CH699377B1 - Vorrichtung und Verfahren zur Vorhersage der bei Dampftrocknern in Siedewasserreaktoren zu erwartenden akustischen Belastungen. - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vorhersage der zu erwartenden akustischen Belastungen in einem als SWR bezeichneten Siedewasserreaktor umfasst ein SWR-Massstabmodell, eine Testvorrichtung (110) zur Erzeugung eines Luftstromes im SWR-Massstabmodell, und eine oder mehrere Messvorrichtungen zur Überwachung der Reaktion des SWR-Massstabmodells, um vorherzusagen, inwieweit die akustischen Belastungen den Anlagenbetrieb des zu beurteilenden SWR beeinflussen.

Description

  Allgemeiner Stand der Technik

Gebiet der Erfindung

  

[0001]    Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Testen des Dampfsystems eines Siedewasserreaktors (SWR), und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorhersage der bei Dampftrocknern in Siedewasserreaktoren zu erwartenden akustischen Belastungen.

Beschreibung des Stands der Technik

  

[0002]    Ein Reaktordruckbehälter (RDB) eines Kernreaktors, beispielsweise eines Siedewasserreaktors (SWR), weist üblicherweise eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, und ist an beiden Enden geschlossen, beispielsweise durch eine Bodenkalotte und ein abnehmbares Deckelteil. Eine Deckelführung ist üblicherweise über einer Kernplatte innerhalb des RDB untergebracht. Eine Kernumfassung oder Umfassung umgibt üblicherweise den Reaktorkern, und wird von einer Umfassungsstützstruktur getragen. Die Umfassung weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, und umgibt sowohl die Kernplatte als auch die Deckelführung. Zwischen dem zylinderförmigen Reaktordruckbehälter und der zylinderförmigen Umfassung befindet sich ein Zwischenraum oder Ringraum.

  

[0003]    Innerhalb des Kerns wird Wärme erzeugt, und Wasser, das aufwärts durch den Kern zirkuliert, wird zumindest teilweise in Dampf umgewandelt. Dampfabscheider sorgen für die Abscheidung des Dampfes vom Wasser. Restwasser wird durch oberhalb des Kerns angeordnete Dampftrockner aus dem Dampf entfernt. Der entwässerte Dampf verlässt den RDB durch die Dampfauslassöffnung nahe dem oberen Deckel des Behälters.

  

[0004]    Konventionelle SWR können während des Betriebs durch die aeroakustische Belastung des Dampftrockners beschädigt werden. Einige konventionelle SWR zeigten signifikante Beeinträchtigungen des Dampftrockners, nachdem dieser bei einem höheren Leistungspegel als der ursprünglich zugelassenen Wärmeleistung betrieben wurde. So kann die aeroakustische Belastung während des Betriebs beispielsweise zu Vibrationen im Dampftrockner führen, was sich in aussergewöhnlichen Abnutzungserscheinungen oder in einigen Fällen in Form von Rissen in den Dampftrocknerteilen zeigen kann.

  

[0005]    Schäden am Dampftrockner können dazu führen, dass die Anlage nicht auf dem gewünschten Leistungsniveau betrieben werden kann. Darüber hinaus können erhebliche Kosten (Zeit, Geld usw.) für die Reparatur des Dampftrockners entstehen. Daher ist es wünschenswert, die Art der zu erwartenden akustischen Belastung beim Dampftrockner eines SWR vorherzusagen.

  

[0006]    Üblicherweise werden verschiedene Verfahren verwendet, um die Art der zu erwartenden akustischen Belastungen für Dampftrockner von SWR vorherzusagen. Diese Verfahren umfassen (1) allgemeine empirische Belastungsschätzungen, die auf den anlageninternen Anlagebetriebsdaten verschiedener SWR-Anordnungen und verschiedener Betriebsbedingungen basieren; (2) anlagenspezifische, behälterinterne messtechnische Programme zur Feststellung der akustischen Belastung bei unterschiedlichen Leistungspegeln; (3) akustische Kreislaufmodelle einer Anlagenanordnung, gestützt auf anlageninternen Daten, die auf dem gewünschten Leistungsniveau durch Messleitungen oder Dehnungsmessgeräte der Hauptdampfleitung erfasst werden; und (4) Analysen mittels numerischer Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamics CFD), die für eine anlagenspezifische Konfigurierung durchgeführt werden.

