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Verfahren und Einrichtung zum An-und Abfahren eines dampfgekühlten
Kernreaktors Die Erfindung bezieht sich auf- ein Verfahren zum An- und Abfahren
eines dampfgekühlten Kernreaktors mit direkt angekoppelter Dampfturbine und Zwischenüberhitzung
von Hochdruckturbinenabdampf durch Reaktorheißdampf, mit Einspeisung von Zwischenüberhitzerabdampf
in einen mit Speisewasser beschickten Mischverdampfer, mit Umwälzung und Kühlung
einer Wasserfüllung des Reaktordruckgefäßes bei Reaktorkaltstillstand und einem
Hilfskessel zum Erzeugen von Heißdampf für das Anfahren.
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Zum Auswechseln des Brennstoffes ist es bekannt, nach dem Abschalten
des Reaktors die Zufuhr des dampfförmigen Kühlmittels zu sperren und das Reaktordruckgefäß
mit Wasser zu fluten, um Strahlungsabschirmung zu bewirken.
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Die Wasserfüllung wird durch eine Nebenleitung langsam umgepumpt und
gekühlt, um Strahlungswärme abzuführen. Nachdem das Druckgefäß mit Wasser gefüllt
und der Druck abgesenkt ist und nachdem Behälterdeckel und Dichtplatte entfernt
sind, kann der Austausch der Brennelemente erfolgen.
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Es ist für einen dampfgekühlten Kernreaktor bekannt (USA.-Patentschrift
3175 953), den Dampf eines Hilfskessels zum Anfahren des Reaktors in einen Mischverdampfer
einzuspeisen, bis dessen Wasser die Sättigungstemperatur des eingespeisten Dampfes
hat und ein gewisser System-Dampfdruck erreicht ist, so daß der Hilfskessel abgeschaltet
werden kann. Bei diesem Anfahrverfahren erfolgt die Erwärmung des Reaktordruckgefäßes
also allein mit Hilfe des aus dem Mischverdampfer austretenden Dampfes, der die
beachtlichen Wandstärken des Druckgefäßes erwärmen muß.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum An- und Abfahren
eines dampfgekühlten Kernreaktors anzugeben, welches es ermöglicht, den Reaktor
von einem stationären Betriebszustand in den anderen unter dem besonderen Gesichtspunkt
der Sicherheit des Reaktordruckgefäßes zu bringen. Da beim An- und Abfahren die
höchsten thermischen und mechanischen Beanspruchungen auftreten und außerdem auch
kernphysikalische Probleme hinsichtlich der Kritikalität und deren Nachweis beim
Fluten und Lenzen des Reaktors bestehen, sind die Sicherheitsbelange bei der Wahl
der Anfahrschaltung sehr wichtig, zumal die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer
Störung bei instationären Betriebszuständen stets besonders hoch ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Umwälzung der Kaltstillstandswasserfüllung
über einen Speicher der Bauart Ruths erfolgt, der beim Anfahren mit in dem Hilfskessel
erzeugten Heißdampf beschickt und anschließend nach dem Abstellen der Umwälzung
zur Aufnahme der Kaltstillstandswasserfüllung gelenzt wird und der beim Abfahren
seine Wasserfüllung an das Reaktordruckgefäß abgibt und vor dem Einschalten der
Umwälzung mit Mischverdampferwasser aufgefüllt wird.
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Damit die beim Erwärmen auftretenden Wärmespannungen nicht zu Schäden
am Reaktordruckgefäß führen, erfolgt die Heißdampfbeschickung des Ruths-Speichers
bei bestimmter Umwälzgeschwindigkeit der Kaltstillstandswasserfüllung und entsprechend
der für das Reaktordruckgefäß maximal zulässigen Erwärmungsgeschwindigkeit.
