CS256952B1

CS256952B1 - Decontamination tank especially for atomic reactor's regulating organs' drives decontamination

Info

Publication number: CS256952B1
Application number: CS857827A
Authority: CS
Inventors: Dalibor Sykora; Ilona Sykorova
Original assignee: Dalibor Sykora; Ilona Sykorova
Priority date: 1985-11-01
Filing date: 1985-11-01
Publication date: 1988-04-15
Also published as: BG47326A1; CS832585A1; DD264132A3; CS256963B3; CS782785A1

Description

Vynález se týká dekontaminačních van, zejména pro dekontaminaci pohonů regulačních orgánů jaderných reaktorů, a řeší otázky zvýšení provozní bezpečnosti a intenzifikace funkce u těchto zařízení, která jsou nepostradatelná pro provoz každého jaderného reaktoru.The present invention relates to decontamination baths, in particular for decontamination of the drives of nuclear reactor regulators, and addresses the issues of enhancing operational safety and enhancing performance of such devices, which are indispensable for the operation of each nuclear reactor.

Dosavadní dekontaminační vany zajištující dekontaminaci pohonů jsou vytvořeny jako štíhlé^vertikálně situované netlakové nádoby, které jsou opatřeny potřebnými hrdly pro přívod a odvod technologických médií, kterými jsou voda, dekontaminační roztoky chemických reagentů, topná pára, kondenzát a tlakový vzduch. Nahoře jsou dekontaminační vany vybaveny hrdly přepadu a odvzdušnění, respektive odsávání bartonáŽního vzduchu, které je napojeno na odvodný ventilační systém. Uvnitř dekontaminačních van jsou instalovány jednak děrované distanční disky a naváděcí kónusy, jednak parní ohříváky a rozdělovače bartonáŽního vzduchu, které jsou umístěny v nejnižších místech vnitřního prostoru dekontaminačních van.The prior art decontamination tubs for decontamination of the drives are designed as slim vertically situated non-pressurized vessels, which are equipped with the necessary orifices for the inlet and outlet of process media, such as water, decontamination solutions of chemical reagents, heating steam, condensate and compressed air. At the top, the decontamination tubs are equipped with overflow necks and a venting or extraction of barton air, which is connected to the exhaust ventilation system. Inside the decontamination baths, perforated spacers and guide cones are installed, as well as steam heaters and barton air distributors, which are located at the lowest points of the interior of the decontamination baths.

Provoz dekontaminačních van probíhá za zvýšené teploty médií. Zdrojem tepla pro dohřev a udržování potřebné teploty dekontaminačních médií je topná pára kondenzující v parním ohříváku. Z provozních zkušeností s těmito vanami je známo, že při nepředpokládaném ale možném vzniku intenzivního varu v podchlazené, resp. v nedohřáté kapalině dojde ke tvorbě parní fáze uvnitř dekontaminační vany а к následnému rasantnímu vypuzování vnitřního obsahu vany do vnějšího proštoru nad dekontaminační vanou. Tento nebezpečný provozní režim vyvolává jak riziko možného poškození dekontaminační vany i dekontaminovaného zařízení, tak bezprostřední či přímé ohrožení provozního personálu. Jednou z hlavních příčin tohoto neutěšeného stavu dosavadní dekontaminační techniky je nedostatečná termosifonová a/nebo nucená cirkulace dekontaminačních médií uvnitř dekontaminačních van, což je jejich velkou provozní nevýhodou, danou ovšem nevhodným konstrukčním řešením stávajících dekontaminačních van.Operation of decontamination baths is carried out at an elevated temperature of the media. The source of heat for heating and maintaining the required temperature of the decontamination media is steam condensing in the steam heater. It is known from operating experience with these baths that in case of unexpected but possible formation of intensive boiling in subcooled, resp. in the unheated liquid, a vapor phase is formed inside the decontamination bath and the subsequent vigorous ejection of the inner contents of the bath into the external proxector above the decontamination bath. This dangerous operating mode causes both the risk of possible damage to the decontamination bath and the decontaminated equipment, as well as an immediate or direct danger to the operating personnel. One of the main causes of this dismal state of the art of decontamination is the lack of thermosiphon and / or forced circulation of decontamination media within the decontamination baths, which is a major operational disadvantage due to the unsuitable design of existing decontamination baths.

Výše uvedená nevýhoda je odstraněna u dekontaminační vany podle tohoto vynálezu, který spočívá v tom, že dekontaminační vana je opatřena jednak alespoň jedním vratným či sestupným kanálem vytvořeným vnější nebo/a vnitřní spádovou trubkou, nebo vnitřní stěnou a stěnou dekontaminační vany, napojenou, resp. začínající pod nejnižší z provozních hladin vody či chemických roztoků a zaústěnou, respektive končící pod parním ohřívákem, jednak středícím zařízením sestávajícím z distančního kruhu a s ním spojených radiálních naváděcích žeber, eventuálně i z distančních žeber a opěr, které vymezují polohu vnitřní stěny v dekontaminační vaně.The aforementioned disadvantage is eliminated in the decontamination bath according to the invention, in that the decontamination bath is provided on the one hand with at least one return or descending channel formed by an outer and / or inner downcomer, or with an inner wall and a wall of the decontamination bath connected to. starting below the lowest of the operating water or chemical solution levels and terminating or terminating under the steam heater, a centering device consisting of a spacer ring and radial guide ribs connected thereto, possibly spacers and supports which define the position of the inner wall in the decontamination tub.

