CH635520A5 - Verfahren und einrichtung zur begasung von fluessigkeiten. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Begasung von Flüssigkeiten, insbesondere von Primärkühlmittel in Kernkraftwerken mit Druckwasserreaktor.
Beispielsweise ist es in Kernkraftwerken bekannt, die Wasserstoffbegasung durch Versprühen von Primärkühlmittel in wasserstoffhaltiger Atmosphäre, z. B. im Wasserstoffgas-Polster des Volümenausgleichsbehälters, oder durch Einperlen von Wasserstoffgas in die Wasserphase des Volumenausgleichsbehälters durchzuführen. Der Volumenausgleichsbehälter dient u.a. zum Ausgleich von Volumenänderungen des Primärkühlmittels und beinhaltet Primärkühlmittel (Wasser) und ein Wasserstoffgas-Polster.
Diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, dass aufgrund der grossen Wasserstoffmengen im Volumenausgleichsbehälter eine Freisetzung von relativ grossen Wasserstoffmengen in die den Volumenausgleichsbehälter umgebenden Räume nicht auszuschliessen ist und daher das Auftreten von Knallgasexplosionen zu unterstellen ist. Ausserdem ist der vorgeschriebene Gasgehalt der Flüssigkeit nicht genau zu erreichen.
5 Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu finden, mit dessen Hilfe ein vorgebbarer Gasgehalt in der zu begasenden Flüssigkeit erzielt und eine Freistellung von gefährlichen Mengen an Gas mit Sicherheit vermieden wird.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass einer im zu be-iö gasenden Flüssigkeitsstrom angeordneten Förderpumpe ein Gas zudosiert und innerhalb des Pumpengehäuses mit der Flüssigkeit vermischt wird.
Bei mehrstufigen Kreiselpumpen wird das Gas vorzugsweise im Bereich der letzten Stufen eingespeist, da hier die 15 Durchmischung am optimalsten ist.
Die Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Gaseinspeiseleitung eine Gasdosiereinrichtung eingebaut ist, dass die Gasein-speiseleitung auf der Druckseite der Gasdosierpumpe zwei-20 strängig ausgeführt ist und dass die Stränge mittelbar oder unmittelbar mit innerhalb des Pumpengehäuses angeordneten Düsen verbunden sind.
Vorzugsweise sind die Düsen an der Gehäuseinnenwand, am Pumpenlaufrad und/oder im Saugstutzen der Pumpe an-25 geordnet.
Die Düsen sind zweckmässig mit einem Bypassstrom der begasten Flüssigkeit spülbar. Hierzu können die Leitungen des Bypassstromes mit den Strängen der Gaseinspeiseleitung verbunden sein. Weiterhin können Absperrventile der Strän-30 ge der Gaseinspeiseleitung und der Leitungen des Bypassstromes derart schaltbar sein, dass eine wechselseitige Beaufschlagung der Düsen mit Gas und mit Spülwasser möglich ist.
In dem zu begasenden Flüssigkeitsstrom ist zweckmässig 35 vor und nach der Förderpumpe eine Analysenmessvorrichtung eingeschaltet.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden anhand der schematischen Zeichnungen der Fig. 1 und 2 erläutert. 40 Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Ablaufs des er-findungsgemässen Verfahrens,
Fig. 2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäss ausgestaltete Förderpumpe.
45 Das zu begasende Primärkühlmittel einer nicht dargestellten Druckwasserreaktoranlage fliesst in der Leitung 1 in Pfeilrichtung 12 und wird durch eine in diese Leitung eingebaute Förderpumpe 2 in Pfeilrichtung 13 zur bestimmungs-gemässen Verwendung in der Kernreaktoranlage weiterge-50pumpt. Mit Hilfe einer Gasdosiereinrichtung wie z.B. einer Gasdosierpumpe 6 wird über die zweisträngig ausgebildete Gaseinspeiseleitung 3, 3a, 3b ein Gas, wie z.B. Wasserstoff, in das Pumpengehäuse 14 in Pfeilrichtung 15 eingespeist. Die in der Leitung 1 vor und nach der Förderpumpe 2 einge-55 schalteten Analysenmessvorrichtungen 7 und 8 geben Auf-schluss über den Wasserstoffgehalt des Primärkühlmittels vor und nach der Begasung. Abhängig von der Wasserstoffgehaltsmessung des Primärkühlmittels vor der Begasung und dem Volumen des in der Leitung 2 fliessenden Flüssigkeits-60 stromes erfolgt die Steuerung der Gasmenge, die über die Gasdosierpumpe 6 eingespeist werden muss.