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Damit die Erwärmung des Zwischenüberhitzers und Mischverdampfers gleichmäßig
mit der Reaktordruckgefäßerwärmung erfolgt, werden die während der Heißdampfbeschickung
des Ruths-Speichers in diesen eingespeisten Dampfmengen als Kondensat über eine
Heißdampfleitung in einen Sammler abgezogen und von diesem in den Mischverdampfer
gepumpt, während der Zwischenüberhitzer mittels Dampfschwaden der Wasserfüllung
des Reaktors und des Mischverdampfers erwärmt wird.
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Um von der Wasserkühlung des Reaktors auf Dampfkühlung übergehen zu
können, muß die Wasserfüllung des Reaktordruckgefäßes vom Ruths-Speicher aufgenommen
werden. Dazu ist die zu einer Hochdruckturbinen führende Heißdampfleitung während
des Ladens des Ruths-Speichers geschlossen. Bei Erreichen eines gewissen Druckes
im Reaktorsystem wird die Umwälzung abgestellt, der Dampfstrom aus dem Hilfskessel
abgesperrt und in die Heißdampfleitung umgelenkt, und danach wird der Ruths-Speicher
gelenzt.
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Um auf Betriebsdruck zu kommen, wird der Dampfstrom aus dem Hilfskessel
nach der Aufnahme
der Kaltstillstandswasserfüllung durch den Ruths-Speicher
über eine Entladeleitung des Ruths-Speichers zum Anfahren von Verdichterturbinen
für die Verdichtung des in den Reaktor eintretenden Kühlmittels verwendet, so daß
der Reaktor durch Ziehen eines Steuerstabes allmählich auf Leistung gefahren werden
kann.
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Damit der Ruths-Speicher ständig abfahrbereit ist, also seine Wasserfüllung
an das Reaktordruckgefäß abgeben kann, ohne daß unzulässige Wärmespannungen in diesem
Reaktordruckgefäß entstehen, wird der Hilfskessel nach Erreichen des Betriebsdruckes
im Reaktordruckgefäß abgeschaltet und der Ruths-Speicher mit Heißdampf aus dem Reaktor
beschickt und gibt während des Normalbetriebes des Reaktors Sattdampf an Verdichter
ab, der den in das Reaktordruckgefäß eintretenden Sattdampf verdichtet.
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Damit nach der beim Abfahren erfolgenden Abgabe der Füllung des Ruths-Speichers
an das Reaktordruckgefäß Umwälzung und Kühlung in Betrieb genommen werden können,
wird der Ruths-Speicher mit Mischverdampferwasser aufgefüllt, und damit gleichzeitig
eine beschleunigte Kühlung erfolgt, werden die im Reaktordruckgefäß verdampften
Wassermengen über einen Entspanner abgezogen.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung des oben beschriebenen Verfahrens ist
ein Ruths-Speicher vorgesehen, dessen Beschickungsleitung mit einer aus dem Reaktordruckgefäß
herausführenden Heißdampfleitung und einem Hilfskessel verbunden ist und der eine
Umwälzleitung sowie eine Lenzleitung zum Reaktordruckgefäß und eine mit einem Speisewasserwärmespeicher
verbundene Speicherfülleitung aufweist.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur
Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens.
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F i g. 1 zeigt die Schaltungsanordnung eines Reaktors, der an- und
abgefahren werden soll; F i g. 2 zeigt die Schaltungsanordnung von Bauelementen
zum An- und Abfahren des Reaktors innerhalb eines Reaktorschutzgefäßes.
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Bei dampfgekühlten Reaktoren mit direkt angekoppelter Dampfturbine
durchströmt ein Teil des beispielsweise im Reaktor überhitzten Dampfes die Turbine,
gibt dort Arbeit ab und wird anschließend in einem Kondensator kondensiert. Nach
Durchlaufen einiger Vorwärmstufen wird das Speisewasser dem Reaktor wieder zugeführt.
Zur Zwischenüberhitzung von Hochdruckturbinenabdampf kann Reaktorheißdampf verwendet
werden, der anschließend einem mit dem Speisewasser beschickten Mischverdampfer
zugeführt wird.
