DE102011111246B4 - System and method for accelerated feeding of a reactivity influencing medium in a heavy water moderated reactor - Google Patents
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Abstract
System zur beschleunigten Einspeisung eines die Reaktivität beeinflussenden Mediums, insbesondere eines neutronenabsorbierenden Mediums, in einen schwerwassermoderierten Druckwasserreaktors (5) mit wenigstens einem Vorhaltetank (3) zur Vorhaltung des neutronenabsorbierenden Mediums sowie wenigstens einer Einspeiseleitung (7) zur mediumsleitenden und strömungstechnischen Verbindung von Reaktor (5) und/oder Moderatortank und Vorhaltetank (3), wobei zwischen Vorhaltetank (3) und Reaktor (5) und/oder Moderatortank ein explosionsausgelöstes oder explosionsgetriebenes Ventil (6, 10), ein sog. Squib Valve, in der Einspeiseleitung (7) angeordnet ist, mit welchem eine schnelle und effiziente Auslösung der Einspeisung des neutronenabsorbierenden Mediums, insbesondere der schnellen Boreinspeisung, in den Reaktor (5) und/oder Moderatortank bewirkbar ist, wobei der Vorhaltetank (3) im Reaktorbetrieb ständig unter dem vollen Einspeisedruck steht oder ständig mit dem vollem Einspeisedruck beaufschlagt ist, so dass dieser Druck im Anforderungsfall und nach Öffnung des Squib Valves (6, 10) sofort zur Einspeisung des jeweiligen Mediums ohne Zeitverzug unmittelbar abrufbar und einsetzbar ist, wobei das Squib Valve (6, 10) in weniger als fünf Millisekunden, vorzugsweise innerhalb von drei Millisekunden, auslöst und seinen Durchlass (18) freigibt, und aufgrund des sofort verfügbaren hohen Einspeisedrucks eine optimal schnelle Verteilung der Einspeisewolke oder der Wolke des die Reaktivität beeinflussenden und/oder neutronenabsorbierenden Mediums im Moderatortank oder Reaktor (5) und damit eine schnelle und optimale Durchmischung des Einspeisemediums mit dem Moderator im Reaktorbehälter bewirkbar und ermöglicht ist und wobei die Scherkappe (16) des Squib Valve (6, 10) im Normalbetrieb des Reaktors (5) festsitzt, insbesondere nicht lösbar, mit der jeweiligen Rohr- oder Einspeiseleitung (7) verbunden oder einstückig mit der Rohr- und/oder Einspeiseleitung (7) ausgebildet ist und/oder eine leckdichte Trennung zwischen dem neutronenabsorbierenden Medium, insbesondere dem borierten Wasser, und dem Reaktor (5) und/oder Moderatortank bewirkt und gewährleistet ist und zwischen Squib Valve und Reaktor eine Berstscheibe vorgesehen ist und die Leitung zwischen Berstscheibe und Squib Valve mit dem jeweiligen Medium gefüllt ist.System for accelerated feeding of a reactivity influencing medium, in particular a neutron absorbing medium, in a heavy water moderated pressurized water reactor (5) with at least one Vorhaltetank (3) for providing the neutron absorbing medium and at least one feed line (7) for medium-conducting and fluidic connection of reactor (5 ) and / or moderator tank and Vorhaltetank (3), wherein between Vorhaltetank (3) and reactor (5) and / or moderator tank an explosion-triggered or explosion-driven valve (6, 10), a so-called. Squib valve, arranged in the feed line (7) is, with which a fast and efficient triggering of the feed of the neutron absorbing medium, in particular the rapid Boreinspeisung, in the reactor (5) and / or moderator tank is effected, wherein the Vorhaltetank (3) in the reactor operation is constantly below the full feed pressure or constantly with the full feed pressure beauf is struck so that this pressure in the case of request and after opening the Squib Valves (6, 10) immediately to feed the respective medium without delay is immediately available and usable, the Squib Valve (6, 10) in less than five milliseconds, preferably within three milliseconds, and releases its passage (18), and due to the immediately available high feed pressure, an optimally fast distribution of the feedstock or the cloud of the reactivity influencing and / or neutron absorbing medium in the moderator tank or reactor (5) and thus a fast and optimal mixing of the feed with the moderator in the reactor vessel effected and made possible and wherein the shear cap (16) of the Squib valve (6, 10) in normal operation of the reactor (5) stuck, in particular not detachable, with the respective pipe or feed line ( 7) is connected or formed integrally with the pipe and / or feed line (7) and / or a leak-tight separation between the neutron-absorbing medium, in particular the borated water, and the reactor (5) and / or moderator tank is effected and ensured and between the squib valve and reactor a rupture disc is provided and the line between the rupture disk and Squib Valve with the respective medium is filled.
