CS241936B1

CS241936B1 - Barbotage vacuum system of atomic power stations's crashes localization with water piping reactors

Info

Publication number: CS241936B1
Application number: CS844007A
Authority: CS
Inventors: Dalibor Sykora; Ilona Sykorova
Original assignee: Dalibor Sykora; Ilona Sykorova
Priority date: 1984-05-28
Filing date: 1984-05-28
Publication date: 1986-04-17
Also published as: DD257000A3; CS400784A1; BG45531A1

Description

Vynález se týká barbotážně vakuového systému lokalizace havarií jaderných elektráren s vodovodními reaktory o elektrickém výkonu 2 x 440 W a ' řeší problematiku zvyšování efektivnosti funkce u tohoto strategického bezpečnostního systému·The present invention relates to a barbotage vacuum system for locating accidents of nuclear power plants with water reactors with a power output of 2 x 440 W and solves the problem of increasing the efficiency of function in this strategic safety system.

U doposud realizovaných barbotážně vakuových systémů lokalizace havarií je konstrukční řešení celého systému založeno na použití . dvíoiáctipatrového barbotážniho kondenzétoru páry, jehož jednotlivá patra jsou uložena na prizmatických nosnících profilu I o výšce 600 mn. Toto řešení vede k omezeným možnostem při konstruování zařízení pro zachycování vody vyteklé po první tj· barbotážní funkci kondensátoru z jeho vodních žlabů na prakticky vodorovné stropní stěny každého nižšího barbotážniho patra· Stávající vpředu uletěné zachycovače vody, u kterých jejich ^šikm^á děrované dna zajišťují alespoň hru^bou desiMegraci ^v°dy, maj z důvodu nepřípustného zužování vstupních průtočných průřezů pro pohcarvaijní paroplynovou směs omezené rozm&ry a tito i omezený objem. Proto se ve stávajících zactycovačích vody zachtí jenom asi polovina vyteklé vody a druhá polovina vyteklé vody přeteče přes stávající zachycovače vody a prakticky bez jakéhokoliv teplotechnického učinku dopadne na dno šachtového prostoru· Poloviční sprchové vybultí vody vyteklé z barbotážniho kondensátoru páry způsobuje relativně dlouhodobé'trvání přetisku respektive nadatmooférického tlaku v prvním hermetickém prostoru, což je podstatnou technickou nevýhodou dosavadního havarijního lokalizačního systému realizovaného u příslušných dvoublokových jaderných elektráren sovětské koncepce.The construction solution of the whole system is based on the use of the so far realized barbotage vacuum systems of accident location. The two-storey steam condenser, the individual trays of which are mounted on prismatic I-beams at a height of 600 mn. This solution leads to limited possibilities when designing the device for collecting water spilled over the first ie · bubbler function of capacitance of the water troughs on virtually horizontal ceiling wall of each lower bubbler trays · Existing front flown water scavenger for which their ^phalanx m ^and perforated bottom ensures at least ^b ou play ⁱⁿ desiMegraci ° dy, owner inadmissible because the narrowing inlet flow cross sections for the steam-gas mixture pohcarvaijní limited dimensions & ry, and even these limited volume. Therefore, only about half of the spilled water is retained in existing water scrubbers and the other half of the spilled water overflows through the existing water traps and falls on the bottom of the shaft space with virtually no thermo-technical effect. over-altmoeric pressure in the first hermetic space, which is a significant technical disadvantage of the existing emergency location system implemented at the respective dual-unit nuclear power plants of the Soviet concept.

Výše uvedená nevýhoda je odstraněna u barbo•tážně vakuového systému lokalizace havarií podle tohoto vyníQezu, který spočíváThe above-mentioned disadvantage is eliminated in the case of a vacuum installation system for locating accidents according to this invention, which consists

- 2 241 936 v tom, že mezi jednotlivými zejména výše položenými patry při* bii žně v polovině vodorovné hloubky barbotážního kondensátoru pá:ry, eventuelně v jeho přední části jsou kolmo k prizratickýrn nosníkťta unistěny přídavné zachycovače vody, jejichž výška je přibližně rovna polovině výšky prizmatických nosníků, které na okrajích svou spodní stranou sedí na spodních přírubách sousedních prizmatických nosníků . a svými svislami stranami. . volné vězí či visí ^e^e^i dvojicemi plných nebo svisle proříznutých čepi, nebo/a mezi dvojicemi mírně kuželových vyrazitelných kolíků, které přivařením, nebo uložením v odpovvdajících otvorech, eventuelně naražením, jsou pevně spojeny se stojnami prizmatických nosníků.- 2 241 936 in that additional water traps of about half the height are cleaned perpendicular to the prismatic girder between the individual particularly high-lying trays at halfway along the horizontal depth of the steam condenser, possibly at the front thereof prismatic beams, which at the edges with their underside sit on the lower flanges of adjacent prismatic beams. and its vertical sides. . and / or between pairs of slightly conical knock-out pins which, by welding or mounting in corresponding openings or striking, are firmly connected to the uprights of the prismatic beams.