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Gemäß F i g. 1 strömt der im Reaktor 10 erzeugte und überhitzte Heißdampf
durch die Heißdampfleitung 11, das Turbinenschnellschlußventil 12 in die Hochdruckturbine
13 und leistet dort Arbeit. Der Turbinenabdampf strömt über die kalte Zwischenüberhitzerschiene
14 in den Zwischenüberhitzer 15 und weiter über dessen Zwischenüberhitzer Sekundärableitung
46 in die Mitteldruckturbine 16. Von der Mitteldruckturbine strömt der Abdampf über
die Mitteldruckableitung 30 zur Niederdruckturbine 31, und die durch sie umgeformte
Arbeit des Dampfes wird ebenfalls zum Antrieb des Generators 32 verwendet.
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Der Abdampf der Niederdruckturbine gelangt über die Niederdruckableitung
33 zum Hauptkondensator 34, dessen Kondensat von der Kondensatpumpe 35 über die
Hauptkondensatorableitung 43 zur Vorwärmung weitergepumpt wird. Parallel zur Niederdruckturbine
ist außerhalb des Reaktorschutzgefäßes 24 die Hochdruckumleitstation 44 zwischen
Heißdampfleitung 11 und kalte Zwischenüberhitzerschiene 14 geschaltet. Zwischen
diese kalte Zwischenüberhitzerschiene 14 und den Hauptkondensator 34 ist die Hochdruck-Niederdruck-Umleitstation
45 geschaltet, so daß bei. plötzlichem Lastabwurf oder einer aus sicherheitstechnischen
Gründen erforderlichen Schnellabschaltung der Turbine der Heißdampf direkt in den
Hauptkondensator gelangen kann. Dem von der Kondensatpumpe 35 gepumptem Wasser kann
Wasser aus einem Kaltspeicher 36 beigefügt werden. Das gepumpte Wasser durchströmt
den Niederdruck-Speisewasservorwärmer 37 zum Warmspeicher 39. Der Niederdruck-Speisewasservorwärmer
37 wird über die Hochdruck-Speiseleitung 38 mit Anzapfdampf der Hochdruckturbine
31 beaufschlagt, und der kondensierte Abdampf strömt vor der Kondensatpumpe 35 in
die Hauptkondensatorableitung 43. Das vorgewärmte Speisewasser aus dem Warmspeicher
39 wird durch die dampfturbinengetriebene Speisepumpe 40 über den Hochdruck-Speisewasservorwärmer
41 und die Hauptspeisewasserleitung 19 in den Mischverdampfer 18 gepumpt. Der Hochdruck-Speisewasservorwärmer
41 wird über die Hochdruck-Speiseleitung 42 mit Anzapfdampf der Hochdruckturbine
16 beaufschlagt, der als Kondensat noch in den Niederdruck-Speisewasservorwärmer
37 strömt und von dort in die Hauptkondensatorableitung 43 gelangt.
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Ein Teil des Heißdampfes des Reaktors wird über die Zwischenüberhitzerzuleitung
17 zum Zwischenüberhitzer 15 abgezweigt und strömt von diesem über die Zwischenüberhitzerableitung
83 in einen Mischverdampfer 18, in den auch das vorgewärmte Speisewasser über die
Hauptspeisewasserleitung 19 eingeleitet wird. Der vom Mischverdampfer 18 erzeugte
Sattdampf wird vom Verdichter 20, der die Dampfdruckverluste ausgleicht, auf Reaktoreintrittsdruck
verdichtet. Ein Teil des Heißdampfes des Reaktors wird in die (Gegendruck)-Turbine
21 geleitet, die den Verdichter 20 antreibt. Diese Verdichterturbine 21 ist mittels
des Ventils 22 regelbar, und ihr Abdampf strömt über die Verdichterturbinenableitung
23 in die kalte Zwischenüberhitzerschiene 14. Bei Turbinenschnellschluß wird auch
der Abdampf der Verdichterturbine 21 über die Hochdruck-Niederdruck-Umleitstation
45 auf Kondensatordruck gedrosselt und im Hauptkondensator 34 niedergeschlagen.