Description
Die Erfindung betrifft ein System zur beschleunigten Einspeisung eines die Reaktivität beeinflussenden Mediums, insbesondere eines neutronenabsorbierenden Mediums in einen schwerwassermoderierten Druckwasserreaktor. Weiterhin beansprucht wird ein entsprechendes Verfahren.The invention relates to a system for accelerated feeding of a reactivity influencing medium, in particular a neutron absorbing medium in a heavy water moderated pressurized water reactor. Furthermore claimed is a corresponding method.
Es ist allgemein bekannt, dass bei schwerwassermoderierten Reaktoren oder auch Druckwasserreaktoren, zumindest im Einsatzgebiet Deutschland, die Reaktivität im Reaktorkern durch das Ein- und Ausfahren von Steuerelementen oder Kontrollstäben mit neutronenabsorbierenden Materialien, insbesondere von Graphitstäben, kontrolliert wird. Zur Schnellabschaltung bei Anforderung durch das Reaktorschutzsystem und/oder bei einer auftretenden Störung werden die Kontrollstäbe oder Steuerelemente aufgrund ihrer Masse durch die auf sie wirkende Gravitation oder Schwerkraft in den Reaktorkern einfallen oder einsinken gelassen werden oder durch Beaufschlagung mittels beispielsweise Pressluft in den Kern eingeschossen.It is well known that in heavy water moderated reactors or also pressurized water reactors, at least in the field of application Germany, the reactivity in the reactor core is controlled by the retraction and extension of control elements or control rods with neutron absorbing materials, in particular graphite rods. For rapid shutdown when requested by the reactor protection system and / or in the event of a malfunction, the control rods or controls will fall into the reactor core due to their mass due to gravitational or gravitational force acting on them, or be let sink into the core by injection of, for example, compressed air.
Ergänzend oder auch alternativ dazu besteht bei schwerwassermoderierten Reaktortypen die Möglichkeit das als Moderator wirkende schwere Wasser plötzlich beziehungsweise in kürzester Zeit aus dem Moderatortank abzulassen, wodurch aufgrund der fehlenden Moderation der Neutronen die Kettenreaktion in Folge kurzfristig zum Erliegen gebracht wird. Auch sind schwerwassermoderierte Reaktoren, wie beispielsweise der „Pressurized Heavy Water Moderated Reaktor (PHWR)” bekannt geworden, welche als diversitäre Einrichtung zur Schnellabschaltung ein System zur schnellen, möglichst verzögerungsfreien Einspeisung von Borsäure oder anderen neutronenabsorbierenden Medien in den Moderatortank beziehungsweise in den Reaktorkern aufweisen. Nach Einspeisung des jeweiligen absorbierenden Mediums, insbesondere der Borsäure, verteilt sich diese im Reaktorkern oder Reaktortank und absorbiert Neutronen aufgrund des hohen Absorptionswirkungsquerschnitts des enthaltenen Bors. Die absorbierten Neutronen können nun nicht weiter zum Erhalt der Kettenreaktion beitragen, wodurch die Kettenreaktion letztlich innerhalb kürzester Zeit zum Erliegen kommt.In addition, or alternatively, in heavily water-moderated reactor types, it is possible to discharge the heavy water acting as moderator suddenly or in a very short time from the moderator tank, causing the chain reaction to be brought to a standstill in the short term due to the lack of moderation of the neutrons. Also heavy water moderated reactors, such as the "Pressurized Heavy Water Moderated Reactor (PHWR)" have become known, which as a diverse device for rapid shutdown a system for fast, preferably delay-free feed of boric acid or other neutron-absorbing media in the moderator tank or in the reactor core. After the respective absorbing medium, in particular boric acid, is introduced, it is distributed in the reactor core or reactor tank and absorbs neutrons due to the high absorption cross section of the boron contained. The absorbed neutrons can no longer contribute to maintaining the chain reaction, which ultimately stops the chain reaction within a very short time.
Bei der Einspeisung von Borsäure oder anderen Medien zur Schnellen Abschaltung der Kettenreaktion ist es wichtig, dass die Einspeisung möglichst verzögerungsfrei und innerhalb kürzester Zeit nach Anforderung zu erfolgen hat. Des Weiteren muss sich das eingespeiste Medium möglichst schnell und gleichmäßig im Moderatortank verteilen, um eine schnelle Unterbrechung der Kettenreaktion zu bewirken und zu gewährleisten.When feeding in boric acid or other media for rapid deactivation of the chain reaction, it is important that the feed-in takes place as quickly as possible and as quickly as possible upon request. Furthermore, the medium fed in must be distributed as quickly and evenly as possible in the moderator tank in order to effect and ensure rapid interruption of the chain reaction.
