DE1137810B - Heat absorption device for nuclear reactors for propulsion of ships - Google Patents

Heat absorption device for nuclear reactors for propulsion of ships

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DE1137810B
DE1137810B DEC19581A DEC0019581A DE1137810B DE 1137810 B DE1137810 B DE 1137810B DE C19581 A DEC19581 A DE C19581A DE C0019581 A DEC0019581 A DE C0019581A DE 1137810 B DE1137810 B DE 1137810B
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pipe system
turbine
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Pierre Jean Ricard
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

C19581Vinc/21gC19581Vinc / 21g

ANMELDETAGs 10. AUGUST 1959REGISTRATION DAYS AUGUST 10, 1959

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 11. OKTOBER 1962
NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL: OCTOBER 11, 1962

Die Erfindung betrifft eine Wärmeabsorptionseinrichtung für einen Kernreaktor mit flüssigem, im Reaktorkern verdampfendem Kühlmittel, dessen Dampf einem Wärmetauscher oder Turbinen zugeführt wird, und mit einem den Reaktor umgebenden ringförmigen wassergefüllten Schutzbehälter.The invention relates to a heat absorption device for a nuclear reactor with liquid in the reactor core evaporating coolant, the steam of which is fed to a heat exchanger or turbine, and with an annular water-filled protective container surrounding the reactor.

Die Einrichtung zur Absorption der Wärme soll einerseits beim Abschalten der Leistung oder beim Stillsetzen des Reaktors wirksam werden, unabhängig davon, ob es sich um ein normales Abschalten oder ein Notabschalten für den Fall einer Störung oder eines Unfalles handelt, und sie soll anderseits auch jeden Überdruck verhindern, der gegebenenfalls im Primärkreis des Reaktors auftritt, und damit gleichzeitig das Risiko verringern, daß sich die Sicherheitsventile dieses Kreises öffnen.The device for absorbing the heat should on the one hand when switching off the power or when Shutting down the reactor will take effect, regardless of whether it is a normal shutdown or an emergency shutdown in the event of a fault or an accident, and it should on the other hand prevent any overpressure that may occur in the primary circuit of the reactor, and thus at the same time reduce the risk of the safety valves in this circuit opening.

Die im wesentlichen eine Kühlvorrichtung darstellende vorliegende Einrichtung ist vor allem für Kernreaktoren nützlich, die in Schiffe eingebaut werden, um Wärme zum Antrieb der Turbinen des Schiffes zu erzeugen.The present device, which is essentially a cooling device, is primarily for nuclear reactors useful, which are built into ships to provide heat to power the ship's turbines produce.

Bei einem normalen Stillsetzen kann man die Turbogeneratoren des Schiffes — zumindest einen von ihnen — noch während einiger Zeit laufen lassen, um die bereits in dem Reaktor entstandene Wärme auf diese Weise abzuführen. Man kann zu dem gleichen Zweck auch andere Maschineneinrichtungen des Schiffes in Anspruch nehmen.During a normal shutdown, the ship's turbo-generators - at least one of let them run for some time to absorb the heat that has already been generated in the reactor dissipate this way. You can also use other machine equipment of the The ship.

Wenn demnach das normale Stillsetzen keine schwer zu lösenden Aufgaben stellt, so ist dies jedoch bei einer Notabschaltung ganz anders; insbesondere, wenn irgendeine Störung auftritt, etwa ein unvorhergesehenes plötzliches Schließen der Ventile der Turbine (oder Turbinen), eine Undichtigkeit an dem Wärmetauscher oder eine elektrische Störung.So if normal stopping doesn't pose difficult-to-solve tasks, it is completely different in the case of an emergency shutdown; especially if any malfunction occurs, such as an unforeseen one sudden closing of the valves of the turbine (or turbines), a leak on the Heat exchanger or an electrical fault.

Bei der Notabschaltung kann die Energie, die für das Inganghalten des Kühlkreislaufes benötigt wird und im allgemeinen sehr gering ist, von besonderen Hilfseinrichtungen oder auch von einer Akkumulatorenbatterie geliefert werden.In the event of an emergency shutdown, the energy that is required to keep the cooling circuit running and is generally very low, from special auxiliary equipment or from an accumulator battery to be delivered.

Es sind bereits Notkühlsysteme für Kernreaktoren bekannt. Diese Kühlsysteme weisen jedoch erhebliche Nachteile auf und sind für den Betrieb in Schiffen nicht ohne weiteres geeignet.Emergency cooling systems for nuclear reactors are already known. However, these cooling systems have significant Disadvantages and are not readily suitable for operation in ships.

Bei einem der bekannten Kühlsysteme werden Leistungsänderungen durch Verschieben der Regelstäbe des Reaktors nach der Druckanzeige des Primärsystems ermöglicht, so daß der Druck einigermaßen konstant bleibt. Diese Regelmöglichkeit ist für normale Leistungs- und Druckschwankungen vorgesehen. Bei plötzlicher Entlastung der Turbine wird ein zweiter Regelkreis wirksam. In diesem Fall wird der vom WärmeabsorptionseinrichtungIn one of the known cooling systems, changes in performance are made by moving the control rods of the reactor after the pressure display of the primary system allows, so that the pressure is reasonable remains constant. This control option is intended for normal power and pressure fluctuations. If the turbine is suddenly relieved of pressure, a second control circuit is activated. In this case, the Heat absorption device

für Kernreaktoren zum Antrieb von Schiffenfor nuclear reactors for propulsion of ships

Anmelder: Commissariat ä l'Energie Atomique, ParisApplicant: Commissariat a l'Energie Atomique, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt, München 22, Steinsdorfstr. 10Representative: Dipl.-Ing. R. Beetz, patent attorney, Munich 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 14. August 1958 (Nr. 772 524)Claimed priority: France of August 14, 1958 (No. 772 524)

Pierre Jean Ricard, Paris, ist als Erfinder genannt wordenPierre Jean Ricard, Paris, has been named as the inventor

Kernreaktor erzeugte Dampf an den Kondensator abgegeben. Eine dritte Regelmöglichkeit ist schließlich insofern gegeben, als die Bunkerräume mit Kühlrohrregistern ausgekleidet sind, die bei bestimmten Betriebszuständen in Tätigkeit treten. Dieses dreiteilige Regelungssystem hat bei Verwendung auf Schiffen schwerwiegende Nachteile. Es muß nämlich offensichtlich eine schnelle Änderung der Turbinenleistung ermöglicht sein. Die Regelung der Eintauchtiefe der Regelstäbe kann jedoch nur langsam erfolgen, da sonst der Betriebszustand des Reaktors unstabil werden könnnte. Daher müssen für eine einwandfreie Anpassung an die Turbinenleistung mindestens zwei Regelmöglichkeiten ausgenutzt werden, was ein kompliziertes Steuersystem erfordert. Zum Abführen der Auskühlwärme beim Stillsetzen des Reaktors müssen schließlich die Kühlrohrregister in den Bunkerräumen mit Kühlflüssigkeit beschickt werden.Nuclear reactor generated steam delivered to the condenser. Finally, there is a third control option insofar as the bunker rooms are lined with cooling pipe registers, which in certain operating states take action. This three-part control system has when used on ships serious drawbacks. Obviously there has to be a rapid change in the turbine power be made possible. The regulation of the immersion depth of the control rods can, however, only take place slowly because otherwise the operating state of the reactor could become unstable. Therefore need for flawless Adaptation to the turbine power at least two control options are used, which is a complicated one Tax system requires. To dissipate the cooling heat when the reactor is shut down, you must Finally, the cooling pipe registers in the bunker rooms are charged with cooling liquid.

Bei einem anderen bekannten System ist eine besondere Notkühlvorrichtung vorgesehen, die als ein vom Betriebsmittelkreis getrennter und mit diesem durch einen Wärmetauscher verbundener Kühlkreis ausgebildet ist. Durch die räumliche Trennung von Reaktor und Notkühlkreis sind jedoch lange Rohrleitungen erforderlich, die die Störanfälligkeit vergrößern. Außerdem ist der Sicherheitskühler im Nebenschluß zum Wärmetauscher angeschlossen, und die Funktion des Notkühlsystems hängt von der Funktion der Heliumpumpen ab, die in dem Betriebsmit-In another known system, a special emergency cooling device is provided as a The cooling circuit is separated from the operating medium circuit and connected to it by a heat exchanger is trained. However, due to the spatial separation of the reactor and emergency cooling circuit, there are long pipelines required, which increase the susceptibility to failure. In addition, the safety cooler is shunted connected to the heat exchanger, and the function of the emergency cooling system depends on the function of the helium pumps, which are in the operating

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telkreis des Reaktors liegen. Bei Ausfall der Heliumpumpen ist daher die gesamte Anlage gefährdet.circle of the reactor. If the helium pumps fail, the entire system is therefore at risk.

Der vorliegenden Einrichtung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wärmeabsorptionseinrichtung (Kühlsystem) für Kernreaktoren zu schaffen, die einfach aufgebaut ist, sich schnell regeln läßt und betriebssicher arbeitet.The present device is based on the task of providing a heat absorption device (cooling system) to create for nuclear reactors that is simply constructed, can be regulated quickly and is operationally reliable is working.

Dieses Ziel wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß bei einem Reaktor der eingangs erwähnten Gatzur Höhe des Niveaus 2 steht. Der Wasserdampf wird aus dem oberen Teil des Gefäßes über eine Leitung 3 abgeführt, die in einen (nicht dargestellten) Wärmetauscher mündet.This goal is achieved essentially in that in a reactor of the aforementioned Gatzur Level 2 height is available. The water vapor is drawn from the upper part of the vessel via a line 3 discharged, which opens into a (not shown) heat exchanger.

Der in dem Wärmetauscher kondensierte Dampf wird als Wasser über eine Leitung 4 in das Gefäß 1 zurückgeleitet, die an der untersten, mit 5 bezeichneten Stelle an das Gefäß angeschlossen ist. Das Kondenswasser tritt dann von unten in die aktiven Reak-The steam condensed in the heat exchanger is fed into the vessel 1 as water via a line 4 returned, which is connected to the vessel at the lowest point marked 5. The condensation then enters the active reac-

tung der ringförmige, wassergefüllte Schutzbehälter ίο torzellen über Regelvorrichtungen ein.
erfindungsgemäß ein erstes, von Wasser durchflossenes Um das Reaktorgefäß 1 ist ein Schutzbehälter 6
the ring-shaped, water-filled protective container ίο gate cells via control devices.
According to the invention, a first water-flowing through it. Around the reactor vessel 1 is a protective container 6

Kühlrohrsystem aufweist sowie ein Kühlrohrsystem, angeordnet, der dem biologischen, d. h. dem Strahdessen Zulaufverteiler an die Speiseleitung zum War- lungsschutz, dient. Dieser Behälter ist mit reinem metauscher oder zur Turbine und dessen Abflußsam- Süßwasser gefüllt und enthält mehrere Schichten aus melleitung zur Rückführung des kondensierten Kühl- 15 Metallplatten 7 (Fig. 2).Has cooling pipe system and a cooling pipe system, arranged, which the biological, d. H. the beam instead Inlet distributor to the feed line for warning protection. This tank is with pure exchanger or filled to the turbine and its effluent fresh water and contains several layers line for returning the condensed cooling 15 metal plates 7 (Fig. 2).

mittels an das Reaktorgefäß angeschlossen ist, so daß Um die Wärme abzuleiten, die sich beim normalenmeans is connected to the reactor vessel, so that in order to dissipate the heat that is generated during normal

der so gebildete Kühlkreis den Wärmetauscher oder Reaktorbetrieb in dem Strahlungs-Schutzbehälter 6 die Turbine überbrückt, und daß zur Steuerung des bildet, ist ein Seewasserumlauf durch ein als Rohr-Durchflusses des aus dem Reaktor kommenden bündel 8 ausgebildetes Rohrsystem vorgesehen, das Dampfes durch dieses zweite Kühlrohrsystem wenig- 20 von dem reinen Wasser vollständig umgeben ist. Die stens ein Ventil vorgesehen ist. Verwendung von Meerwasser als Kühlflüssigkeit istthe cooling circuit formed in this way, the heat exchanger or reactor operation in the radiation protection container 6 the turbine bridged, and that to control the forms, is a sea water circulation through a pipe flow of the tube system coming out of the reactor bundle 8 is provided, the steam through this second cooling tube system is little- 20 completely surrounded by the pure water. the at least one valve is provided. Use of sea water as a cooling liquid is

Bei einer derartigen Ausbildung einer Wärmeab- in keiner Weise zwingend und kein Merkmal der Ersorptionseinrichtung wird die Zirkulation durch Si- findung; es kann zu diesem Zweck auch irgendein anphonwirkung aufrechterhalten, ohne daß irgendwelche deres Kühlmittel benutzt werden. Das Rohrbündel 8 Pumpen erforderlich sind. Sämtliche Betriebszustände 25 ist zwischen zwei ringförmigen Zuführverteilern 9 und des Reaktors, die sich beim Betrieb auf Schiffen er- Abflußsammelleitungen 10 angeordnet. Das Meerwasser oder ein anderes Kühlmittel läuft in den Rohren des Rohrbündels 8 im Sinne der Pfeile 11 um. Der Umlauf des Meerwassers in dem Rohrbündel 8 30 kann mittels einer Pumpe durchgeführt werden, die in dem Flüssigkeitskreislauf der Rohre 12 angeordnet wird, an die die kreisförmigen Zulaufverteiler 9 und Abflußsammler 10 angeschlossen sind. Der Abfluß aus den Sammlern 10 erfolgt durch Siphonwir-35 kung, damit der Druck in den Rohren der Rohrbündel 8 unterhalb des in dem Behälter 6 herrschendenWith such a design of a heat dissipation device, it is in no way mandatory and not a feature of the absorption device the circulation becomes through sensation; For this purpose it can also be used in any way maintained without using any of their coolants. The tube bundle 8 Pumps are required. All operating states 25 are between two annular feed manifolds 9 and of the reactor, which during operation on ships he discharge manifolds 10 are arranged. The sea water or another coolant circulates in the tubes of tube bundle 8 in the direction of arrows 11. The circulation of the sea water in the tube bundle 8 30 can be carried out by means of a pump which is arranged in the liquid circuit of the pipes 12 to which the circular inlet manifolds 9 and drain collector 10 are connected. The outflow from the collectors 10 takes place through Siphonwir-35 effect, so that the pressure in the tubes of the tube bundle 8 is below that prevailing in the container 6

geben können, lassen sich in einfacher und sicherer Weise beherrschen, wobei die automatische Regeleinrichtung besonders einfach im Aufbau ist, da sie nur einen einzigen Regelkreis betätigen muß.can give can be mastered in a simple and safe manner, with the automatic control device is particularly simple in structure since it only has to operate a single control circuit.

Das Ventil zur Steuerung des Durchflusses des aus dem Reaktor kommenden Dampfes ist vorzugsweise zwischen der Speiseleitung des Wärmetauschers oder der Turbine und dem zweiten Kühlrohrsystem angeordnet. The valve for controlling the flow of the steam coming out of the reactor is preferred arranged between the feed line of the heat exchanger or the turbine and the second cooling pipe system.

Ferner kann ein zweites, sieh bei Überdruck öffnendes Ventil zwischen die Speiseleitung des Wärmetauschers oder der Turbine und das zweite Kühlrohrsystem geschaltet sein.Furthermore, a second one, see opening in the event of excess pressure, can be used Valve between the feed line of the heat exchanger or the turbine and the second cooling pipe system be switched.

Vorzugsweise sind in dem ringförmigen Behälter zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlrohrsystem Trennwände angeordnet, die an ihren unteren und oberen Bereichen Durchlässe aufweisen.Preferably there are in the annular container between the first and second cooling pipe systems Partition walls arranged, which have passages at their lower and upper regions.

Zur Kühlung des Reaktors beim Ausbau oder Wechsel der Brennstoffelemente läßt sich mit Vorteil eine Umwälzpumpe für das Reaktorkühlmittel verwenden, die mit dem Reaktorgefäß verbunden ist und das Kühlmittel in das zweite Kühlrohrsystem fördert, das über ein zusätzliches Ventil mit dem am unteren Druckes liegt und im Fall von Undichtigkeiten das Meerwasser nicht in diesen Behälter eindringen kann.To cool the reactor when removing or changing the fuel elements, it can be advantageous use a reactor coolant circulation pump connected to the reactor vessel and the coolant conveys into the second cooling pipe system, which is connected to the one at the bottom via an additional valve Pressure and in the event of leaks the seawater will not enter this container can.

Der Strahlungs-Schutzbehälter 6, der das mit Meerwasser gespeiste Rohrbündel 8 enthält, wird benutzt, um aus dem Reaktor die restüche Wärme zu entfernen, die im FaE eines Stillsetzens noch in dem Reaktor enthalten ist oder noch freigesetzt wird.The radiation protective container 6, which contains the tube bundle 8 fed with seawater, is used in order to remove the residual heat from the reactor, which in the event of a shutdown would still be in the Reactor is contained or is still to be released.

Zu diesem Zweck ist ein zweites System oder Bündel von Rohren 13 ebenfalls in dem Reinwasser des Behälters 6 angeordnet; die Rohre dieses Bündels liegen zwischen einem Zulaufverteiler 14 und einem Abflußsammler 15 in einem Kreislauf, der einerseitsFor this purpose, a second system or bundle of pipes 13 is also in the pure water of the Container 6 arranged; the tubes of this bundle are located between an inlet manifold 14 and an outflow collector 15 in a cycle that on the one hand

Teil des Reaktorgefäßes liegenden Einlaß für das 50 über eine Leitung 16 an die Leitung 3 des Wärme-Part of the reactor vessel lying inlet for the 50 via a line 16 to the line 3 of the heat

Kondensatorwasser des Wärmetauschers verbunden ist.Condenser water of the heat exchanger is connected.

Die Erfindung ist an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigtThe invention is described on the basis of schematic drawings using an exemplary embodiment. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Reaktors, der mit einer Einrichtung nach der Erfindung zur Absorption der Wärme im Falle einer Leistungsabschaltung oder eines Stillsetzens des Reaktors versehen ist,Fig. 1 is a schematic representation of a reactor with a device according to the invention to absorb the heat in the event of a power shutdown or shutdown of the reactor is,

Fig. 2 eine in größerem Maßstab gezeichnete Schnittdarstellung einer Einrichtung nach der Erfindung, die Einzelheiten des Schutzbehälters und der beiden Rohrsysteme zeigt, die in dem Behälter angeordnet sind.Fig. 2 is a larger-scale sectional view of a device according to the invention, shows the details of the protective container and the two pipe systems arranged in the container are.

In der Fig. 1 ist der Kernreaktor in ein Flüssigkeitsdruckgefäß 1 eingebaut, das eine Flüssigkeit, z.B. Wasser, enthält, welche in dem äußeren Reflektor bis tauscherkreislaufes oder der Turbine und anderseits über erne Leitung 17 oder 18 an das Gefäß 1 des Reaktors angeschlossen ist. Die Aufgaben der Leitungen 17 und 18 werden weiter unten näher erläutert.In Fig. 1 the nuclear reactor is in a liquid pressure vessel 1, which contains a liquid, e.g. water, which is contained in the outer reflector to exchanger circuit or the turbine and on the other hand via erne line 17 or 18 to the vessel 1 of the reactor connected. The tasks of the lines 17 and 18 are explained in more detail below.

Die Leitung 16 enthält zwei Ventile 19 und 20, die parallel zueinander geschaltet sind, wobei gegebenenfalls auch ein einziges Ventil die Aufgaben der beiden Ventile 19 und 20 erfüllen könnte. Das Ventil 19 ist mit Mitteln zu seiner Steuerung durch besondere Organe versehen, während das Ventil 20 sich bei einem einstellbaren Überdruck in der Leitung 3 selbsttätig öffnet.The line 16 contains two valves 19 and 20, which are connected in parallel to one another, where appropriate a single valve could also perform the tasks of the two valves 19 and 20. The valve 19 is provided with means for its control by special organs, while the valve 20 opens automatically at an adjustable overpressure in line 3.

Die Leitung 17 enthält ein Ventil 21, das mit Mitteln für die Steuerung seiner Öffnung versehen ist.The line 17 contains a valve 21 which is provided with means for controlling its opening.

Ebenso liegt in der Leitung 18 ein Ventil 22, das ein Ventil der gleichen Bauart wie das Ventil 21 ist.A valve 22, which is a valve of the same type as the valve 21, is also located in the line 18.

In dem Behälter 6 sind Trennwände 23 vorgesehen,In the container 6 partitions 23 are provided,

die den Innenraum des Gefäßes unterteilen und mitwhich subdivide the interior of the vessel and with

unteren (Eintrittsöffnungen 24) und oberen (Austrittsöffnungen 25) Durchlässen versehen sind. Diese Trennwände sorgen für einen natürlichen Umlauf des Süßwassers in dem Behälter 6, und zwar zwischen den Räumen der beiden Rohrbündel 8 und 13.lower (inlet openings 24) and upper (outlet openings 25) passages are provided. These partitions ensure a natural circulation of the Fresh water in the container 6, namely between the spaces of the two tube bundles 8 and 13.

Diese Anordnung, wie sie soeben beschrieben wurde, wirkt in folgender Weise:This arrangement, as just described, works in the following way:

Beim Abschalten der Leistung oder Stillsetzen des Reaktors werden die Ventile 19 und 21 geöffnet, um den Wärmetauscher über das Rohrsystem oder -bündel 13 kurzzuschließen oder zu überbrücken. In der Praxis bleibt übrigens das Ventil 21 grundsätzlich stets offen, wie dies noch näher erläutert werden wird. Es bildet sich dann ein natürlicher Umlauf über die Leitung 3, das Ventil 19, die Leitung 16, die Rohre des Rohrbündels 13, die Leitung 17 und eine Leitung 26 aus, die in den Reflektorraum des Reaktors hineinführt. Das Rohrbündel 13 spielt dann die Rolle eines Kondensators.When switching off the power or shutting down the reactor, the valves 19 and 21 are opened to to short-circuit or bridge the heat exchanger via the pipe system or bundle 13. In the Incidentally, in practice, valve 21 always remains open, as will be explained in more detail below. A natural circulation then forms via the line 3, the valve 19, the line 16, the pipes of the tube bundle 13, the line 17 and a line 26 which leads into the reflector chamber of the reactor. The tube bundle 13 then plays the role of a condenser.

Andererseits kann — selbst wenn das Ventil 19 willkürlich geschlossen gehalten wird — der Umlauf in dem Rohrbündel 13 dank der Wirkung des sich selbsttätig öffnenden Ventils 20 eingeleitet werden. Dieses Ventil kann beispielsweise auf einen Druck eingestellt werden, der 10 % über dem normalen Druck liegt. Dieses Ventil 20 verringert infolgedessen auch bei sich gegebenenfalls unbeabsichtigt einstellenden größeren Druckschwankungen in der Dampfleitung 3 das Risiko eines unerwünschten Öffnens der eigentlichen Überdruckschutzventile 27, die sich lediglieh bei einem wesentlich höheren Drucküberschuß öffnen sollen.On the other hand, even if the valve 19 is kept closed at will, the circulation can be introduced into the tube bundle 13 thanks to the action of the automatically opening valve 20. For example, this valve can be set to a pressure 10% above normal Pressure lies. As a result, this valve 20 also reduces in the event of unintentional setting larger pressure fluctuations in the steam line 3 the risk of undesired opening of the actual overpressure protection valves 27, which are only available at a much higher excess pressure should open.

Um die Arbeitsweise in dem soeben beschriebenen Sinne zu sichern, muß das Ventil 21 bei normalem Betrieb offengelassen werden; dies ergibt keinen Nachteil, da das Rohrbündel 13, das in dem kalten Wasser des Behälters 6 angeordnet ist, dann bei Überdruck ebenfalls als Kondensator wirkt.In order to ensure the operation in the sense just described, the valve 21 must be at normal Operation to be left open; this does not result in any disadvantage, since the tube bundle 13, which is in the cold Water of the container 6 is arranged, then also acts as a condenser at overpressure.

Die Einrichtung ist durch eine Umlaufpumpe 28 vervollständigt, die in eine an die Leitung 26 angeschlossene Leitung 29 einerseits und über eine Rohrleitung 30 und ein steuerbares Ventil 31 an die Leitung 16 anderseits eingeschaltet ist. Diese zusätzliche Anordnung einer Umlaufpumpe 28 gestattet die Kühlung des Reaktors während der Arbeiten, die beim Ausbau oder Auswechseln der in dem Reaktor sitzenden Brennstoffelemente durchgeführt werden müssen, d. h. wenn der Deckel des Reaktors entfernt und das Reaktorgefäß mit Wasser gefüllt ist. In diesem Fall wird der Schutzbehälter 6 ebenfalls zur Kühlung benutzt; es tritt aber kein natürlicher Umlauf in dem Rohrbündel 13 auf, und der Umlauf wird bei geschlossenem Ventil 21 und geöffnetem Ventil 22 durch die Umlaufpumpe 28 erzwungen.The device is completed by a circulation pump 28, which is connected to a line 26 in a Line 29 on the one hand and via a pipe 30 and a controllable valve 31 to the line 16 on the other hand is switched on. This additional arrangement of a circulation pump 28 allows Cooling of the reactor during the work involved in removing or replacing the in the reactor sedentary fuel elements must be carried out, d. H. when the lid of the reactor is removed and the reactor vessel is filled with water. In this case, the protective container 6 is also used for cooling used; however, no natural circulation occurs in the tube bundle 13, and the circulation becomes at closed valve 21 and open valve 22 forced by the circulation pump 28.

Die Umlaufpumpe 28 bewirkt einen Umlauf des Reaktorwassers über die Leitung 26 bis zur Wiedereinführung an dem Punkt 5 (in Fig. 1 und 2) am Boden des Gefäßes 1. Dabei läuft das Wasser durch die Leitung 26, die Leitung 29, die Pumpe 28, die Leitung 30, das Ventil 31, das Rohrbündel 13, die Leitung 18, das Ventil 22 und denjenigen Teil der Leitung 4, der am Punkt 5 in das Reaktorgefäß mündet.The circulation pump 28 causes the reactor water to circulate via line 26 until it is reintroduced at point 5 (in Figs. 1 and 2) at the bottom of the vessel 1. The water runs through the line 26, the line 29, the pump 28, the line 30, the valve 31, the tube bundle 13, the Line 18, the valve 22 and that part of the line 4, which at point 5 in the reactor vessel flows out.

Die soeben beschriebene Einrichtung gestattet also die Absorption derjenigen Wärme, die im Fall eines Abschaltens oder Stillsetzens vom Reaktor noch abgegeben wird, selbst wenn es sich um ein plötzliches Stillsetzen in einem Notfall handelt oder um ein Stillsetzen, das zum Ausbau der Brennstoffelemente vorgenommen wird. Die Einrichtung gestattet außerdem die selbsttätige Aufnahme eines Teiles der von dem Reaktor erzeugten Wärme in denjenigen Fällen, in denen ein Überdruck auftritt. Dadurch kann außerdem die Großes dieses Überdruckes begrenzt werden.The device just described allows the absorption of the heat that, in the case of a Shutdown or shutdown of the reactor is still given, even if it is a sudden Stopping in an emergency or a stopping made to remove the fuel elements will. The device also allows the automatic inclusion of part of the Reactor generated heat in those cases where overpressure occurs. This can also the greatness of this overpressure are limited.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Wärmeabsorptionseinrichtung für einen Kernreaktor zum Antrieb von Schiffen mit flüssigem, im Reaktorkern verdampfendem Kühlmittel, dessen Dampf einem Wärmetauscher oder Turbinen zugeführt wird und mit einem den Reaktor umgebenden ringförmigen wassergefüllten Schutzbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Behälter ein erstes, von Meerwasser durchflossenes Kühlrohrsystem aufweist sowie ein zweites Kühlrohrsystem, dessen Zulaufverteiler an die Speiseleitung zum Wärmetauscher oder zur Turbine und dessen Abflußsammelleitung zur Rückführung des kondensierten Kühlmittels an das Reaktorgefäß angeschlossen ist, so daß der so gebildete Kühlkreis den Wärmetauscher oder die Turbine überbrückt, und daß zur Steuerung des Durchflusses des aus dem Reaktor kommenden Dampfes durch dieses zweite Kühlrohrsystem wenigstens ein Ventil vorgesehen ist.1. Heat absorption device for a nuclear reactor for propelling ships with liquid coolant evaporating in the reactor core, the vapor of which is fed to a heat exchanger or turbine and with an annular water-filled protective container surrounding the reactor, characterized in that this container has a first cooling pipe system through which seawater flows and a second cooling pipe system, the inlet manifold of which is connected to the feed line to the heat exchanger or to the turbine and whose outlet manifold is connected to the return of the condensed coolant to the reactor vessel, so that the cooling circuit thus formed bridges the heat exchanger or the turbine, and that to control the flow of the out steam coming to the reactor through this second cooling pipe system is provided at least one valve. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil zwischen der Speiseleitung des Wärmetauschers oder der Turbine und dem zweiten Kühlrohrsystem liegt.2. Device according to claim 1, characterized in that the valve between the feed line of the heat exchanger or the turbine and the second cooling pipe system. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites, sich bei Überdruck öffnendes Ventil zwischen die Speiseleitung des Wärmetauschers oder der Turbine und das zweite Kühlrohrsystem geschaltet ist.3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that a second, at Overpressure opening valve between the feed line of the heat exchanger or the turbine and the second cooling pipe system is connected. 4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ringförmigen Behälter zwischen dem ersten Kühlrohrsystem und dem zweiten Trennwände angeordnet sind, die in ihren unteren und oberen Teilen Durchlässe enthalten.4. Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that in the annular container between the first cooling pipe system and the second partition walls are arranged which contain passages in their lower and upper parts. 5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung des Reaktors beim Ausbau oder Wechsel der Brennstoffelemente eine Umwälzpumpe (28) für das Reaktorkühlmittel vorgesehen ist, die mit dem Reaktorgefäß verbunden ist und das Kühlmittel in das zweite Kühlrohrsystem (13) fördert, das über ein zusätzliches Ventil (22) mit dem am unteren Teil des Reaktorgefäßes liegenden Einlaß für das Kondensatwasser des Wärmeaustauschers verbunden ist.5. Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that a circulation pump to cool the reactor when removing or changing the fuel elements (28) is provided for the reactor coolant, which is connected to the reactor vessel and the coolant in the second cooling pipe system (13) promotes, which via an additional valve (22) with the inlet for the condensate water of the heat exchanger located at the lower part of the reactor vessel connected is. In Betracht gezogene Druckschriften: Atompraxis, Bd. 2, 1956, S. 140 und 141; Atomics and Nuclear Energy, Bd. 9, 1958, S. 156 und 157.Documents considered: Atompraxis, Vol. 2, 1956, pp. 140 and 141; Atomics and Nuclear Energy, Vol. 9, 1958, pp. 156 and 157. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 20» 660/240 10.62© 20 »660/240 10.62
DEC19581A 1958-08-14 1959-08-10 Heat absorption device for nuclear reactors for propulsion of ships Pending DE1137810B (en)

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