  

[0007]    Eine allgemeine empirische Schätzung der Belastung ist ungenau und wird dadurch beeinträchtigt, dass die Daten aus anderen Reaktoranlagen als der betroffenen Anlage stammen. Das heisst, dass keine anlagenspezifische Information herangezogen wird, um zu bestimmen, ob die Belastungsschätzung für die fragliche Anlage zurückhaltend oder grosszügig ist. Dieses Verfahren verwendet alle Informationen, die vom Dampfsystem eines SWR zur Verfügung stehen, um die akustische Belastung für jede beliebige Anlage zu bestimmen. Die Angemessenheit dieses Verfahrens für anlagenspezifische Anwendungen ist schwer zu demonstrieren. Viele Energieversorgungsbetriebe beklagen, dass die Belastungsvorhersagen zu zurückhaltend geschätzt werden.

   Die Nuklearüberwachungskommission (NCR) beklagt, dass das empirische Verfahren nicht ausreicht, um zwischen Anlagen, bei denen es zu Dampftrocknerausfällen gekommen ist, und solchen, bei denen dies noch nicht der Fall war, differenzieren zu können.

  

[0008]    In einigen Fällen haben sich Energieversorgungsbetriebe dazu entschlossen, behälterinterne Messprogramme zu verwenden, um die tatsächliche Belastung des Dampftrockners feststellen zu können. Dieses Verfahren ist allerdings teuer, weshalb sein Einsatz von vielen Betreibern gescheut wird. Darüber hinaus ist dieses Verfahren kanalbegrenzt; das bedeutet, dass nur eine begrenzte Anzahl von Instrumenten zur Ermittlung der Betriebsdaten im Dampftrockner untergebracht werden kann. Es handelt sich dabei üblicherweise um etwa 40 Instrumentenpositionen. Bei der Verwendung von behälterinternen Instrumenten müssen die kritischen Zonen des Dampftrockners darüber hinaus vor dem Zeitpunkt bekannt sein, zu dem die behälterinternen Tests durchgeführt werden.

   Ausserdem gibt es keine Möglichkeit, die Position der Instrumente zu verändern, nachdem der Reaktor wieder eingeschaltet und betriebsbereit gemacht wurde.

  

[0009]    Darüber hinaus haben einige Organisationen akustische Kreislaufannäherungen an einem anlagespezifischen Dampfsystem erstellt. Diese analytischen Modelle sind letztlich Übertragungsfunktionen, die zur Vorhersage von akustischen Belastungen in Dampftrocknern aufgrund von Druckschwankungsdaten dienen, die von Messleitungen ermittelt werden, welche an den RDB, die Hauptdampfleitungen, oder an die Dehnungsmessgeräte an der Hauptdampfleitung angeschlossen sind. Die akustischen Kreislaufmodelle und -verfahren eignen sich nicht zur Vorhersage von anlagenspezifischen Belastungen, es sei denn, die Daten werden in der Anlage unter den Betriebsbedingungen der gewünschten akustischen Belastungsbedingungen ermittelt.

   Die Druckschwankungsdaten werden am Ende von Messleitungen ermittelt, welche sowohl Flüssigwasser als auch Dampf enthalten, und weisen folglich signifikante Temperaturgradienten auf. Der Zustand der Messleitungen macht eine genaue Vorhersage der Druckschwankungen in den Dampfleitungen schwer überprüfbar. Ausserdem stellt die Verwendung von Dehnungsmessgeräten in der Hauptdampfleitung Daten bereit, welche mechanische Signale enthalten, die durch die Vibration in der Hauptdampfleitung in den gewünschten akustischen Druck gelangen; aus diesem Grund ist bei diesem Verfahren eine hohe Zahl von Dehnungsmessern und viel Vorsicht bei der Signalverarbeitung erforderlich.

   Mit anderen Worten, die Vorhersage der Systemreaktion in einem Abschnitt des Dampfsystems anhand der Reaktion eines anderen Abschnitts des Dampfsystems, ohne vollständige Kenntnis der Position und der Kennlinien aller akustischen Quellen, erschwert die Prüfung der Belastungsvorhersagen, die mit Hilfe dieses Verfahrens erzielt werden.

  

[0010]    Einige CFD-Analysen wurden mit der Zielsetzung durchgeführt, die erwartete Belastung des Dampftrockners zu ermitteln. Das Fehlen von empirischen Daten zur Bewertung dieses Ansatzes, die physikalische Grösse des zur Annäherung an das Dampfsystem erforderlichen Modells, und die Rechenressourcen, die zur genauen Vorhersage von Druckschwankungen beim Dampftrockner notwendig sind, machen diesen Ansatz wenig praxistauglich. Diese Technologie ist noch nicht genügend ausgereift, um bei derart komplexen industriellen Problemen wie dem Dampfsystem von Siedewasserreaktoren eingesetzt werden zu können.