Eine bekannte Konfiguration eines Systems zur schnellen Einspeisung von Borsäure besteht aus einer mehrfach redundanten Anordnung von Vorhaltetanks mit boriertem Wasser, Druckspeichern mit Stickstoff, oder einem anderen Gas unter hohem Druck, sowie Einspeiseleitungen und Berstscheiben. Hierbei wird das einzuspeisende Medium, beispielsweise boriertes Wasser, im Normalbetrieb drucklos vorgehalten und erst bei einer Anforderung unter Druck gesetzt. Dies geschieht durch Öffnung eines Ventils zwischen Druckspeicher und Vorhaltetank. Der Vorhaltetank ist durch eine Einspeiseleitung mit dem Reaktordruckbehälter verbunden. In der Einspeiseleitung befindet sich eine Berstscheibe. Während des Normalbetriebs trennt diese Scheibe das borierte Wasser leckdicht vom Moderatorwasser im schwerwassermoderierten Reaktor.One known configuration of a boric acid rapid feed system consists of a multi-redundant array of borated water holding tanks, nitrogen storage tanks, or other high pressure gas, as well as feed lines and rupture disks. Here, the medium to be fed, such as borated water, kept pressureless in normal operation and only put under pressure on a request. This is done by opening a valve between accumulator and Vorhaltetank. The Vorhaltetank is connected by a feed line to the reactor pressure vessel. There is a rupture disk in the feed line. During normal operation, this disc separates the borated water leak-tight from moderator water in heavy water moderated reactor.
Wird nun der Druck im Vorhaltetank erhöht, bricht die Scheibe und ermöglicht die Einspeisung zur Schnellabschaltung.If now the pressure in the Vorhaltetank increases, breaks the disc and allows the feed for rapid shutdown.
Ein Nachteil dieser Konstruktion liegt in ihrer vergleichsweise langsamen Reaktion beziehungsweise ihrer vergleichsweise hohen Reaktionszeit, denn da im Normalbetrieb ein Bersten der Berstscheiben nicht erwünscht ist, brechen diese erst bei einem relativ hohen Differenzdruck. Dieser Druck muss sich durch das Öffnen der Ventile zwischen Druckspeichern und Vorhaltetanks jedoch erst aufbauen. Insgesamt ergibt sich so eine Kette von notwendigen Vorgängen und Abfolgen zur Auslösung der „schnellen” Boreinspeisung. Zudem bricht aufgrund der Natur der Bruchmechanik der spezifischen Eigenschaften der Berstscheibe diese nicht bei einem definierten Druck sondern mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit in einem Druckintervall, so dass der eigentliche Berstvorgang mit einer gewissen Unschärfe behaftet ist. Bei einer keramischen Berstscheibe lässt sich diese Berstwahrscheinlichkeit im Allgemeinen durch eine Verteilungsfunktionfür x > 0, α > 0 und β > 0 nach Weibull beschreiben. Daraus folgt dass eine zusätzliche Verzögerung bis zum Brechen mit einkalkuliert werden muss. Eine nahezu verzögerungsfreie Auslösung und Freigabe des neutronenabsorbierenden Mediums innerhalb eines Zeitintervalls von weniger als 5 ms ist mit derartigen bekannten Anordnungen bei einem schwerwassermoderierten Reaktor nicht bewirkbar zumindest jedoch nicht gewährleistbar. Dies ist insbesondere auch deshalb von immenser Bedeutung, da ein schwerwassermoderierter Reaktor, im Unterschied zu einem Leichwasserreaktor, im Hinblick auf den Moderator über einen positiven Voidkoeffizienten der Reaktivität verfügt, so dass hier effizientere Sicherheitskonzepte zum Einsatz kommen müssen.A disadvantage of this construction lies in its comparatively slow reaction or its comparatively high reaction time, since bursting of the rupture disks is not desired in normal operation, and these only break at a relatively high differential pressure. However, this pressure must first build up by opening the valves between accumulators and Vorhaltetanks. Overall, this results in a chain of necessary processes and sequences for triggering the "fast" Boreinspeisung. In addition, due to the nature of the fracture mechanics of the specific properties of the rupture disc breaks this not at a defined pressure but with a certain probability in a pressure interval, so that the actual bursting process is fraught with a certain blurring. For a ceramic rupture disk, this bursting probability is generally due to a distribution function for x> 0, α> 0 and β> 0 according to Weibull. It follows that an additional delay must be taken into account until breakage. An almost instantaneous release and release of the neutron absorbing medium within a time interval of less than 5 ms can not be effected with such known arrangements in a heavy water-moderated reactor, but at least can not be guaranteed. This is especially of immense importance, since a heavy water moderated reactor, unlike a Leichwasserreaktor, with respect to the moderator has a positive void coefficient of reactivity, so here more efficient safety concepts must be used.
