DE1564795B1

DE1564795B1 - Verfahren und Vorrichtung zur selbsttaetigen gegenseitigen Anpassung der Druecke eines fluessigen Moderators im Moderatortank eines gasgekuehlten Kernreaktors und eines den Reaktor durchstroemenden Kuehlgases

Info

Publication number: DE1564795B1
Application number: DE19661564795D
Authority: DE
Inventors: Tonarelli Dr Lorenzo
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1966-12-15
Filing date: 1966-12-29
Publication date: 1970-05-14
Also published as: NL6701175A; BE707796A; SE329671B; CH466446A; US3560337A; FR1547831A; GB1132920A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Ausführungsform in der Druckvergleichsvorrichtung eine Vorrichtung zur selbsttätigen gegenseitigen An- die Moderatorflüssigkeit und das Kühlgas durch passung der Drücke eines flüssigen Moderators im einen beweglichen Kolben getrennt sind, wodurch die Moderatortank eines gasgekühlten Kernreaktors und vorstehend geschilderten Nachteile entstehen. Die eines den Reaktor durchströmenden Kühlgases, wo- 5 bekannte Vorrichtung soll nun zwar nicht auf eine bei zur gegenseitigen Anpassung der Drücke ein derartige Ausführungsform beschränkt sein, son-Niveaugefäß außerhalb des Moderatortankes an- dem anscheinend auch solche Ausführungsformen geordnet ist, welches einerseits mit dem Moderator- umfassen, bei denen in einem Niveaugefäß das tank und andererseits mit mindestens einer Stelle Niveau flüssigen Moderators in direktem Kontakt mit des Kühlgaskreislaufes in Verbindung steht, und io dem Kühlgas steht. Da jedoch der Kühlgasraum bzw. wobei sowohl an einer Stelle des Moderatorflüssigkeit der Moderatorraum des Niveaugefäßes bei dem beenthaltenden Teils, der aus einer Entnahmestelle kannten Verfahren von den abgezweigten Mengen des Moderatortanks, Verbindungsleitung und Niveau- an Kühlgas bzw. Moderator ständig durchspült wergefäß besteht, mit Kühlgas verunreinigte Moderator- den, hat dies zur Folge, daß mit der aus dem Kühlflüssigkeit abgezweigt und nach Abtrennung der 15 gasraum des Niveaugefäßes abgezweigten Kühlgas-Kühlgasmoleküle wieder in den Modexatortank zu- menge ständig im Gasraum des Gefäßes vorhandene rückgeführt bzw. aus der Anlage weggeführt und verdunstete Moderatormoleküle mit abgezogen werdie entnommene Menge durch Zufuhr von frischer den. Durch diese laufende Konzentrationserniedri-Moderatorflüssigkeit in den Moderatortank ersetzt gung an Moderatormolekülen im Gasraum des Gewird, als auch an einer Stelle des Kühlgas enthal- 20 fäßes verdunstet ständig Moderatorflüssigkeit in den tenden Teils, der aus einer Entnahmestelle im Kühl- Gasraum. Das entsprechende gilt auch für die im gaskreislauf, Verbindungsleitung und Niveaugefäß Moderatorraum des Niveaugefäßes gelösten Kühlgasbesteht, mit Moderatorflüssigkeit verunreinigtes moleküle. Auch hier werden auf Grund der Konzen-Kühlgas abgezweigt und nach Abtrennung der trationserniedrigung von Kühlgas im Moderatorraum Moderatormoleküle wieder in den Kühlgaskreislauf 25 ständig Gasmoleküle im Moderator gelöst. Bei einem zurückgeleitet bzw. aus der Anlage weggeführt und derartigen Verfahren werden daher von den abdie entnommene Menge durch Zufuhr von frischem gezweigten Mengen an Kühlgas bzw. Moderator Kühlgas in den Kühlgaskreislauf ersetzt wird. unter Umständen große Mengen an »Verunreinigun-