Technická pokrokovost dekontaminační vany inovované podle tohoto vynálezu je dána těmí.':o hlavními výhodami. Realizací sestupných kanálů se získává definovaná, stabilní a spolehlivá termosifonová samocirkulace vody a dekontaminačních chemických roztoků, a tím i teplotechnická provozní bezpečnost tohoto zařízení, neboř odpovídajícím zvětšením vzestupné rychlosti obtékání parního ohříváku se potlačuje možnost vzniku varu v nedohřáté kapalině.The technical progress of the decontamination bath innovated according to the invention is given by these main advantages. By realizing the downstream channels, a defined, stable and reliable thermosiphon self-circulation of water and decontamination chemical solutions is obtained, and hence the thermo-technical operational safety of this device, since by correspondingly increasing the ascending flow rate of the steam heater suppresses the possibility of boiling in the underheated liquid.

Mimoto při eventuálním vzniku lokálního bublinkového varu dojde únosem parních bublinek к dalšímu zvětšení samocirkulace vlivem odpovídajícího zmenšení měrné hmotnosti parokapalinové směsi, stoupající dekontaminační vanou. Omezený bublinkový var tedy zesiluje inherentní teplotechnickou zpětnou vazbu, takže zabraňuje vzniku a rozvoji varu na dalším povrchu parního ohříváku. Za druhé, při hlavní etapě dekontaminační činnosti, tj. během izotermické bartonáže, se podstatně zvětšuje rychlost vzestupného proudění provzdušněné kapaliny, a tím i rychlost omývání dekontaminovaného zařízení, což zvyšuje efektivnost ’ dekontaminace a umožňuje zkrátit dobu jejího trvání. Za třetí, v souvislosti se zrychlením procesu dekontaminace vzniká i možnost zmenšení počtu náhradních pohonů regulačních orgánů, které tvoří pohotovou zálohu pro každý jaderný reaktor.In addition, in the event of local bubble boiling, the abduction of steam bubbles further increases the self-circulation due to a corresponding reduction in the specific gravity of the steam-liquid mixture rising through the decontamination bath. The limited bubble boiling thus enhances the inherent thermal-technical feedback, thus preventing the formation and development of boiling on the other surface of the steam heater. Secondly, during the main stage of decontamination, i.e. during isothermal bartonage, the rate of upward flow of the aerated liquid and thus the rate of washing of the decontaminated equipment increases substantially, thereby increasing the efficiency of the decontamination and reducing its duration. Thirdly, in connection with the acceleration of the decontamination process, there is also the possibility of reducing the number of replacement actuators of the regulators, which constitute a standby reserve for each nuclear reactor.

Na přiloženém výkresu jsou jako příklady zjednodušeně znázorněna dvě z více různých účelných konstrukčních řešení dekontaminační vany se zabezpečenou samocirkulací, kde na obr. 1 je uvedeno řešení s vnějšími spádovými trubkami, zatímco na obr. 2 je řešení s vnitřní stěnou.In the accompanying drawing, two of a number of different expedient design solutions of a self-circulating decontamination bath are shown by way of example in simplified form, where Figure 1 shows the solution with external downpipes, while Figure 2 shows the solution with an inner wall.

Na obr. 1 je uveden jednak podélný svislý řez Ά-Α, jednak příčný vodorovný řez B-B. Dekontaminační vana 2 je štíhlá válcová nádoba uzavřená dole dnem 2 a nahoře krytem 2» na který dosedá dekontaminovaný pohon 16 regulačních orgánů reaktoru. Dekontaminační vana JL je opatřena odsávacím hrdlem,2» přepadem 5, přívodem 6 médií a vypouštěcím hrdlemFig. 1 shows a longitudinal vertical section Ά-Α and a horizontal cross section B-B. The decontamination bath 2 is a slim cylindrical container closed at the bottom by the bottom 2 and at the top by a cover 2, on which the decontaminated drive 16 of the reactor control organs abuts. The decontamination bath JL is equipped with an exhaust connection, 2 »overflow 5, a media inlet 6 and a discharge connection

7. Uvnitř dekontaminační vany 2 j^e dole umístěn parní ohřívák 2 ^a rozdělovač 2 vzduchu a nad nimi středící zařízení tvořené nově radiálními naváděcími žebry 14 a distančním kruhem 13, který je jimi upevněn v dekontaminační vaně 2· *Inside seventh decontamination tubs 2 j ^e located below the steam heater 2 ^and the air distributor 2 and above the centering device newly formed radial guidance ribs 14 and the spacer ring 13 which is secured by them in the decontamination bath 2 · *

