DD208883A5 - Passivschutzanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung fuer den Fall eines havariebedingten Ausstroemens des Waermetraegers in einem Kernkraftwerk mit wassergekuehltem Kernreaktor, wobei der Primaerkreislauf des Reaktors mit einem Kondensationssystem bestehend aus Rohren, die in einen Wasserraum eintauchen, verbunden ist. Nach der Erfindung tauchhen die Rohre 5 des Kondensationssystems in unterschiedlichen Tiefen zum Wasserspiegel in den Wasserraum 8 ein und sind ausgangsseitig jeweils mit einer Flachduese 6, die einenflachen Kanal 7 mit Konfusor und Diffusor umfasst, versehen. Der Wasserraum ist ueber Ventile 9 mit einem Raum 10 verbunden,der vermittels eines Wasserschlosses 11 und eines beweglichen Deckels 12 ueber ein veraenderbares Volumen verfuegt. Die Erfindung ermoeglicht bei hoher Sicherheit die Projektierung auf wesentlich niedrigere Ausgangsdruecke und schafft die Voraussetzungen, dass auch bei einem relativ niedrigen Durchsatz eines Dampf-Luftgemisches ein Teil der Rohre 5 unter stationaeren Bedingungen betrieben werden kann.

Description

15 385 56

Passivschutzanlage

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Passivschutzanlage für den Fall eines havariebedingten Ausströmens des Wärmeträgers in einem Kernkraftwerk mit wassergekühltem Kernreaktor.

Charakteristik der bekannten'. technischen Lösungen:

Bekannt ist eine Passivschutzanlage, bei der die hermetisch abgedichteten Räume das Priraärkreislaufes mit einem Barbotage-Kondensationssysteai verbunden ist. Das Konden-,satiorissystetn besteht aus Rohren gleicher Länge, die in kaltes Wasser eintauchen. Ein Nachteil dieser Anlage liegt darin, daß der groBe Querschnitt das über die Rohre in den Wasserraurn eingeleiteten Dampf -Wasserst romes und der entstehende große Strahl eines Dampf-Luft-Wassergetnisches zur Bildung großer Blasen führen, bei deren Kondensation es infolge von Implosionen zu einer bedeutenden Belastung der Anlage kommt.

Die großen alasen erfordern zur maximalen Kondensation der Dampfkomponente des Dampf-Luftgemisches eine größere Eintauchtiefe der Rohrausgänge in den Wasserraurn (bzw.

eine größere Rohrlänge), was wiederum mit einem höheren Strömungswiderstand des Kondensationsapparates verbunden ist. Außerdem ruft der nichtstationäre Dampf-Luftstrom eine Dampfkondensation in den Rohren selbst hervor, die durch ein Ansaugen von Wasser aus dem Wasserraum begleitet ist. Bei einer nachfolgenden Druckerhöhung (bedingt durch die Reduzierung der Kondensationsfläche) wird die angesaugte Wassersäule rückwirkend in den Wasserraum ausgestoßen. Auch diese Vorgänge führen zu bedeutenden, sich in starke nichtstationäre Vibrationen ausdrückenden, dynamischen Belastungen der Anlage.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist die Behebung der aufgezeigten Mängel.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Passivschutzanlage dsr eingangs "genannten Art zu entwickeln , die bei verbesserter Ausnutzung der kinetischen Energie des Dampf-Luftstrpmes im Vermischungsprozeß.eine erhöhte Kondensations-Kontaktflache aufweist und eine effektivere Vermischung des Oarn.pf-Luftgemisches mit dem Wasser des Wasserraumes gewährleistet.

ErfindungsgemäS wird die Aufgäbe dadurch gelöst, da& die Rohre des Kondensationssystems in verschiedene Tiefen zum Wasserspiegel in den Wasserraum eingetaucht sind und jedes Rohr an seinem unteren Ende eine Flachdüse aufweist, die den gesaraten Rohrausgang umfaßt. Die Flachdüse besteht aus einem flachen Kanal mit Konfusor und Diffusor. Zudem besitzt der hermetisch abgeschlossene monolithische Raum für die Aufnahme von Luft und anderen nichtkondensieren-

ζ -wiGasen ein veränderliches Volumen und ist"mit einem beweglichen Deckel und einem Wasserschloß ausgestattet.

Die erfindungsgemäße Anlage gewährleistet eine effektive Vermischung des Dampf-Luftgemisches mit dem Wasser des Wasserraumes bei bedeutend höherer Kondensationsfläche und unter minimalen hydraulischen Verlusten. Sie gestattet ferner eine ..wesentliche Verminderung der Eintauchtiefe des Rohres in den Wasserraum (bzw. der Rohrlänge) und reduziert den Strömungswiderstand des Kondensationssystems. Außerdem werden durch die erfindungsgemäße Konstruktion auch bei nichtstationärem Durchsatz des eintretenden Dampf-Luftgemisches die dynamischen Belastungen der einzelnen Anlagen teile reduziert. Das veränderliche Volumen des Raumes für die Aufnahme von Luft und anderen nichtkondensierenden Gasen mit beweglichem Deckel ur*d Wasserschloß gestattet die Bemssung desselben bei wesentlich geringerem Auslegungsdruck.

