CS211337B1

CS211337B1 - Sodium buffer tank for the secondary sodium circuit of the nuclear power plant

Info

Publication number: CS211337B1
Application number: CS806672A
Authority: CS
Inventors: Josef Sykora; Josef Srutek
Original assignee: Josef Sykora; Josef Srutek
Priority date: 1980-10-03
Filing date: 1980-10-03
Publication date: 1982-02-26

Abstract

Vynález se týká vyrovnávací nádrže sodíku pro sekundární okruh jaderné elektrárny s rychlým reaktorem velkého výkonu. U provedení podle vynálezu se vyrovná vací nádrž skládá z kompenzátoru a tlumicí nádrže, které jsou navzájem propojené propojovacím potrubím, přiSemž tlumicí nádrž je napojena na kolektor spojovacím potrubím. Vyrovnávací nádrž je tedy složená ze dvou ěástí. První íást nazvaná kompenzátor, je velkého objemu a plní funkci vlastní kompenzace objemu sodíku sekundárního okruhu a druhá ěést vyrovnávací nádrže, tzv. tlumicí nádrž, je menšího objemu, která kromě funkce kompenzace objemu při roztažnosti sodíku přebírá funkci při havarijních stavech parního generátoru. Za nominálního provozu je hladina v obou nádržích v kondenzátorů i tlumicí nádrži ve stejné úrovni a nádrže jsou propojeny. V případš havarije je možno kompenzátor objemu oddělit na straně přívodu sodíku z tlumicí nádrže ventilem, jenž se uzavírá od havarijního signálu.The invention relates to a sodium buffer tank for the secondary circuit of a nuclear power plant with a high-power fast reactor. In the embodiment according to the invention, the buffer tank consists of a compensator and a buffer tank, which are interconnected by a connecting pipe, while the buffer tank is connected to the collector by a connecting pipe. The buffer tank is therefore composed of two parts. The first part, called the compensator, is of large volume and performs the function of compensating the sodium volume of the secondary circuit itself, and the second part of the buffer tank, called the buffer tank, is of smaller volume, which, in addition to the function of compensating the volume during sodium expansion, also takes over the function during emergency conditions of the steam generator. During nominal operation, the level in both tanks in the condenser and the buffer tank is at the same level and the tanks are interconnected. In the event of an emergency, the volume compensator can be separated on the sodium supply side of the buffer tank by a valve that closes from the emergency signal.

Description

Vynález řeší vyrovnávací nádrž sodíku pro sekundární okruh jaderné elektrárny s rychlým reaktorem velkého výkonu.The invention solves a sodium buffer tank for the secondary circuit of a high-power, high-speed nuclear power plant.

Jaderné elektrárny velkého výkonu s rychlými reaktory chlazené sodíkem, se projektují a stavějí jako tříokruhové. V primárním okruhu proudí aktivní tekutý kov, v sekundárním okruhu neaktivní tekutý kov, v teroiálním okruhu voda, respektive pára. Sekundární okruh s neaktivním sodíkem se skládá z výměníku sodíku primárního okruhu, parního generátoru s vyrovnávací nádrží a propojovacího potrubí s čerpadlem. Vyrovnávací nádrž v sekundárním sodíkovém okruhu jaderné elektrárny plní funkci kompenzace objemu tekutého sodíku při různých provozních stavech. Při havarijních situacích parního generátoru, tj. v případě netěsnosti teplosměnné plochy sekundárního okruhu, se vyrovnávací nádrž stává důležitým prvkem havarijního systému parního generátoru.High-power nuclear reactors with fast, sodium-cooled reactors are designed and built as three-circuit circuits. In the primary circuit, the active liquid metal flows, in the secondary circuit the inactive liquid metal flows, and in the terrarium circuit water or steam flows. The secondary circuit with inactive sodium consists of a primary circuit sodium heat exchanger, a steam generator with a buffer tank and a connection line with the pump. The buffer tank in the secondary sodium circuit of the nuclear power plant performs the function of compensating the volume of liquid sodium at various operating conditions. In emergency situations of the steam generator, ie in case of leakage of the heat exchange surface of the secondary circuit, the buffer tank becomes an important element of the emergency system of the steam generator.

