DE1078247B

DE1078247B - Safety fitting for nuclear reactor plants

Info

Publication number: DE1078247B
Application number: DES60752A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Uthe
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-11-27
Filing date: 1958-11-27
Publication date: 1960-03-24

Description

DEUTSCHESGERMAN

Manche Reaktoranlagen weisen zwei getrennte Systeme mit verschiedenen Medien auf, von denen das eine notfalls in das System des anderen übertreten können muß. Zwei Beispiele hierzu veranschaulicht Fig. 5, die im Teilausschnitt eine Reaktorschaltung mit zwei getrennten Systemen zeigt. Gemäß Fig. 5 führt der Reaktor 17 als erstes Medium in seinem Primärkreislauf 18 mit der Pumpe 19, dem Wärmetauscher 20 und der Moderatorabzweigleitung 21 mit Pumpe 22 und Wärmetauscher 23 schweres Wasser. Als zweites, davon verschiedenes Medium führt er im Sekundärkreislauf 24 mit der Pumpe 25 leichtes Wasser (zur Verdampfung). Für den Übertritt des einen Mediums (leichtes Wasser) in den Kreislauf des anderen Mediums ist die Überbrückungsleitung 26 mit der Sicherheitsarmatur 27 vorgesehen. Sie gibt den Weg für das leichte Wasser nur frei, wenn der Druck im Schwerwasserkreislauf 18 bzw. 21 infolge einer Betriebsstörung unzulässig absinkt. Durch die Zuschaltung des Leichtwasserkreislaufes wird aber größerer Schaden am Reaktorkern verhindert.Some reactor systems have two separate systems with different media, one of which is the one must be able to enter the other's system if necessary. Two examples of this are illustrated 5, which shows a partial section of a reactor circuit with two separate systems. According to FIG. 5 leads the reactor 17 as the first medium in its primary circuit 18 with the pump 19, the heat exchanger 20 and the moderator branch line 21 with pump 22 and heat exchanger 23 heavy water. As a second, different medium, it carries light water in the secondary circuit 24 with the pump 25 (for evaporation). For the transfer of one medium (light water) into the cycle of the other The bridging line 26 with the safety fitting 27 is provided for the medium. She gives the way for light water only free if the pressure in the heavy water circuit 18 or 21 is due to a malfunction drops impermissibly. By switching on the light water circuit, however, it becomes larger Damage to the reactor core prevented.

In die Reaktorschaltung nach Fig. 5 ist weiter der unter Druck stehende Behälter 28 einbezogen, der über die zweite Sicherheitsarmatur 29 mit Verbindungsleitung 30 an den Reaktor angeschlossen ist. Der Be- halter 28 ist mit einer borhaltigen Flüssigkeit (im folgenden Borlösung genannt) gefüllt. Er entleert diese Flüssigkeit in den Reaktorkessel nur, wenn beispielsweise die Regel- und Abschaltstäbe versagen und eine Notabschaltung des Reaktors auf andere Weise nicht mehr möglich ist. Es liegen also auch hier zwei verschiedene, voneinander getrennte Medien (leichtes Wasser und Borlösung) vor, von denen das eine bei geöffneter Sicherheitsarmatur in das System des anderen übertreten kann.In the reactor circuit of FIG. 5, the pressurized container 28 is also included, which is about the second safety fitting 29 is connected to the reactor with a connecting line 30. The loading holder 28 is filled with a boron-containing liquid (hereinafter referred to as boron solution). He empties this liquid in the reactor vessel only if, for example, the control and shutdown rods fail and an emergency shutdown of the reactor is no longer possible in any other way. So there are two here too different, separate media (light water and boron solution), one of which can pass into the other person's system when the safety valve is open.

