DD208883A5

DD208883A5 - PASSIVE PROTECTION SYSTEM

Info

Publication number: DD208883A5
Application number: DD83246962A
Authority: DD
Inventors: Stefan J Gertschev; Vladimir P Pavlov
Original assignee: Nippies Energoproekt
Priority date: 1983-01-03
Filing date: 1983-01-03
Publication date: 1984-04-11

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.The invention relates to a safety device in the event of a Haveliebemsten outflow of the heat carrier in a nuclear power plant with wassergekuehltem nuclear reactor, wherein the Primaerkreislauf the reactor with a condensation system consisting of pipes, which are immersed in a water space connected. According to the invention, the tubes 5 of the condensation system dip at different depths to the water level in the water space 8 and the output side each with a Flachduese 6, which comprises a flat channel 7 with confuser and diffuser provided. The water space is connected via valves 9 with a space 10, which has a veraenderbares volume by means of a water lock 11 and a movable lid 12. With high safety, the invention enables the configuration to a much lower initial pressure and creates the prerequisites that even with a relatively low throughput of a vapor / air mixture, a part of the tubes 5 can be operated under steady-state conditions.

Description

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PassivschutzanlagePassive protection system

Field of application of the invention:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Passivschutzanlage für den Fall eines havariebedingten Ausströmens des Wärmeträgers in einem Kernkraftwerk mit wassergekühltem Kernreaktor.The invention relates to a passive protection system in the event of a Haveliebedsten outflow of the heat carrier in a nuclear power plant with water-cooled nuclear reactor.

Characteristic of the well-known '. technical solutions:

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.A passive protection system is known, in which the hermetically sealed spaces of the prismatic circuit are connected to a barbotage condensation system. The condensate, satire system consists of tubes of equal length immersed in cold water. A disadvantage of this system is that the large cross-section lead the steam introduced via the tubes in the Wasserraurn -Wasserst romes and the resulting large jet of a steam-air-Wassergetnisches to form large bubbles, in the condensation it due to implosions to a significant Loading of the plant comes.

Die großen alasen erfordern zur maximalen Kondensation der Dampfkomponente des Dampf-Luftgemisches eine größere Eintauchtiefe der Rohrausgänge in den Wasserraurn (bzw.The large alasen require for maximum condensation of the vapor component of the vapor-air mixture, a greater immersion depth of the pipe outlets in the Wasserraurn (resp.

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.a larger tube length), which in turn is associated with a higher flow resistance of the condensing apparatus. In addition, the non-stationary steam-air flow causes a vapor condensation in the pipes themselves, which is accompanied by a suction of water from the water space. In a subsequent pressure increase (due to the reduction of the condensation surface), the sucked water column is expelled retroactively into the water space. These processes also lead to significant, in non-stationary vibrations expressing dynamic loads on the system.

Object of the invention:

Ziel der Erfindung ist die Behebung der aufgezeigten Mängel.The aim of the invention is the elimination of the identified shortcomings.

Explanation of the essence of the invention:

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.The invention has the object of providing a passive protection system dsr input "type referred to develop having with improved utilization of the kinetic energy of the steam Luftstrpmes in Vermischungsprozeß.eine increased condensation contact surface and a more effective mixing of the Oarn.pf-air mixture with the water ensured the water space.

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-According to the invention the Aufgäbe is solved in that the tubes of the condensation system are immersed in different depths to the water level in the water space and each tube has at its lower end a flat nozzle which comprises the gesaraten tube outlet. The flat nozzle consists of a flat channel with confuser and diffuser. In addition, the hermetically sealed monolithic space for the intake of air and other noncondensing

ζ -wiGasen ein veränderliches Volumen und ist"mit einem beweglichen Deckel und einem Wasserschloß ausgestattet. ζ -wiGas a variable volume and is "equipped with a movable lid and a water lock.

