DE1257297B - Atomkernreaktoranlage mit mehreren parallel geschalteten Umwaelzgeblaesen mit Diffusoren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G21c

Deutsche KL: 21 g - 21/20

Nummer: 1 257 297

Aktenzeichen: S 99917 VIII c/21g

Anmeldetag: 2. Oktober 1965

Auslegetag: 28. Dezember 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Atomkernreaktoranlage mit einem Kernreaktor, einem Wärmetauscher und mehreren parallel geschalteten Umwälzgebläsen mit Diffusoren, welche ein gasförmiges Wärmetransportmittel in einem Kreislauf durch den Reaktor und den Wärmetauscher umwälzen.

Bei Atomkernreaktoranlagen mit mehreren parallel geschalteten Umwälzgebläsen besteht der Nachteil, daß beim Ausfall eines der Gebläse eine Kurzschlußströmung mit Rückströmung durch das Gebläse er- folgt, welche eine Reduktion der Kühlleistung des Kernreaktors erfordert, da die Kühlung des Reaktors verschlechtert wird. Es sind bei parallel geschalteten Umwälzgebläsen bereits besondere Abschlußorgane bekanntgeworden, die den Verschluß eines Gebläses im Falle einer Störung ermöglichten. Diese waren jedoch verhältnismäßig kompliziert und erforderten besondere Steuerungen. Es sind daher Fälle vorgekommen, bei welchen man bei Kernreaktoranlagen mit parallel geschalteten Umwälzgebläsen auf die An-Ordnung von Abschlußorganen gegen Rückströmung durch die Gebläse überhaupt verzichtete.

Der Erfindung liegt die Aufgabe der Schaffung einer einfachen Einrichtung zugrunde, welche selbsttätig den Abschluß oder zumindest eine ausreichende Drosselung der Strömung des Wärmeträgers durch das Gebläse bei dessen Ausfall bewirkt und die Entstehung einer ins Gewicht fallenden Rückwärtsströmung durch das Gebläse verhindert. Dies wird bei der eingangs genannten Atomkernreaktoranlage dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die Schaufeln der Diffusoren mit Klappen versehen sind, die durch die Gasströmung in öffnendem Sinne bewegt werden und daß Organe vorgesehen sind, die bei Nachlassen der Strömung die Klappen in schließendem Sinne bewegen.

Die Erfindung wird an Hand einiger in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt einer Atomkernreaktoranlage mit mehreren parallel geschalteten Umwälzgebläsen, bei welcher die Erfindung Anwendung findet,

F i g. 2 den Schnitt H-II aus der F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 und 4 weitere Ausführungsformen der Erfindung in Ausschnitten und in weiter vergrößertem Maßstab, in einer der F i g. 2 entsprechenden Darstellung.

In der F i g. 1 ist in einem Druckgefäß 1 aus Beton ein Reaktorkern 2 und ein Wärmeübertrager 3 angeordnet. Unter dem Wärmeübertrager sind seitlich z. B. vier Umwälzgebläse 4 angeordnet, die über WeI-Atomkernreaktoranlage mit mehreren parallel
geschalteten Umwälzgebläsen mit Diffusoren

Anmelder:

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft,

Winterthur (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,

Düsseldorf, Lindemannstr. 31

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Rene Strub, Winterthur (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 24. September 1965 (13 253)

len 5 von Antriebsmaschinen 6, z. B. Dampfturbinen, angetrieben sind. Die Umwälzgebläse sind mit Diffusoren 7 versehen. Zwischen dem Druckgefäß 1 und den Teilen 2 und 3 befindet sich ein Zwischenraum 8, der der Rückströmung eines gasförmigen Wärmeträgers dient.

Die F i g. 2 zeigt den Diffusor aus der F i g. 1 im Schnitt. Im Diffusor sind feste Diffusorschaufeln 10 vorgesehen, an welche sich die Klappen 11 anschließen, die in diesem Falle ebenfalls einen Teil des Diffusors bilden. Die Klappen 11 sind um Achsen 12 schwenkbar und stützen sich in geöffneter Stellung gegen Anschläge 13. Die Klappen 11 sind mit Gewichten 14 versehen, welche auf die Klappen mit einem Drehmoment einwirken, welches in schließendem Sinne gerichtet ist. Die in der F i g. 2 im linken oberen Quadrat befindlichen Klappen haben keine Gewichte 14, da bei ihnen das Eigengewicht der Klappen selbst in schließendem Sinne wirkt.

Während des Betriebes wird in der Reaktoranlage ein gasförmiger Wärmeträger umgewälzt, der im Kern 2 erhitzt wird, darauf im Wärmetauscher 3 seine Wärme an ein Arbeitsmittel, z. B. Wasser, übergibt und in gekühltem Zustande von dem Umwälzgebläse 4 durch den Zwischenraum 8 zwischen dem Druckgefäß 1 und den Teilen 2 und 3 von neuem in den Kern 2 geführt wird.