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Möglichkeit für eine verbesserte und effizientere Schnelleinspeisung eines neutronenabsorbierenden Mediums in einen schwerwassermoderierten Reaktor, insbesondere einen Druckwasserreaktor, anzugeben, welche mit möglichst geringem Aufwand realisierbar ist.The invention is based on the object of providing a possibility for an improved and more efficient rapid introduction of a neutron-absorbing medium into a heavy-water-moderated reactor, in particular a pressurized-water reactor, which can be implemented with the least possible outlay.
Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Systems sind in weiteren Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben.This object is achieved by a system having the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the system are specified in further claims and the following description.
Demnach betrifft die Erfindung ein System zur beschleunigten Einspeisung eines die Reaktivität beeinflussenden Mediums, insbesondere eines neutronenabsorbierenden Mediums, in einen schwerwassermoderierten Druckwasserreaktor mit wenigstens einem Vorhaltetank zur Vorhaltung des neutronenabsorbierenden Mediums sowie wenigstens einer Einspeiseleitung zur mediumsleitenden und strömungstechnischen Verbindung von Reaktor und/oder Moderatortank und Vorhaltetank, wobei zwischen Vorhaltetank und Reaktor und/oder Moderatortank ein explosionsausgelöstes oder explosionsgetriebenes Ventil, ein sog. Squib Valve, in der Einspeiseleitung angeordnet ist, mit welchem eine schnelle und effiziente Auslösung der Einspeisung des neutronenabsorbierenden Mediums, insbesondere der schnellen Boreinspeisung, in den Reaktor und/oder Moderatortank bewirkbar ist, wobei der Vorhaltetank im Reaktorbetrieb ständig unter dem vollen Einspeisedruck steht oder ständig mit dem vollem Einspeisedruck beaufschlagt ist, so dass dieser Druck im Anforderungsfall und nach Öffnung des Squib Valves sofort zur Einspeisung des jeweiligen Mediums ohne Zeitverzug unmittelbar abrufbar und einsetzbar ist, wobei das Squib Valve in weniger als fünf Millisekunden, vorzugsweise innerhalb von drei Millisekunden, auslöst und seinen Durchlass freigibt, und aufgrund des sofort verfügbaren hohen Einspeisedrucks eine optimal schnelle Verteilung der Einspeisewolke oder der Wolke des die Reaktivität beeinflussenden und/oder neutronenabsorbierenden Mediums im Moderatortank oder Reaktor und damit eine schnelle und optimale Durchmischung des Einspeisemediums mit dem Moderator im Reaktorbehälter bewirkbar und ermöglicht ist und wobei die Scherkappe des Squib Valve im Normalbetrieb des Reaktors festsitzt, insbesondere nicht lösbar, mit der jeweiligen Rohr- oder Einspeiseleitung verbunden oder einstückig mit der Rohr- und/oder Einspeiseleitung ausgebildet ist und/oder eine leckdichte Trennung zwischen dem neutronenabsorbierenden Medium, insbesondere dem borierten Wasser, und dem Reaktor und/oder Moderatortank bewirkt und gewährleistet ist und zwischen Squib Valve und Reaktor eine Berstscheibe vorgesehen ist und die Leitung zwischen Berstscheibe und Squib Valve mit dem jeweiligen Medium gefüllt ist.Accordingly, the invention relates to a system for accelerated feeding of a reactivity influencing medium, in particular a neutron absorbing medium, in a heavy water moderated pressurized water reactor with at least one Vorhaltetank for maintaining the neutron absorbing medium and at least one feed line for medium-conducting and fluidic connection of the reactor and / or moderator tank and Vorhaltetank , wherein between Vorhaltetank and reactor and / or moderator tank an explosion-triggered or explosion-driven valve, a so-called. Squib valve, is arranged in the feed line, with which a fast and efficient triggering of the feed of the neutron absorbing medium, in particular the rapid Boreinspeisung, in the reactor and / or moderator tank is effected, wherein the Vorhaltetank in reactor operation is constantly below the full feed pressure or constantly charged with the full feed pressure, s o that this pressure immediately in the case of request and after opening the Squib Valve for feeding the medium without delay is immediately available and usable, the Squib Valve in less than five milliseconds, preferably within three milliseconds, triggers and releases its passage, and due the immediately available high feed pressure an optimally fast distribution of the feed cloud or the cloud of the reactivity influencing and / or neutron absorbing medium in Moderatortank or reactor and thus a fast and optimal mixing of the feed with the moderator in the reactor vessel effected and made possible and wherein the shear cap of the Squib valve stuck in normal operation of the reactor, in particular not detachable, connected to the respective pipe or feed line or formed integrally with the pipe and / or feed line and / or a leak-tight separation between the neutronenabsorbi causing medium and in particular the borated water, and the reactor and / or moderator tank is effected and guaranteed and between the Squib valve and reactor rupture disc is provided and the line between the rupture disk and Squib Valve is filled with the respective medium.