Dosud provozované a projektované jaderné elektrárny s rychlými reaktory se sodíkovým teplonositelem mají vyrovnávací nádrž sodíku sekundárního okruhu zapojenou buá jako průtočnou nebo na obtoku (bypassu).Up to now operated and designed nuclear power plants with fast heat reactors with a sodium heat carrier have a buffer tank of the secondary circuit connected either as a by-pass or by-pass.

Projektované vyrovnávací nádrže sodíku sekundárního okruhu pro jaderné elektrárny s rychlým reaktorem velkého výkonu dosahují vlivem požadavku kompenzace velkého množství sodíku sekundárního okruhu obrovských rozměrů (až 100 m^), přičemž je nutné nádrže navrhovat s ohledem na provozní stav (tvoření vírů) a havarijní stav parního generátoru. Vyrovnávací nádrže sodíku jsou pak nesnadno vyrobitelné, obsahuji složité a těžké vestavby a působí značné potíže jak v oblasti experimentálního ověřování, tak i při montáži a transportu.Designed secondary buffer sodium tanks for nuclear power plants with fast reactors have a large capacity (up to 100 m ^) due to the requirement to compensate large amounts of sodium of the secondary circuit, while designing the tanks with regard to operating conditions (vortex formation) and steam emergency generator. The sodium buffer tanks are then difficult to manufacture, contain complex and heavy installations and present considerable difficulties in both experimental verification and assembly and transport.

Mimo to, při havarijním stavu parního generátoru a zavlečení produktů reakce Na-HgO do vyrovnávací nádrže, může nastat její znečistění a zanesení kysličníky sodíku, které se obtížně odstraňují. Velmi nepříznivý stav by nastal, kdyby se voda, respektive pára dostala až do vyrovnávací nádrže a reagovala zde s velkým objemem sodíku.In addition, when the steam generator is in an emergency state and the Na-HgO reaction products are introduced into the buffer tank, it can become contaminated and clogged with sodium oxides, which are difficult to remove. A very unfavorable situation would arise if the water or steam reached the buffer tank and reacted with a large volume of sodium.

Uvedené nevýhody odstraňuje vyrovnávací nádrž sodíku jaderných elektráren s rychlým raktorem podle vynálezu. Podstata vynálezu záleží v tom, že vyrovnávací nádrž se skládá z kompenzátoru a tlumicí nádrže, které jsou navzájem propojené propojovacím potrubím, přičemž tlumicí nádrž je napojena na kolektor spojovacím potrubím.These disadvantages are overcome by the sodium buffer tank of the fast-speed nuclear power plants of the invention. The essence of the invention is that the buffer tank consists of a compensator and a damping tank, which are interconnected by an interconnecting line, the damping tank being connected to the collector by a connecting line.

Vyrovnávací nádrž sekundárního sodíku je tedy složená ze dvou částí. První část vyrovnávací nádrže, nazvaná kompenzátor, je velkého objemu a plní funkci vlastní kompenzace objemu sodíku sekundárního okruhu a druhá část vyrovnávací nádrže, nazvaná tlumici nádrž, je menšího objemu, která kromě funkce kompenzace objemu při roztažnostl sodíku přebírá funkci při havarijních stavech parního generátoru. Komplex vyrovnávací nádrže je zapojen v sekundárním olcruhu sodíku jaderné elektrárny v bypassu nebo průtočně. Za nominálního provozu je hladina v obou nádržích v kompenzátoru i tlumicí nádrži ve stejné úrovni a nádrže jsou propojeny.The secondary sodium buffer tank is therefore composed of two parts. The first part of the buffer tank, called the compensator, is of a large volume and performs the function of self-compensation of the secondary circuit sodium volume, and the second part of the buffer tank, called the buffer tank, is smaller. The buffer tank complex is connected in the secondary sodium sodium of the nuclear power plant bypass or through-flow. In nominal operation, the level in both the compensator and damping tanks is at the same level and the tanks are connected.