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Reaktor 10, Zwischenüberhitzer 15, Mischverdampfer 18 sowie Verdichter
20 und Verdichterturbine 21 sind im Reaktorschutzgefäß 24 abgeordnet. Sollte beispielsweise
das Turbinenschnellschlußventil12 geschlossen werden, ohne daß die Hochdruckumleitstation
44 anspricht bzw. wenn ein Abschluß des Reaktorschutzgefäßes 24 eintritt, so strömt
der Heißdampf bei überschreitung eines gewissen Druckes durch die Notkondensatorzuleitung
25, das einstellbare Druckventil 26 zum Notkondensator 27, der auch bei völligem
Abschluß des Reaktorschutzgefäßes.24 über die Notkondensatorleitungen 28, 29 mit
Kühlwasser versorgt wird, das Kondensat des Notkondensators fließt zum Mischverdampfer
18 ab.
F i g. 2 zeigt außerdem einen Ruths-Speicher 54, einen Abfahrkühler
77, einen Sammler 66 und einen Entspanner 58 sowie deren Vorschaltung mit den vorgenannten
Bauelementen bzw. mit einigen der in F i g. 1 dargestellten Bauelementen. Die Beschikkungsleitung
53 des Ruths-Speichers ist mit einem Hilfskessel 49 über Hilfskesselsperrventile
50 und ein Speichersperrventi152 verbunden. Diese Leitung ist außerdem über ein
Heißdampfventil 51 mit der Heißdampfleitung 11 verbunden. Die Entladeleitung 56
des Ruths-Speichers weist ein Entladeventil55 auf sowie an ihrem Ende einen Saugseitenanschluß
60 mit Saugseitenanschlußventil 61 für den Verdichter 20 und einen Entspanneranschluß
62 mit Entspanneranschlußventil 63. Der Ruths-Speicher 54 ist mit dem Warmspeicher
39 über Speicherfülleitung 59, Füllsperrventil 79 und Hauptspeisewasserleitung 19
verbunden. Ruths-Speicher 54 und Reaktordruckgefäß 10 sind über eine Lenzleitung
48 mit Lenzventil 81,
Lenzpumpe 80 und Lenzpumpenventile 97 verbunden.
Eine Speicherlenzleitung 85 ist auf einer Seite über Ruths-Ventile 82' bis 82"'
an die Lenzleitung 48 und auf der anderen Seite über Absperrventil 104 an den Entspanner
58 angeschlossen. Vom Ruths-Speicher 54 führt eine Umwälzleitung 47 zum Reaktordruckgefäß
10, die in die Abschirmung 72 mündet. An die Umwälzleitung 47 ist zwischen deren
in Reihe geschaltetem Umwälzsperrventil 74 und Bypaßventil 75 eine Umwälzpumpe 76
angeschlossen, die Wasser durch den Abfahrkühler 77 in die Abschirmung 72 des Reaktordruckgefäßes
pumpen kann.
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Der Abfahrkühler 77 mit Kühlerbypaß 78 wird mit seinen Kühlleitungen
an Kaltspeicher 36 bzw. Hauptkondensator 34 angeschlossen. Der Sammler 66 ist mit
der Heißdampfleitung 11 über eine Heißdampfentwässerung 87 verbunden und mit der
Zwischenüberhitzerableitung 83 über eine Zwischenüberhitzerentwässerung 88. Er ist
mit dem Entspanner 58 über eine Sammlerableitung 101 mit Sammlerableitventil
102 verbunden sowie ebenfalls über ein Sammlerventil 69. Vom Sammler 66 zur Hauptspeisewasserleitung
19 führt eine Rückspeiseleitung 67 mit Rückspeisepumpe 96 und Rückspeiseventil 68.