Die Einspeisung erfolgt über im Inneren des Pumpengehäuses angeordnete Düsen 16,17,18, die an der Gehäusein-nenwand 19, dem Pumpenlaufrad 20 oder im Saugstutzen 21 65 angeordnet sind (Fig. 2). Da die in Fig. 2 gezeigte Ausführung eine mehrstufige Förderpumpe darstellt, sind die Düsen 16 an der Gehäuseinnenwand eines Stufengehäuses 24 angeordnet. Die Düsen sind jeweils an den Enden der Gasein-
speiseleitungen 3a/3b angebracht. Bei der Begasung mit Hilfe des Pumpenlaufrades 20 bilden die Bohrungen 25,26 in der Pumpenwelle 27 eine Verlängerung der Gaseinspeiseleitung 3a, 3b.
Da beim Einblasen von trockenen Gasen in Salzlösungen (das Primärkühlmittel ist eine Salzlösung) die Gefahr besteht, dass sich die Düsen infolge örtlicher Löslichkeitsüber-schreitungen zusetzen, ist eine Spülung der Düsen erforderlich. Aus diesem Grunde zweigt druckseitig der Förderpumpe 2 ein Bypassstrom 11 ab, der zweisträngig ausgeführt ist und mit seinen Leitungen 22 und 23 in die Gaseinspeiseleitungen 3a und 3b mündet. Werden nun die Absperrventile 9a und 5 geschlossen und die Absperrventile 9 und 5a geöff-net, so fliesst durch die Gaseinspeiseleitung 3a ein Gasstrom zu den mit dieser Leitung verbundenen Düsen und durch die Gaseinspeiseleitung 3b die Spülflüssigkeit zu den mit dieser
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Leitung verbundenen Düsen. Bei umgekehrter Handhabung der Absperrventile erfolgt die Spülung der an die Gaseinspeiseleitung 3a angeschlossenen Düsen, und die Begasung wird über die an der Gaseinspeiseleitung 3b angeschlossenen 5 Düsen vorgenommen. Die Rückschlagventile 4,10 verhindern einen Rückfluss von Gas bzw. Spülflüssigkeit. Dieser Vorgang läuft automatisch ab, so dass kontinuierlich eine Düsengruppe gespült wird, während die andere Düsengruppe der Begasung dient.
io Mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der zugehörigen Einrichtung wird auf einfache und vorteilhafte Weise eine Begasung nach vorgegebenen Werten erreicht. Als Gaspolster für den Volumenausgleichsbehälter kann Stickstoff verwendet werden, so dass die Gefahr einer Knallgasex-i5 plosion gebannt ist.
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1 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Verfahren zur Begasung von Flüssigkeiten, insbesondere von Primärkühlmittel in Kernkraftwerken mit Druckwasserreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass einer im zu begasenden Flüssigkeitsstrom angeordneten Förderpumpe (2) ein Gas zudosiert wird und innerhalb des Pumpengehäuses (14) mit der Flüssigkeit vermischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehrstufigen Kreiselpumpen das Gas im Bereich der letzten Stufen eingespeist wird.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gaseinspeiseleitung (3, 3a, 3b) eine Gasdosiereinrichtung (6) eingebaut ist, dass die Gaseinspeiseleitung (3) auf der Druckseite der Gasdosiereinrichtung (6) zweisträngig ausgeführt ist und dass die Stränge (3a, 3b) mittelbar oder unmittelbar mit innerhalb des Pumpengehäuses (14) angeordneten Düsen (16, 17,18) verbunden sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (16) an der Gehäuseinnenwand (19) angeordnet sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stränge (3a, 3b) an der Pumpenwelle (27) angeschlossen sind und dass von der Pumpenwelle Verbindungsbohrungen zu den am Pumpenlaufrad (20) angeordneten Düsen (17) vorgesehen sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (18) im Saugstutzen (21) der Pumpe (2) angebracht sind.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen mit einem Bypassstrom (11) der begasten Flüssigkeit spülbar sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (22, 23) des Bypassstromes (11) mit den Strängen (3a, 3b) der Gaseinspeiseleitung verbunden sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Absperrventile (5, 5a, 9,9a) der Stränge (3a, 3b) der Gaseinspeiseleitung (3) und der Leitungen (22,23) des Bypassstromes (11) vorgesehen sind, die derart schaltbar sind, dass eine wechselseitige Beaufschlagung der Düsen mit Gas und mit Spülwasser möglich ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im zu begasenden Flüssigkeitsstrom vor und nach der Förderpumpe (2) je eine Analysenmessvorrichtung (7, 8) eingeschaltet ist.
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