Druhým novým konstrukčním význakem dekontaminační vany 2 jsou v daném konstrukčním příkladu tři svislé spádové trubky 10, vedené ve znázorněném řešení vně dekontaminační vany 2· Spádové trubky 10 jsou celé pod minimální provozní hladinou, označenou jednoduchým trojúhelníkem, kteréhokoliv dekontaminačního média, a jsou proto během dekontaminace trvale zaplaveny. Oba konce spádových trubek 10 jsou seříznuty šikmo s otevřením nahoru, což zabraňuje vstupu vzduchových bublinek do spádových trubek 10.The second new feature of the decontamination bath 2 in the given example is three vertical downpipes 10, guided outside the decontamination bath 2 in the illustrated solution. The downpipes 10 are completely below the minimum operating level indicated by a simple triangle of any decontamination medium and are therefore decontamination permanently flooded. Both ends of the downcomer 10 are cut obliquely with opening upwards, preventing air bubbles from entering the downcomer 10.

Už neznázorněná spodní část pohonu 16 regulačního orgánu prochází distančním kruhemThe lower part of the actuator drive 16, not shown, passes through the spacer ring

13. Maximální provozní hladina, která je označena dvěma trojúhelníky, je dána polohou přepadu 5. Funkce znázorněné dekontaminační vany 2 spočívá rovněž v omývání povrchu dekontaminovaného pohonu 16 regulačních orgánů horkými dekontaminačními roztoky a horkou vodou, avšak toto omývání je intenzifikováno vlivem uspořádaného vzestupného a vratného sestupného samocirkulačního proudění uvedených médií, přičemž zpětný tah médií umožňují spádové trubky 10. ^K uspořádané cirkulaci médií dojde samočinně vždy při vzniku a existenci rozdílu v měrných hmotnostech médií uvnitř dekontaminační vany 2 ^{a ve} spádových trubkách 10, tj. vždy při funkci parního ohříváku 2 nebo/a rozdělovače 2 bartonážního vzduchu. К dosažení co největší samocirkulace médií přispívá i nové hydraulicky nízkoodporové řešení středícího zařízení, které sestává z distančního kruhu 13 a naváděcích žeber 14.13. The maximum operating level, which is indicated by two triangles, is given by the overflow position 5. The function of the illustrated decontamination bath 2 is also to wash the surface of the decontaminated actuator drive 16 with hot decontamination solutions and hot water, but this washing is intensified The downstream self-circulating flow of said media, wherein the downstream of the media is allowed by the downcomer 10. ^The ordered circulation of the media occurs automatically whenever there is a difference in specific gravity of media inside the decontamination tub 2 ^and downcomer 10, i.e. (a) airborne air distributors. A new hydraulically low-resistance centering device consisting of a spacer ring 13 and guide ribs 14 contributes to maximize the self-circulation of the media.

Na obr. 2 jsou znázorněny obdobné řezy dekontaminační vanou 2, ^u níž j^e sestupný proud médií zajištěn vloženou souosou vnitřní stěnou 21· Polohu vnitřní stěny 11 vymezují jednak nosné opěry 12, které jsou přivařeny к dekontaminační vaně 2/ jednak distanční žebra 2ϋ» která jsou v daném řešení na vnějším povrchu vnitřní stěny 21· Středící zařízení, kterým je opatřena vrchní část vnitřní stěny 21» I^е tvořeno podobně jako na obr. 1 distančním kruhem 13 a naváděcími žebry 21· Ostatní konstrukční součásti, jehož i funkce dekontaminační vany 2 ^v řešení dle obr. 2, jsou stejné jako u řešení podle obr. 1.FIG. 2 shows a similar sectional views of the decontamination bath 2, ⁱⁿ which j ^e downflow media secure the inserted coaxial inner wall 21 · position of the inner wall 11 define first, load bearing struts 12 which are welded к decontamination tub 2 / second, spacer ribs 2ϋ »which are in the solution on the outer surface of the inner wall 21 · Centering device, which is provided with the upper part of the inner wall 21 »I ^е, similarly as in Fig. 1, by a spacer 13 and guide ribs 21 ^{in the} solution of FIG. 2 are the same as in the solution of FIG. 1.

Předmětné technické řešení inovující dosavadní dekontaminační vany za účelem jejich provozní bezpečnosti a současně i funkčnosti, je využitelné u všech jaderně energetických zařízení, zejména u reaktorů řady WER.The present technical solution of an innovative decontamination bath for the purpose of their operational safety and at the same time functionality is applicable to all nuclear power equipment, especially the WER reactors.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION '

Decontamination bath, in particular for decontamination of the nuclear reactor regulator actuators, consisting of a vertically placed non-pressurized vessel, equipped with a centering device and a steam heater and a barton air distributor at the bottom, characterized by having at least one return or descending channel formed by an external or / and an inner downcomer (10) or an inner wall (11) and a wall of a decontamination tub (1) connected or starting below the lowest of the operating water or chemical solution levels and terminating or terminating under the steam heater (7); . from the spacer ring (13) and the radial guide ribs (14) connected thereto, possibly from spacer ribs (15) and abutments (12) which define the position of the inner wall (11) in the decontamination V-annular (1).