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Der Entspanner 58, dessen Entspannerableitung 84 zu einem nicht
dargestellten Sammelbehälter innerhalb des Reaktorschutzgefäßes 24 führt, welches
wiederum mit einem Abklingbehälter außerhalb des Reaktorschutzgefäßes verbunden
ist, ist über Entspannerventi192 und Kondensatorsperrventi193 mit dem Hauptkondensator
34 verbunden. Zwischen beiden Ventilen ist ein Wrasenkondensatoranschluß 86, der
zu einem nicht dargestellten Wrasenkondensator führt.
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Der Mischverdampfer 18 mit seinem Speisewasserventil 91 weist eine
Verdampferlenzleitung 89 mit Verdampferlenzventi190 und Entspannersperrventil 103
zum Entspanner 58 auf. Seine Hauptspeisewasserleitung 19 ist über die Reinigungsleitung
100 und die Verdampferwasserleitung 65 mit dem Reinigungsleitungsventi199 bzw. dem
Verdampferwassersperrventil 98 mit der Speicherlenzleitung 85 verbunden.
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Die Verdampferwasserpumpe 64 ist so geschaltet, daß sie Verdampferwasser
aus der Verdampferlenzleitung 89 in die Verdampferwasserleitung 65 pumpen kann.
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Im folgenden werden die Funktionen der Schaltung bei den Übergängen
zwischen den verschiedenen Betriebszuständen beschrieben. Übergang vom Kaltstillstand
zum Brennelementwechsel Der Brennelementwechsel erfolgt wie bei Siedenwasserreaktoren
unter Wasser. Zu diesem Zweck muß ein unmittelbar über dem Reaktordruckgefäß 10
befindliches kombiniertes Ablage- und Beschickungsbecken mit Wasser gefüllt werden.
Da Reaktordruckgefäß 10, Zwischenüberhitzer 15, Verdampfer 18 und Verdichter 20
über Rohrleitungen miteinander verbunden sind, werden die genannten Komponenten
bei diesem Betriebszustand ebenfalls alle geflutet. Die Auffüllung des Reaktorsystems
erfolgt durch Einspeisung von Kondensat aus dem Warmspeicher 39 über die Speicherfülleitung
59 des Ruth-Speichers 54. Ist der Druckgefäßdeckel des Reaktordruckgefäßes gelöst,
so kann das nicht dargestellte Beschickungsbecken beispielsweise mit Wasser aus
dem Kaltspeicher 36 direkt geflutet werden. Während des Brennelementwechsels bleibt
der Abfahrkühler 77 zur Abführung der Nachzerfallswärme in Betrieb. Die zu kühlende
Wasserfüllung des Reaktordruckgefäßes 10 wird mittels der Umwälzpumpe 76 und der
Lenzpumpe 80 über die Lenzleitung 48 des Reaktordruckgefäßes, den Ruths-Speicher
54 und die Umwälzleitung 47 mit geschlossenem Bypaßventil 75 durch den Abfahrkühler
77 in die Abschirmung 72
gefördert und gelangt von dort über Zuführungen
73 in das Kühldampfgefäß 94 und Heißdampfgefäß 95. Das zur Kühlung benutzte Wasser
des Kaltspeichers 36 wird im Hauptkondensator 34 oder in einem besonderen Rückkühler
rückgekühlt.