Dabei stellt das erfindungsgemäße System auf die Verwendung oder den Einsatz von explosionsausgelösten und/oder explosionsgetriebenen Ventilen, den so genannten „Squib Valves”, zur Auslösung der schnellen Einspeisung des jeweiligen neutronenabsorbierenden Mediums, insbesondere der Einspeisung von Bor oder boriertem Wasser oder Borsäure, ab. Durch Verwendung eines derartigen Squib Valves lässt sich die jeweilig erforderliche Schaltungstechnik bei einem schwerwassermoderierten Reaktor gegenüber bekannten Anordnungen wesentlich verbessern und eine schnelle Einspeisung des reaktivitätsbeeinflussenden Mediums im Millisekundenbereich mit einem definierten Schaltzeitpunkt bewirken und erreichen. Zudem ist eine leckdichte Trennung zwischen dem neutronenabsorbierenden Medium, insbesondere dem borierten Wasser, und dem Reaktordruckbehälter bewirkt und gewährleistet. Zur Einstellung des gewünschten Einspeisedrucks ist zwischen Druckspeicher und Vorhaltetank wenigstens ein Druckregelventil vorsehbar. Vorteilhaft ermöglicht der Einsatz des Squib Valves den Vorhaltetank ständig unter vollem Einspeisedruck zu halten beziehungsweise ihn mit dem entsprechenden Einspeisedruck zu beaufschlagen, so dass dieser Druck im Anforderungsfall und nach Öffnung des Squib Valves sofort zur Einspeisung des jeweiligen Medium ohne Zeitverzug unmittelbar abrufbar ist und zur Verfügung steht. Somit ermöglicht und bewirkt das System zur Schnelleinspeisung eines neutronenabsorbierenden Mediums in einem schwerwassermoderierten Reaktor mit dem wenigstens einen vorgesehenen Squib Valve bei einem permanent anstehenden Druck des Einspeisemediums im Vorhaltetank und tankseitig am Squib Valve eine leckdichte Trennung zwischen Moderator im Reaktorbehälter und Einspeisemedium im Vorhaltetank. Aufgrund des wenigstens einen systemgemäß vorgesehenen und eingesetzten explosionsausgelösten beziehungsweise explosionsgetriebenen Ventils (Squib Valve) ist eine schnelle unverzügliche, insbesondere innerhalb von wenigen, vorzugsweise innerhalb von 3 Millisekunden, und unmittelbare Auslösung der Einspeisung des jeweiligen neutronenabsorbierenden Mediums auf Anforderung sowie eine schnelle Einspeisung des Einspeisemediums nach Auslösung durch den am Ventil und im Vorhaltetank anliegenden direkt verfügbaren hohen Einspeisedruck bewirkbar. Darüber hinaus ist aufgrund des sofort verfügbaren hohen Einspeisedrucks eine optimal schnelle Verteilung der Einspeisewolke beziehungsweise der Wolke der neutronenabsorbierenden Mediums im Moderatortank oder Reaktor und damit eine schnelle und optimale Durchmischung des Einspeisemediums mit dem Moderator im Reaktorbehälter bewirkbar und ermöglicht.In this case, the system according to the invention is based on the use or the use of explosion-triggered and / or explosion-driven valves, the so-called "Squib Valves", for triggering the rapid feed of the respective neutron-absorbing medium, in particular the feed of boron or borated water or boric acid. By using such a Squib Valves, the circuit technology required in a heavily water-moderated reactor can be substantially improved compared to known arrangements and effect and achieve rapid feed-in of the reactivity-influencing medium in the millisecond range with a defined switching time. In addition, a leak-tight separation between the neutron-absorbing medium, in particular the borated water, and the reactor pressure vessel is effected and ensured. To set the desired feed pressure between pressure accumulator and Vorhaltetank at least one pressure control valve is providable. Advantageously, the use of the Squib Valves to keep the Vorhaltetank constantly under full feed pressure or to pressurize him with the appropriate feed pressure, so that this pressure in the case of request and after opening the Squib Valves immediately to feed the respective medium without delay is immediately available and available stands. Thus, the system allows and effects a rapid injection of a neutron absorbing medium in a heavy water reactor with the at least one provided Squib Valve at a permanent pressure of the feed medium in Vorhaltetank tank side and the Squib Valve a leak-tight separation between moderator in Reactor tank and feed medium in the holding tank. Due to the at least one system provided and deployed explosion-triggered or explosion-driven valve (Squib Valve) is a fast immediate, especially within a few, preferably within 3 milliseconds, and immediate triggering of the feed of each neutron absorbing medium on request and a rapid feed of the feed after Triggered by the present at the valve and in the Vorhaltetank directly available high feed pressure effected. In addition, due to the immediately available high feed pressure, an optimally fast distribution of the feed cloud or the cloud of neutron absorbing medium in the moderator tank or reactor and thus a fast and optimal mixing of the feed with the moderator in the reactor vessel can be effected and made possible.