DE1539992B2 - Strahlpumpensystem für den Kühl-' mittelkreislauf eines Kernreaktors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Strahlpumpensystem für den Kühlmittelkreislauf eines Kernreaktors entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine übliche Strahlpumpe weist einen Körper mit drei verschiedenen Bereichen auf, nämlich einen Einlaß oder Ansaugteil, einen Hals oder Mischraum mit im wesentlichen gleicher Querschnittsfläche über seiner Länge, und einen Diffusor, dessen Querschnittsfläche in Strömungsrichtung größer wird. Eine Düse befindet sich im Einlaß, um eine unter hohem Druck stehende Strömung eines Treibmittels in einen Strahl mit kleinem Druck, aber hoher Geschwindigkeit umzuwandeln, der koaxial durch den Einlaß in den Mischraum verläuft. Der Strahl mit hoher Geschwindigkeit weist einen viel niedrigeren Druck als das Mittel auf, das die Düse in der Nähe des Einlasses umgibt, so daß ein Fördermittel in den Einlaß durch die Düse angesaugt wird. Ein sich verjüngendes Gehäuse am Einlaß, das die Düse umgibt, leitet das Fördermittel oder die Ansaugströmung in den Mischraum. Im Mischraum weitet sich der Strahl hoher Geschwindigkeit des Treibmittels allmählich auf, so daß es das Fördermittel mitreißt und sich mit ihm vermischt. Durch das Mischen wird ein Impuls von der Strahlströmung des Treibmittels auf die Fördermittelströmung übertragen, so daß der Druck in der vereinigten Strömung ansteigt. Theoretisch endet der Mischraum, nachdem eine gleichförmige Geschwindigkeitsverteilung erreicht ist, was gewöhnlich kurz nach dem Berühren der Wände des Mischraums

ίο durch die aufgeweitete Strahlströmung des Treibmittels eintritt. Aus dem Mischraum mit seinem relativ kleinen Querschnitt strömen Treib- und Fördermittel, die miteinander vermischt sind, in den Diffusor, der einen in Strömungsrichtung größer werdenden Querschnitt hat, so daß der Pumpenauslaßdruck weiter ansteigt, wenn die Geschwindigkeit der gemischten Mittel kleiner wird, um die optimale Energie der Strömung zu entziehen.
Da die Strahlpumpe keine beweglichen mechanisehen Teile aufweist, ist sie für den Zwangsumlauf eines Kühlmittels wie Wasser in einem Siedewasserreaktor sehr geeignet, wo ein langer und störungsfreier Betrieb wegen der hohen Radioaktivität erforderlich ist, die eine Reparatur oder oder einen Austausch der Pumpen schwierig und teuer macht.

Bei bekannten Strahlpumpensystemen für Kernreaktoren (französische Patentschrift 1 311 719) wird als nachteilig angesehen, daß sie keine hohe Leistung erlauben. Ferner sind bei ihnen Wartung und Reparatur einschließlich Austausch von Teilen schwierig. Die bekannten Strahlpumpen haben insbesondere den Nachteil, daß ihre Leistung weiter abfällt, wenn keine genaue Ausfluchtung der Düse mit dem Pumpeneinlaß vorhanden ist. Da Strahlpumpen in einem Kernreaktor normalerweise bei relativ niedrigeren Temperaturen oder Raumtemperatur zusammengebaut werden, aber bei relativ hohen Temperaturen mit hohen Druchfiußraten betrieben werden, machen die entstehenden mechanischen und thermischen Spannungen ein genaues Ausfluchten während des Betriebs schwierig.

