CS231859B1

CS231859B1 - Device for modeling of emergency situation of a steam generator type sodium-water

Info

Publication number: CS231859B1
Application number: CS832167A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Matal; Josef Martoch; Vladimir Kugler; Zdena Lochmanova
Original assignee: Oldrich Matal; Josef Martoch; Vladimir Kugler; Zdena Lochmanova
Priority date: 1983-03-29
Filing date: 1983-03-29
Publication date: 1984-12-14
Also published as: CS216783A1

Abstract

U provedení podle vynálezu je vnitřní prostor tělesa vstřikovadla připevněného svarovým spojem k nátrubku teplosměnné trubky a umístěného v nátrubkovém prostoru montážního nátrubku zaústěného do mezitrubkového prostoru parního generátoru napojen na zdroj testovacích tekutin dvěma samostatnými potrubími testovací tekutiny, z nichž každé sestává z vnitřního potrubí, průchodového nátrubku a vnějšího potrubí, přičemž vnitřní potrubí je opatřeno alespoň jedním kompenzačním ohybem. Dále je část tělesa vstřikovadla mezi koncem s průtržnou membránou a na tělese vstřikovadla vytvořeným nákružkem s úpravou pro svarový spoj s nátrubkem teplosměnné trubky do nátrubku zasunuté vytěsnitelem vnitřního prostoru tohoto nátrubku teplosměnné trubky. Vynálezu je možno použít především v jaderné energetice.In the embodiment according to the invention, the inner space of the injector body attached by a welded joint to the heat exchange tube socket and located in the socket space of the mounting socket opening into the inter-tube space of the steam generator is connected to the source of test fluids by two separate test fluid pipes, each of which consists of an inner pipe, a through-pipe and an outer pipe, the inner pipe being provided with at least one compensation bend. Furthermore, the part of the injector body between the end with the rupture membrane and the collar formed on the injector body with a modification for the welded joint with the heat exchange tube socket is inserted into the socket by a displacer of the inner space of this heat exchange tube socket. The invention can be used primarily in nuclear power engineering.

Description

(54) Zařízeni pro modelování havarijní situace u parního generátoru typu sodík- voda(54) Equipment for modeling the emergency situation of a sodium-water steam generator

U provedení podle vynálezu je vnitřní prostor tělesa vstřikovadla připevněného svarovým spojem k nátrubku teplosměnné trubky a umístěného v nátrubkovém prostoru montážního nátrubku zaústěného do mezitrubkového prostoru parního generátoru napojen na zdroj testovacích tekutin dvěma samostatnými potrubími testovací tekutiny, z nichž každé sestává z vnitřního potrubí, průchodového nátrubku a vnějšího potrubí, přičemž vnitřní potrubí je opatřeno alespoň jedním kompenzačním ohybem. Dále je část tělesa vstřikovadla mezi koncem s průtržnou membránou a na tělese vstřikovadla vytvořeným nákružkem s úpravou pro svarový spoj s nátrubkem teplosměnné trubky do nátrubku zasunuté vytěsnitelem vnitřního prostoru tohoto nátrubku teplosměnné trubky. Vynálezu je možno použít především v jaderné energetice.In an embodiment of the invention, the inner space of the injector body secured by welding joint to the heat exchange tube sleeve and located within the mounting sleeve opening of the steam generator inter-tube space is connected to the test fluid source by two separate test fluid lines, each consisting of an inner tube. and an outer conduit, wherein the inner conduit is provided with at least one compensating bend. Further, a portion of the injector body between the rupture membrane end and the injector body is formed with a collar with a fitting adapted to be welded to the tube of the heat exchange tube into the socket by the displacement dispenser of the inner space of the tube. The invention can be used primarily in nuclear power.

,o,O

Vynález se týká zařízení pro modelování havarijní situace u parního generátoru typu sodík-voda.The invention relates to a device for modeling an emergency situation in a sodium-water steam generator.