Gegenstand der Erfindung ist eine Sicherheitsarmatur, die bei größter Einfachheit im Aufbau die Funktionen Trennung und Übertritt der Medien besonders vorteilhaft zu verwirklichen gestattet. Die Lösung besteht darin, daß die Armatur eine absolut dichte, steuerbare Sollbruchstelle besitzt und als Durchbruchsorgan ein Kolben mit Steuerstößel vorgesehen ist.The invention relates to a safety fitting which, with the greatest simplicity in construction, the Functions separation and transfer of the media are allowed to be realized particularly advantageously. the The solution is that the valve has an absolutely tight, controllable predetermined breaking point and as A piston with a control plunger is provided through the opening element.

Unter Steuerbarkeit wird die konstruktiv beeinflußte gleichmäßige Zuordnung von Kolbendruck und Durchbruchsquerschnitt während des Durchbruchsvorganges verstanden. Näheres ist aus der Zeichnung zu entnehmen, in der schematisch einige Ausführungsbeispiele der neuen Sicherheitsarmatur veranschaulicht sind. Es zeigtControllability is the structurally influenced, uniform allocation of piston pressure and breakthrough cross-section understood during the breakthrough process. Details are from the Refer to the drawing in which some exemplary embodiments of the new safety fitting are shown schematically are illustrated. It shows

Fig. 1 die Armatur im Längsschnitt mit Membrandichtung und Ringelementen (Sollbruchstelle),Fig. 1 the valve in longitudinal section with membrane seal and ring elements (predetermined breaking point),

Fig. 2 die Sollbruchstelle gemäß Fig. 1, abgewandelt mit Schweißnahtdichtung,FIG. 2 shows the predetermined breaking point according to FIG. 1, modified with a weld seam seal,

Sictierheits armatur
für KernreaktoranlagenSictional fitting
for nuclear reactor plants

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Siegfried Uthe, Erlangen,
ist als Erfinder genannt wordenSiegfried Uthe, Erlangen,
has been named as the inventor

Fig. 3 die Sollbruchstelle gemäß Fig. 1, abgewandelt mit Ringdichtung,3 shows the predetermined breaking point according to FIG. 1, modified with a ring seal,

Fig. 4 eine Sollbruchstelle mit konischen Ringelementen und Membrandichtung und4 shows a predetermined breaking point with conical ring elements and membrane seal and

Fig. 5 einen Teilausschnitt einer Reaktorschaltung mit zwei getrennten Systemen (bereits eingangs erläutert). 5 shows a partial section of a reactor circuit with two separate systems (already explained at the beginning).

Gemäß Fig. 1 besitzt die Armatur die absolut dichte, gesteuerte Sollbruchstelle 1 bis 4, im einzelnen bestehend aus den Ringelementen 1, 2 mit der Mittelscheibe 3, die die Steuerelemente darstellen und im folgenden Verschlußteile genannt werden, und der Membrandichtung 4. Als Durchbruchsorgan ist der Kolben 5 mit S teuer stoß el 6 vorgesehen, von denen der Stößel zur Ausübung seiner Steuerfunktion am Betätigungsende treppenförmig abgestuft ist. Hierdurch wird erreicht, daß beim öffnen der Sollbruchstelle ein günstiges und gleichbleibendes Übersetzungsverhältnis von Kolbenfläche und jeweils abzuhebender Sollbruchstellenfläche (Mittelscheibe oder Ring) bestehenbleibt, im Sinne einer möglichst kleinen Durchbruchskraft. According to Fig. 1, the valve has the absolutely tight, controlled predetermined breaking point 1 to 4, in detail consisting of the ring elements 1, 2 with the central disk 3, which represent the control elements and are referred to below as locking parts, and the Diaphragm seal 4. As a breakthrough member, the piston 5 is provided with S expensive push el 6, of which the plunger is stepped in the shape of a staircase at the end of the actuation to exercise its control function. Through this it is achieved that a favorable and constant transmission ratio when opening the predetermined breaking point of the piston surface and the predetermined breaking point surface to be lifted off (center disk or ring) remains, in the sense of the smallest possible breakthrough power.

