CS207163B1

CS207163B1 - Crash safeguarding of the vapour generator

Info

Publication number: CS207163B1
Application number: CS799426A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Matal; Josef Martoch; Frantisek Jukl; Frantisek Dosoudil
Original assignee: Oldrich Matal; Josef Martoch; Frantisek Jukl; Frantisek Dosoudil
Priority date: 1979-12-27
Filing date: 1979-12-27
Publication date: 1981-07-31

Description

Předmětem vynálezu je havarijní zabezpečení parního generátoru, zejména parního generátoru článkového provedení.It is an object of the present invention to provide emergency safety for a steam generator, in particular a steam generator of the cell type.

Parní generátory jaderných centrál, zejména pak parní generátory vyhřívané tekutým sodíkem, je třeba vybavovat zařízením, které parní generátor a nepřímo i ostatní části jaderné elektrárny chrání před následkem havárií, takzvaným havarijním zabezpečením. Požadavky kladené na havarijní zabezpečeni parních generátorů vyhřívaných tekutým sodíkem jsou velmi náročné. Patří k nim co nejmenší časové a prostorové vymezení styku sodíku s vodou v havarijní situaci vyvolané porušením těsnosti teplosměnné plochy, dále redukce tlakového zatížení vyvolaného reakcí sodíku s vodou na co nejmenší hodnotu tlaku při jeho působení co nejkratší dobu, dále organizovaný odvod produktů reakce z parního generátoru do havarijních nádrží a konečně rychlá a z hlediska více nákladů nenáročná izolace vadné části parního generátoru umožňující neporušené části parního generátoru dále provozovat.Steam generators of nuclear power stations, especially steam generators heated by liquid sodium, should be equipped with equipment that protects the steam generator and indirectly also other parts of the nuclear power plant from the consequences of accidents, so-called emergency safety. The requirements for emergency safety of steam generators heated by liquid sodium are very demanding. These include the smallest possible temporal and spatial delimitation of the contact of sodium with water in an emergency situation caused by a breach of heat exchange surface tightness, reduction of the pressure load caused by the reaction of sodium with water to the lowest possible pressure during its action. generator to emergency tanks and finally fast and inexpensive isolation of defective part of steam generator allowing intact parts of steam generator to continue to operate.

Dosud známé havarijní zabezpečení parních generátorů, zejména článkového provedení používá k dříve uvedeným cílům více či méně úspěšně těchto prvků: rychlouzavíracích armatur na vstupním a výstupním potrubí teplonositele, nezávislých průtržných membrán, odlehčovacího potrubí často napojeného na vyrovnávací nádrže teplonositele a dále prvků na vodní straně parního generátoru. Průtržné membrány lze považovat za nezávislé proto, že otvírají odlehčovací .potrubí až po jejich protržení zvýšeným tlakem v parním generátoru vyvolaným havarijní situací. Jejich funkce je tudíž nezávislá na činnosti obsluhy parního generátoru a celé elektrárny za provozu.The known emergency safety of steam generators, especially of the articulated design, uses more or less successfully the following elements for the above mentioned objectives: quick-closing valves on the inlet and outlet piping of the heat carrier, independent bursting membranes generator. The bursting diaphragms can be considered independent because they open the relief pipes only after they have been ruptured by the increased pressure in the steam generator caused by the emergency situation. Therefore, their function is independent of the operation of the steam generator and the entire plant during operation.

Použití těchto dosud známých prvků nebo jejich kombinací pro havarijní zabezpečení parních generátorů velkého výkonu přináší sebou celou řadu potíží provozního i investičního charakteru.The use of these hitherto known elements or combinations thereof for emergency protection of high-power steam generators brings with it a number of operational and investment problems.

Tak užití pouze rychlouzavíracích armatur na vstupním a výstupním potrubí teplonositele, zejména jde-li o sodík, znamená sice oddělení havarovaného parního generátoru od ostatních částí elektrárny, avšak za poměrně dlouhou dobu. Zkracování doby uzavírání vede ke zvýšení nebezpečí rázu kapaliny v potrubí, parním generátoru i vlastní armatuře, což vnáší do· těchto částí s vysokou pracovní teplotou další přídavné dynamické zatížení. Navíc pro parní generátory velkého výkonu je třeba konstruovat rychlouzavírací armatury velkých světlostí i od Js 350 výše, což sebou nese značné investiční náklady a sama armatura je technologicky velmi náročná.Thus, the use of only quick-closing valves on the inlet and outlet piping of the heat carrier, especially in the case of sodium, means that the damaged steam generator has been separated from the other parts of the power plant, but in a relatively long time. Reducing the closing time leads to an increased risk of liquid shock in the pipeline, steam generator and the valve itself, which imposes an additional dynamic load on these high-temperature parts. In addition, for high-power steam generators, it is necessary to construct quick-closing valves of large diameters even from Js 350 upwards, which entails considerable investment costs and the valve itself is very technologically demanding.