Jedním z určujících momentů provozní spolehlivosti a bezpečnosti parního generátoru typu sodík-voda je jeho chování v havarijní situaci, tj. při porušení těsnosti stěn oddělujících od sebe pracovní látky /sodík a vodu/ s následným průnikem vody resp. vodní páry do tekutého sodíku.One of the decisive moments of operational reliability and safety of the steam-generator of the sodium-water type is its behavior in an emergency situation, ie when the tightness of the walls separating working substances / sodium and water / with consequent water or resp. water vapor to liquid sodium.

Četnost těchto poruch parního generátoru lze snížit zejména vhodnými opatřeními při výrobě parního generátoru, volbou materiálu, komcepcí a konstrukcí, nelze je však vyloučit.The frequency of these disturbances of the steam generator can be reduced, in particular, by suitable measures in the manufacture of the steam generator, by the choice of material, design and construction, but cannot be excluded.

Je proto nutno vybavit parní generátor systémem havarijní ochrany sestávající z prvků havarijní signalizace měřicích a vyhodnocujících změny parametrů pracovních látek a charakteristik PG a z prvků havarijního zabezpečení časově a prostorově omezujících průběh reakce sodíku s vodou a odlehčujícíoh tlakový systém PG.It is therefore necessary to equip the steam generator with a system of emergency protection consisting of elements of emergency signaling measuring and evaluating changes in parameters of working substances and characteristics of PG and of elements of emergency safeguarding time and space limiting the reaction of sodium with water and relieving pressure system PG.

Dokonalé ověření systému havarijní ochrany lze provést pouze experimentálně, což vyžaduje opatřit PG zařízením pro modelováním havarijních situací, tj. zařízením dávkujícím definované množství testovací tekutiny /vody resp. vodní páry, případně argonu/ do sodíku ve vhodném místě PG.Perfect verification of the emergency protection system can only be performed experimentally, which requires the provision of a PG device for modeling emergency situations, ie a device delivering a defined amount of test fluid / water respectively. water vapor, optionally argon / sodium, at a suitable PG location.

Známé provedení zařízení pro modelování havarijních situací sestává ze vstřikovadla, potrubí testovací tekutiny a zdroje testovací tekutiny. Vstřikovadlo napojené potrubím testovací tekutiny na zdroj testovací tekutiny je vloženo jedním koncem do nátrubku pláště PG a ústí otvorem dírou do mezitrubkového prostoru PG.A known embodiment of an emergency modeling device consists of an injector, a test fluid line, and a test fluid source. The injector connected by the test fluid line to the test fluid source is inserted one end into the PG sleeve and opens through a hole through the hole into the PG inter-tube space.

Vlastní díra je opatřena průtržnou membránou dimenzovanou na určitý přetlak.The hole itself is provided with a bursting membrane designed for a certain overpressure.

Při zvýšení přetlaku ze strany testovací tekutiny nad tuto mez se membrána protrhne a nastává průnik testovací tekutiny do sodíku proudícího mezitrubkovým prostorem PG.When the overpressure on the side of the test fluid rises above this limit, the membrane ruptures and the test fluid penetrates into the sodium flowing through the PG interstitial space.

Alternativně lze membránu nahradit jehlovou kuželkou uzavírající otvor v sedle modelující vlastni díru. Výhodou známého provedení je výrobní jednoduchost, funkční spolehlivost a snadná montáž, resp. demontáž zařízení na parním generátoru.Alternatively, the diaphragm can be replaced by a needle plug closing the hole in the seat modeling its own hole. The advantage of the known design is manufacturing simplicity, functional reliability and easy assembly, respectively. disassembly of the equipment on the steam generator.

Nevýhodou a to podstatnou, je nemožnost použít tohoto zařízení pro modelování havarijní situace u obrácených parních generátorů /považovaných v současné době za velmi perspektivní/ vzhledem k tomu, že sodík neproudí v mezitrubkovém prostoru, ale v teplosměnných trubkách svazku, nelze tedy stávajícím zařízením přivést testovací tekutinu do sodíku.The disadvantage is that it is impossible to use this device to model the emergency situation of inverted steam generators (currently considered to be very promising), since sodium does not flow in the inter-tube space but in the heat exchange tubes of the beam. liquid into sodium.