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Übergang vom Brennelementwechsel zum Kaltstillstand Der Wasserspiegel
im Beschickungsbecken wird zunächst abgesenkt, damit der Deckel des Reaktordruckgefäßes
aufgesetzt und befestigt werden kann. Danach erfolgt vollständige Entleerung des
Beschikkungsbeckens in Abklingbehälter außerhalb des Reaktorschutzgefäßes 24. Dieses
Wasser wird je nach Verschmutzungsgrad entweder aus den Abklingbehältern über die
Reinigungsanlage oder direkt in den Kaltspeicher 36 geleitet. Das im Reaktorsystem
befindliche Wasser wird größtenteils abgezogen, und zwar durch die Heißdampfentwässerung
87, die Zwischenüberhitzerentwässerung 88 und die Verdampferlenzleitung 89. Diese
Entwässerungen sind so angelegt, daß das Wasser im Reaktordruckgefäß noch bis zur
Unterkante des Heißdampfstutzens 71 stehenbleibt. Das in den Entspanner 58 abgezogene
Wasser fließt in den nicht dargestellten Sammelbehälter, aus dem es mittels einer
Pumpe entweder in den Hauptkondensator 34 oder in die Abklingbehälter gefördert
wird.
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Der Abfahrkühler 77 bleibt auch noch in Betrieb, nachdem der Kaltstillstand
erreicht ist. Der Kühlkreislauf Reaktordruckgefäß 10, Lenzleitung
48,
Ruths-Speicher 54, Abfahrkühler 77 und Reaktordruckgefäß ist durch die
Entwässerung nicht unterbrochen.
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Übergang vom Kaltstillstand zum Warmstillstand Die Kühlung wird durch
öffnen des Kühlerbypasses 78 abgestellt, die Umwälzung der Wasserfüllung durch die
Umwälzpumpe 76 und die Lenzpumpe 80 bleibt jedoch in Betrieb. Die Nachzerfallswärme
bewirkt eine Aufheizung der Wasserfüllung, und Reaktordruckgefäß
10
und Ruths-Speicher 54 erwärmen sich. Der Ruths-Speicher 54 wird erwärmt, indem ein
außerhalb des Reaktorschutzgefäßes 24 angeordneter Hilfskessel 49, der beispielsweise
mit Wasser aus dem Kaltspeicher 36 beschickt wird, Heißdampf bei geschlossenem Entladeventi155
und geschlossenem Heißdampfventil 51 in dem Ruths-Speicher einspeist. Ruths-Speicher
und Reaktordruckgefäß erwärmen sich, und zwar bei bestimmter Umwälzgeschwindigkeit
entsprechend der für das Reaktordruckgefäß maximal zulässigen Erwärmungsgeschwindigkeit.
Diese richtet sich nach den Wärmespannungen im Flansch des Reaktordruckgefäßes.
Die in den Ruths-Speicher eingespeiste Dampfmenge fließt als Kondensat über den
Heißdampfstutzen 71 in die Heißdampfleitung 11 und wird durch die Heißdampfentwässerung
87 abgezogen und in den Sammler 66 geleitet. Von dort wird es bei geöffnetem Rückspeiseventil
68 durch die Rückspeisepumpe 96 in den Mischverdampfer 18 eingespeist, der konstruktiv
so ausgebildet ist, daß das eingespeiste Wasser den Mischverdampfer erwärmt. Der
Mischverdampfer 18 muß konstruktiv so ausgebildet sein, daß keine unzulässig großen
Wärmespannungen auftreten können.
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Der Zwischenüberhitzer 15 wird durch Dampfschwaden erwärmt, die aus
der Oberfläche der Wasserfüllung des Reaktordruckgefäßes 10 und des Mischverdampfers
18 aufsteigen. Das wird dadurch erreicht, daß die entsprechenden Wandstärken
des Zwischenüberhitzers klein gehalten werden. Es muß dafür gesorgt werden, daß
auch das in der Reinigungsleitung 100 angeordnete, nicht dargestellte Reinigungssystem
langsam aufgewärmt wird. Dazu wird das Wasser des Mischverdampfers durch die Verdampferwasserpumpe
64 in die Reinigungsleitung 100 und von dort zurück in den Mischverdampfer 18 gepumpt.