Durch die bei der Strömung des Wärmeträgers auf die Schaufeln 11 wirkende Kraft werden die Schau-

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fein 11 im öffnenden Sinne bewegt und unter Umständen gegen die Anschläge 13 gedrückt. Das als Wärmeträger verwendete Gas kann ungehindert durch das Gebläse strömen.

Sobald jedoch, z. B. durch eine Störung im Antrieb, eines der Gebläse außer Betrieb gesetzt wird und aufhört, das Gas zu fördern, verschwindet die auf die Klappen 11 in öffnendem Sinne wirkende Kraft, und diese werden durch die Gewichte 14 bzw. durch ihr Eigengewicht im schließenden Sinne be- ίο wegt. Dabei liegen die Klappen in der auf den obersten Klappen strichpunktiert in der F i g. 2 dargestellten Stellung derart aufeinander auf. daß sie am ganzen Umfang den Strömungsquerschnitt des Diffusors verschließen. Das hat zur Folge, daß keine oder nur eine unbedeutende Rückströmung des gasförmigen Wärmeträgers eintreten kann.

Die F i g. 3 zeigt eine andere Ausführung der gemäß der Erfindung verwendeten Klappen. Bei dieser Ausführung sind Klappen 20 um Achsen 21 drehbar, die sich nicht, wie in der Fi g. 2 an deren Ende, sondern an einer Zwischenstelle befinden. Die Zwischenstelle muß jedoch so gewählt sein, daß durch die Gasströmung eine Kraft entsteht, welche auf die Klappe in öffnendem Sinne einwirkt. Weiter sind die Klappen 20 mit Hebeln 22 versehen, an deren Enden Federn 23 angreifen. Die Federn 23 sind in diesem Fall Druckfedern, die in gleicher Weise wie die Gewichte 14 der Ausführung nach der F i g. 2 mit ihrer Kraft auf die Klappen 20 in schließendem Sinne einwirken. Die Klappen 20 stützen sich in geöffneter Stellung gegen Anschläge 24. In der geschlossenen Stellung, die in der F i g. 3 strichpunktiert dargestellt ist, liegen die Enden der Kappen 20 auf Anschlägen 25 auf.

Die F i g. 4 zeigt schließlich eine Ausführungsform, bei welcher eine größere Anzahl von Klappen vorgesehen ist, als der Diffusor Schaufeln hat. An die Diffusorschaufeln 30 schließt sich ein Kranz von kurzen Schaufeln 31, 32 an, die um Achsen 33 schwenkbar sind. Die Klappen 31 befinden sich in Verlängerung der Diffusorschaufeln 30, die Klappen 32 sind zwischen den einzelnen Diffusorschaufeln angeordnet. Die Betätigung der Klappen 31, 32 kann, wie in den vorangehenden Beispielen, durch Gewichte oder durch Federn erfolgen. In besonderen Fällen können die Klappen auch durch ihr eigenes Gewicht im schließenden Sinne bewegt werden. Es versteht sich, daß auch bei diesen Klappen der Diffusor mit Anschlägen versehen sein kann, welche die Bewegung der Klappen 31, 32 begrenzen.

In den Figuren sind die Klappen schematisch als gerade Klappen dargestellt worden. Es versteht sich, daß die Klappen auch gekrümmt ausgeführt werden können, um sich unter Umständen der Strömung im Diffusor besser anzupassen. Die Klappen können anstatt durch Gewichte oder Federn auch durch Servomotoren betätigt werden. Diese Servomotoren würden dann unter dem Einfluß einer Steuerung stehen, auf die die Druckdifferenz über dem Gebläse einwirkt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Atomkernreaktoranlage mit einem Reaktorkern, einem Wärmetauscher und mehreren parallel geschalteten Umwälzgebläsen mit Diffusoren, weiche ein gasförmiges Wärmetransportmittel in einem Kreislauf durch den Reaktorkern und den Wärmetauscher umwälzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln der Diffusoren mit Klappen versehen sind, die durch die Gasströmung in öffnendem Sinne bewegt werden, und daß Organe vorgesehen sind, die bei Nachlassen der Strömung die Klappen in schließendem Sinne bewegen.

2. Atomkernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im schließenden Sinne auf die Klappen einwirkenden Organe Gewichte sind.

3. Atomkernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Klappe in schließendem Sinne einwirkenden Organe Federn sind.

4. Atomkernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen einen Teil der Beschaufelung des Diffusors bilden.

5. Atomkernreaktoranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Diffusorschaufeln zusätzliche Klappen angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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