Při havarijním stavu parního generátoru, tj. v případě poruchy teplosměnné plochy, produkty havárie znečistí relativně melou část sodíku ve vyrovnávací nádrži, tj. sodík obsažený v tlumicí nádrži. První část vyrovnávací nádrže, tj. kompenzátor objemu, je možné oddělit na straně přívodu sodíku z tlumicí nádrže ventilem, který se uzavírá od havarijního signálu. Hlavním ukazatelem havarijního stavu parního generátoru je zvýšení tlaku plynu ve vyrovnávací nádrži sodíku. V případě rozdělení prostoru vyrovnávací nádrže na dvě části podle vynálezu je citlivost měření podstatně vyšší, nebol čidla, umístěná v rozděleném plynovém prostoru vyrovnávací nádrže reagují rychleji na havarijní stav. Kromě signalizace od zvýšení tlaku je možné signalizaci havárie od rozdílu hladin v obou částech vyrovnávací nádrže. K tomu slouží hladinoměry v obou částech vyrovnávací nádrže a armatury v argonovém potrubí.In the emergency condition of the steam generator, i.e. in the event of a heat exchange surface failure, the products of the accident contaminate the relatively low portion of sodium in the buffer tank, ie the sodium contained in the buffer tank. The first part of the buffer tank, ie the volume compensator, can be separated on the sodium inlet side of the buffer tank by a valve that closes from the emergency signal. The main indicator of the emergency state of the steam generator is the increase in gas pressure in the sodium buffer tank. If the buffer tank space is divided into two parts according to the invention, the sensitivity of the measurement is considerably higher, since the sensors located in the divided gas space of the buffer tank react more quickly to the emergency state. In addition to signaling from pressure increase, it is possible to signal an accident from the difference in levels in both parts of the buffer tank. Level gauges in both parts of the equalization tank and the fittings in the argon pipeline are used for this purpose.

Rovněž měření koncentrace vodíku v argonovém prostoru vyrovnávací nádrže je u zařízení podle vynálezu podstatně citlivější.Also the measurement of the hydrogen concentration in the argon space of the buffer tank is considerably more sensitive in the device according to the invention.

Odlehčovaoí zařízení, které tvoří průtržná membrána, potrubí a separační nádrž za ní, pracuje vzhledem k menším objemům u zařízení podle vynálezu podstatně dříve, čímž nedojde k tak velkému zanesení produktů havárie po okruhu a k jejich nakupení v sekundárním okruhu jaderné elektrárny velkého výkonu.Due to the smaller volumes of the device according to the invention, the relief device consisting of the bursting membrane, the piping and the separating tank works substantially earlier, thus avoiding such large clogging of the breakdown products and accumulating them in the secondary circuit of a high power nuclear power plant.

Zařízení podle vynálezu v případě postupu vody nebo páry až do vyrovnávací nádrže omezuje množství reagujícího sodíku na podstatně menší část.The device according to the invention in the case of water or steam flowing up to the buffer tank limits the amount of reacting sodium to a substantially smaller proportion.

Z hlediska výroby, transportu a montáže je zařízení podle vynálezu jednodušší- Rovněž způsob provedení vestavby bude vzhledem k zmenšení nádoby jednodušší.In terms of manufacture, transport and assembly, the device according to the invention is simpler.

Pro jaderně energetická zařízení je vyžadováno experimentální ověření všech funkčních částí v měřítku 1:1. U zařízení podle vynálezu je možná experimentálně ověřit kompenzátor a zvláště tlumicí nádrž s vestavbou, čímž 3e sníží náklady na provedení experimentu, nebot nádrže jsou podstatně menších objemů.For nuclear power plants, experimental verification of all functional parts on a 1: 1 scale is required. In the device according to the invention, it is possible to experimentally verify the compensator and in particular the damping tank with built-in, thereby reducing the cost of carrying out the experiment, since the tanks are considerably smaller in volume.

Příklad provedení vyrovnávací nádrže sodíku jaderných elektráren podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje schéma vyrovnávací nádrže podle vynálezu a obr. 2 schéma alternativního provedení s průtočným zapojením.An exemplary embodiment of a buffer tank of sodium of nuclear power plants according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a diagram of a buffer tank according to the invention and Fig. 2 shows a diagram of an alternative flow-through embodiment.

Tlumicí nádrž 2 ⁸ kompenzátor 1 podle obr. 1 i obr. 2 jsou mezi sebou propojeny propojovacím potrubím 13 s ventilem J, který je v době normálního provozu otevřen. Ventil J se uzavře na povel havarijní situace. Tlumicí nádrž 2 j^e opatřena membránou i v odlehčovacím potrubí 5, ústícím do separační nádrže 15. Pt*® přívod argonu do kompenzátoru i a tlumicí nádrže 2 slouží argonové potrubí fi přes argonové uzávěry J. Tlumicí nádrž 2 j® opatřena hladinoměrem 2 a měřičem 10 tlaku, indikačními přístroji průniku vody do sodíku, jako je čidlo 14 koncentrace vodíku v sodíku a čidlo 16 koncentrace vodíku v argonu. Kompenzátor J, je opatřen též hladinoměrem 2·The damping tank ^{28 of the} compensator 1 of FIG. 1 and FIG. Valve J closes on emergency command. Buffer tank 2 ^e j membrane provided in the relief pipe 5 opens into a separation tank 15. Pt * ® flow of argon into the damping compensator IA tank 2 serves Argon Argon through conduit fi closures J. damping tank 2 is provided with a level meter J® 2 meter and 10 pressure indicators indicating water penetration into sodium, such as a hydrogen concentration sensor 14 in sodium and a hydrogen concentration sensor 16 in argon. Compensator J is also equipped with level meter 2 ·

Sodík sekundárního okruhu jaderné elektrárny podle obr. 1 proudí kolektorem 12. Spojovacím potrubím JI je kolektor 12 spojen s vyrovnávací nádrží, která se skládá z kompenzátoru £ a tlumicí nádrže 2· Spojovací potrubí 11 je na obr. 1 zakresleno pro případ propojení vyrovnávací nádrže na obtoku (bypassuThe sodium of the secondary circuit of the nuclear power plant according to FIG. 1 flows through the collector 12. Through the connecting line 11 the collector 12 is connected to a buffer tank consisting of a compensator 8 and a buffer tank 2. The connecting line 11 is shown in FIG. bypass

Na obr. 2 je znázorněno zařízení podle vynálezu pro alternativu průtočného zapojení vyrovnávací nádrže sodíku. Přívodním potrubím 6. sodíku je přiváděn sodík do tlumicí nádrže 2, ze které protéká výstupním potrubím J2 k dalěím částem sekundárního okruhu jaderné elektrárny.FIG. 2 shows a device according to the invention for an alternative flow connection of a sodium buffer tank. Sodium feed line 6 feeds sodium into a buffer tank 2, from which it flows through the discharge line 12 to other parts of the secondary circuit of the nuclear power plant.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A sodium buffer tank for a secondary sodium circuit of a nuclear power plant and a fast reactor, characterized in that it comprises a compensator (1) and a buffer tank (2), which are interconnected by interconnecting line (13), the buffer tank (2) being connected Collector (12) via connecting pipe (11).

2. A buffer tank according to claim 1, characterized in that the buffer tank (2) is connected to the circuit of the nuclear power plant via the inlet pipe (6) and the outlet pipe (17).

3. A buffer tank according to claim 1, characterized in that a valve (3) is arranged on the interconnecting line (13).

4. A buffer tank according to claim 1, characterized in that the buffer tank (2) with the level meter (9) and the pressure gauge (10) is provided with a diaphragm (4) located in the relief pipe (5) opening into the tank separators (15). penetrating water into the sodium as the hydrogen concentration sensor (14) and the hydrogen concentration sensor (16) in argon.

5. The sodium buffer tank according to claim 4, characterized in that both the compensator (1) and the buffer tank (2) have an argon line (8) with argon caps (7).

2 sheets of drawings