Im Mischverdampfer überschüssiges Wasser wird in den Erstspanner 58 abgelassen und
nach Entspannung über die Entspannerableitung 84 dem Sammelbehälter zugeleitet.
Der bei der Entspannung entstehende Dampf wird über das Entspannerventil 92 dem
Hauptkondensator 34 zugeleitet bzw. bei Reaktorschutzgefäßabschluß einem kondensatgekühlten,
nicht dargestellten Wrasenkondensator über den Wrasenkondensatoranschluß 86.
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Das Turbinenschnellschlußventil 12 bzw. die Hochdruckumleitstation
44 in der zu der Turbine führenden Heißdampfleitung 11 sind während des Aufladens
des Ruths-Speichers 54 geschlossen, so daß sich entsprechend der Erwärmung im Reaktorsystem
ein Druck aufbaut. Bei Erreichen eines gewissen Druckes im Reaktorsystem wird die
Umwälzung abgestellt, da die Kühlwirkung des Dampfes groß genug ist, um von Wasserkühlung
auf Sattdampfkühlung des Reaktorkernes überzugehen. Damit die Wasserfüllung des
Reaktordruckgefäßes vom Ruths-Speicher aufgenommen werden kann, wird dieser zunächst
gelenzt, und zwar bei geschlossenem Ruths-Ventil 82"' über die Ventile 82', 82",
die Speicherlenzleitung 85 über den Erstspanner 58 in den nicht dargestellten Sammelbehälter
innerhalb des Reaktorschutzgefäßes. Zuvor wurde der Dampfstrom aus dem Hilfskessel
49 vom Ruths-Speicher abgesperrt und über das nun geöffnete Heißdampfventil 51 in
die Heißdampfleitung 11 geleitet. Aus der Heißdampfleitung 11 gelangt der Dampfstrom
über die geöffneten Hochdruck- und Mitteldruck-Niederdruck-Umleitstationen in den
Hauptkondensator 34, in dem er kondensiert wird. Nach Entleerung des Ruths-Speichers
wird das Ventil 82" geschlossen, und der Entspanneranschluß 62 der Entladeleitung
56 wird etwas geöffnet. Sodann werden das Ventil 82"' und das der Lenzpumpe
80 parallele Lenzpumpenventil 97 geöffnet, so daß das Wasser im Reaktor (mit
Ausnahme- des Abschirmwassers) durch die Lenzleitung 48 in den Ruths-Speicher 54
fließt. Der Lenzvorgang des Reaktordruckgefäßes kann jederzeit unterbrochen und
das Druckgefäß erneut geflutet werden, indem die Entladeleitung 56 durch das Entladeventil55
verschlossen und das Saugseitenanschlußventil 61 geöffnet wird.
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Es fließt jetzt ein Dampfstrom aus dem Reaktordruckgefäß 10 über den
Zwischenüberhitzer 15 in den Mischverdampfer 18 und von diesem in den Erstspanner
58. Dadurch wird der Druck im Ruths-Speicher 54 größer als im Reaktor.
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Nachdem das Reaktordruckgefäß entwässert ist, die Wasserfüllung der
Abschirmung 72 bleibt bei diesem Vorgang selbstverständlich erhalten, wird die Lenzleitung
48 verschlossen, und die Verdichter 20 werden mit dem Dampf des Hilfskessel 49 angefahren.
Dazu wird die Hochdruckumleitstation 44 geschlossen und das Einlaßventil der Verdichterturbine
21, die Dampf aus der Heißdampfleitung 11 erhält, geöffnet. Nach dem Anfahren des
Verdichters 20 ist die Dampfkühlung des Reaktors in Betrieb genommen, und
er kann allmählich durch Ziehen eines Steuerstabes auf Leistung gefahren werden.