  

[0011]    Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Modell zur Vorhersage der bei Dampftrocknern in Siedewasserreaktoren zu erwartenden akustischen Belastungen bereitzustellen.

Kurzdarstellung der Erfindung

  

[0012]    Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Vorhersage von akustischen Belastungen in Siedewasserreaktoren und Komponenten derselben. Die Vorrichtung umfasst ein Massstabmodell eines SWR, eine Testvorrichtung zur Erzeugung von Luftströmung im Massstabmodell, sowie eine oder mehrere Messvorrichtungen zur Überwachung des Systemverhaltens.

  

[0013]    Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorhersage der akustischen Belastung eines Dampftrockners für einen SWR. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Massstabmodells des zu beurteilenden SWR, das Erzeugen eines Luftstroms durch das Massstabmodell, und das Überwachen des Verhaltens des Massstabmodells, um vorherzusagen, inwieweit akustische Belastungen den Anlagenbetrieb bei dem zu beurteilenden SWR beeinflussen.

  

[0014]    Eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorhersage der zu erwartenden akustischen Belastung bei Siedewasserreaktoren. Das Verfahren umfasst das Verwenden von massstäblichen Beziehungen, die aus einer dimensionalen Analyse hergeleitet wurden, um Daten, die aus einem Massstabmodell eines SWR gewonnen wurden, auf Anlagenbedingungen zu übertragen.

Kurze Beschreibung der Figuren

  

[0015]    Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden, unter Kennzeichnung gleichartiger Komponenten mit denselben Bezugszeichen, anhand der folgenden detaillierten Beschreibung und der beiliegenden Figuren besser verständlich, die ausschliesslich der Veranschaulichung dienen und deshalb die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Es zeigen:
<tb>Fig. 1 <sep>eine schematische Darstellung eines beispielhaften massstäblichen Modells eines SWR-Akustiktestsystems;


  <tb>Fig. 2 <sep>ein Beispiel für eine Testvorrichtung gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;


  <tb>Fig. 3 <sep>Hauptdampfleitungsmodelle, die an ein SWR-Massstabmodell gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeschlossen sind;


  <tb>Fig. 4 <sep>ein Beispiel für ein SWR-Massstabmodell gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;


  <tb>Fig. 5 <sep>ein Ausführungsbeispiel eines Dampfsystems, welches an ein SWR-Massstabmodell gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeschlossen ist;


  <tb>Fig. 6 <sep>einen Rohrleitungslängenjustierer gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;


  <tb>Fig. 7 <sep>einen Überdruckventil-Einlasslängenjustierer gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;


  <tb>Fig. 8 <sep>ein Massstabmodell eines Dampftrockners mit daran angebrachten Messvorrichtungen gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Genaue Beschreibung der Ausführungsbeispiele

  

[0016]    Die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung akustischer Belastungen in einem Hauptdampfsystem eines SWR. Insbesondere beziehen sich Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf die Ausführung von Tests an einem Massstabmodell des Dampftrockners eines SWR zur Bestimmung von akustischen Belastungen, die während des Betriebs auftreten können.

  

[0017]    Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels für ein SWR-Massstabmodell-Akustiktestsystem 100. Fig. 2zeigt eine beispielhafte Testvorrichtung 110, während Fig. 3 ein Beispiel für Hauptdampfleitungsmodelle 190 zeigt, die an das SWR-Massstabmodell 120 des SWR-Akustiktestsystems 100 angeschlossen sind. Das SWR-Akustiktestsystem 100 setzt teilweise voraus, dass die Systemakustik durch Systemgeometrie und Strömungseigenschaften geregelt wird.

  

[0018]    Entsprechend können charakteristische Modi des SWR-Massstabmodell-Akustiktestsystems 100 durch geeignete Skalierungsbeziehungen, welche mit Hilfe einer dimensionalen Analyse der geltenden Strömungsgleichungen hergeleitet wurden, zu denjenigen einer zu bewertenden Reaktoranlage in Bezug gesetzt werden. Diese Beziehungen werden anhand eines Ansatzes technischer Grundprinzipien ermittelt. Zu den wesentlichen Faktoren, die bei der Auslegung und dem Betrieb des Massstabmodells zu berücksichtigen sind, gehören die Beibehaltung der Mach-Zahl der Strömung in Modell und Anlage, und das Aufrechterhalten einer einheitlichen geometrischen Skalierung.