Zum Zwecke der Verbesserung der Leistung und der Vereinfachung der Wartung derartiger Strahlpumpensysteme ist es deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Strahlpumpensystem der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die Ausrichtung der Düsen zu dem betreffenden Pumpeneinlaß auch während der auftretenden Betriebstemperaturen weitgehend beibehalten wird und daß diese einem Ver- schleiß unterworfenen Teile zum Zwecke eines Austauschs leicht zugänglich sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Strahlpumpensystem der eingangs genannten Art durch die Maßnahmen des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ermöglicht vorteilhafterweise, daß bei der Wartung der Strahlpumpenkörper und/oder der Düsen, die beide im Kühlmittelkreislauf beanspracht werden, der Verteiler nicht ausgebaut werden muß bzw. derartige Arbeiten nicht behindert. Aus diesem Grand können auch größere Verteiler als bisher verwendet werden, durch die die Leistungsfähigkeit der Strahlpumpen erhöht wird. Ferner dehnen

sich zwar während des Reaktorbetriebs die Strahlpumpenkörper infolge Erwärmung aus, da sich jedoch die Versorgungssteigrohre gemäß der Erfindung ebenfalls ausdehnen, bleiben die relativen Abstände

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zwischen der Düse einerseits und dem Strahlpumpen- montiert sind, sind nur schematisch abgebildet, da

körper andererseits ungefähr erhalten, so daß deren sie nicht erfindungswesentlich sind,

für eine hohe Leistung notwendige gegenseitige Aus- Dampfabscheider 24, die ebenfalls einen üblichen

richtung im Gegensatz zu bekannten Strahlpumpen- Aufbau haben können und im Kessel unmittelbar

systemen aufrechterhalten wird. 5 unterhalb der Dampftrockner montiert sind, sind

Normalerweise befinden sich das Reaktorcore, der ebenfalls nur schematisch abgebildet, da sie nicht

Strahlpumpenkörper, die Düse und der Verteiler in erfindungswesentlich sind.

einem Druckkessel, der einen Vorrat von Wasser auf- Wasser wird im Kessel auf einem Niveau 25 geweist, das in Dampf umgewandelt wird, so daß die halten, das ungefähr in halber Höhe der Dampf-Wärme dem Reaktorcore entzogen wird. Der Core- ίο abscheider liegt.

einlaß befindet sich normalerweise unterhalb des Ein getrenntes Dampfrohr 26 verläuft von jedem Coreauslasses, und der Strahlpumpenkörper verläuft Dampfabscheider nach unten und ist durch eine normalerweise vertikal. In dieser Anordnung ist der Dampfbehälterkappe 27 eines zylindrischen Mantels Diffusor unterhalb des Srahlpumpeneinlasses und der 28 abgedichtet, der koaxial im Druckkessel angeord-Düse angebracht. Der Druckkessel kann an seiner 15 net ist, um einen vertikal verlaufenden Zwischen-Oberseite geöffnet werden, so daß der Strahlpum- raum oder Umlauf-Ringraum 29 zwischen dem Manpeneinlaß und die Düse leicht zum Austausch er- tel und der Kesselwand zu ergeben. Speisewasser reicht werden können, wenn es notwendig ist. Vor- wird in den Kessel über vier Speisewasser-Einlaßzugsweise sind die Düse und der Strahlpampenein- düsen 30 eingeleitet (nur eine Einlaßdüse ist gezeigt), laß lösbar am Pumpenkörper befestigt, so daß diese 20 die in gleichen Abständen in einer horizontalen beiden Bauteile, die der größten Abnutzung unter- Ebene unterhalb des normalen Wasserniveaus im liegen, leicht erreicht und ausgetauscht werden kön- Tank angebracht sind. Eine Brennstoffanordnung 32 nen, z. B. während der normalen Brennstoffwieder- des Reaktorcores besteht aus einer Anzahl längbeschickung. Da sich der Diffusor unterhalb des licher, vertikaler Brennstoff anordnungen 33. Die Strahlpumpeneinlasses und der Düse befindet, 25 Brennstoffanordnungen sind zu viert in Gruppen braucht er nicht entfernt zu werden, wenn der Strahl- angeordnet, wobei das untere Ende jeder Brennpumpeneinlaß oder die Düse ausgetauscht werden. Stoffanordnung in jeder Gruppe auf einem entspre-Da ferner der Diffusor keinen starken Abnützungen chenden vertikalen Kontrollstab-Führungsrohr 34 unterliegt, kann er einen festen Bestandteil des inne- ruht, das an seinem oberen Ende durch eine horiren Aufbaus des Druckkessels bilden. 30 zontale Bodengitterplatte 35 abgedichtet ist, die quer

