CS229949B2

CS229949B2 - Passive protective equipment at crash outflow of atomic power stations'thermo carrying medium with water cooled reactor

Info

Publication number: CS229949B2
Application number: CS829835A
Authority: CS
Inventors: Stefan J Gertschev; Vladimir P Pavlov
Original assignee: Nyppies Energoprojekt
Priority date: 1981-12-29
Filing date: 1982-12-28
Publication date: 1984-07-16
Also published as: DE3247580A1; HU186211B; BG35293A1

Abstract

In order to guarantee the safety of a nuclear power plant having a water-cooled nuclear reactor in the event of accidental escape of the heat carrier, a passive protective system is provided in which the hermetic chambers of the primary coolant circuit are connected to a condensation system with bubble passage, which is connected in turn to a hermetic monolithic chamber. The condensation system consists of tubes immersed at different depths from the water surface of a water chamber and each fitted with a flat nozzle. These flat nozzles are embraced in each case by a channel with a converger and diffuser, the channel having a flat cross-section. The hermetic chamber can have a variable volume, for which purpose it is provided with a water seal and a movable cover. In this case, its volume increases even under minimum increase in pressure, and this makes it possible to dimension for substantially smaller design pressures. The different tube lengths and the design of the immersed tube ends with flat nozzles provide the preconditions that some of the tubes will be operated under stationary conditions even in the case of a relatively low throughput of the steam/air mixture. <IMAGE>

Description

Vynález se týká 'pasivního ochranného zařízení při havarijním výtoku teplonosného ’ médiV jaderně elektrárny s vodou chlazeným jaderným reaktořehi, jehož neprodyšné prostory, v nichž se nachází primární oběh', jsou spojeny s barbotážní kondenzační soustavou, jež jě ze své strany spojená s neprodyšným, bezespárovým prostorem a sestává' z trubek ponořených do vodního prostoru.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a passive protective device for emergency outflows of a heat transfer medium in a water-cooled nuclear power plant having a sealed space in which the primary circuit is located connected to a barbotage condensation system which and consists of tubes immersed in the water space.

Je známo pasivní ochranné zařízení při havarijním výtoku teplonosného média jaderné elektrárny s vedou chlazeným jaderným reaktorem, při němž jsou neprodyšně utěsněné prostory primárního oběhu spojeny s- barbotážní kondenzační soustavou, a kondenzační soustava sestává z trubek se stejnou délkou, ponořených do· studené vody.A passive protective device is known for an emergency outflow of a heat transfer medium of a nuclear power plant with a cooled nuclear reactor in which the airtightly sealed primary circulation spaces are connected to a barbotage condensation system and the condensation system consists of tubes of equal length immersed in cold water.

Nevýhoda tohoto známého zařízení spočívá v ^tom/ že velký průřez proudu vzduchu a^páry, vstupujícího trubkami do vodního· prostoru,-a tvořený velký tryskový proud směsi páry, vzduchu a vody vedou ke tvoření velkých bublin, při jejichž kondenzaci dochází v důsledku implozí ke značným zátěžím zařízení.The disadvantage of this known device is that the large cross-section of the air and steam stream entering the water space through the tubes and the large jet stream of the steam, air and water mixture leads to the formation of large bubbles, the condensation of which to significant equipment loads.

Tvoření velkýGh bublin vyžaduje к dosahování maximální kondenzace parní složky směsi páry a vzduchu značnou hloubku po2 noru výstupů trubek do vodního prostotu, resp. větší délku trubek, jež má žé své strany za následek zvýšený průtočný odpor kondenzačního přístroje. Kromě toho vyvolává nestacionární proud páry a vzduchu kondenzaci páry v samotných trubkách, jež je provázena nasáváním vody z vodního prostoru. Při následujícím zvýšení tlaku, podmiňovaném redukcí kondenzační plochý, je nasávaný vodní sloupec vyrážen šC zpětným účinkem do vodního prostoru. Také tyto pochody vedou ke značným dynamickým zátěžím zařízení, projevujícím se silnými nestacionárními vibracemi.The formation of large air bubbles requires a considerable depth of discharge of the pipe outlets into the water space to achieve maximum condensation of the steam component of the steam-air mixture. a longer tube length which results in increased flow resistance of the condenser at both sides. In addition, the unsteady flow of steam and air causes condensation of steam in the tubes themselves, which is accompanied by suction of water from the water space. At the subsequent pressure increase due to the condensation flat reduction, the sucked-in water column is pumped back into the water space. Also these processes lead to considerable dynamic loads of the device, manifested by strong non-stationary vibrations.