   Mit anderen Worten, wenn alle Aspekte des Modell-SWR und der Modell-Hauptdampfleitungen 120 bzw. 190 mit demselben beliebigen Massstab errichtet werden, und die Mach-Zahl des Modell-Luftstroms dieselbe ist wie die Mach-Zahl des Anlagendampfstroms, dann stehen die normalen akustischen Modi des Modell-SWR und der Modell-Hauptdampfleitungen 120 bzw. 190 in proportionalem Verhältnis zu den normalen akustischen Modi der zu beurteilenden Anlage, und zwar aufgrund der folgenden Beziehung in Ausdruck (1):

 <EMI ID=2.1> 


  

[0019]    Ebenso können die Modelldrücke durch Ausdruck (2) in Bezug zu den Anlagendrücken gesetzt werden:

 <EMI ID=3.1> 


  

[0020]    Entsprechend können Skalierungsbeziehungen, die aus einer dimensionalen Analyse hergeleitet wurden, benutzt werden, um aus einem Modell gewonnene Daten auf Anlagenbedingungen zu übertragen.

  

[0021]    Das Massstabmodell des SWR-Akustiktestsystems 100 kann eine Testvorrichtung 110 und ein SWR- sowie ein Hauptdampfleitungs-Massstabmodell 120 bzw. 190 aufweisen. Die Testvorrichtung 110 kann Komponenten zum Erzeugen eines Luftstroms und zum Leiten des Luftstroms zu dem SWR-Massstabmodell 120 aufweisen.

  

[0022]    Wie in Fig. 2 gezeigt, kann die Testvorrichtung 110 ein Gebläse 130, Einlassrohre 140, einen Durchflussmesser 150 und einen Schalldämpfer 160 aufweisen. Das Gebläse 130 ist dazu konfiguriert, einen Luftstrom bereitzustellen, der durch die Einlassrohre 140 in das SWR-Massstabmodell 120 geleitet wird. Der von dem Gebläse 130 erzeugte Luftstrom wird benutzt, um eine Strömung in dem SWR-Massstabmodell zu erzeugen, die ähnlich ist wie die Strömung, die in einem arbeitenden SWR erzeugt wird, und die zu akustischen Belastungen führt, welche, wie oben erläutert, zu einer Reihe von Problemen führen können.

  

[0023]    Ein beispielhaftes Gebläse 130 kann ein elektrisches Zentrifugalgebläse wie z.B. ein Sonic 70-Zentrifugalgebläse sein.

  

[0024]    Die Einlassrohre 140 verbinden das Gebläse 130 mit dem SWR-Massstabmodell 120. Die Einlassrohre 140 können aus verschiedenen Abschnitten zusammengesetzt sein, die je nach der Umgebung und den Kennlinien der Komponenten (z.B. Gebläse 130, Durchflussmesser 150, SWR-Massstabmodell 120, Schalldämpfer 160 usw.), welche die Einlassrohre 140 miteinander verbinden, massgefertigt werden (z.B. können die Grösse und das Material variieren).

  

[0025]    Der Durchflussmesser 150, der als eine Venturi-Strömungsmessvorrichtung ausgebildet sein kann, und der Schalldämpfer 160 können zwischen dem Gebläse 130 und dem SWR-Massstabmodell 120 angeordnet sein. Der Durchflussmesser 150 kann benutzt werden, um den Systemluftstrom zu messen. Die Messungen des Durchflussmessers 150 können überwacht, aufgezeichnet, und/oder als Teil eines Steuermechanismus für das SWR-Massstabmodell-Testsystem 100 benutzt werden. Beispielsweise können Messungen des Durchflussmessers 150 benutzt werden, um das Gebläse 130 zu steuern. Weitere Beispiele von Messvorrichtungen sowie ihre Positionen und Einsatzweisen sollen an späterer Stelle beschrieben werden.

  

[0026]    Der Schalldämpfer 160 kann benutzt werden, um das SWR-Modell 120 im Wesentlichen von Störgeräuschen zu isolieren, die durch die Testvorrichtung 110 in das System gelangen. Zu dem von der Testvorrichtung 110 erzeugten Störgeräusch können beispielsweise der Schaufelfrequenz des Gebläses 130, Orgelpfeifenmodi im Zusammenhang mit den Einlassrohren 140 usw. zählen. Der Schalldämpfer 160 kann ein absorptiver Schalldämpfer sein, wie er beispielsweise in Heizungsbelüftungs- und Klimatisierungssystemen benutzt wird.