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.The plant according to the invention ensures effective mixing of the steam-air mixture with the water of the water space at a significantly higher condensation surface and with minimal hydraulic losses. It also permits a substantial reduction in the immersion depth of the tube into the water space (or tube length) and reduces the flow resistance of the condensation system. In addition, the dynamic loads of the individual systems parts are reduced by the construction of the invention even at non-stationary throughput of the incoming steam-air mixture. The variable volume of the space for the intake of air and other non-condensing gases with movable cover ur * d water lock allows it to be dimensioned at much lower design pressure.

Ausführunqsbeispiel; . Working Example; ,

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der Passivschutzanlage;Fig. 1: a schematic representation of the passive protection system;

Fig. 2: den Endabschnitt der in den VVasserraura eintauchenden Rohre.Fig. 2: the end portion of the submerged in the VVasserraura pipes.

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, derThe system consists of a hermetically sealed room 1, in which the equipment of the Priiaä.kreislaufs is separated by a heat-insulated flap 2 from the channel 3. Oer channel 3 is connected to the collector space 4, the

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.in turn connected to a 3arbotage condensation system. The condensation system consists of tubes 5, which dive into the water space at different depths to the water piste. The tube outlet is equipped with a flat nozzle 6, which includes a flat channel 7 with confuser and diffuser. The water space 8 is connected by check valves 9 with a hermetically sealed monolithic space 10. The volume of the space 10 is changeable by means of the water lock 11 and the movable lid 12.

Die erfindungsgeraäSe Anlage arbeitet wie folgt:The inventive device works as follows:

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. DieIn a havariebedingten Entherme- tisierung of the primary circuit increases by the vapor deposition of the effluent heat transfer pressure in the hermetic sealed space 1, which in turn leads to the opening of the flap 2 and the outflow of a vapor-air mixture through the channel 3 in the Kollektkrraum 4. Through the tube bundle of different lengths, each equipped with a flat nozzle 5 tubes 5, the vapor-air mixture, cold water with it tearing and merging with the same, enters the water space 8, wherein a thin flat beam is formed. Thereafter, the resulting steam-water-air mixture flows through the shallow channel 7 with confuser and diffuser. The flat flow caused by the kinetic energy of the Darapf air mixture flowing out of the flat nozzle 6 flows through the flat channel 7 at increased speed, creating favorable conditions for effective condensation of the vapor component of the Oampf-air mixture. Due to the different length of the tubes 5 there is the possibility that a part of the tubes can be operated even at relatively low flow rate of a vapor-air mixture under steady state conditions. The

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Wahrscheinlichkeit eines unbeständigen Betriebs, verursachtLikelihood of inconsistent operation caused

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"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."The aspiration of water from the water space into the tubes and the subsequent expulsion thereof - a process that results in significant dynamic loads and vibrations - is minimized due to the increase in pressure above the water level of the water space 8 by air and other non-condensing gases The non-return valves 9 are opened and the moist air and gases flow into the hermetically sealed monolithic space 10 where they remain until deactivation, by equipping the space 10 with a water lock 11 and a movable cover 12, its volume can be kept to a minimum Pressure increase to be changed.

Claims

trfindungsanspruch

1. passive protection system in the event of a Haveliebedsten outflow of the heat carrier in a nuclear power plant with water-cooled reactor whose hermetically sealed space in which the primary circuit is connected to a Barbotage Kondensationsssystera, which in turn communicates with a hermetically sealed space, said the Kondensationsssystera consists of tubes that dive into a Wasserraura, characterized in that the tubes (5) immerse the Kondensationsssystsms in different depths to the water level in the water and each tube on the output side with a flat nozzle (6) is equipped with a shallow channel (7) with a confuser and a diffuser while the hermetically sealed monolithic space (10) has a variable volume.

2 ,. Passivschutzanlacie :: according to item I, characterized in that the space (IG) with a water lock (11) and a movable lid. (12) is equipped.

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