Úkolem vynálezu· je vytvořit pasivní ochranné' zařízení 'při havarijním výtoku teplonosného média jaderné 'elektrárny s- jaderným reaktorem se zvětšenou kondenzační kontaktní plochou ^; a účinným směšováním směsi páry a· vzduchu s vodou ve vodním 'prost: ru· při zlepšeném využití kinetické energie· proudu ¹ páry a vzduchu ve směšovacím pochodu.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a passive protective device in the event of an emergency discharge of a heat transfer medium of a nuclear power plant with a nuclear reactor having an increased condensation contact surface ^; and by effectively mixing the mixture of steam and air with water in the aqueous environment while improving the utilization of the kinetic energy of the stream ^{1 of} steam and air in the mixing process.

Úkol je řešen zařízením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že trubky jsou ponořeny v rozdílné hloubce vůči vodní hladině a každá trubka je osazena plochou tryskou, jež obepíná její výstup a ze své strany je obepjata plochým kanálem s konfuzorem a difuzorem, přičemž nepro229949The object is solved by the device according to the invention, which consists in that the pipes are submerged at different depths to the water surface and each pipe is fitted with a flat nozzle which surrounds its outlet and is surrounded by a flat channel with confusor and diffuser.

4 dyšný, . bezespárový vodní prostor je proveden š proměnlivým objemem.4 dyšný,. the seamless water space is designed with a variable volume.

Navíc - je - neprodyšný, - bezespárový prostor . osazen vyrovnávací - komorou a pohyblivým příklopem.In addition - it is - airtight, - seamless space. fitted with a balancing chamber and a movable hatch.

Nový anebo vyšší účinek, dosahovaný vynálezem, lze vyvozovat z dále uváděných skutečností.The new or higher effect achieved by the invention can be inferred from the following.

Je zaručeno. účinné směšování směsi páry a vzduchu s vodou ve vodním prostoru při značně zvětšené kondenzační ploše a za minimálních hydraulických ztrát.It is guaranteed. Efficient mixing of steam and air with water in the water space with considerably increased condensation area and minimum hydraulic losses.

Zařízení umožňuje podstatné zmenšení hloubky ponoru výstupu trubky do vodního prostoru, resp. zkrácení délky trubky, a redukuje průtočný -odpor kondenzační soustavy.The device allows a substantial reduction of the immersion depth of the pipe outlet into the water space, resp. the pipe length is reduced, and the flow resistance of the condensing system is reduced.

Konstrukce zaručuje i při nestacionárním průtoku vstupující směsi páry a vzduchu redukci dynamických zátěží konstrukčních prvků . zařízení.The design ensures, even at non-stationary flow of the incoming steam-air mixture, the reduction of the dynamic loads of the structural elements. equipment.

Proměnlivý - objem prostoru pro příjem vzduchu a .. . jiných nekondenzujících plynů s vyrovnávací komorou a pohyblivým příklopem umožňuje stanovení jeho- rozměrů při podstatně menším dimenzačním tlaku.Variable - volume of space for air intake a ... Other non-condensing gases with a buffer chamber and a movable flap make it possible to determine its dimensions at a considerably lower design pressure.

Vynález bude nyní příkladně popsán podle přiložených výkresů, na nichž představuje obr. 1 schematický průřez pasivním ochranným . zařízením . a . obr. 2 . schematický průřez výstupem trubky do vodního prostoru.The invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a schematic cross-section of a passive protective device. equipment. a. Fig. 2. schematic cross section of the pipe outlet into the water space.

Zařízení sestává z neprodyšného prostoru 1, v němž . se - - nachází výstroj primárního oběhu, oddělená - - tepelně izolovanou klapkou 2 od kanálu 3. Kanál 3 je spojen s kolektorovým prostorem 4, jenž je ze své strany spojen s barbotážní kondenzační soustavou. Kondenzační soustava je složena z trubek ,- 5 - ponořených v - rozdílné ' ' hloubce vůči vodní hladině.- - Výstup - každé trubky 5 je osazen - - plochou - - - tryskou 6, - jež je - obepjata plochým kanálem 7 - s konfuzorem a - difuzorem. - - Trubky - .5 -' jsou ponořeny do vodního prostoru- .8.._Vodní prostor - 8 je prostřednictvím zpětných - ventilů - 9 -spojen s - neprodyšným, -bezespárovým- prostorem 10. Neprodyšný, bezespárový prostor 10 může - být prováděn také - s proměnlivým - - objemem - s vyrovnávací komorou 11 a pohyblivým- příklopem 12. .The device consists of an airtight space 1 in which. The primary circuit equipment is separated by a thermally insulated flap 2 from the channel 3. The channel 3 is connected to the collector space 4, which is connected from its side to a barbotage condensation system. The condensation system consists of tubes - 5 - submerged in - different depths from the water surface. - - outlet - each tube 5 is fitted with - - flat - - - nozzle 6, - which is - surrounded by a flat channel 7 - with confusor and a diffuser. The pipes 5 are immersed in the water space 8. The water space 8 is connected by means of non-return valves 9 to the airtight, seamless joint 10. The airtight, seamless joint 10 can be provided. also - with a variable - volume - with a buffer chamber 11 and a movable flap 12.

Zařízení pracuje následovně:The device works as follows:

Při havárií - podmíněném narušení neprodyšnosti primárního- oběhu zvyšuje se odlučováním páry od vytékajícího teploncsného- média tlak v neprodyšném prostoru 1, což má z jeho strany za následek otevření klapky 2 a vytékání směsi - páry a - vzduchu kanálem 3 ke kolektorovému prostoru 4. Svazkem z rozdílně dlouhých, vždy jednou plochou tryskou 6 osazených trubek 5- ' do vodního prostoru 8 vstupuje směs páry a vzduchu, jež s sebou unáší studenou vodu a s ní se směšuje, přičemž se tvoří tenký plochý paprsek. - Nato- probíhá - vytvořená směs páry, vody a vzduchu - plochým - - kanálem 7 s konfuzorem a difuzorem. Ploché proudění, způsobované kinetickou - energií směsi páry a vzduchu vycházející z - ploché trysky 6, prochází se zvýšenou rychlostí plochým kanálem 7, přičemž jsou vytvářeny příznivé předpoklady pro účinnou kondenzaci parní složky ve směsi páry a vzduchu. Vlivem rozdílné délky trubek 5 je dávána ta možnost, že část trubek 5 je udržována v provozu za stacionárních podmínek i při -poměrně - malém průtoku směsi páry a vzduchu. Pravděpodobnost nestabilního provozu způsobeného nasáváním vody z vodního prostoru 8 do trubek 5 - a jeho následujícím vyrážením, což je pochod mající za následek značné dynamické zátěže a vibrace, je snižována na minimum. V důsledku zvýšení tlaku nad vodní hladinou vodního prostoru 8 vlivem vzduchu a jiných nekondenzujících plynů otvírají se zpětné ventily - 9, jejichž prostřednictvím vlhký vzduch a - - plyny vyplňují neprodyšný, bezespárový prostor 10, kde setrvávají až do deaktivace. - Při provedení neprodyšného, - bezespárového prostoru 10 s proměnlivým objemem, osazeného vyrovnávací komorou 11 a pohyblivým příklopem 12, zvyšuje se jeho objem. - i při minimálním zvýšení tlaku v prostoru. ,In the event of a conditional disturbance of the primary air-tightness, the pressure in the air-tight space 1 increases by separating the steam from the outgoing heat-transfer medium, resulting in the opening of the flap 2 and A mixture of steam and air enters the water space 8 from the different lengths of tubes 5 ' - A mixture of steam, water and air - by means of a flat - channel 7 with a confuser and a diffuser is then carried out. The flat flow caused by the kinetic energy of the steam / air mixture exiting the flat nozzle 6 passes through the flat channel 7 at increased speed, creating favorable conditions for effective condensation of the steam component in the steam / air mixture. Due to the different lengths of the tubes 5, there is the possibility that part of the tubes 5 is maintained in operation under stationary conditions even at a relatively low flow rate of the steam-air mixture. The likelihood of unstable operation caused by the suction of water from the water space 8 into the pipes 5 - and its subsequent ejection, a process resulting in considerable dynamic loads and vibrations, is minimized. As a result of the pressure increase above the water level of the water space 8 due to air and other non-condensing gases, the non-return valves 9 open, through which the moist air and the gases fill the airtight, seamless space 10 where they remain until deactivated. By providing an airtight, gapless space 10 of variable volume, fitted with a compensating chamber 11 and a movable hatch 12, its volume increases. - even with minimal pressure increase in the room. ,

Claims

; SUBJECT

1. - Passive - - - emergency discharging device - water-cooled nuclear power plant medium - nuclear reactor whose air-tight spaces, - in which the primary circuit is located, are connected to a barbotage condensation system, which is and consists of tubes immersed in the water space, characterized in that the tubes (5) are immersed at different depths relative to the water surface and each tube of the invention.

ka (5) is fitted with a flat nozzle (6) that surrounds its outlet and is surrounded by a flat channel (7) with - from the nozzle side - (6). and the diffuser, wherein the airtight, gap-free space (10) is of variable volume.

Device according to claim 1, characterized in that the airtight, jointless space (10) is fitted with a compensating chamber (11) and a movable hatch (12).