  

[0027]    Ein Verfahren zum Vorhersagen akustischer Belastungen, die für einen SWR-Dampftrockner zu erwarten sein können, kann das Bereitstellen eines zu bewertenden SWR-Massstabmodells 120 und das Erzeugen eines Luftstroms durch das SWR-Massstabmodell 120 umfassen. Das Systemverhalten des SWR-Massstabmodells 120 kann überwacht werden, um vorherzusagen, wie akustische Belastungen den Anlagenbetrieb an dem bewerteten SWR beeinflussen. Die Überwachung kann ausserdem das Überwachen von einem oder mehreren, aus der Gruppe Druckschwankungen im SWR-Massstabmodell-Testsystem 100, Gesamtluftstrom des SWR-Massstabmodell-Testsystems 100, und Lufttemperatur in dem SWR-Massstabmodell-Testsystem 100, und/oder das Justieren einer oder mehrerer justierbarer Komponenten (z.B.

   Rohrlängenjustierer 200, Überdruckventil-Einlasslängenjustierer 300 usw.), das Aufzeichnen von Messungen, und/oder das weitere Justieren einer oder mehrerer justierbarer Komponenten und das Aufzeichnen weiterer Messungen umfassen, wodurch Parameterdaten für das SWR-Massstabmodell-Testsystem 100 gewonnen werden.

  

[0028]    Wie in Fig. 4 gezeigt, kann das SWR-Massstabmodell 120 eine massstäbliche Version eines RDB-Deckelteils 175 auf weisen. Der für das SWR-Massstabmodell 120 zu benutzende Massstab kann beispielsweise durch den Flanschdurchmesser an dem Auslass des Schalldämpfers 160 bestimmt werden. Das Material, das zur Herstellung des SWR-Massstabmodells 120 ausgewählt wird, sollte verhindern, dass Luft durch die Flächen des Dampftrockners 180, den RDB 170 und das Deckelteil 175 tritt. Deshalb kann jedes Material zur Herstellung des SWR-Massstabmodells 120 geeignet sein, das etwa zwei bis fünf Pfund pro Quadratzoll Innendruck (Druckanzeiger) standhalten kann. Beispielmaterialien für das SWR-Massstabmodell 120 umfassen Acryl für den RDB 170, und vernickeltes Polymer für den Dampftrockner 180. Das Deckelteil 175 des RDB 170 kann aus rostfreiem Stahl hergestellt sein.

   Die Hauptdampfleitungsmodelle 190 können ebenfalls aus rostfreiem Stahl hergestellt sein. Dies sind lediglich Beispiele für die verschiedenen Komponenten des SWR-Massstabmodells und der Hauptdampfleitungsmodelle 190, welche die Erfindung in keiner Weise begrenzen sollen.

  

[0029]    Fig. 5 ist ein beispielhaftes SWR-Massstabmodell 120 mit Hauptdampfleitungsmodellen 190, die an dem SWR-Massstabmodell 120 angebracht sind. Die Hauptdampfleitungsmodelle 190 können einen oder mehrere Turbineneinlässe 500 mit dem SWR-Massstabmodell 120 verbinden. Die Hauptdampfleitungsmodelle 190 können Turbinenventile 400 (z.B. Turbinensperrventile, Turbinensteuerventile usw.), Rohrlängenjustierer 200, Ausgleichsablassschraube 900, Hauptdampfabsperrventile 800, Durchflussmesser 150, sowie Sicherheits- und Überdruckventile 700 umfassen.

  

[0030]    Die oben beschriebenen beispielhaften Modellkomponenten können dazu dienen, die Kennlinien des Dampfsystems zu steuern. Die Modellventile (z.B. Turbinenventile 400, Rohrlängenjustierer 200, Ausgleichsablassschraube 900, Hauptdampfabsperrventile 800, Durchflussmesser 150, sowie Sicherheits- und Überdruckventile 700) können, müssen jedoch nicht dieselbe Funktion aufweisen wie die Ventile, die ein betriebsfähiger SWR aufweist. Beispielsweise können die Sicherheits- und Überdruckmodellventile 700 nur dazu benutzt werden, einen akustischen Hohlraum eines betriebsfähigen SWR zu modellieren, und müssen nicht dazu ausgelegt sein, eine Überdruckschutzfunktion in einem SWR-Massstabmodell-Akustiktestsystem 100 auszuüben.

