ISO 18213-6-2008 Nuclear fuel technology - Tank calibration and volume determination for nuclear materials accountancy - Part 6 Accurate in-tank determination o.pdf

1、 Numro de rfrence ISO 18213-6:2008(F) ISO 2008NORME INTERNATIONALE ISO 18213-6 Premire dition 2008-03-15Technologie du combustible nuclaire talonnage et dtermination du volume de cuve pour la comptabilit des matires nuclaires Partie 6: Dtermination prcise de la masse volumique dun liquide dans une c

2、uve bilan quipe de cannes de bullage Nuclear fuel technology Tank calibration and volume determination for nuclear materials accountancy Part 6: Accurate in-tank determination of liquid density in accountancy tanks equipped with dip tubes ISO 18213-6:2008(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent

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8、 Fax. + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2008 Tous droits rservsISO 18213-6:2008(F) ISO 2008 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-propos. iv Introduction v 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives 1 3 Principes physiques impliqus . 2 4 Donnes

9、 requises. 4 5 quipement ncessaire 5 6 Modes opratoires 5 7 Calcul de la sparation des cannes et de la masse volumique du liquide. 5 7.1 Gnralits 5 7.2 Cas 1: bullage rapide 5 7.3 Cas 2: bullage lent 8 8 Estimation des incertitudes. 11 8.1 Masse volumique 11 8.2 Acclration locale due la pesanteur 12

10、 8.3 Modifications des conditions de rfrence 12 Bibliographie 13 ISO 18213-6:2008(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 intern

11、ationales est en gnral confie aux comits 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 c

12、ollabore troitement avec la Commission 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

13、 internationales. Les projets de Normes 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 lment

14、s du prsent document peuvent faire 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 18213-6 a t labore par le comit technique ISO/TC 85, nergie nuclaire,

15、sous-comit SC 5, Technologie du combustible 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: Norm

16、alisation des donnes pour ltalonnage 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, bulla

17、ge rapide Partie 6: Dtermination prcise de la masse volumique dun liquide dans une cuve bilan quipe de cannes de bullage ISO 18213-6:2008(F) ISO 2008 Tous droits rservs v Introduction LISO 18213 porte sur lacquisition, la normalisation, lanalyse et lexploitation des donnes dtalonnage permettant de d

18、terminer les volumes de liquide dans les cuves de procd pour des besoins de comptabilit. 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

19、-4 (bullage lent) et lISO 18213-5 (bullage rapide). La procdure dcrite dans la prsente partie de lISO 18213 est une procdure deux tapes. Dabord, un liquide de masse volumique connue est utilis pour dterminer la distance verticale entre les extrmits des deux cannes (cest-dire pour talonner leur spara

20、tion). Ltape dtalonnage requiert des mesurages synchrones (ou aussi synchrones que possible) de la pression exerce lextrmit des deux cannes par le liquide dtalonnage dans lequel elles sont immerges. Les mesures obtenues sont utilises pour dterminer prcisment la sparation des cannes. Ensuite, la mass

21、e volumique inconnue du liquide de procd est dtermine laide de ltalonnage de la sparation des cannes. Ltape de dtermination de la masse volumique requiert aussi des mesurages (presque) synchrones de la pression exerce lextrmit des deux cannes par le liquide de procd de masse volumique inconnue. En p

22、rocdant avec beaucoup dattention, il est possible de dterminer la masse volumique du liquide par des mesures en cuve presque aussi prcisment quavec des mesures faites en laboratoire. De plus, les dterminations de masse volumique ralises avec des mesures en cuve sont automatiquement faites avec la te

23、mprature observe du liquide contenu dans la cuve. Ainsi, aucune information supplmentaire au sujet du liquide nest ncessaire la dduction de sa masse volumique, sa temprature dans la cuve, partir de sa masse volumique dtermine une autre temprature. part que la masse volumique du liquide de procd nest

24、 gnralement pas trs bien caractrise, les tapes impliques dans la dtermination de la hauteur du liquide de procd contenu dans la cuve sont les mmes que celles permettant de dterminer la hauteur du liquide dtalonnage. La mthode de dtermination de la masse volumique donne dans la prsente partie de lISO

25、 18213 est donc trs proche des mthodes donnes dans lISO 18213-4 et lISO 18213-5 pour la dtermination de la hauteur de liquide. NORME INTERNATIONALE ISO 18213-6:2008(F) ISO 2008 Tous droits rservs 1 Technologie du combustible nuclaire talonnage et dtermination du volume de cuve pour la comptabilit de

26、s matires nuclaires Partie 6: Dtermination prcise de la masse volumique dun liquide dans une cuve bilan quipe de cannes de bullage 1 Domaine dapplication La prsente partie de lISO 18213 spcifie une procdure permettant de dterminer avec prcision la masse volumique des liquides de procd partir de mesu

27、rages en cuve du contenu liquide. Cette procdure est applicable aux cuves quipes de systmes pneumatiques pour la dtermination du contenu liquide qui ont deux cannes de bullage de tailles diffrentes, ou plus, les cannes tant fixes les unes par rapport aux autres et par rapport la cuve dans laquelle e

28、lles sont installes. Les mthodes prsentes dans la prsente partie de lISO 18213 ne fournissent des rsultats acceptables que pour des liquides clairs (cest-dire sans matires en suspension), homognes et en quilibre thermique. La prcision de la mthode est limite par la prcision des dterminations de mass

29、e volumique pour le liquide dtalonnage, et le nombre et la prcision des dterminations de hauteur de liquide utilises dans les calculs. Avec des technologies de mesure de pointe et beaucoup dattention, et avec de leau comme liquide dtalonnage, il est possible de dterminer la masse volumique des liqui