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung hat zum Boden des Mantels montiert ist. Jedes Führungs-

das Steigrohr ungefähr die gleiche effektive Lage wie rohr 34 verläuft unterhalb der Bodengitterplatte nach

der Strahlpumpenkörper, um die Schwierigkeiten zu unten, und ein getrennter Kontrollstab 38 ist in jedem

verringern, die durch Wärmeausdehnung entstehen, Führungsrohr montiert, um in Längsrichtung zwi-

wenn sich der Reaktor erwärmt und abkühlt. 35 sehen den vier benachbarten, länglichen, vertikalen

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher Brennstoff anordnungen 33 hin- und herzugleiten, die

erläutert werden. Es zeigt auf dem Führungsrohr ruhen. Vertikale Strömungs-

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine in kanäle 42 (vgl. Fig. 4) erstrecken sich in jeder ver-

einem Kernreaktor montierte Strahlpumpe gemäß tikalen Brennstoffanordnung. Das untere Ende jedes

der Erfindung, 40 Brennstoffkanals ist in einer entsprechenden Wasser-

Fig. 2A und 2B genauere, teilweise weggebro- einlaßöffnung 44 in einem Führungsrohrstück 55 ab-

chene Teilschnitte der größeren Bauteile im oberen gedichtet, so daß Wasser durch die Brennstoffanord-

bzw. unteren Teil des in F i g. 1 gezeigten Reaktors, nungen nach oben fließen kann, in denen Wasser in

F i g. 3 einen vergrößerten, teilweise weggebroche- Dampf umgewandelt wird und dann als ein Dampf-

nen Schnitt durch das Gebiet innerhalb der Linie 3-3 45 Wasser-Gemisch aus den Dampfrohren und durch

von.Fig. 2B, die Dampfabscheider strömt.

F i g. 4 einen vergrößerten, teilweise weggebroche- Das in den Dampfabscheidern von Dampf ge-

nen Schnitt durch das Gebiet innerhalb der Linie 4-4 trennte Wasser wird zum Ringraum geleitet. Der

von Fig. 2B und Dampf strömt durch die Dampftrockner und verläßt

F i g. 5 einen teilweise weggebrochenen Schnitt 50 den Kessel über einen Dampfauslaß 46, um durch

durch das Gebiet innerhalb der Linie 5-5 von eine übliche Dampfturbine 47 (Fig. 1) und einen

Fig. 2B. Kondensator 48 zu strömen. Die Turbine treibt

In den Fig. 1, 2A und 2B ist ein vertikal stehen- einen elektrischen Generator 49 an, um aus der im der zylindrischer Druckkessel 10 abgebildet, der nach Reaktor erzeugten Wärme elektrische Energie zu geunten verlaufende Füße 11 aufweist, die auf einem 55 winnen. Der kondensierte Dampf wird dann vom Fundament 12 ruhen. Das untere Ende des Kessels Kondensator zu den Speisewasser-Einlaßdüsen durch ist durch einen schalenförmigen Boden 13 und das eine übliche Pumpe 50 zurückgeleitet,
obere Ende des Kessels durch einen lösbaren, ge- Die Kontrollstäbe werden in das Reaktorcore und wölbten Deckel 14 verschlossen, der am oberen Ende zurück durch Antriebskolben 51 bewegt, von denen des Kessels durch Muttern 15 und Stehbolzen 16 be- 60 sich jeder in einer entsprechenden vertikalen Kleinfestigt ist, die an sich nach außen erstreckenden kammer 52 erstreckt, die durch den Boden des Kes-Flanschen 17 am Kessel und am Deckel angebracht sels abgedichtet ist. Die Kolben 51 werden durch sind. Ein Abzugsrohr 18 im Deckel ist normaler- eine übliche Einrichtung betrieben, die nicht gezeigt weise durch ein Ventil 19 verschlossen. Der Deckel ist, da sie nicht erfindungswesentlich ist.
ist durch Dichtungen 20 mit dem oberen Ende des 65 Das untere Ende des Mantels ist am oberen Ende Kessels abgedichtet, um einen druckdichten Sitz zu eines zylindrischen Randteils 53 für die Halterung ergeben. Dampftrockner 22, die einen üblichen Auf- des Mantels angeschweißt, dessen unteres Ende an bau haben können und am oberen Ende des Kessels einem Ring 54 angeschweißt ist, der mit dem Boden