  

[0031]    Die Hauptdampfleitungsmodelle können mit Verschraubungen versehen sein, so dass das System an verschiedenen Positionen der Hauptdampfleitungsmodelle 190 demontiert werden kann. Dies ermöglicht das Entfernen verschiedener Komponenten aus dem System, so dass das Modell zur Identifizierung der aeroakustischen Quellen benutzt werden kann. Ausserdem kann das System dazu ausgelegt sein, dass jedes Ventil in den Hauptdampfleitungsmodellen 190 (z.B. Hauptdampfabsperrventile, Turbinensperrventile, Turbinensteuerventile usw.) mit einer justierbaren Komponente versehen sein kann, um seine Auswirkung auf das Systemverhalten zu untersuchen.

  

[0032]    Die Rohrlängenjustierer (z.B. Rohrlängenjustierer 200, Überdruckventil-Einlassjustierer 300 usw.) können benutzt werden, um die Kennlinien des Dampfsystems zu justieren, das mit dem SWR-Massstabmodell 120 verbunden ist.

  

[0033]    Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Rohrlängenjustierers 200, der in der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann. In Fig. 6 ist der Rohrlängenjustierer 200 dazu konfiguriert, die Gesamtwegstrecke der Dampfleitungen zu erhöhen und/oder zu senken, die mit dem SWR-Massstabmodell 120 verbunden sind. Wie in Fig. 6gezeigt, kann der Rohrlängenjustierer 200 einen ersten Rohrabschnitt 210, einen zweiten Rohrabschnitt 220, eine Rohrlängenjustiervorrichtung 230, eine Längenjustierungs-Einstellungsvorrichtung 240, eine erste Halterung 260, eine zweite Halterung 270, sowie O-Ringe umfassen. Der erste Rohrabschnitt 210 kann zum Einführen in den zweiten Rohrabschnitt des Rohrlängenjustierers 200 vorgesehen sein, oder umgekehrt. Die Rohrlängenjustiervorrichtung 230 kann mit dem ersten Rohrabschnitt 210 und dem zweiten Rohrabschnitt 220 verbunden sein.

   Die Rohrlängenjustiervorrichtung 230 ist dazu vorgesehen, den ersten Rohrabschnitt 210 in den zweiten Rohrabschnitt 220 zu schieben oder daraus herauszuziehen, um so die Wegstrecke von Punkt A zu Punkt B des Rohrlängenjustierers 200 zu verändern, wie in Fig. 6gezeigt.

  

[0034]    Die Längenjustierungs-Einstellungsvorrichtung 240 kann eine Anzeige für den Nutzer bereitstellen, welche die Längenjustierung anzeigt. Die Längenjustierungs-Einstellungsvorrichtung 240 umfasst Referenzleitungen 250, die benutzt werden, um die von der Rohrlängenjustiervorrichtung 230 zu justierende Länge zu bestimmen. Wenn die Rohrlängenjustiervorrichtung 230 justiert wird, um den Abstand zwischen der ersten Halterung 260 und der zweiten Halterung 270 zu erhöhen, wird der Anteil des ersten Rohrabschnitts 210, der in den zweiten Rohrabschnitt 220 eingeführt ist, reduziert, wodurch die Wegstrecke zwischen Punkt A und Punkt B erhöht wird.

   Wie in Fig. 6 gezeigt, können die Referenzleitungen 250, die an der Längenjustierungs-Einstellungsvorrichtung 240 vorgesehen sind, gemeinsam mit der ersten Halterung 260 benutzt werden, um die Grösse zu bestimmen, um die die Wegstrecke zwischen den Punkten A und B erhöht wird. Es können O-Ringe benutzt werden, um die Verbindungsstelle zwischen 210 und 220 abzudichten, um zu verhindern, dass während des Betriebs Luft aus dem System austritt.

  

[0035]    Fig. 7 ist ein Beispiel eines Modellventiljustierers gemäss einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 7ist der Modell-Überdruckventil-Einlassjustierer 300 sowohl in einer vollständig eingeführten als auch vollständig herausgezogenen Position gezeigt. Der Überdruckventil-Einlassjustierer 300 kann ein Ventilrohr 310, einen Ventileinsatz 320, einen Ventileinsatzdeckel 330, eine Ventillängen-Einstellungsvorrichtung 340, ein Ventilgehäuse 350, und einen Ventilsitz 360 umfassen. Der Überdruckventil-Einlassjustierer 300 kann dazu konfiguriert sein, die effektive Länge der Überdruckventil-Einlasse zu justieren. Beispielsweise kann der Ventileinsatz 320 dazu konfiguriert sein, justierbar in das Ventilrohr 310 eingeführt zu werden, und auf diese Weise die effektive Länge des Überdruckventils zu variieren.