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird bei Bedarf und/oder Anforderung einer schnellen Einspeisung des neutronenabsorbierenden Mediums, beispielsweise einer Boreinspeisung, im Reaktorbetrieb beziehungsweise bei laufendem Reaktor, innerhalb des jeweiligen Squib Valves eine Explosionsladung ausgelöst beziehungsweise gezündet, die einen Geschoßkörper, insbesondere einen Bolzen, gezielt beziehungsweise gerichtet gegen eine so genannte Scherkappe schießt und/oder beschleunigt, welche Scherkappe daraufhin durch den Geschoßkörper, insbesondere den Bolzen, abgeschert wird und das eigentliche Ventil des Squib Valve beziehungsweise dessen Durchlass letztlich öffnet und das neutronenabsorbierende Medium zum Einlass in den Reaktor freisetzt beziehungsweise freigibt.In an advantageous embodiment, an explosive charge is triggered or ignited within the respective Squib Valves when needed and / or request a rapid feed of the neutron absorbing medium, for example a Boreinspeisung, in reactor operation or while the reactor, the targeted a projectile body, in particular a bolt directed against a so-called shear cap shoots and / or accelerates, which shear cap is then sheared off by the projectile body, in particular the bolt and the actual valve of the Squib Valve or its passage ultimately opens and releases the neutron-absorbing medium to the inlet into the reactor or releases.
Des Weiteren beansprucht wird ein entsprechendes Verfahren zur beschleunigten Einspeisung eines die Reaktivität beeinflussenden Mediums, insbesondere eines neutronenabsorbierenden Mediums, in einen schwerwassermoderierten Druckwasserreaktor wobei in wenigstens einem Vorhaltetank ein die Reaktivität beeinflussendes und/oder neutronenabsorbierendes Medium vorgehalten wird, welches durch ein in der jeweiligen Einspeiseleitung zur mediumsleitenden Verbindung von Reaktor, insbesondere des Reaktordruckbehälters, und Vorhaltetank, wobei zwischen Vorhaltetank und Reaktor, angeordnetes explosionsausgelöstes beziehungsweise explosionsgetriebenes Ventil, ein sog. Squib Valve, von dem Moderator im Moderatortank beziehungsweise Reaktor leckdicht separiert und vorhaltetankseitig mit einem Einspeisedruck beaufschlagt wird, wobei auf Anforderung durch Auslösung der Explosionsladung das explosionsgetriebene und/oder -ausgelöste Ventil geöffnet und durch den beaufschlagten Einspeisedruck eine schnelle und effiziente Auslösung der Einspeisung des die Reaktivität beeinflussenden und/oder neutronenabsorbierenden Mediums, insbesondere der schnellen Boreinspeisung, in den Reaktor bewirkt wird, wobei der Vorhaltetank ständig unter vollem Einspeisedruck gehalten und/oder mit dem entsprechenden Einspeisedruck beaufschlagt wird, so dass dieser Druck vorhaltetankseitig auch auf das Squib Valve beaufschlagt wird und an diesem anliegt und im Anforderungsfall und nach Öffnen des Squib Valves sofort zur Einspeisung des jeweiligen Mediums ohne Zeitverzug unmittelbar abgerufen und/oder zur Einspeisung des Mediums in den Moderatortank zur Verfügung gestellt und verwendet wird, wobei das Squib Valve in weniger als fünf Millisekunden, vorzugsweise innerhalb von drei Millisekunden, geöffnet und sein Durchlass freigegeben wird, und mittels des sofort verfügbaren hohen Einspeisedrucks die jeweilige Einspeisewolke optimal schnell verteilt wird und/oder die Wolke des die Reaktivität beeinflussenden Mediums und/oder des neutronenabsorbierenden Mediums im Moderatortank oder Reaktor optimal schnell verteilt wird und damit das Einspeisemedium mit dem Moderator im Reaktorbehälter effizient und homogen, das heißt in sehr kurzer Zeit mit vergleichsweise geringem Aufwand gleichmäßig durchmischt wird, wobei die Scherkappe des Squib Valve im Normalbetrieb des Reaktors fest, insbesondere nicht lösbar, mit der jeweiligen Rohr- oder Einspeiseleitung verbunden oder einstückig mit der Rohr- beziehungsweise an dieser angeordnet wird, wodurch eine leckdichte Trennung zwischen dem die Reaktivität beeinflussenden Medium und/oder neutronenabsorbierenden Medium, insbesondere dem borierten Wasser, und dem Reaktordruckbehälter und/oder dem darin befindlichen Moderator hergestellt oder bewirkt und gewährleistet wird und zwischen Squib