Použití pouze nezávislých průtržných membrán, které po svém protržení otevírají cestu teplonositeli z parního generátoru odlehčovacím potrubím do havarijních nádrží se v poslední době velmi rozšiřuje. Skutečností však zůstává, že průtržná membrána je nejcitlivějším místem tlakového systému parního generátoru a protože pracuje nezávisle na obsluze i prvkem do jisté míry nespolehlivým. Může se totiž protrhnout i za nominálního provozu, a to z různých příčin, kromě toho žádný výrobce negarantuje dlouhodobou životnost prútržné membrány za vysoké teploty a v korozním prostředí. Membrány je nutno pro spolehlivé zabezpečení jejich funkce často měnit, což vede k odstavení parního generátoru a úplné drenáži na straně teplonositele. Havarijní zabezpečení parního generátoru založené pouze na použití průtržných membrán sice redukuje tlakové zatížení parního generátoru v havarijní situaci co do velikosti i doby trvání, neohraniěuje však podstatně Časový styk teplonositele a vody v parním generátoru při havarii, což je zvlášť nebezpečné u sodíkových parních generátorů. Současné použití obou dříve uvedených dosud známých prvků havarijního zabezpečeni parního generátoru na straně teplonositele odstraňuje všechny nevýhody jejich samostatného použití.The use of only independent bursting membranes, which, after bursting, opens the way for the heat carrier from the steam generator through the relief pipe to the emergency tanks, has recently become widespread. The fact remains, however, that the rupture membrane is the most sensitive part of the steam generator pressure system and that it works to some extent unreliable, independently of the operator. In fact, it can rupture even in nominal operation, for various reasons, and no manufacturer guarantees the long-term durability of a bursting membrane at high temperatures and in a corrosive environment. The diaphragms need to be changed frequently to reliably ensure their function, leading to a steam generator shutdown and complete drainage on the heat carrier side. The emergency generator of steam generator based only on the use of bursting membranes reduces the pressure load of the steam generator in the emergency situation in terms of size and duration, but it does not significantly limit the time contact of the heat carrier and water in the steam generator in the accident. The simultaneous use of the two previously-known prior art elements of the emergency generator of the heat generator on the heat carrier side removes all the disadvantages of their separate use.

Uvedené nevýhody dosud známého havarijního zabezpečení parních generátorů odstraňuje havarijní zabezpečení parního generátoru, zejména článkového provedení začleněného do hlavního okruhu, se vstupním a výstupním potrubím, se vstupní a výstupní komorou teplonositele a se vstupním a výstupním propojovacím potrubím a vyrovnávací nádrží teplonositele podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že na vstupním propojovacím potrubí a na výstupním propojovacím potrubí a na výstupním propojovacím potrubí je umístěno trojcestné rychlouzavírací zařízení. Troj čestné rychlouzavírací zařízení je napojeno odlehčovacím potrubím na alespoň jednu havarijní nádrž, nebo alternativně na plynový prostor hlavního okruhu, například ve vyrovnávací nádrži teplonositele.Said drawbacks of the prior art emergency generator of steam generators are eliminated by the emergency generator of the steam generator, in particular of the articulated embodiment incorporated into the main circuit, with inlet and outlet piping, inlet and outlet chamber of the heat carrier and It is an object of the invention to provide a three-way quick-closing device on the inlet interconnecting line and the outlet interconnecting line and on the outlet interconnecting line. The three-way quick-closing device is connected by a relief line to at least one emergency tank, or alternatively to the gas space of the main circuit, for example in a buffer tank of the heat carrier.

Trojcestné rychlouzavírací zařízení může být koncipováno napr. podle ČSAO č. 196 571.The three-way quick-closing device can be designed for example according to CSA No. 196 571.

Havarijní zabezpečení podle vynálezu pracuje tak, že při vzniku havarijní situace jednak trojcestná rychlouzavírací zařízení odizolují porušení parní generátor od ostatních částí, čímž se časově a prostorově vymezí styk obou pracovních látek, jednak současně, bez zpoždění, otevřou odlehčovací potrubí, čímž se co do hodnoty i času redukuje tlakové zatížení z titulu havárie parního generátoru na minimum a přitom, jak ukazují zkoušky, ne2 vznikne ráz kapaliny, a konečně se provádí takto současně organizovaný odchod produktů reakce z parního generátoru, je-li vyhřívaný tekutým sodíkem.Emergency security according to the invention works in such a way that in the event of an emergency, three-way quick-closing devices isolate the failure of the steam generator from the other parts, thereby limiting the time and space contact between the two working substances. At the same time, the pressure load due to the steam generator accident is reduced to a minimum and, as the tests show, there is no impact of the liquid, and finally the simultaneous organized exit of the reaction products from the steam generator when heated with liquid sodium.

Havarijním zabezpečením podle vynálezu lze docílit rychlé izolace vadné části parního generátoru při nesrovnatelně nižších investičních nákladech než je tomu u dosud známých prvků nebo jejich kombinací havarijního zabezpečení.The emergency safety device according to the invention can achieve rapid isolation of the defective part of the steam generator at incomparably lower investment costs than the previously known elements or their combinations of emergency safety devices.