Die Buchstaben A und B zu beiden Seiten der Armatur zeigen die Einbaulage der Armatur in der Anlagenschaltung (vgl. Fig. 5).The letters A and B on both sides of the valve show the installation position of the valve in the system circuit (see. Fig. 5).

Das Armaturgehäuse besitzt die Gestalt eines Rohrkörpers und besteht aus den aneinandergeschweißten Teilen 7, 8 mit Flanschen 9, 10. Mit dem Bund 11 des Verschlußsitzes ist die Membrandichtung 4 verschweißt. Die Stege 12 der Armatur dienen zur Führung des Stößels 6, der entsprechend Kreuzquerschnitt aufweist. Das Gitter 13 stellt eine Fangvorrichtung für die herausgestoßenen Verschlußteile dar. Das Rohr 14 ist Teil einer Atmungs- und Leckleitung.The fitting housing has the shape of a tubular body and consists of the welded together Parts 7, 8 with flanges 9, 10. The membrane seal 4 is welded to the collar 11 of the closure seat. The webs 12 of the valve are used to guide the plunger 6, the corresponding cross-section having. The grid 13 represents a safety device for the pushed out locking parts Tube 14 is part of a breathing and leakage line.

909 767/332909 767/332

Schließlich gibt das gestrichelt eingezeichnete Feld' 15 die Lage des Kolbens in der Öffnungsstellungf an.Finally there is the dashed field '15 the position of the piston in the open position f.

Im störungsfreien Betrieb der Reaktoranlage, d. h. bei Druckausgleich in den Rohrleitungsteilen vor und hinter der Sollbruchstelle, nehmen Kolben und Stößel die in Fig. 1 gezeigte Stellung ein. Die Höhe des Druckes, mit der die Membran 4 beaufschlagt wird, hängt von der Festigkeit der Verschlußteile 1 bis 3 ab.In the trouble-free operation of the reactor plant, i. H. with pressure equalization in the pipeline parts before and behind the predetermined breaking point, the piston and tappet assume the position shown in FIG. The amount of the The pressure with which the membrane 4 is applied depends on the strength of the closure parts 1 to 3.

Tritt nun einer der eingangs erwähnten Störungsfälle ein, so werden Stößel und Kolben gegen die Sollbruchstelle bewegt. Dazu genügt im Falle der erwähnten Notabschaltung mit Borlösung (Armatur 29 in Fig. 5) schon, daß der Druck der einströmenden Borlösung vor dem Kolben 5 um den Druckverlustabfall in der geöffneten Sollbruchstelle höher ist als der Druck im Primärkreislauf 18 bzw. 21. Im Falle der Zuschaltung des Sekundärkreislaufes (Armatur 27 in Fig. 5) öffnet die Sicherheitsarmatur gemäß der Erfindung selbsttätig, sobald der Druck im Primärkreislauf kleiner wird als im Sekundärkreislauf.If one of the malfunctions mentioned at the beginning occurs, the plunger and piston are against the predetermined breaking point emotional. In the case of the aforementioned emergency shutdown with boron solution (valve 29 in Fig. 5) already that the pressure of the boron solution flowing in before the piston 5 by the pressure loss drop in the opened predetermined breaking point is higher than the pressure in the primary circuit 18 or 21. In the case of the Activation of the secondary circuit (valve 27 in FIG. 5) opens the safety valve according to the invention automatically as soon as the pressure in the primary circuit is lower than in the secondary circuit.

Der jeweilige Druckunterschied bewegt den Stößel 6 gegen die Verschlußteile 1 bis 3., und es baut sich wegen des günstig gewählten Übersetzungsverhältnisses von Kolbenfläche und Mittelscheibenfläche eine genügend große Durchbruchskraft zur Zerstörung der Membrandichtung 4 auf. Mit dem Zerreißen der Membrandichtung werden die Verschlußteile nacheinander abgehoben. Infolge der treppenförmigen Gestaltung des Stößelendes bleibt das erwähnte günstige Übersetzungsverhältnis auch beim Herausstoßen der Verschlußteile weitgehend bestehen.The respective pressure difference moves the plunger 6 against the closure parts 1 to 3, and it builds up because of the favorable transmission ratio of the piston area and the center disk area sufficiently large breakthrough power to destroy the membrane seal 4. With the tearing of the Membrane seal, the closure parts are lifted off one after the other. As a result of the staircase design of the tappet end, the aforementioned favorable transmission ratio remains even when pushing out the Closure parts largely exist.