30、des clairs et homognes avec une prcision relative 1)de lordre de 2 10 4 3 10 4 , soit environ 0,2 kg/m 3 0,3 kg/m 3 . 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfre

31、nces non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 18213-1:2007, Technologie du combustible nuclaire talonnage et dtermination du volume de cuve pour la comptabilit des matires nuclaires Partie 1: Aperu gnral de la procdure 1) Dans lISO 18213

32、, toutes les estimations de prcision sont exprimes en termes de demi-largeur de lintervalle de confiance pris gal deux carts-types (95 %). Il est donc affirm ici quil est possible dobtenir des carts-types relatifs pour les mesures individuelles sur une plage de 0,01 %. ISO 18213-6:2008(F) 2 ISO 2008

33、 Tous droits rservs3 Principes physiques impliqus La mthodologie de la prsente partie de lISO 18213 sappuie sur le principe hydrodynamique de base tablissant que la pression, P, exerce par une colonne de liquide de temprature T m , lextrmit dune canne de bullage qui y est immerge, est donne par lqua

34、tion (1): P = gH M M(1) o H Mest la hauteur de la colonne de liquide ( 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 mm/s 2 . Si la pression exerce par une quantit de liquide est

35、mesure simultanment lextrmit de deux cannes de longueurs diffrentes, leur sparation, la temprature T m , est donne par lquation (2): S M= (H 1,M H 2,M ) = (P 1 P 2 )/(g M ) (2) o P 1est la pression exerce lextrmit de la canne principale (longue); P 2est la pression exerce lextrmit de la canne second

36、aire (courte); H 1,Mest la hauteur de la colonne de liquide au-dessus de lextrmit de la canne principale; H 2,Mest la hauteur de la colonne de liquide au-dessus de lextrmit de la canne secondaire. partir de lquation (2), la masse volumique du liquide, M , peut tre exprime en fonction de la sparation

37、 des cannes, S M : M= (P 1 P 2 )/g(H 1,M H 2,M ) = (P 1 P 2 )/(gS M ) (3) Si lquation (2) est utilise pour dterminer S M partir de mesures de pression pour un liquide dtalonnage dont la masse volumique est connue avec prcision, lquation (3) peut alors tre utilise pour dterminer la masse volumique du

38、n liquide inconnu partir des mesures des pressions P 1et P 2que le liquide exerce aux extrmits respectives des cannes. En pratique, il est impossible de raliser des mesurages directs de la pression exerce par une colonne de liquide lextrmit dune canne dans une cuve de procd. Par consquent, les cuves

39、 sont gnralement quipes de systmes de cannes de bullage permettant de mesurer indirectement la pression. Avec un systme de cannes de bullage, le gaz est introduit sous pression dans une canne immerge dans le liquide de la cuve. Lorsque le bullage se produit, la pression exerce lextrmit de la canne p

40、ar la colonne de liquide, dans la cuve, est gale celle exerce par le gaz dans le circuit de la canne. Cette pression est mesure laide dune jauge situe quelque distance de lextrmit de la canne. La Figure 1 prsente les lments dun systme de mesurage de pression type pour la dtermination du contenu liqu

41、ide; voir lISO 18213-1 pour une description dtaille de ce systme. Les facteurs pouvant entraner des diffrences entre les pressions relles aux extrmits des cannes et les pressions observes la jauge de mesure incluent la pousse arostatique, la masse de gaz dans les circuits des cannes, la rsistance lc

42、oulement et les effets de la formation et libration de la bulle lextrmit de la canne. Les rglages compensant ces effets sont traits en dtail respectivement dans lISO 18213-4 et lISO 18213-5, pour le bullage lent et le bullage rapide; la prsente partie de lISO 18213 se limite traiter les facteurs aff

43、ectant ltalonnage de la sparation des cannes. Dautres facteurs peuvent galement affecter la fiabilit des calculs indiqus par les quations (2) et (3). Ceux-ci comprennent ISO 18213-6:2008(F) ISO 2008 Tous droits rservs 3 les variations des conditions dans lesquelles les mesures doivent tre ralises, e

44、t la prcision des dterminations de la masse volumique du liquide dtalonnage. Les variations de temprature sont particulirement significatives cause de leur effet sur la masse volumique des liquides impliqus. Les rglages compensant les variations de temprature sont compris dans les tapes de normalisa

45、tion de lArticle 7. Une formule caractrisant la masse volumique de leau dminralise (un liquide dtalonnage prfrentiel) en fonction de la temprature, avec suffisamment de prcision pour les besoins de la comptabilit, est donne lArticle 4. Lgende 1 manomtre 2 alimentation en gaz (N 2ou air) 3 dbitmtres

46、Canne Canne principale Canne secondaire Canne de rfrence Dsignation de la canne P 1P 2P rPoint de rfrence r 1(primaire) r 2(secondaire) Hauteur de liquide par rapport au point de rfrence H 1H 2 lvation de la jauge de pression (manomtre) par rapport au point de rfrence E 1E 2E rlvation de la canne de

47、 rfrence par rapport la surface du liquide h = E 1 E r H 1h = E 2 E r H 2 lvation du point de rfrence par rapport au fond de la cuve + S a aDistance verticale (sparation) des cannes: S = H 1 H 2 . Figure 1 Composants dun systme type de mesurage de la pression utilis pour dterminer la quantit de liquide ISO 18213-6:2008(F) 4 ISO 2008 Tous droits rservs4 Donnes requis