des Kessels einstückig ausgebildet ist. Eine Coreeinlaß-Füllkammer 55 ist innerhalb des Randteils 53 und zwischen der Bodengitterplatte 34 und dem Boden 13 des Kessels ausgebildet.

Eine Anzahl von vertikal stehenden Strahlpumpen 58 ist im Ringraum zwischen dem Mantel und dem Kessel montiert. Die Strahlpumpen sind untereinander gleich, so daß nur eine beschrieben zu werden braucht. Jede Strahlpumpe weist einen länglichen, vertikalen Hohlkörper 59 auf, der einen Einlaß oder eine Ansaugöflnung 60 an seinem oberen Ende hat. Wie aus den Fig. 1, 2B, 3 und 5 ersichtlich ist, verjüngt sich der Einlaß nach unten in einen geraden zylindrischen Mischraum 62, der an seinem unteren Ende in einen sich aufweitenden Diffusor 63 übergeht. Der Einlaß, der Mischraum und der obere Teil des Diffusors sind miteinander verschweißt, um eine einstückige Einheit zu ergeben. Das untere Ende dieser Einheit befindet sich im Gleitsitz in einer kreisförmigen Armatur 64, die am oberen Teil des unteren Teils des Diffusors befestigt ist. Das obere Ende 65 der Armatur 64 ist nach außen abgefast, um das Einsetzen des unteren Endes der Gleitsitzverbindung zu erleichtern.

Ein O-Ring 66, der wahlweise verwendet werden kann, stellt eine Dichtung zwischen dem unteren Ende des oberen Teils des Diffusors und einer nach innen verlaufenden, ringförmigen Schulter 67 im mittleren Teil der Armatur 64 her.

Aus den Fig. 2B und 3 ist ersichtlich, daß ein horizontaler äußerer Abstandring 68 am oberen Teil des Mischraums angeschweißt ist und sich im Gleitsitzt mit einer vertikalen Öffnung 69 in einem nach außen verlaufenden ringförmigen Bund 70, der an der Außenseite des Mantels angeschweißt ist, befindet. Daher können der Einlaß, der Mischraum und der obere Teil des Diffusors jeder Pumpe durch einfaches Anheben dieser Anordnung von Elementen aus der Armatur 64 ausgebaut werden. Eine neue Anordnung dieser Elemente wird leicht eingesetzt, indem sie durch ihre entsprechende Öffnung im Bund nach unten geführt wird.

Das untere Ende des Diffusors sitzt in einer gebogenen Krümmerverbindung 71, die an einer Einlaßöffnung 72 im Randteil 53 angeschweißt ist, so daß das aus der Pumpe entladene Wasser durch dieses Randteil in die Coreeinlaß-Füllkammer und über die Kontrollstab-Führungsrohre in die Kanäle in den Brennstoffanordnungen nach oben gdrückt wird.

Eine getrennte Strahlpumpendüse 73 ist am Einlaß jeder Strahlpumpe befestigt, um einen Strahl eines mit hoher Geschwindigkeit strömenden Treibmittels oder Wassers in den Einlaß zu leiten. Der Innendurchmesser der Düse ist an der Stelle 74 verkleinert, so daß die Mittelgeschwindigkeit bei einem entsprechenden Druckabfall ansteigt. Der Druckabfall bewirkt, daß das Fördermittel oder Wasser vom Ringraum in den Einlaß der Pumpe angesaugt wird, wo es mit dem Strahl im Mischraum gemischt wird. Das Treib- und das Fördermittel sind im wesentliehen vollständig gemischt, wenn sie das obere Ende des Diffusors erreichen, und ihre Geschwindigkeit nimmt ab sowie ihr Druck steigt an, wenn sie den Diffusor verlassen und in das Randteil strömen.