Valve und Reaktor eine Berstscheibe angeordnet wird und die Leitung zwischen Berstscheibe und Squib Valve mit dem jeweiligen Medium gefüllt wird.Furthermore, a corresponding method is claimed for the accelerated feeding of a medium influencing the reactivity, in particular a neutron-absorbing medium, into a heavy water-moderated pressurized water reactor, wherein a reactivity-influencing and / or neutron-absorbing medium is held in at least one holding tank, which by means of a in the respective feed line to medium-conducting connection of the reactor, in particular the reactor pressure vessel, and Vorhaltetank, wherein between Vorhaltetank and reactor, arranged explosion-triggered or explosion-driven valve, a so-called. Squib valve, leak-tight from the moderator in the moderator tank or reactor separated and vorhaltetankseitig charged with a feed pressure, wherein on request opened by triggering the explosion charge the explosion-driven and / or tripped valve and by the applied feed pressure a sch nelle and efficient triggering of the feed of the reactivity influencing and / or neutron absorbing medium, in particular the fast Boreinspeisung, is effected in the reactor, wherein the Vorhaltetank kept constantly under full feed pressure and / or charged with the appropriate feed pressure, so that this pressure Vorhaltetankseitig is applied to the Squib Valve and rests against this and immediately retrieved in the case of request and after opening the Squib Valves for feeding the respective medium without delay and / or provided for feeding the medium in the moderator tank and used in which the squib valve is opened in less than five milliseconds, preferably within three milliseconds, and its passage is released, and by means of the immediately available high feed pressure, the respective feed cloud is optimally rapidly distributed and / or the cloud of the reactivity affecting medium and / or the neutron absorbing medium in the moderator tank or reactor is optimally distributed quickly and thus the feed medium with the moderator in the reactor vessel efficiently and homogeneously, that is mixed evenly in a very short time with relatively little effort, the shear cap d It Squib valve in the normal operation of the reactor fixed, in particular not detachable, connected to the respective pipe or feed line or integrally with the pipe or is arranged at this, whereby a leak-tight separation between the reactivity influencing medium and / or neutron-absorbing medium, in particular the borated water, and the reactor pressure vessel and / or the moderator therein is made or effected and guaranteed and between the Squib valve and reactor rupture disc is arranged and the line between rupture disk and Squib Valve is filled with the respective medium.
Dabei stellt auch das erfindungsgemäße Verfahren auf die Verwendung oder den Einsatz von explosionsausgelösten und/oder explosionsgetriebenen Ventilen, den so genannten Squib Valves, zur Auslösung der schnellen Einspeisung des jeweiligen neutronenabsorbierenden Mediums, insbesondere der Einspeisung von Bor oder boriertem Wasser oder Borsäure, ab. Dabei wird die Scherkappe des Squib Valve im Normalbetrieb des Reaktors fest, insbesondere nicht lösbar, mit der jeweiligen Rohr- oder Einspeiseleitung verbunden oder einstückig mit der Rohrleitung beziehungsweise an dieser angeordnet. Dadurch wird eine leckdichte Trennung zwischen dem neutronenabsorbierenden Medium, insbesondere dem borierten Wasser, und dem Reaktordruckbehälter und/oder dem darin befindlichen Moderator hergestellt oder bewirkt und gewährleistet. Zudem wird der Vorhaltetank ständig unter vollem Einspeisedruck gehalten beziehungsweise mit dem entsprechenden Einspeisedruck beaufschlagt, so dass dieser Druck vorhaltetankseitig auch auf das Squib Valve beaufschlagt wird und an diesem anliegt und im Anforderungsfall und nach Öffnen des Squib Valves sofort zur Einspeisung des jeweiligen Mediums ohne Zeitverzug unmittelbar abrufbar und/oder zur Einspeisung des Mediums in den Moderatortank zur Verfügung steht und verwendbar ist. Weiterhin wird mittels des sofort verfügbaren hohen Einspeisedrucks die Einspeisewolke optimal schnell verteilt beziehungsweise die Wolke der neutronenabsorbierenden Mediums im Moderatortank oder Reaktor optimal schnell verteilt und damit das Einspeisemedium mit dem Moderator im Reaktorbehälter effizient und homogen, das heißt in sehr kurzer Zeit mit vergleichsweise geringem Aufwand gleichmäßig, durchmischt.In this case, the inventive method on the use or the use of explosion-triggered and / or explosion-driven