Technická pokrokovost barbo tážně vakuového systému lekalizace havarií inovovaného'podle tohoto vynálezu je dána především těmito jeho výhodami oproti systému dosavadnímu. Záchytem a rozptylem veškeré vody vyteklé z barbotážního kondeenEátoru páry se přibližně dvojnásobně prodlužuje jeho intenzivní sprchovací . funkce, což vede k podstatnému zkrácení doby trvání přetlaku radioaktivního pohavarijního prostředí v prvním hermetickém pro* storu a tím i k významnému zmenšení radioaktivních úniků do vnitřního i vnějšího okolí prvního hermetického prostoru. Za druhé, lze snížit poměrně vysoké nároky na rychlost i spolehlivost startu, jakož i na výkonnost aktivního sprchového systému, který dříve bylo nutno dimenzovat a zálohovat prává vzhledem k co ne jry<ch.e jší likvidaci zbytkového přetlaku v prvním hermetickém prostoru existujícího i po-sprchovém zafungování původního barbotážního kondensátoru páry. Za třetí, vlivem podstatně zvýšené efektivnosti pasivního sprchování dojde k odpovídájícmu zmennení havarijní radiační zátěže· okolí, čímž je plněn prioritní požadavek státního dozoru nad jadrnou bezpečnn^í sočívající v naléhavém zajišťování maximiního reálně dosažitelného orazování radiačních dávek u provozního personálu i obbvattestva. Za čtvrté, přídavné zachycovače vody jsou výrobně. a montážně velice jednoduché a·, snadno. vy^ěnnia^eL^^, takže mohou být z uhlíkatého ocelového plechu opatřeného antikorozním nátěrem či pokovením, pročež jejich cena bude velmi nízká. Za páté, je zřejmé, že i dodátečná montáž přídavných zachycovačů vody bude . velmi snadná a že je tedy možné instalovat je i u jaderná energetických bloků, které jsou dnes už ve výstavbě Či v provozu. Za šesté, další funkční výhodou instalace přídavných zachycovačů vody je likvidace reálného nebez- 3 241 936 péčí proražení a přemstění vodní náplně u vodních žlabů v blízkosti zádní stěny Šachtového prostoru kde dochází k náhlé změně směru prudkého proudění bezprostředně ·po vzniku projektové havárie se ztrátou chLadiva. Za sedmé, osazení přídavných zachy ^covačů vody ^představuje . celko-ě velmi učenou a efektivní, remizačně zcela primitivní a bezprostředně využitelnou inovaci u důležitého jaderně bezpečnostního systému.The technical advancement of the emergency vacuum system of the disaster recovery system of the present invention is due primarily to these advantages over the prior art system. By catching and dispersing all the water escaping from the steam condenser, its intensive shower extends approximately twice. This results in a significant reduction in the duration of overpressure of the radioactive post-accidental environment in the first hermetic space and thus a significant reduction in radioactive leakage into the inner and outer surroundings of the first hermetic space. Secondly, it is possible to reduce the relatively high demands on the speed and reliability of the launch, as well as on the performance of an active shower system, which had previously had to be dimensioned and backed up due to the clearer disposal of residual overpressure in the first hermetic space. - Shower function of the original steam condenser. Third, due to the substantially increased efficiency of passive showering, the accidental radiation load of the environment will be correspondingly reduced, thereby fulfilling the priority requirement of the state supervision of nuclear safety, consisting in the urgent assurance of the maximum realistically achievable radiation dose stamping for operational personnel and occupational authorities. Fourth, the additional water traps are factory. and very simple and easy to install. They may be made of carbon steel sheet coated with anticorrosive coating or metallization, so their cost will be very low. Fifth, it is clear that retrofitting additional water traps will be. they are very easy to install and that is why they can be installed even at nuclear power units, which are already under construction or in operation. Sixth, another functional advantage of installing additional water catchers is the liquidation of the real danger of 3 241 936 care due to puncture and relocation of water fillers near water channels near the back wall of the Manhole space where sudden changes in the direction of violent flow occur immediately after the design accident with coolant loss. . Seventh, additional shoulder Zach ^cov ACU pose a water ^p. highly learned and efficient, completely primitive and immediately usable innovation for an important nuclear safety system.