Ausführunqsbeispiel; .

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der Passivschutzanlage;

Fig. 2: den Endabschnitt der in den VVasserraura eintauchenden Rohre.

Die Anlage besteht aus einem hermetisch abgeschlossenen Raum 1, in dem die durch eine wärmeisolierte Klappe 2 vom Kanal 3 getrennte Ausrüstung des Priiaä.r.kreislaufs liegt. Oer Kanal 3 ist mit dem Kollektorraum 4 verbunden, der

seinerseits mit einem 3arbotage-Kondensationssystem verbunden ist. Das Kondensationssystem besteht aus Rohren 5, die in unterschiedlichen Tiefen zum Wasserspiagel in den Wasserraum eintauchen. Deder Rohrausgang ist mit einer Flachdüse 6 bestückt, die einen flachen Kanal 7 mit Konfusor und Diffusor umfaßt. Der Wasserraum 8 ist durch Rückschlagventile 9 mit einem hermetisch abgeschlossenen monolithischen Raum 10 verbunden. Der Rauminhalt des Raumes 10 ist mit Hilfe des Wasserschlosses 11 und des beweglichen Deckels 12 veränderbar.

Die erfindungsgeraäSe Anlage arbeitet wie folgt:

8ei einer havariebedingten Entherme-tisierung des Primärkreislaufs erhöht sich durch die Dampfabscheidung des ausfließenden Wärmeträgers der Druck in dem hermetischen abgeschlossenen Raum 1, was seinerseits zum öffnen von Klappe 2 und zum Ausströmen eines Dampf-Luftgemisches durch den Kanal 3 in den Kollektcrraum 4 führt. Durch das Rohrbündel aus unterschiedlich langen, jeweils mit einer Flachdüse 5 bestückten Rohren 5 tritt das Dampf-Luftgemisch, kaltes Nasser mit sich reißend und sich mit demselben vermischend, in den Wasserraum 8 ein, wobei ein dünner flacher Strahl gebildet wird. Danach strömt das entstandene Dampf-Wasser-Luftgemisch durch den flachen Kanal 7 mit Konfusor und Diffusor. Die durch die kinetische Energie des aus der Flachdüse 6 ausfließenden Darapf-Luftgemisches verursachte flache Strömung fließt mit erhöhter Geschwindigkeit durch den flachen Kanal 7, wobei günstige Voraussetzungen für eine effektive Kondensation der Dampfkomponente des Oampf-Luftgemisches geschaffen werden. Durch die unterschiedliche Länge der Rohre 5 ist die Möglichkeit gegeben, daß ein Teil der Rohre auch bei relativ geringem Durchsatz eines Dampf-Luftgemisches auch unter stationären Bedingungen betrieben werden kann. Die

f* r» r·

'V w w

Wahrscheinlichkeit eines unbeständigen Betriebs, verursacht

Ciltrch

"das Ansaugen von Wasser aus dein Wasserraum in die Rohre und das nachfolgende Ausstoßen desselben - ein Vorgang der bedeutende dynamische Belastungen und Vibrationen zur Folge hat - wird auf ein Minimum gesenkt. Infolge der Druckerhöhung über dem Wasserspiegel des Wasserraums 8 durch Luft und andere nichtkondensierende Gase werden die Rückschlagventile 9 geöffnet und die feuchte Luft und die Gase strömen in den hermetisch abgeschlossenen monolithischen Raum 10, wo sie bis zur Entaktivierung verbleiben. Durch die Ausstattung des Raumes 10 mit einem Wasserschloß 11 und einem beweglichen Deckel 12, kann sein Volumen auch bei minimaler Druckerhöhung verändert werden.

Claims (2)

trfindungsanspruch

1. Passivschutzanlage für den Fall eines havariebedingten Ausströmens des Wärmeträgers in einem Kernkraftwerk mit wassergekühltem Reaktor, dessen hermetisch-abgeschlossener Raum, in dem der Primärkreislauf liegt, mit einem Barbotage-Kondensationssystera verbunden ist, das seinerseits mit einem hermetisch abgeschlossenen Raum in Verbindung steht, wobei das Kondensationssystera aus Rohren besteht, die in einen Wasserraura eintauchen, gekennzeichnet dadurch, daS die Rohre (5) des Kondensationssystsms in unterschiedliche Tiefen zum Wasserspiegel in den Wasser raum eintauchen und jedes Rohr ausgangsseitig mit einer Flachdüse (6) bestückt ist, die einen flachen Kanal (7) mit einem Konfusor und einem Diffusor umfaßt, während der hermtisch abgeschlossene monolithische Raum (10) ein veränderiches Volumen aufweist.

2,. Passivschutzanlacie:: nach Punkt I, gekannzeichnet dadurch, daß der Raum (IG) mit einem Wasserschloß (11) und einem beweglichen Deckel. (12) ausgerüstet ist.

- Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -