DE1143936B

DE1143936B - Device for emergency cooling of a superheater reactor

Info

Publication number: DE1143936B
Application number: DEL35730A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinz Kornbichler
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-03-25
Filing date: 1960-03-25
Publication date: 1963-02-21

Description

Einrichtung zur Notkühlung eines überhitzerreaktors Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Notkühlung eines überhitzerreaktors mit einem gesonderten Notkühlkreislauf, einem Kondensator und einem Schnellöffnungsventil in der Leitung des Notkühlkreislaufes zwischen dem überhitzerreaktor und dem Notkondensator. Bei überhitzerreaktoren besteht die Notwendigkeit, beim plötzlichen Ausfall des Dampfabnehmers (Turbine oder Bypaßventil zum Kondensator) den Dampfstrom durch den Erberhitzer zum Zwecke der Kühlung der Brennstoffelemente aufrechtzuerhalten. Es ist bekannt, diese Aufgabe dadurch zu lösen, daß bei Abschalten des Verbrauchers (s. Fig.1, z. B. Schließen des Turbinenventils 7, verbunden mit dem Nichtöffnen des Bypaßventils 15 oder Schließen des Ventils 8 der Hauptdampfleitung) ein weiteres Ventil öffnet, das zu einem Notkondensator 9 führt. Auf diese Weise wird der Kühlstrom im überhitzerreaktor aufrechterhalten.Device for emergency cooling of a superheater reactor The invention relates to a device for emergency cooling of a superheater reactor with a separate one Emergency cooling circuit, a condenser and a quick release valve in the line of the emergency cooling circuit between the superheater reactor and the emergency condenser. at Superheater reactors are necessary in the event of a sudden failure of the steam consumer (Turbine or bypass valve to the condenser) the steam flow through the primary heater for the purpose of cooling the fuel elements. It is known, to solve this problem in that when switching off the consumer (see Fig. 1, z. B. Closing the turbine valve 7, associated with the non-opening of the bypass valve 15 or closing valve 8 of the main steam line) another valve opens, which leads to an emergency capacitor 9. In this way, the cooling flow in the superheater reactor maintain.

Die hohe Heizflächenbelastung, die in einem überhitzerreaktor erforderlich ist, gestattet eine Unterbrechung des Kühlmittelstroms nur für Bruchteile einer Sekunde, da bei überschreiten dieses Zeitraumes das Hüllenmaterial der Brennstoffelemente zerstört wird. Für das öffnen eines Ventils zum Notkodensator steht also beim Ausfall des normalen Dampfverbrauchers nur eine sehr kurze Zeit zur Verfügung.The high heating surface load required in a superheater reactor allows the flow of coolant to be interrupted only for a fraction of a time Second, since the shell material of the fuel elements is exceeded when this period of time is exceeded gets destroyed. This means that in the event of a failure, a valve to the emergency encoder can be opened of the normal steam consumer is only available for a very short time.

Es sind Konstruktionen von Ventilen bekannt, die Öffnungszeiten von weit unter einer Sekunde haben. Der Zwischenschaltung eines derartigen Ventils zwischen überhitzerreaktor und Notkondensator stehen aber einige Schwierigkeiten entgegen. Würde nämlich die Turbine bei Teillastbetrieb in den Schnellschluß gehen und das Bypaßventil zum Kondensator nicht öffnen, so würde ein derartiges Ventil zwar mit einer Öffnungszeit unter einer Sekunde die Verbindung zum Notkondensator herstellen, es würde aber nun schlagartig wegen der vollständigen Öffnung dieses Ventils der Dampfdurchsatz auf die volle Leistung der Anlage, für die das Ventil ausgelegt werden muß, hochschnellen. Damit können erhebliche Gefahren für den Reaktor, vor allem für den den Naßdampf liefernden Siedewasserreaktor bzw. bei vereinigtem Siede- und Überhitzerreaktor für den Siedewasserteil des kombinierten Reaktors verbunden sein.There are constructions of valves known, the opening times of well under a second. The interposition of such a valve between However, the superheater reactor and the emergency condenser face some difficulties. If the turbine would go into overdrive during partial load operation and that Do not open the bypass valve to the condenser, so would such a valve with Establish the connection to the emergency capacitor with an opening time of less than one second, but it would now suddenly because of the complete opening of this valve Steam throughput to the full capacity of the system for which the valve is designed must jump up. This can pose significant risks to the reactor, especially for the boiling water reactor delivering the wet steam or with combined boiling and Superheater reactor to be connected for the boiling water part of the combined reactor.

Die genannten Schwierigkeiten werden dadurch überwunden, daß erfindungsgemäß in der Notkühlleitung in Reihe mit dem Schnellöffnungsventil ein Regelventil angeordnet ist, und daß dieses Regelventil kontinuierlich entsprechend der jeweiligen Dampfentnahme durch den Verbraucher einzustellen ist. Damit wird erreicht, daß das geöffnete Schnellöffnungsventil nur die Dampfmenge durchläßt, die dem Dampfdurchsatz im Verbraucher vor Eintritt der Störung entspricht.The difficulties mentioned are overcome in that according to the invention A control valve is arranged in the emergency cooling line in series with the quick release valve is, and that this control valve is continuous according to the respective steam extraction is to be set by the consumer. This ensures that the opened quick release valve only the amount of steam lets through that corresponds to the steam throughput in the consumer before entry corresponds to the fault.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Kühlkreislauf zwischen einemüberhitzerreaktorl, der sich in einer Reaktordruckschale befindet, und einem Verbraucher 2, wobei einem Schnellöffnungsventil 10 ein Regelventil 11 nachgeschaltet ist und Fig. 2 einen Kühlkreislauf zwischen einem überhitzerreaktor 1 und einem Verbraucher 2, wobei mit 16 ein Schnellöffnungsventil bezeichnet ist, das mit einem Regelventil konstruktiv vereinigt ist. Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, befindet sich in der Notkühlleitung zwischen dem überhitzerreaktor 1 und dem Notkondensator 9 ein Ventil 10 mit außerordentlich kurzer Öffnungszeit. Dieses Schnellöffnungsventil ist im normalen Betriebszustand geschlossen. Das zwischen dem Schnellöffnungsventi110 und dem Notkondensator 9 befindliche Regelventil 11, das nur eine verhältnismäßig kleine maximale öffnungs- und Schließgeschwindigkeit besitzen muß, ist durch eine Folgesteuerung 13, die beispielsweise durch Impulse von dem Turbinenregler der Turbine 2 erfolgt, ständig so weit geöffnet, daß der Dampfdurchsatz dem .augenblicklichen Dampfdurchsatz durch die Turbine entspricht, wenn das Schnellöffnungsventil geöffnet wird.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely Fig. 1 shows a cooling circuit between a superheater reactor, which is located in a reactor pressure shell, and a consumer 2, a quick-opening valve 10 is followed by a control valve 11 and FIG. 2 shows a cooling circuit between a Superheater reactor 1 and a consumer 2, 16 with a quick opening valve is designated, which is structurally combined with a control valve. As can be seen from FIG. 1, there is a valve 10 with an extremely short opening time in the emergency cooling line between the superheater reactor 1 and the emergency condenser 9. This quick opening valve is closed in the normal operating state. The control valve 11 located between the Schnellöffnungsventi110 and the emergency condenser 9, which only needs to have a relatively small maximum opening and closing speed, is constantly opened by a sequential control 13, which is carried out, for example, by pulses from the turbine controller of the turbine 2 , so that the Steam flow corresponds to the instantaneous steam flow through the turbine when the quick-opening valve is opened.

Normale Regelvorgänge der Turbine sind durch eine geeignete Turbinenregelung in ihrer Geschwindigkeit so begrenzt, daß die Regelung von Siedewasserreaktor und überhitzerreaktor ohne Schwierigkeit zu folgen vermag. Störungen an der Turbine, die mit schlagartigem Schließen des Turbinenschnellschlußventils 7 oder eines Schnellschlußventils 8 in der Hauptdampfleitung4 zum Dampfverbraucher verbunden sind, sollen dagegen über einen geeigneten Impuls das schlagartige Öffnen des Schnellöffnungsventils 10 in der Notkühlleitung auslösen. Das Schnellöffnungsventil öffnet dabei vollständig, aber die Dampfmenge zum Notkondensator 9 ist durch das Steuerventil 11 auf den Wert begrenzt, der vor der Störung als Dampfstrom zur Turbine vorlag. Es ist zweckmäßig, diese beiden Ventile so miteinander zu koppeln, daß das Schließen des Schnellschlußventils 8 das Öffnen des Schnellöffnungsventils 10 und das Öffnen des Schnellöünungsventils 10 das Schließen des Schnellschlußventils 8 zur Folge hat. Die öünungssteuerung erfolgt dabei über die Impulsleitung 14, die ferner mit einer Meßblende 12 verbunden ist. Eine gleiche Koppelung kann auch zwischen dem Ventil 10 und den Ventilen 6, 7 und 15 erfolgen. Hierbei bedeutet 6 das Turbinenregelventil, während mit 7 das Turbinenschnellschlußventil bezeichnet ist. Das Ventil 15 ist dem Turbinenkondensator vorgelagert.Normal control processes of the turbine are possible through a suitable turbine control limited in speed so that the regulation of boiling water reactor and superheater reactor can follow without difficulty. Faults in the turbine, those with sudden closing of the turbine quick-closing valve 7 or a quick-closing valve 8 are connected in the main steam line 4 to the steam consumer, however about a suitable one Impulse the sudden opening of the quick opening valve Trigger 10 in the emergency cooling line. The quick opening valve opens completely, but the amount of steam to the emergency condenser 9 is through the control valve 11 to the value limited, which was present as steam flow to the turbine before the disturbance. It is appropriate to couple these two valves together so that the quick-closing valve closes 8 the opening of the quick opening valve 10 and the opening of the quick opening valve 10 the closing of the quick-acting valve 8 has the consequence. The opening control takes place via the pulse line 14, which is also connected to an orifice plate 12 is. An identical coupling can also be used between the valve 10 and the valves 6, 7 and 15 take place. Here, 6 means the turbine control valve, while 7 means the Turbine quick-closing valve is referred to. The valve 15 is the turbine condenser upstream.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, das Schnellöünungsventil und das Regelventil konstruktiv auch im Hinblick auf. deren Funktion in einem Ventilkörper zu vereinigen. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 2 näher angegeben. Eine Vereinigung der Ventile kann entweder so erfolgen; daß zwei Ventile in einem Ventilkörper untergebracht sind, oder daß ein einziges Ventil 16 beide Funktionen erfüllt. Hierzu muß das Schnellöfinungsventil eine verstellbare öffnungsbegrenzung und ein Steuerwerk 17 für diese öffnungsbegrenzung besitzen. Die Öffnungsbegrenzung wird im Normalbetrieb laufend gesteuert wie vorstehend für das Regelventil 11 beschrieben. Kommt der Notimpuls zum Schnellöffnen des Ventils 16, so kann dieses Ventil nur bis zu der jeweils eingestellten Öffnungsbegrenzung schlagartig öffnen. Die übrigen in der Fig. 2 aufgeführten Symbole bezeichnen die gleichen Gegenstände entsprechend der Fig. 1.In an advantageous development of the invention, it is also proposed that the Schnellöünungsventil and the control valve structurally also with regard to. to combine their function in one valve body. An exemplary embodiment for this is given in more detail in FIG. A union of the valves can be done either like this; that two valves are housed in one valve body, or that a single valve 16 fulfills both functions. For this purpose, the quick opening valve must have an adjustable opening limiter and a control unit 17 for this opening limiter. The opening restriction is continuously controlled in normal operation as described above for the control valve 11 . If the emergency impulse comes to quickly open the valve 16, this valve can only open suddenly up to the respectively set opening limit. The other symbols shown in FIG. 2 designate the same objects as in FIG. 1.

Zweckmäßig werden noch Vorkehrungen getroffen, die bei totalem Ausfall der Energieversorgung ein. langsames Öffnen der Öffnungsbegrenzung und des Ventils - eventuell durch Federkraft - zur Sicherung der Notkühlung bewirken.Appropriately, precautions are taken in the event of total failure the energy supply. slow opening of the opening restriction and the valve - possibly by spring force - to secure the emergency cooling.

Claims

CLAIMS: 1. A device for emergency cooling of a superheater reactor with a separate Notkühlkreislauf, an emergency capacitor and a quick-opening valve in the line of Notkühlkreislaufes between the superheater reactor and the emergency capacitor, characterized in that in the Notkühlleitung in series with the Schnellöünungsventil (10) a control valve (11 ) is arranged and that this control valve (11) is continuously adjusted according to the respective steam extraction by the consumer (2).

2. Device according to claim 1, characterized in that the quick opening and the control valve are structurally combined in a valve body.

3. Establishment according to claim 2, characterized in that the functions of the two control valves are to be carried out by a single quick-opening valve that has a controllable opening limitation Has. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1046 792; French patent specification No. 1211537.