Na přiloženém výkresu je znázorněno · ucítěni i principielní konstrukční řešení nepoihbbivých, přídavných zachycovačů vody, kde na obr. 1 a 2 jsou uvedeny dílčí schematické řezy barbotážním-kondienzátoie^m páry respektive jeho šachtovém prostorem, na obr.3 je prostorové znázornění místa styku přídavných zachycovačů vody s prizmatickými nosníky· a na*obr. 4 a 5 jsou nakresleny konstrukční detaily některých variant upevnění a tvarování nepohyblivých přídavných·zachycovačů vody.The attached drawing shows the principle of the design of non-immobilizing additional water catchers, where Fig. 1 and 2 show partial schematic sections of the steam condenser or its shaft space, respectively, Fig. 3 shows a spatial representation of the contact point of additional water collectors with prismatic beams and in FIG. Figures 4 and 5 show construction details of some variants of fixing and shaping stationary additional water traps.

Na obirl je lokální svislý řez A-A šachtovém prostorem · 1 vedený rovnoběžně s rovinou stojiny prizmatického nosníku £, zatímco na odpovídajícím obr.2 je svislý řez· B-B vedený rovinou kolmou k podélné ose prizmatického. nosníku 2,· Na; obr.l a 2 je vidět už zmíněný šachtový prostor ·. , ve kterém je uloženo na · konzolových patkách · potřebné množsví prizmatických nosníků 2, které nesou barbotážní kondenzátor páry sestávající v podatatě z velkého.počtu vodních žlabů £ a jejich klobouků · jakož i ze stropních stěn 6· a předních stěn £, na kterých jsou v jejich horních částech uchyceny· zachycovače S · vody. Jediným novým zařízením jsou přídavné zachycovače £ vody, které se nachááejí mezi všemi prizmati-Okými nosníky· 2 přibližně v polovině, vodorovné hloubky* barbotážního· kondensátoru páry. Konstrukční výška přídavných “zachycovačů £ vody je rovna zhruba jedné polovině výšky prizmatických nosníků 2. Na obr.3 je prostorově znázorněna vzá*jemná poloha prizmitických nosníků £ a· přídavných zachycovačů 9 vody, přičemž jsou zde zakresleny i fixační elementy, čepy Ю. i stropní stěna 6, Na obr.4 a 5 jsou uvedeny detailní nácresy msta styku prizmatických nosníků ·2 a přídavných zachycovačů £ vody, včetně různých fixačních elementů. Na obr.4 je příčný řez 0-0 prizmatickým nosníkem & s přivařenou stropní · stěnou j5 a pohled ve směru proudění paroplynové směsi na přídavné zachycovače £ vody, jejichž polohu vymeeuUí a současně snadnou výměnu umožňují če^py 10. ^Je zvýrazněna· možnost realizace různě vysoké odto- 4 241 936 kové štěrbiny mezi spodním okrajem přídavného zachycovače g vody a stropní stěnou í. Výška a tím průtočný průřez této odtokové štěrbiny o^j^<^'^:£dá celkovému odtokovému průřezu v š&méta děrovaném dnu stávajícíc^h zachycoval £ vofy* Na olbr.5 je iíikrát nakreslen odpooídaáící příčný řez P-P přídavným zachycovaném £ vody, který má tři různá provedení· Fixačními. elementy- jsou proříznuté nebo plné čepy 10 nebo/a mírn& kuželové kolíky 11¾ nakterých . mlže být pomocí vylisovaných nebo přivařených závěsů 12 přídavný zachycovač 2 vody zavěšen. Fixační elementy i jiného druhu mohou být - k prizmatickým nosníkům g rovněž přivařeny. Podélné ohyby dodávaj přídaviýfa zachycovaná £ vody potřebnou tuhost a zároveň příznivě ovlivňují jak proudění paroplynové směj., které je znázorněno plošným, šipkam, tak i odtok vofy, který je znázorněn jednoduchou šipkou a který je účelné náležitě onezit a tím pozdržet. Funkce přídavných zachycovačů £ vody zakreslených v obr.l až v obr.5 vyplý^ jednoznataě a ^úplně z názvu tohoto nového zařízení, které je očividně velmi jednoduché, levné a vysoce spolehlivé, neto? jeho funkce je naprosto ^pa^iv^í.On the obirl, a local vertical section AA of the shaft space 1 is taken parallel to the plane of the web of the prismatic beam 6, while in the corresponding Fig. 2 the vertical section BB is taken in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the prismatic beam. beam 2 · Na; 1 and 2, the aforementioned shaft space can be seen. in which the requisite amount of prismatic beams 2, which carry a steam condenser consisting essentially of a large number of water troughs 6 and their hats, as well as of the ceiling walls 6 and the front walls 6, on which in their upper parts are attached · water catchers. The only new device is the additional water traps 6 which are located approximately halfway between all prismatic beams 2, the horizontal depth * of the barbotage steam condenser. The design height of the additional water traps 9 is approximately one half of the height of the prismatic beams 2. In FIG. 3, the relative position of the prismatic beams 8 and the additional water traps 9 is shown in space, and the fixing elements, pins, are also shown. 4 and 5 show detailed sketches of the city of contact of the prismatic beams 2 and the additional water catchers 6, including the various fixing elements. 4 is a cross-section 0-0 & prismatic beam with welded · ceiling wall j5 and the view in the direction of flow of the additional gas mixture £ scavenger of water, whose position vymeeuUí while allowing easy replacement of EN ^P y tenth ^J e · option highlighted the construction of a differently high drainage gap 4 241 936 between the lower edge of the additional water catcher g and the ceiling wall 1. The height and the flow section of the outlet slits ^ j ^ <^ '^: £ gives the total outflow cross-section S & mecta foraminous bottom current business ^hours captured £ vofy * The olbr.5 is iíikrát drawn odpooídaáící cross sectional PP auxiliary trapping £ water which Three different versions. elements - are slotted or solid pins 10 and / or slightly tapered pins 11¾ of the character. the additional water catcher 2 may be suspended by means of pressed or welded hinges 12. Fixing elements of other kinds can also be welded to the prismatic beams g. The longitudinal bends impart the required stiffness to the additive retained by the water and at the same time favorably affect both the flow of the steam-gas mixture, which is represented by the surface arrows, and the discharge of the water, which is represented by a simple arrow. Features additional water scavengers £ plotted in FIG.5 in FIGS payout ^ ^ú jednoznataě and full title of this new device, which is obviously very simple, cheap and highly reliable Neto? its function is totally ^p and N, N ^ i.