Vorzugsweise sind die Strahlpumpendüsen paarweise ausgebildet, was am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist. Jede Düse eines Paars verläuft nach außen und unten von einem besonderen Gußstück 76, das einen druckmitteldichten Sitz auf dem oberen Ende eines vertikalen Steigrohrs oder Versorgungsleitung 78 ausbildet, die an ihrem unteren Ende an der Oberseite eines gewölbten, hohlen Verteilers oder Verzweigung 80 angeschweißt ist. Obwohl nur ein Verteiler in der Zeichnung abgebildet ist, sind die Pumpensteigrohre vorzugsweise mit einem Paar von Verteilern versehen, die die gleiche Größe und

Form aufweisen. Jeder Verteiler erstreckt sich über einen Bogen von etwa 150° und wird mit Druckwasser von einer getrennten üblichen Rückumlaufpumpe 81 über einen Einlaß 82 versorgt.

Wie am besten aus Fig. 2B ersichtlich ist, ist der Verteiler im Kessel am Eingang 82 in unmittelbarer Nähe der Stelle befestigt, wo das Randteil am Kessei befestigt ist. Das führt dazu, daß die Steigrohre und die Strahlpumpenkörper, die am Randteil befestigt sind, im wesentlichen die gleiche effektive Länge aufweisen, um die mit der Wärmeausdehnung und -kontraktion verbundenen Schwierigkeiten bei der Erwärmung und Abkühlung der Anlage minimal zu machen. Jeder Verteiler wird an seiner ganzen Länge von horizontalen Verbindungsgliedern für die Wärmeausdehnung und Schwingungsdämpfung getragen, die an ihren entgegengesetzten Enden durch Zapfen 84 an den Verteilern und an der Innenwand des Kessels befestigt sind.
Das besondere Gußstück, an dem die Düsen befestigt sind, weist einen kreisförmigen Krümmerdekkel 85 auf, der über einem kreisförmigen Aufsatz 86 verläuft, der eine nach innen abgesetzte, ringförmige Schulter 87 aufweist, die mit einer nach außen abgesetzten, ringförmigen Schulter 88 am oberen Ende des Steigrohrs einen druckmitteldichten Sitz ergibt. Zwei getrennte U-förmige Strömungskanäle 90 verlaufen in entgegengesetzten Richtungen vom Aufsatz 86, und jeder endet an einer entsprechenden Düse. Jeder Strömungskanal 90 ist in Längsrichtung durch eine U-förmige Rippe 92 unterteilt, die konzentrisch jeweils im Strömungskanal angeordnet und mit dem Gußstück 76 einstückig ausgebildet ist, um den Druckabfall bei der Änderung der Strömungsrichtung um 180° beim Strömen von Steigrohr in die Düse zu reduzieren.

Das Gußstück 76 wird in der in F i g. 2 gezeigten Lage durch eine vertikal umgedrehte Schraube 94 mit einem T-förmigen Kopf 96 an ihrem unteren Ende festgehalten, die sich im Festsitz mit einer unteren, horizontalen Aussparung 98 in einem Querarm 100 befindet, der einstückig mit dem oberen Ende des Steigrohrs ausgebildet ist.

Eine obere oder horizontale Eintrittsaussparung 102 im Arm, die sich oberhalb der unteren Aussparung 98 befindet und quer zu ihr verläuft, ermöglicht, daß der T-förmige Kopf 96 der Schraube 94 in die untere Aussparung 98 gebracht und in die verriegelte Lage von Fig. 2B gedreht werden kann, um eine Verschiebung zu verhindern. Eine Mutter 104 ist auf die Schraube 94 am oberen Ende eines nach unten mündenden Halterungseinschnitts 106 geschraubt, der eine Druckfeder 108 begrenzt, die auf die Oberseite des besonderen Gußstücks 76 drückt. Die Feder verhindert, daß sich die Mutter 104 durch Schwingungen lösen kann. Ein Sicherungsring 110 an der Schraube oberhalb der Mutter verhindert, daß sich die Mutter vollständig von der Schraube lösen kann. Das obere Ende der Schraube ist abgeschrägt