Mit dem Verdichterabdampf kann ein Dampfstrahler in Betrieb gesetzt werden, der
das Vakuum des Kondensators der Speisepumpenturbine (nicht dargestellt) zieht, dessen
Kühlkreislauf jetzt in Betrieb genommen wird. Entsprechend der Reaktorleistung erhält
die Verdichterturbine 21 in zunehmendem Maße Heißdampf aus dem Reaktor und steigert
durch den Verdichter 20 allmählich den Systemdruck bis auf den Betriebsdruck. Der
Ruths-Speicher 54 ist dabei über seine Ladeleitung 53 sowohl an den Hilfskessel
49 als auch an die Heißdampfleitung 11 angeschlossen, und seine Entladeleitung 56
ist zur Gebläsesaugseite mit geöffnetem Saugseitenanschlußventi161 geöffnet.
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Nach Erreichen des Betriebsdruckes wird der Hilfskessel 49 abgestellt,
und die Ladeleitung des Ruths-Speichers wird nur durch die Heißdampfleitung 11 gespeist,
während seine Entladeleitung 56 Sattdampf an den Verdichter 20 liefert. Durch das
Speisen mit Heißdampf wird der Ruths-Speicher ständig auf der Temperaturhöhe des
Sattdampfgefäßes 94 gehalten, so daß er notfalls ohne Schaden seine Wasserfüllung
an das Reaktordruckgefäß abgeben kann. Der Ruths-Speicher wird über die Speicherfülleitung
59 ständig mit Speisewasser nachgespeist, da er sonst allmählich ausdampfen würde
und ein Fluten des Kernes nicht mehr mit Sicherheit möglich wäre. Nachdem der Hilfskessel
49 abgestellt und der Betriebsdruck erreicht ist, hat sich der Betriebszustand des
Warmstillstandes eingestellt. Übergang vom Warmstillstand zum Leistungsbetrieb Die
Reaktorleistung wird etwas vergrößert, so daß die Turbinenumleitstationen wieder
in Betrieb gehen. Die Turbinen werden nach dem Evakuieren des Hauptkondensators
34 angestoßen und synchronisiert.
Durch weitere Steigerung der Reaktorleistung
mit Hilfe des Regelsystems wird die Anlage auf die gewünschte Leistungsstufe gebracht.
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Übergang vom Leistungsbetrieb zum Warmstillstand Diese Betriebszustandsänderung
erfolgt analog zu dem vorbeschriebenen Vorgang.
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Übergang vom Warmstillstand zum Kaltstillstand Der Systemdruck wird
durch weiteres Senken der Reaktorleistung allmählich auf den bestimmten Wert abgesenkt,
bei dem von Dampfkühlung auf Wasserkühlung übergegangen wird. Der Reaktor wird dann
ganz abgeschaltet, und durch Öffnung der entsprechenden Leitungen wird das Reaktordruckgefäß
mit Wasser aus dem Ruths-Speicher geflutet. Damit die Umwälzung und Kühlung in Betrieb
genommen werden kann, wird der Ruths-Speicher mit dem in der Verdampferlenzleitung
89 anfallenden Wasser aufgefüllt, welches zu diesem Zweck nicht mehr von der Verdampferwasserpumpe
64 in die Reinigungsleitung 100 und dann in den Mischverdampfer
18 zurückgefördert, sondern über die Verdampferwasserleitung 65 direkt in
den Ruths-Speicher 54 gepumpt wird. Nach dem Auffüllen des Ruths-Speichers wird
der Kreislauf mit der Umwälzung der Wasserfüllung zwischen Ruths-Speicher 54 und
Reaktordruckgefäß 10 über den Abfahrkühler 77 und die Lenzleitung 48 in Betrieb
gesetzt, so daß die bis daher erfolgte Kernkühlung durch Wasserverdampfung und Abzug
des Dampfes über 61, 60, 63 und 62 in den Entspanner 58 ersetzt wird. Die
Temperatur des Reaktorsystems wird durch Kühlung so weit abgesenkt, daß das gesamte
Reaktorsystem vollständig geflutet und der Brennstoffwechsel eingeleitet werden
kann.