la diffrence de pression entre le bas et le haut de la colonne de liquide. Du gaz est introduit sous pression dans deux cannes pour mesurer cette pression diffrentielle. Lextrmit de lune des cannes (la canne principale, la plus longue) est situe prs

40、 du fond de la cuve et immerge dans le liquide. Lextrmit de la seconde canne (la canne de rfrence) est situe dans la cuve, au-dessus de la surface du liquide. Pour mesurer la pression, P, exerce par une colonne de liquide, il convient que la pression du gaz dans la canne immerge soit mesure lquilibr

41、e statique de linterface gaz-liquide. En pratique, il est impossible de mesurer cette pression directement car il est difficile de maintenir un niveau dinterface gaz-liquide stable et reproductible dans la canne. Cest pourquoi, un systme dynamique est utilis pour raliser les mesurages dans des condi

42、tions aussi proches de lquilibre que possible. Du gaz est introduit sous pression dans la canne un dbit trs faible et constant, et sa pression est mesure de manire continue. La variation de ces mesures avec le temps (autour dune valeur centrale) dpend de la frquence de bullage. Si le dbit de gaz est

43、 faible et constant, la pression du gaz lextrmit de la canne principale commence par augmenter avec le temps, pendant la formation dune bulle. Lvacuation dune bulle depuis lextrmit de la canne entrane une soudaine augmentation du niveau de linterface bulle-liquide lextrmit de la canne et une diminut

44、ion correspondante de la pression. Pour une canne de petit diamtre (moins de 8 mm), la pression atteint un maximum, puis diminue lgrement avant la chute brutale associe la sparation de la bulle. Pour les cannes de diamtre plus grand (plus de 8 mm), la pression maximale atteinte juste avant la sparat

45、ion de la bulle peut ne pas tre accompagne dune diminution, mais peut, la place, montrer une courte priode de stabilit relative, suivie dune chute brutale en rponse la sparation de la bulle. La dynamique de formation et de sparation des bulles, avec leurs effets sur la pression dans la canne, est pr

46、sente aux Figures 2 et 3. Les mesurages de pression sont raliss au maximum de pression du cycle de formation et de sparation de la bulle, car cest le point o la pression est la plus stable. La mesure de la pression maximale entrane une surpression (une erreur positive), note (p) max , par rapport la

47、 pression relle lextrmit de la canne. Une formule de calcul de la surpression, (p) max , est donne en 4.4. Plusieurs facteurs, outre la surpression de bullage, peuvent affecter la prcision des dterminations de hauteur effectues partir de lquation (1). Les variations de temprature ont potentiellement lincidence la plus importante, surtout pour la comparabilit de deux mesures ou plus (telles que celles faites pour ltalonnage), principalement