Tento nedostatek odstraňuje zařízení pro modelování havarijní situace u parního generátoru typu sodík-voda, sestávající ze vstřikovadla, potrubí testovací tekutiny a zdroje testovací tekutiny, podle vynálezu.This drawback is eliminated by the sodium-water steam generator emergency modeling system, comprising an injector, a test fluid line and a test fluid source according to the invention.

Jeho podstata spočívá v tom, že vnitřní prostor vstřikovadla připevněného svarovým spojem k nátrubku teplosměnné trubky a umístěného v prostoru parního generátoru, je napojen na zdroj testovacích tekutin dvěma samostatnými potrubími testovací tekutiny, z nichž každé sestává z vnitřního potrubí, vnějšího potrubí a přechodového nátrubku, přičemž každé z vnitřních potrubí je opatřeno alespoň jedním kompenzačním ohybem.Its essence is that the inner space of the injector, fixed by welding joint to the heat exchanger tube sleeve and located in the steam generator space, is connected to the test fluid source by two separate test fluid lines each consisting of an inner tube, an outer tube and a transition tube. wherein each of the inner ducts is provided with at least one compensating bend.

Část tělesa vstřikovadla mezi koncem a průtržnou membránou a na tělese vstřikovadla vytvořeným nákružkem s úpravou pro svarový spoj s nátrubkem teplosměnné trubky do nátrubku zasunuté, je vytěsnitelem vnitřního prostoru tohoto nátrubku teplosměnné trubky.The portion of the injector body between the end and the rupture membrane and the injector body formed with a collar adapted for welding joint with the heat exchange tube sleeve inserted into the sleeve is a displacement of the internal space of the heat exchange tube sleeve.

Průchodový nátrubek přivařený k víku montážního nátrubku sestává ze spodního nátrubku připojeného k vnitřnímu potrubí a z horního nátrubku, připojeného k vnějšímu potrubí.The passage sleeve welded to the mounting sleeve lid consists of a lower sleeve connected to the inner pipe and an upper sleeve connected to the outer pipe.

Průchodových nátrubků je možno využít k zabudování teplotních čidel /termočlánků/ k měření teploty testovací tekutiny, víka montážního nátrubku lze s výhodou využít pro připevnění nátrubků pro vývod termočlánků měřicích teplot v okolí místa havárie.The passage sleeves can be used to incorporate temperature sensors / thermocouples / to measure the temperature of the test fluid; the mounting sleeve lids can be advantageously used to attach the thermocouple outlets of the measurement temperatures around the crash site.

Zařízení podle vynálezu umožňuje provést nemodelování havarijní situace u obrácených parních generátorů, tedy dopravení definovaného množství testovací tekutiny definovaných parametrů do sodíku proudícího v teplosměnné trubce.The device according to the invention makes it possible to perform a non-modeling of the emergency situation of the inverted steam generators, i.e. delivering a defined amount of test fluid of defined parameters into the sodium flowing in the heat exchange tube.

Kompenzační chyby na vnitřních potrubích zabezpečují vzájemnou dilataci mezi tělesem vstřikovadla připojeného k teplosměnné trubce a pláště parního generátoru. Dále tyto chyby zvětšují povrch vnitřního potrubí smáčený v mezitrubkovém prostoru a přispívají tak k většímu vyrovnání teplot testovací tekutiny /vody, resp. vodní páry/ s teplotou vody resp. vodní páry v mezitrubkovém prostoru, teplota testovací tekutiny se tedy blíží teplotě vody resp. vodní páry proudící do teplosměnné trubky při skutečné havárii.Compensation errors on the inner pipes ensure mutual expansion between the injector body connected to the heat exchange tube and the steam generator housing. Furthermore, these errors increase the surface of the inner pipe wetted in the inter-tube space and thus contribute to a greater equalization of the test fluid / water temperatures, respectively. water vapor / with water temperature resp. water vapor in the inter-tube space, the temperature of the test fluid is therefore close to the water vapor flowing into the heat exchange tube in a real accident.

Způsob zabudování tělesa vstřikovadla do nátrubku teplosměnné trubky nenarušuje hydraulické poměry v teplosměnné trubce. Další, velmi podstatnou výhodou zařízení je možnost jeho dodatečného zabudování na již provozované parní generátory.The method of incorporating the injector body into the sleeve of the heat exchange tube does not disturb the hydraulic conditions in the heat exchange tube. Another very important advantage of the device is the possibility of its retrofitting on already operated steam generators.