Funkce spočívá zejména v zachycení vody vyteklé z vodních žlabů 4 nacházejících se v zadní polovině, barbotážního kondenzátoru páry a ve z^po^žúov^á^:í jejího vto^ku do strojících zachycovačů 8 vody, čímž dojde ke sprchovému využžtí i této dříve neza^hyt-telné vody. Mmoto přídavné zachycovače £ vody velmi výhodně zafungují i v prvopočáteční fázi projektové havarie se ztrátou chladivá, kdy zrovnoměimí prudký vstup paroplynové směsi do barbotážního kondenzátoru pá:ry, nebo? svým aerodynamický^· odporem přinuuí paroplynovou směs proudit i do vodních ŽLabů £ v přední polovině barbotážního kondenzátoru páry· Tuto. sekundáři, ale rovněž. velmi ^e^ou ^funkci dob^ře splní zejména výše popsané a na výkrese zobrazené nepohyblivé přídavné zachycovače 9 vody, zatmco k nim alternativně uvažované už nenakrealené otočně· zavěšené a tím výkyvné po^hyb-ivé přídavné zachycovače vody umožňuuí jejich urfst&hí- v přední části barbotážního kondenzátoru páry a tedy i jejich - ještě snadnější občasnou kontrolu stavu i funkce. Je zřejme, žz konstrukční výška, výkyvné pohyblivých přídavných zachycovačů vody může být i větší než je polovina výšky prizmatického nosníku £ a že áiel. jejich veJLrn ^rkodoWho vykýrautií z klidové do téměř vo^Tovné polohy nepřekročí '90°.Functions include capture water leaked from the water trays 4 located in the rear half, bubbler steam condenser and a ^p o ^ŽÚ s ^N: and her VTO ^for u to strojících gripper 8 of water and thereby to the shower využžtí and the previously Neza water. Meanwhile, the additional water traps 8 also work very advantageously in the initial phase of the design accident with a loss of coolant by equilibrating the abrupt entry of the steam-gas mixture into the steam condenser or the steam condenser. by their aerodynamic resistance, the steam-gas mixture also flows into the water channels in the front half of the steam condenser. but also. a ^ e ^ ou ^{functionalized} ^{well-fulfilled} particularly described above and illustrated in the drawing stationary auxiliary grippers 9 water zatmco them alternatively contemplated already nenakrealené rotatably · suspended and thereby pivot after-hyb--inflammatory additional water scavenger umožňuuí their urfst & Hi in the front of the barbotage steam condenser and thus their - even easier, occasional status and function check. It will be appreciated that the design height of the pivotable movable additional water traps may be greater than half the height of the prismatic beam 6, and that it may be. their free movement from the rest to the almost free position does not exceed 90 °.