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na výkresech, kde obr. 1 je schéma havarijního zabezpečení s odlehčovacím potrubím zaústěným do havarijní nádrže, na obr. 2 s alternativním zaústěním do plynového prostoru okruhu.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings, wherein Fig. 1 is a diagram of an emergency safety device with relief piping connected to an emergency tank; Fig. 2 with an alternative connection to the gas space of the circuit.

Teplonositel je přiváděn do parního generátoru 1 vstupním potrubím 2 zpravidla přes technologickou armaturu 4 a zejména u článkových parních generátorů zpravidla dále přes vstupní komoru 5 teplonositele vstupním propojovacím potrubím 6 a odváděn z parního generátoru 1 výstupním propojovacím potrubím 7 přes zpravidla výstupní komoru 8 teplonositele, technologickou armaturou 4 výstupním potrubím 9 zpět do hlavního okruhu 3 jaderné elektrárny. Na vstupním propojovacím potrubí 7 jsou umístěna trojcestná uzavírací zařízení 10, připojená na odlehčovací potrubí 11 zaúsťující do alespoň jedné havarijní nádrže 12 nebo alternativně do plynového prostoru 18 hlavního okruhu 3 vytvořeného například ve vyrovnávací nádrži 17 teplonositele, čímž je vytvořeno havarijní zabezpečení na straně tepíonositele podle vynálezu. Voda je do parního generátoru 1, zejména článkového provedení, přiváděna vstupní vodní komorou 15 a vodním převáděcím potrubím 13 a vyrobená pára je z parního generátoru 1 odváděna parním převáděcím potrubím 14 do parní komory 16.The heat carrier is fed to the steam generator 1 through the inlet pipe 2 as a rule through the technological armature 4 and, in particular in the case of articulated steam generators, usually further through the inlet chamber 5 of the heat carrier. through the pipe 4 through the outlet pipe 9 back to the main circuit 3 of the nuclear power plant. Three-way shut-off devices 10 are provided on the inlet interconnecting conduit 7, connected to the relief conduit 11 opening into at least one emergency tank 12 or alternatively into the gas space 18 of the main circuit 3 formed, for example, in the heat transfer tank 17. invention. Water is supplied to the steam generator 1, in particular of the articulated embodiment, by an inlet water chamber 15 and a water transfer line 13, and the steam produced is discharged from the steam generator 1 by a steam transfer line 14 to a steam chamber 16.

Havarijní zabezpečení pracuje tak, že bud obsluha nebo na základě signálu z automatické havarijní signalizace, trojcestná rychlouzavírací zařízení 10 uzavřou v čase kratším než 1 s vstupní proj ovací potrubí 6 a výstupní propojovací potrubí 7 a současně otevřou odlehčovací potrubí 11, čímž teplonositel proudí z porušeného parního generátoru 1 malým odlehčovacím potrubím 11 do alespoň jedné havarijní nádrže 12, nebo alternativně do plynového prostoru 18 hlavního okruhu 3 vytvořeném například ve vyrovnávací nádrži 17. Činnost trojcestných rychlouzavíracích zařízení 10 nevyvolá žádný ráz kapaliny v parním generátoru 1, ani v hlavním okruhu 3, přičemž havarijní zabezpečení podle vynálezu splňuje všechny požadavky na ně v současné době kladené. Navíc vychází havarijní zabezpečení podle vynálezu pro parní generátory velkého výkonu levněji ve srovnání s dosavadním stavem.Emergency security operates by either the operator or, based on the automatic emergency signal, the three-way quick shut-off devices 10 in less than 1 second close the inlet manifold 6 and the outlet interconnecting pipeline 7 while opening the relief pipe 11, thereby flowing the heat carrier from the broken steam generator 1 through a small relief pipe 11 into at least one emergency tank 12, or alternatively into the gas space 18 of the main circuit 3 formed, for example, in the buffer tank 17. Operation of the three-way quick-closing devices 10 does not cause any liquid shock in the steam generator 1 or in the main circuit 3, wherein the emergency protection according to the invention meets all the requirements currently imposed on them. In addition, the emergency protection according to the invention for cheaper steam generators is cheaper than in the prior art.

Claims

1. Emergency protection of a steam generator, in particular of a cell type, incorporated in the main circuit, with inlet and outlet pipes, inlet and outlet chambers of the heat carrier and with inlet and outlet interconnecting pipelines and heat transfer tank equalizing, 6) and a three-way quick-closing device (10) is disposed on the outlet connecting pipe (7).

Emergency protection according to claim 1, characterized in that the three-way quick-closing device (10) is connected to the at least one emergency tank (12) via a relief line (11).

Emergency stop according to claim 1, characterized in that the three-way quick-closing device (10) is connected via a relief line (11) to the gas space (18) of the main circuit (3), for example in a heat transfer tank (17).