Na přiloženém výkresu je znázorněn na obr. 1 příčný řez článkem parního generátoru se zabudovaným zařízením pro modelování havarijní situace u parního generátoru typu sodík-voda a na obr. 2 je zobrazen detail zařízení podle vynálezu v průřezu.In the accompanying drawing, FIG. 1 is a cross-sectional view of a steam generator cell with a built-in disaster modeling device for a sodium-water steam generator, and FIG.

Zařízení pracuje následujícím způsobem. Vnitřní prostor £ vstřikovadla a potrubí testovací tekutiny je zaplněn inertním plynem /např. argonem/. Před vlastním experimentem je jedním potrubím testovací tekutiny přiváděna testovací tekutina do vnitřního prostoru £ vstřikovadla a druhým potrubím testovací tekutiny je odváděna z tohoto prostoru.The device works as follows. The inner space 6 of the injector and the test fluid line is filled with an inert gas (e.g. argon /. Prior to the experiment, one test fluid line feeds test fluid into the interior of the injector, and the other test fluid line is discharged from the chamber.

Toto se provádí za účelem propláchnutí celého zařízení a srovnání teplot. Po propláchnutí a kontrole těsnosti zařízení se uzavře potrubí odvádějící testovací tekutinu z vnitřního prostoru 7 vstřikovadla, tlak testovací tekutiny ve vstřikovadle roste, až dojde k protržení membrány £ a průniku testovací tekutiny do sodíku proudícího teplosměnnou trubkou 1.This is done to flush the entire device and compare temperatures. After flushing and checking the tightness of the device, the test fluid line from the injector interior 7 is closed, the test fluid pressure in the injector increases until the membrane 6 ruptures and the test fluid enters the sodium flowing through the heat exchange tube 1.

Po průniku daného množství testovací tekutiny do sodíku se uzavře přívod testovací tekutiny do vstřikovadla. Zařízení je určeno pro modelování havarijní situace většího rozsahu, tzv. havarijního experimentu, při kterém probíhají všechny operace jako při skutečné havárii, tj. včetně zásahu havarijní ochrany a odstavení parního generátoru.After a given amount of test fluid has penetrated sodium, the test fluid supply to the injector is closed. The device is designed for modeling of a larger-scale emergency situation, the so-called emergency experiment, in which all operations are carried out as in a real accident, ie including emergency protection intervention and steam generator shutdown.

K teplosměnné trubce £ je kolmo přivařen nátrubek £ teplosměnné trubky. Do něj je vloženo těleso £ vstřikovadla opatřené nákružkeffl £ s úpravou pro svarový spoj a nátrubkem 2 teplosměnné trubky.A nozzle 6 of the heat exchange tube is welded perpendicularly to the heat exchange tube. Into it is inserted an injector body 6 provided with a collar 15 with a weld joint and a tube 2 of the heat exchange tube.

Těleso £ vstřikovadla je provedeno z výrobních důvodů dvoudílné a díly jsou spojeny svarovým spojem, konec vstřikovadla opatřený otvorem £ modelujícím díru překrytým průtržnou membránou £ těsnostně oddělující vnitřní prostor 7 od prostoru sodíku' £ v teplosměnné trubce £, vyplňuje prostor nátrubku 2, k němuž je přivařen v místě nátrubku £.The injector body 4 is made in two parts for manufacturing reasons and the parts are connected by a weld joint, the injector end provided with a hole 6 modeling the hole overlapped by a rupture membrane 6 sealingly separating the interior 7 from the sodium space 4 in the heat exchange tube 6 fills the space of the sleeve 2 welded at the location of the sleeve £.

Vnitřní prostor £ vstřikovadla je napojen dvěma potrubími testovací tekutiny, z nichž každé sestává z vnitřního potrubí 10, průchodového nátrubku 11 a vnějšího potrubí 12, na schematicky znázorněný zdroj 13 testovací tekutiny.The inner space 6 of the injector is connected by two test fluid lines, each consisting of an internal line 10, a passage sleeve 11 and an external line 12, to a schematically illustrated test fluid source 13.