   Die Längenjustierung wird durch das Drehen des Ventileinsatzdeckels 330 erreicht, der an einer Gewindewelle 320 und dem Ventilsitz 360 angebracht ist. Wenn 330 gedreht wird, windet sich 320 entweder aufwärts oder abwärts in das Modell-Ventilgehäuse 350, was den Ventilsitz 360 dazu veranlasst, sich in das oder aus dem Ventilrohr 310 zu bewegen.

  

[0036]    Die Ventillängen-Einstellungsvorrichtung 340 kann zusammen mit dem Ventileinsatzdeckel 330 benutzt werden, um die effektive Länge des Überdruckventils zu bestimmen. Wenn der Ventileinsatzdeckel 330 gedreht wird, und der Ventilsitz sich in das oder aus dem Ventilrohr 310 bewegt, wird die Länge des Ventilhohlraums von einer Skala an der Ventillängen-Einstellungsvorrichtung 340 abgelesen.

  

[0037]    Fig. 8 ist ein Beispiel eines Dampftrockner-Massstabmodells mit Messvorrichtungen 50, die daran angebracht sind. Die Messvorrichtungen 50 können als eine oder mehrere der Gruppe Druck, Temperatur, Strömung usw. ausgebildet sein, um verschiedene Kennlinien zu messen. Obgleich die Messvorrichtungen 50 als an dem Dampftrockner 180 angeordnet dargestellt sind, ist zu beachten, dass Messvorrichtungen 50 an verschiedenen Komponenten des SWR-Massstabmodells 120, den Hauptdampfleitungen 190, und an Positionen an der Testvorrichtung 110 angeordnet sein können. Die Messvorrichtungen 50 können an einer beliebigen Position des SWR-Massstabmodell-Akustiktestsystems 100 angeordnet sein, wo die Gewinnung von Daten wünschenswert ist.

   Da ausserdem als das Testfluid die Umgebungsluft benutzt wird, ist es leicht, Sensoren hinzuzufügen und zu entfernen, da eine Sensorposition durch Hinzufügen oder Verschliessen einer Sensoröffnung leicht hinzugefügt oder entfernt werden kann.

  

[0038]    Einem Durchschnittsfachmann wird deutlich sein, dass die Messvorrichtungen 50 durch jede geeignete Vorrichtung zum Messen von einer oder mehreren gewünschten Kennlinien ausgebildet sein können. Beispielsweise können eine oder mehrere der Messvorrichtungen 50 dazu konfiguriert sein, Druckschwankungen des Dampftrocknermodells zu messen; und/oder eine oder mehrere der Messvorrichtungen 50 können ein Mikrofon (nicht dargestellt) sein, das so angebracht ist, dass eine Sensormembran (nicht dargestellt) des Mikrofons mit der Aussenfläche des Dampftrockners 180 abschliesst, um ungleichmässige Druckschwankungen zu messen; eine oder mehrere der Messvorrichtungen 50 können ein Druckwandler sein, der dazu konfiguriert, den absoluten statischen Luftdruck in dem Dampftrockner 180 zu messen;

   und eine oder mehrere der Messvorrichtungen 50 können ein Temperatursensor sein, der dazu konfiguriert ist, die Lufttemperatur des Dampftrockners 180 zu messen.

  

[0039]    Ausserdem können die Messungen der Messvorrichtungen aufgezeichnet, überwacht, und benutzt werden, um das SWR-Massstabmodell-Akustiktestsystem 100 zu steuern. Ein Datenerfassungssystem kann benutzt werden, um Zeitablaufdaten, die von einer oder mehreren Messvorrichtungen erfasst wurden, aufzuzeichnen, zu überwachen, und zu analysieren. Beispielsweise können die Zeitablaufdaten von dem Modell-Dampftrockner benutzt werden, um schwankende Belastungen des Dampftrockners zu bilden. Ausserdem können Zeitablaufdaten von anderen Positionen an dem Modell-Dampfsystem benutzt werden, um aeroakustische Quellpositionen und Erregungsmechanismen zu identifizieren.

  

[0040]    Die beispielhafte Vorrichtung und Verfahrensweise können es Versorgungsbetrieben ermöglichen, anlagenspezifische Daten zu gewinnen, können für weniger Geld ausgelegt und hergestellt werden als übliche anlagenspezifische Testprogramme, und können mehr Sensorpositionen zulassen, als es für bestehende behälterinterne Tests möglich ist. Ausserdem kann die Benutzung des beispielhaften SWR-Massstabmodell-Akustiktestsystems 100 verhindern, dass eine Anlage bei einem Leistungspegel arbeitet, für das aktuell keine Belastungen bekannt sind. Der Grund dafür ist, dass der Test mit Hilfe des SWR-Massstabmodell-Akustiktestsystems 100 durchgeführt werden kann. Bei der Benutzung des üblichen Akustikkreislaufansatzes muss der Leistungspegel der Anlage angehoben werden, um Daten zu gewinnen.