In derartigen gasgekühlten Kernreaktoren, in gen« aus dem Niveaugefäß mit abgezogen. Dies welchen in einem Moderatortank von Trennrohren 30 bedingt aber in den nachgeschalteten Aufbereitungsumgebene Spaltstoffstäbe angeordnet sind, ist man kreisläufen einen erheblichen Aufwand an Reinibestrebt, diese Trennwände mit einer möglichst ge- gungs-und Rekombinationseinrichtungen, ringen, für den Neutronenfluß vorteilhaften Wand- Aus der britischen Patentschrift 849 308 ist ferner

stärke auszubilden. ""ein Verfahren bekannt, bei welchem die Druckaus-

Wenn große Druckunterschiede zwischen der die 35 gleichsvorrichtung moderatorseitig direkt mit dem Trennrohre umgebenden Moderatorflüssigkeit und Moderatortank in Verbindung steht und keine Modedem die innerhalb der Trennröhre angeordneten ratorflüssigkeit zwischen dem Tank und dem Niveau-Spaltstoffstäbe umströmenden Kühlgas herrschen, gefäß abgezweigt wird. Somit können aber ohne sind die Trennröhre hohen mechanischen Be- weiteres in der Moderatorflüssigkeit im Niveaugefäß anspruchungen ausgesetzt, die bei einer Ausführung 40 gelöste Kühlgasmoleküle in den Moderatortank einmit geringer Wandstärke zu Ausbeulungen, Ein- dringen.

knickungen und unter Umständen sogar zu ihrem Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß bei

Bruch führen können. . dem bekannten Verfahren, nach welchem zwar von

Aufgabe der Erfindung ist es, große Druckunter- einer Stelle in der Verbindungsleitung zwischen schiede und damit die genannten Nachteile zu ver- 45 Kühlgaskreislauf und Niveaugefäß eine gewisse meiden, und zwar mit Hilfe eines Verfahrens und Kühlgasmenge abgezweigt werden soll, diese nach einer Vorrichtung, die während des Betriebes eine Abtrennung der Moderatormoleküle wieder in die gegenseitige Anpassung der Drücke der Moderator- Verbindungsleitung zwischen Kühlgaskreislauf und flüssigkeit und des Kühlgases gewährleisten und Niveaugefäß zurückgeleitet wird. Es können hiernach insbesondere eine zur Durchführung eines Druck- 50 nur die in dem Gasraum des Niveaugefäßes enthalvergleichs dienende Druckvergleichsvorrichtung ohne tenen Moderatormoleküle abgetrennt werden, wähfremde flüssige oder feste Sperrmittel auszubilden, so rend der Aufbereitungskreislauf keinen Einfluß auf daß einerseits eine Verunreinigung des Kühlgases etwaige, in der Entnahmeleitung des Kühlgaskreisbzw, des Moderators mit flüssigem Sperrmittel nicht laufes vorhandene Verunreinigungen hat. entstehen kann, und andererseits eine unter Umstän- 55 Die Erfindung beseitigt die Nachteile der bekannden während des Betriebes auftretende Verklem- ten Verfahren.

mung oder Zerstörung eines festen Sperrmittels Das Verfahren besteht erfindungsgemäß darin, daß

vermieden wird. die mit Kühlgas verunreinigte Moderatorflüssigkeit

Aus der deutschen Auslegeschrift 1128 572 ist an einer Stelle der Verbindungsleitung zwischen der eine Vorrichtung bekannt, bei der im Niveaugefäß 60 Entnahmestelle von Moderatorflüssigkeit aus dem das Kühlgas und die Moderatorflüssigkeit durch Moderatortank und dem Niveaugefäß und ferner das eine Sperrflüssigkeit und ein Schutzgas voneinander mit Moderatorflüssigkeit verunreinigte Kühlgas an getrennt sind. Hierbei läßt sich jedoch eine »Ver- einer Stelle der Verbindungsleitung zwischen der unreinigung« des Kühlgaskreislaufes bzw. des Mode- Entnahmestelle von Kühlgas aus dem Kühlgaskreisrators im Moderatortank durch eindiffundierende 65 lauf und dem Niveaugefäß abgezweigt werden, wo-Sperrmittelmoleküle nicht vermeiden. bei die abgezweigten Mengen so groß gewählt wer-

Die britische Patentschrift 1046 879 beschreibt den, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Modeein Verfahren, bei welchem in einer bevorzugten ratorflüssigkeit bzw. des Kühlgases zwischen den