Vnitřní potrubí 10 opatřené kompenzačním ohybem 14 je umístěno v nátrubkovém prostoru 15 montážního nátrubku 16 přivařeného k plášti 17 parního generátoru a zaúsňujícího do mezitrubkového prostoru £8. Průchodové nátrubky 11 jsou přivařeny k víku 19 montážního nátrubku 16, každý sestává ze spodního nátrubku 20 připojeného k vnitřnímu potrubí 10 a z hor ního nátrubku 21 připojeného k vnějšímu potrubí 12.The inner pipe 10 provided with a compensating bend 14 is located in the sleeve space 15 of the mounting sleeve 16 welded to the steam generator housing 17 and fitting into the inter-tube space 48. The passage sleeves 11 are welded to the lid 19 of the mounting sleeve 16, each consisting of a lower sleeve 20 connected to the inner pipe 10 and an upper sleeve 21 connected to the outer pipe 12.

Horní nátrubek 21 připomíná tvarově T-kus, dolní stranou je připojen ke spodnímu nátrubku 20, bočně k vnějšímu potrubí 12 a shora je do něj vložen termočlánek 22 opatřený přivařovacíra límcem 23.The upper sleeve 21 resembles a T-piece, the lower side is connected to the lower sleeve 20, laterally to the outer duct 12, and from above a thermocouple 22 is provided with a welded-on collar 23.

Měřicí konec termočlánku 22 zasahuje do vnitřního potrubí 10. Víko 19 je dále opatřené termočlánkovými nátrubky 24 pro vyvedení termočlánků 25 měřicích teplot v blízkosti modelované havárie, v tomto znázorněném příkladě teploty povrchu teplosměnné trubky 1_.The measuring end of the thermocouple 22 extends into the internal conduit 10. The lid 19 is further provided with thermocouple sockets 24 for bringing the thermocouples 25 of the measurement temperatures near the crash model, in this example the surface temperature of the heat exchange tube 7.

Schematicky znázorněný zdroj 13 testovací tekutiny, sestávající z nádob, ohříváků, armatur, propojovacího potrubí, měřicích čidel a přístrojů, zabezpečuje přípravu testovací tekutiny /v tomto případě přehřáté páry/, regulaci jejich parametrů /tlak, teplota, množství/ a přívod, resp. odvod testovací tekutiny nebo inertního plynu do tělesa vstřikovadla.The schematically illustrated test fluid source 13, consisting of vessels, heaters, fittings, interconnecting piping, measuring sensors and instruments, provides test fluid preparation (in this case superheated steam), control of their parameters (pressure, temperature, quantity) and supply / return. removing test fluid or inert gas into the injector body.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

An apparatus for modeling an emergency situation for a sodium-water steam generator with an injector, a test fluid line and a test fluid source, characterized in that the interior of the injector body (7) of the injector body is welded to the sleeve (2) of the heat transfer tube. and located in the sleeve space (15) of the mounting sleeve (6), which is connected to the inter-tube space (18) of the steam generator, is connected to the test fluid source (13) by two separate test fluid lines, each consisting of an internal line (10). (19) and an outer conduit (12), the inner conduit (10) being provided with at least one compensating bend (14).

Apparatus according to claim 1, characterized in that a portion of the injector body (3) between the end and the bursting membrane (6) and on the injector body (3) formed by a collar (4) adapted for the weld joint with the sleeve (2) of the heat exchange tube. inserted into the sleeve, it displaces the inner space of the sleeve (2) of the heat exchange tube.

Device according to claim 1, characterized in that the passage sleeve (11) consists of a lower sleeve (20) connected to the inner pipe (10) and an upper sleeve (21) connected to the outer pipe (12).

Device according to Claims 1 and 3, characterized in that the upper sleeve (21) resembling a T-piece is welded by the lower side to the lower sleeve (20) and laterally to the outer pipe (12) and a thermocouple is inserted from above. 22 / with weld collar (23).

5. Device according to claim 1, characterized in that the cover (19) is provided with thermocouple sockets (24).