Bei der Öffnungsbewegung schließt der Kolben 5 die Atmungsleitung 14. Das hereinströmende Medium, z. B. leichtes Wasser oder Borlösung, ergießt sich in den Primärkreislauf des Reaktors bzw. in das Reaktorgefäß. Die Verschlußteile werden vom Fanggitter 13 aufgefangen.During the opening movement, the piston 5 closes the breathing line 14. The medium flowing in, z. B. light water or boron solution, pours into the primary circuit of the reactor or into the reactor vessel. The locking parts are caught by the grille 13.

Die Abdichtung der Sollbruchstelle kann mannigfach abgewandelt werden.The sealing of the predetermined breaking point can be modified in many ways.

Fig. 2 zeigt eine Lösung, bei der die Dichtungsmembran fortgelassen ist und dafür die Ringelemente außen an den Trennfugen verschweißt oder hartgelötet sind.Fig. 2 shows a solution in which the sealing membrane is omitted and instead the ring elements are welded or brazed on the outside at the joints.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 sind die Ringelemente gekerbt und tragen in ihre Trennfugen eingelötete oder eingeschweißte Dichtringe 15.In the arrangement according to FIG. 3, the ring elements are notched and have brazed joints into their joints or welded sealing rings 15.

Auch die Verschlußteile können, wie Fig. 4 zeigt, anders gestaltet sein, z. B. konisch. Als Dichtung ist wieder eine Membran 16 vorgesehen.The closure parts can, as FIG. 4 shows, be designed differently, for. B. conical. As a seal is a membrane 16 is again provided.

Über die bisher gezeigten Änderungen hinaus sind zusätzliche Maßnahmen möglich. Beispielsweise kann bei Verwendung einer Membran die Membran Bruchkerben aufweisen. Es kann ferner der Stößel einen den Verschlußquerschnitt ausfüllenden Zylinderschaft mit Durchtrittskanal aufweisen. Es können Federn als Rückstellorgane für Stößel und Kolben oder als gemeinsames Befestigungsmittel für die Verschlußteile verwendet werden.In addition to the changes shown so far, additional measures are possible. For example, can if a membrane is used, the membrane will have break notches. It can also the plunger a Have closure cross-section filling cylinder shaft with passage channel. It can be feathers as Returning devices for the plunger and piston or as a common fastening means for the closure parts be used.

Claims

Claims.

1. Safety fitting for reactor systems with at least two different media, of which One of them, if necessary, via the valve into the pipe or container system of the other medium should cross, characterized in that the valve has an absolutely tight, controllable predetermined breaking point possesses and a piston with control plunger is provided as a breakthrough member.

2. Security arm door according to claim 1, characterized in that the predetermined breaking point has the shape has a closure consisting of ring elements with a central disk, which with a Sealing membrane is covered, and that the control plunger at the end of the actuation step-shaped is graded.

3. Safety fitting according to claim 2, characterized in that the closure parts are conical Have shape.

4. Safety fitting according to claim 2 or 3, characterized in that the closure parts are sealed by welds or soldering.

5. Safety fitting according to claim 2 or 3, characterized in that the closure parts in the joints are sealed by soldered or welded sealing rings.

6. Safety fitting according to claim 2, characterized in that the plunger and piston in the case that the plunger fills the closure cross-section, a common passage channel, for. Legs axial bore.

7. Safety fitting according to claim 2, characterized in that the plunger cross section having.

8. Safety fitting according to claim 2, characterized in that the sealing membrane break notches having.

1 sheet of drawings