- 5 241 936- 5 241 936

Koi&rótní aplikační úvahy byly vztaženy na barbo^žně vakuový systém lokaLizace havarií u čs. jaderné elektrárny V-2, kde prizmatické nosníky profilu I jsou rovněž 600 mm vysoké a jsou v počtu 18 ks na jedno patro uLoženy s roztečí 2000 mm· Pro uvažovaných deset nejvyšších pater jednoho barbotážního kondensátora páry bude nutno vyrobit a nainstalovat celkem 170 kusů přídavných zachycovačů vody. Jako konstrukční materiál je předběžně vybrán plech o síle okolo 2 mm z uilíkaté oceli. Výška nepohyblivých přídavných zachycovačů vody je poloviční vůči výšce prizmatických nosníků, takže činí 300 mm. Při možném ekonomickém bezodpadovém dělení konstrukčního uhlíkatého materiálu o výchozím rozměru plechové tabule 2 m x 3 m postačí jen 17 tabuuí pro zhotovení 170 ks přídavných zachycovačů vody. Celková spotřeba plechu činí jen 1,6 tuny na'jeden barbotážní kondenzátor páry. Lze předpokládat, že celková hmoonost fixačnich elementů bude řádové menší, takže součet hmotnootí veškerého potřebného materiálu nepřesáhne 2 tuny.Specific application considerations were related to the color vacuum system of locating accidents in Czechoslovakia. V-2 nuclear power plants, where prismatic I-beams are also 600 mm high and are 18 pieces per floor, laid at 2000 mm spacing · For the ten top floors of one barbotage steam condenser, a total of 170 additional catchers will have to be built and installed water. As a construction material, a sheet of steel about 2 mm thick is pre-selected. The height of the stationary additional water traps is half the height of the prismatic beams, so it is 300 mm. With the possible economical waste-free separation of structural carbonaceous material with a starting sheet size of 2 m x 3 m, only 17 tabs are sufficient to produce 170 additional water traps. The total sheet consumption is only 1.6 tonnes per barbotage steam condenser. It can be assumed that the total weight of the fixation elements will be of the order of magnitude less, so that the sum of the masses of all necessary material does not exceed 2 tons.

Možno konstatovat, že inovace předmětného bezpečnostního systému podle tohoto vynálezu je využitelná u všech deseti jaderně energetických bloků s reaktory WER 440 v provedení V 213 budovaných v ČSSR, jako^{ž i} u vtech ostatn^h stejných jadrně energetických zařízení realizovaných v některých dalších zemích RVE»·It can be stated that the innovation of the present safety system according to the invention is applicable to all ten nuclear power units with WER 440 V 213 reactors built in Czechoslovakia, as ^well as all other identical nuclear power plants implemented in some other RVE countries. ·

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

241 936

Barbotage-vacuum system for locating nuclear power plant crashes with water reactors, the steam condenser of which is usually composed of twelve identical barbotage trays arranged one above the other, the water gutters of which are mounted on massive prismatic beams located in the shaft part of the first hermetic space. individual water-leveled trays located in the middle of the horizontal depth of the steam condenser, eventually in its front part, perpendicular to the prismatic beams (2) there are additional water catchers (9) formed by vertical removable plates whose height equals half the height of the prismatic beams (2); which, at their edges, are seated on the lower flanges of adjacent prismatic beams (2), with their vertical sides loosely supported or suspended between pairs of solid or vertically sliced pins (10) and / or between pairs of conical punchable pins (11), rigidly connected to the webs of prismatic beams (2).

Barbet-vacuum vacuum system according to claim 1, characterized in that the additional water catchers (9) are provided with at least one longitudinal reinforcement bend in the flow direction of the post-accident steam-gas environment.