valves, the so-called Squib Valves, for triggering the rapid feed of the respective neutron-absorbing medium, in particular the feed of boron or borated water or boric acid, from. In this case, the shearing cap of the Squib valve in the normal operation of the reactor is fixed, in particular not detachable, connected to the respective pipe or feed line or integrally with the pipe or arranged at this. As a result, a leak-tight separation between the neutron-absorbing medium, in particular the borated water, and the reactor pressure vessel and / or the moderator therein is produced or effected and ensured. In addition, the Vorhaltetank is constantly kept under full feed pressure or acted upon by the corresponding feed pressure, so that this pressure Vorhaltetankseitig is also applied to the Squib Valve and rests on this and in case of need and after opening the Squib Valves immediately to feed the respective medium without delay immediately available and / or is available for feeding the medium in the moderator tank and is usable. Furthermore, by means of the immediately available high feed pressure, the feed cloud optimally distributed quickly or optimally distributed the cloud of neutron absorbing medium in moderator tank or reactor and thus the feed medium with the moderator in the reactor vessel efficiently and homogeneously, ie in a very short time with relatively little effort evenly , mixed.
Vorteilhaft ist das Verfahren zur Ausführung und Verwendung auf vorbeschriebenen System einsetzbar.Advantageously, the method can be used for execution and use on the system described above.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird bei Bedarf und/oder Anforderung einer schnellen Einspeisung des die Reaktivität beeinflussenden, insbesondere neutronenabsorbierenden Mediums, beispielsweise einer Boreinspeisung, im Reaktorbetrieb beziehungsweise bei laufendem Reaktor, innerhalb des jeweiligen Squib Valves eine Explosionsladung ausgelöst beziehungsweise gezündet, die einen Geschoßkörper, insbesondere einen Bolzen, gezielt beziehungsweise gerichtet gegen eine so genannte Scherkappe schießt und/oder beschleunigt, welche Scherkappe daraufhin durch den Geschoßkörper, insbesondere den Bolzen, abgeschert wird und das Squib Valve beziehungsweise dessen Durchlass letztlich öffnet und das die Reaktivität beeinflussende, insbesondere neutronenabsorbierende Medium zum Einlass in den Reaktor freisetzt beziehungsweise freigibt.In an advantageous embodiment, an explosive charge is triggered or ignited when needed and / or request a rapid feed of the reactivity influencing, in particular neutron absorbing medium, for example, a Boreinspeisung, in reactor operation or while the reactor is operating within the respective Squib Valves, the projectile body, in particular a bolt targeted and directed shoots against a so-called shear cap and / or accelerated, which shear cap is then sheared off by the projectile body, in particular the bolt and the Squib valve or its passage ultimately opens and the reactivity influencing, in particular neutron absorbing medium to the inlet releases into the reactor or releases.
Darüber hinaus umfasst und beansprucht die Erfindung ebenfalls die Verwendung eines vorbeschriebenen Systems und/oder eines Squib Valve innerhalb des Boriersystems eines schwerwassermoderierten Reaktors, insbesondere eines Druckwasserreaktors, zur beschleunigten Einspeisung beziehungsweise Schnelleinspeisung von Bor, boriertem Wasser oder Borsäure.In addition, the invention also encompasses and claims the use of a previously described system and / or a squib valve within the boriding system of a heavy water moderated reactor, in particular a pressurized water reactor, for the accelerated feeding or rapid feeding of boron, borated water or boric acid.
Die weitere Darlegung der Erfindung sowie vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen erfolgt anhand einiger Figuren und Ausführungsbeispiele.The further explanation of the invention as well as advantageous embodiments and developments is based on some figures and embodiments.
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Die vorliegende Erfindung umfasst dabei auch beliebige Kombinationen bevorzugter Ausführungsformen sowie einzelner Ausgestaltungsmerkmale oder Weiterbildungen, sofern diese sich nicht gegenseitig ausschließen.The present invention also encompasses any combinations of preferred embodiments as well as individual design features or developments, provided that they are not mutually exclusive.
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