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und mit einem Schlitz 112 versehen, um ein (nicht von Dampf und Wasser verdampft, das in den

gezeigtes) Werkzeug aufzunehmen, durch das der Dampfabscheidern abgeschieden wird. Das Wasser

Schraubenschaft 94 durch eine Fernsteuerung ge- wird zum Ringraum zurückgeleitet. Der Dampf

dreht und der Kopf 96 aus der Aussparung 98 strömt durch die Dampftrockner in die Turbinen,

ausgerückt werden kann, wenn die Gußstücke 5 wird kondensiert und zum Ringraum zuriickgeleitet.

und die Düsen ausgebaut und ausgetauscht werden Das durch das Reaktorcore strömende Wasser

sollen. : strömt über die Strahlpumpendüsen nach unten und

Jede Düse hat drei nach unten und außen ver- aus dem Rückumlaufspumpenauslaß zur Rückumlaufende Flügel 114, die voneinander um 120° ge- laufspumpe, wo sein Druck erhöht und es zu den trennt sind und an ihren unteren Enden nach außen io Verteilern zuriickgeleitet wird. Das unter hohem mündende Einschnitte 115 aufweisen, um einen Fest- Druck stehende Wasser strömt durch die Steigrohre sitz auf dem Einlaß der Pumpe und bei Raumtem- und die Düsen als Treibmittelstrom von den Düsen peratur einen etwas lockeren Sitz in axialer Richtung in die Einlasse der Strahlpumpen. Wasser wird in auf der Oberkante des Einlasses zu ergeben, wenn den Einlaß der Strahlpumpen als Fördermittel angedas besondere Gußstück druckmitteldicht am oberen 15 saugt und in das Randteil und nach oben in das Ende des Steigrohres angeschraubt wird. Reaktorcore gedrückt.

Der Pumpenkörper besteht aus einem Material, Dieser Betrieb geht ununterbrochen vor sich, bis

z. B. rostfreiem Stahl, das einen etwas größeren die Pumpen gewartet werden müssen. Zum Beispiel

Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Steigrohr ist die Durchflußmenge des Mittels durch die Düsen

hat, das aus einem Material wie Inconel besteht. Die 20 und die Mischräume der Pumpen relativ hoch, so

Pumpen werden bei Zimmertemperatur zusammen- daß diese Teile zuerst auszufallen drohen, und sie

gebaut. Wenn sie auf ihre normale Betriebstempera- können daher leicht ausgetauscht werden, wenn der

tür erhitzt werden, dehnen sich ihre Körper in Reaktor wieder beschickt wird.

Längsrichtung etwas stärker als die Steigrohre aus, Gemäß der Erfindung ist es ziemlich einfach, die

so daß der Einlaß jeder Pumpe einen druckmittel- 25 Düsen und die Mischräume ferngesteuert, leicht und

dichten Sitz auf den Einschnitten der Flügel an den sicher auszutauschen. Die Kernreaktionen des Reak-

Düsen ergibt. Dadurch ist die genaue Ausfluchtung torcores werden unter den kritischen Wert gesenkt,

der Düsen bei allen Betriebszuständen gewährleistet, und der Druck wird vom Kessel abgelassen. Der

so daß die Pumpenleistung nicht infolge Schwingun- Deckel des Kessels wird entfernt, und ein (nicht gen oder Wärmeausdehnung abfallen kann. 30 gezeigtes) geeignetes Werkzeug wird unter den Was-

Wasser wird vom Ringraum 29 jeder Rückum- serspiegel geführt, um die Mutter 104 an jedem Gußlaufpumpe über einen entsprechenden Auslaß 116 stück der Strahlpumpendüsen zu lockern. Nachdem zugeführt, der sich unterhalb der Pumpendüsen und die Muttern ausreichend gelockert sind, wird ein dicht oberhalb der Verteiler befindet. Es ist nur ein Spezialwerkzeug im Schlitz 112 des Schraubenschafts Auslaß der Rückumlaufpumpe abgebildet, obwohl 35 94 eingesetzt und gedreht, um die Schraube aus der gewöhnlich zwei verwendet werden, einer für jede Aussparung 98 im Querarm des Steigrohrs zu ver-Rückumlaufpumpe, die ihrerseits Wasser zu einem schieben. Das Gußstück und jedes Paar der Düsen, entsprechenden Verteiler leitet. das an ihm befestigt ist, sind nun frei, um aus dem