   Wenn deshalb schädigende Belastungen für den angepassten Leistungspegel vorliegen, kann es zu einer strukturellen Ermüdung des SWR selbst kommen, was notwendige Reparaturen und/oder Ersetzungen von Komponenten mit sich bringt.

  

[0041]    Das beispielhafte SWR-Massstabmodell-Akustiktestsystem 100 kann auch die Durchführung von Parameteruntersuchungen zulassen, was es einem Versorgungsbetrieb erlaubt, mögliche Probleme vorherzusagen, und dann akzeptable Reparaturen zu planen, und zwar wenn nötig, bevor eine Anlage, die dem Massstabmodell zugeordnet ist, bei potentiell schädigenden Leistungspegeln betrieben wird.

  

[0042]    Durch die erfolgte Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dürfte offensichtlich sein, dass diese in verschiedener Weise variiert werden können. Solche Variationen sind nicht als Abweichung von dem Geist und dem Umfang der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zu betrachten, und alle derartigen Modifikationen, die für einen Fachmann offensichtlich wären, gelten deshalb als in dem Umfang der nachfolgenden Ansprüche enthalten.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Vorhersage der bei Dampftrocknern (180) in als SWR bezeichneten Siedewasserreaktoren zu erwartenden akustischen Belastungen, welche Folgendes umfasst:

ein SWR-Massstabmodell (120);

eine Testvorrichtung (110), die dazu bestimmt ist, einen Luftstrom im SWR-Massstabmodell (120) zu erzeugen; und

mindestens eine Messvorrichtung (50), die an das SWR-Massstabmodell (120) angeschlossen und dazu konfiguriert ist, dessen Reaktion zu überwachen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das SWR-Massstabmodell (120) ein Massstabmodell eines Reaktordruckbehälters, eines Dampftrockners (180) und mindestens einer Hauptdampfleitung (190) umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das SWR-Massstabmodell (120) mindestens eine justierbare Komponente umfasst.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die mindestens eine justierbare Komponente mindestens eine ist von: einem Rohrlängenjustierer (200) und einem Überdruckventil-Einlasslängenjustierer (300).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Testvorrichtung (110) mindestens ein Gebläse (130) umfasst, welches zur Erzeugung der Luftströmung konfiguriert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Testvorrichtung (110) ausserdem Einlassrohre (140) umfasst, die dazu konfiguriert sind, die Luft von der Testvorrichtung (110) in das SWR-Massstabmodell (120) zu leiten, sowie einen Schalldämpfer (160), der dazu konfiguriert ist, die Testvorrichtung (110) mit dem SWR-Massstabmodell (120) zu verbinden, und das durch die Testvorrichtung (110) in das SWR-Massstabmodell (120) eingebrachte Störgeräusch zu reduzieren, wobei die Einlassrohre (140) ausserdem dazu konfiguriert sind, Luft in den Schalldämpfer (160) zu leiten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Messvorrichtung (50) dazu konfiguriert ist, Druckschwankungen im SWR-Massstabmodell (120) zu messen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die mindestens eine Hauptdampfleitung (190) dazu angepasst ist, mit der mindestens einen justierbaren Komponente, ausgewählt aus der Gruppe von Rohrlängenjustierer (200), Überdruckventil-Einlasslängenjustierer (300), justierbares Hauptdampfabsperrventil (800), justierbares Turbinensperrventil oder justierbares Turbinensteuerventil (400), verbunden zu werden.

9. Verfahren zur Vorhersage der für einen Dampftrockner (180) eines als SWR bezeichneten Siedewasserreaktors zu erwartenden akustischen Belastungen, welches Folgendes umfasst:

Erstellen eines SWR-Massstabmodells (120), Erzeugen eines Luftstromes durch das SWR-Massstabmodell (120), und

Überwachen der Reaktion des SWR-Massstabmodells (120), um vorherzusagen, inwieweit die akustischen Belastungen den Anlagenbetrieb in dem zu beurteilenden Siedewasserreaktor beeinflussen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei mindestens einer der folgenden Parameter überwacht wird: eine Druckschwankung, ein Gesamtluftstrom, ein absoluter statischer Luftdruck und eine Lufttemperatur im SWR-Massstabmodell (120).