Etwa ein Drittel des durch das Reaktorcore strö- Steigrohr gehoben werden zu können. Der obere menden Wassers wird außerhalb des Kessels durch 4° Teil jeder Pumpe, die ausgetauscht werden soll, wird die Rückumlaufpumpen und zurück zu den Düsen durch ein geeignetes (nicht abgebildetes) Hebezeug der Strahlpumpen umgewälzt. Die übrigen zwei Drit- angehoben, um den oberen Teil des Diffusors aus tel des Wassers, das durch das Core strömt, wird seinem Gleitsitz zu schieben, so daß der Einlaß, durch Strahlpumpen gedrückt, ohne den Druck- der Mischraum und der obere Teil des Diffusors kessel zu verlassen. Dadurch wird der Wärmehaus- 45 einer Pumpe durch Umkehrung-des oben beschriebehalt verbessert, und es treten weniger Gefahren auf, nen Vorgangs ausgetauscht werden können. Nach als es der Fall sein würde, wenn das ganze Wasser, Vornahme des notwendigen Austausches kann das das durch das Core umlaufen muß, durch eine Um- Pumpsystem wie oben beschrieben betrieben werlaufpumpe außerhalb des Kessels geleitet und dann den.
zurückströmen würde. 5° Die Vorteile der Pumpe und Anordnung gemäß

Die Anordnung der Rückumlaufsauslässe der der Erfindung sind folgende:

Pumpen unterhalb der Strahlpumpendüsen führt zu 1. Ein relativ großer Verteiler kann verwendet

einer Gesamtströmung nach unten in den Umlaufs- werden, ohne die Strömung des Mittels im Kessel

Ringraum und verbessert die Betriebsleistung der und den Austausch der Strahlpumpenteile zu behin-

Strahlpumpen. Ferner befinden sich wegen der An- 55 dem, da er bei einem derartigen Austausch nicht

bringung der Verteiler unterhalb der Rückumlaufs- ausgebaut werden muß. Tatsächlich kann der Ver-

auslässe diese nicht in der Strömung des Mittels, teiler ein fester Bestandteil des Kessels sein,

und die Pumpenleistung wird weiter erhöht. 2. Nur zwei Einlaß- und Auslaßöffnungen im

Beim Betrieb werden die Rückumlaufspumpen Druckkessel werden für den Zwangsumlauf des Wasangeschaltet, um die Strahlpumpen zu beladen, die 60 sers benötigt, und diese Zahl kann, wenn es gedas Wasser in den Randteil und zum Reaktorcore wünscht wird, verkleinert werden, indem nur ein nach oben fördern, das im wesentlichen einen Kanal Verteiler anstatt zwei verwendet wird,
mit einem Einlaß an seinem unteren Ende und einen 3. Die Strahldüsen und oberen Teile der Strahl-Auslaß an seinem oberen Ende für die Strömung pumpenkörper können leicht ausgetauscht werden, des Kühlmittels durch sich hat. Die Kontrollstäbe 65 4. Die Düsen werden vom Strahlpumpeneinlaß werden so eingestellt, daß sie die gewünschte Spalt- jeder Pumpe abgestützt, um ein genaues Ausfluchrate im Reaktorcore ergeben, und durch das Reak- ten bei hohen und niedrigen Temperaturen zu getorcore strömendes Wasser wird zu einem Gemisch währleisten.

5. Der Umlaufs-Ringraum ist oberhalb der Düsen und Pumpen licht, wodurch nicht nur die Reparatur und der Austausch erleichtert werden, sondern auch ein fast unbegrenzter oberer Raum für den Einbau verbesserter Pumpen vorhanden ist, falls es notwendig sein sollte.

6. Die Schwierigkeiten infolge Wärmeausdehnung sind minimal, da der Abstand zwischen der Stelle, an der der Coremantel und der Verteiler am Kessel befestigt sind, minimal ist.

7. Der Strahlpumpeneinlaß liegt relativ hoch zum Reaktorcore, wodurch die Sicherheit erhöht wird, falls ein Bruch der äußeren Wasserleitung auftreten sollte. Ein Bruch in der Wasserleitung, die das Treibmittel zu den Strahlpumpendüsen leitet, würde zu einer umgekehrten Wasserströmung infolge des Reaktorkesseldrucks führen, indem das Wasser aus dem Kessel durch die gebrochene Treibmittelleitung gedrückt würde, wodurch der Kessel Wasser verlieren würde. Das Wasserspiegel im Druckkessel könnte jedoch nur auf die Höhe des Strahlpumpeneinlasses fallen, so daß das Reaktorcore zum größten Teil oder vollständig mit Wasser bedeckt bleiben würde. Danach würde der Reaktordruck durch Abströmen des Dampfs durch die gebrochene Einlaßwasserleitung abfallen. Das im Innern des Kessels übrigbleibende Wasser würde Dampf werden, der über die gebrochene Leitung ausströmen würde.

Ähnlich würde ein Bruch der Treibmittelansaugleitung, d. h. der Leitung zwischen dem Kesselauslaß und dem Einlaß der Rückumlaufspumpe für das Treibmittel schnell dem unteren Ringraum zwischen der Druckkesselwand und dem Coremantel Wasser entziehen, und ebenso das Wasser im Mantel auf

ίο ein Niveau in Höhe der Strahlpumpeneinlässe senken. Fast das gesamte oder das ganze Core würde mit Wasser bedeckt sein, bis es verdampft ist.

Die oben beschriebenen Vorgänge würden nicht auftreten, wenn die Strahlpumpeneinlässe an einer zum Core relativ niedrigen Stelle angebracht wären, da ein derartiger, oben beschriebener Bruch zum vollständigen Abfließen des Wassers aus dem Core führen würde. Die Anordnung gemäß der Erfindung erreicht daher, daß das Core im wesentlichen mit

ao Wasser bedeckt bleibt, um die restliche Wärme verschiedener Art, die vom Core nach einem Abschalten im Katastrophenfall erzeugt würde, abzuleiten und eine Kühlung zu erreichen, bis die Kühlungseinrichtungen (nicht gezeigt) zur Wirkung kommen

as und die Corespritzen zu arbeiten beginnen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Strahlpumpensystem für den Kühlmittelkreislauf durch das Core eines Kernreaktors, mit mehreren parallelgeschalteten Strahlpumpenkörpern, deren jeder eine in den Coreeinlaß mündende Austrittsöffnung aufweist, sich zum Coreauslaß erstreckt sowie an einem Strahlpumpeneinlaß endet, mit jeweils einem Strahlpumpeneinlaß zugeordneten Düsen für die Einleitung eines Treibmittelstrahls, mit einem mit den Düsen verbundenen länglichen Verteiler und mit einer Einrichtung für die Einspeisung des Treibmittels unter Druck in den Verteiler und die Düsen, gekennzeichnet durch mehrere zwischen den in der Nähe des Coreeinlasses (72) angeordneten Verteiler (80) und die Düsen (73) eines Paars von Strahlpumpenkörpern (59) geschaltete Versorgungssteigrohre (78), die zwischen dem entsprechenden Paar von Strahlpumpenkörpern (59) verlaufen.

2. Strahlpumpensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Versorgungssteigrohr (78) unmittelbar vor der Düse (73) eine 180°-Krümmung macht, in der eine gekrümmte Rippe (92) zur Reduzierung der Druckverluste in dem Verteiler (80) angeordnet ist.

3. Strahlpumpensystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (76, 94, 98, 100) zur lösbaren Befestigung der Düse (73) an dem Versorgungssteigrohr (78).

4. Strahlpumpensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungssteigrohre (78) im wesentlichen die gleiche Länge wie die Strahlpumpenkörper (59) aufweisen.