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Entnahme- und Abzweigstellen größer als die Diffu- bei der erfindungsgemäßen Anwendung als Wabensionsgeschwindigkeiten der aus dem Niveaugefäß gitter ausgebildet sein. Gegebenenfalls kann die austretenden, als Verunreinigungen vorhandenen Funktion dieser Beruhigungsvorrichtungen bei der Er-Gasmoleküle bzw. Moderatormoleküle sind. findung auch durch Einbau von porösen Elementen

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durch- 5 herbeigeführt werden, die beispielsweise aus einem führung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeich- Behälter mit einer lockeren Körnerfüllung oder aus net, daß von der Verbindungsleitung für das Kühlgas einem Behälter mit einem Einsatz aus gesintertem bzw. von der Verbindungsleitung für die Mode- Material bestehen können. In der erfindungsgemäßen ratorflüssigkeit Leitungen abzweigen und daß die Anwendung haben diese Beruhigungsvorrichtungen Leitungsquerschnitte und Durchflußmengen in den io den Zweck, eine Konvektionsströmung der eindiffun-Verbindungsleitungen vor den Abzweigstellen so ge- dierenden Moleküle zu erschweren. Das heißt, die wählt sind, daß die Strömungsgeschwindigkeiten aus dem Niveaugefäß von der Flüssigkeit in den größer als die Diffusionsgeschwindigkeiten der Gas- Gasraum und gegebenenfalls in die Verbindungsmoleküle bzw. der Moderatormoleküle sind. leitung mit dem Kühlgaskreislauf eindiffundierenden

Während der Druck des Kühlgases sich bei der 15 Moderatormoleküle bzw. die im Flüssigkeitsraum des Strömung durch die Trennrohre, insbesondere bei Niveaugefäßes gelösten Gasmoleküle werden durch der Umströmung der Spaltstoffstäbe verringert, ist diese Beruhigungsvorrichtungen an einem Eindrindie Druckzunahme im Moderatortank durch die gen in den Kühlgaskreislauf bzw. in den Modestatische Höhe der Flüssigkeitssäule desselben be- ratortank gehindert.

dingt. Die Drücke, denen die Innen- und Außen- 20 Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Seiten der Trennrohre ausgesetzt sind und damit die Erfindung besteht darin, daß die Abzweigleitung für Druckdifferenzen variieren daher über die Höhe des verunreinigte Moderatorflüssigkeit an einer Stelle Moderatortanks. nach Abtrennung der Gasmoleküle an einen an sich

Mit Hilfe der Erfindung wird durch eine gegen- bekannten Aufbereitungskreislauf für die Moderatorseitige Anpassung der Drücke erreicht, daß die 25 flüssigkeit angeschlossen ist, wobei es gegebenenfalls Druckdifferenzen während des Betriebes innerhalb ebenfalls vorteilhaft sein kann, auch die Abzweigenger Toleranzen zeitlich konstant gehalten werden^ leitung für verunreinigtes Kühlgas an einer Stelle wobei ein wesentlicher Vorteil der Erfindung darin nach Abtrennung der Moderatormoleküle an einen besteht, daß aus dem der Druckanpassung dienenden an sich bekannten Aufbereitungskreislauf für das Niveaugefäß weder Moderatormoleküle in den Kühl- 30 Kühlgas anzuschließen.

gaskreislauf noch Kühlgasmoleküle in den Modera- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich an

tortank eindringen können. - Hand eines in der Zeichnung dargestellten und im

Es kann sowohl eine Anpassung der Druckverhält- folgenden erläuterten Ausführungsbeispiels der Erfinnisse des Kühlgases an diejenigen im Moderatortank dung. In der Zeichnung zeigt

als auch umgekehrt erfolgen. Da es in vielen Fällen 35 F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Ausfühzweckmäßig sein wird, den Druck der Moderator- rungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kernflüssigkeit dem Druck des Kühlgases anzupassen, da reaktoranlage und

der Druck des Kühlgases für den Betrieb des Reak- Fig. 2 einen Schnitt gemäß Schnittlinie I-I in

tors wichtiger als der Druck des flüssigen Moderators F i g. 1 durch eine in der dargestellten Anlage anist, besteht daher eine vorteilhafte Weiterbildung der 40 geordnete Beruhigungsvorrichtung.
Erfindung darin, in Abhängigkeit von der Flüssig- In der in F i g. 1 dargestellten Kernreaktoranlage

keitshöhe im Niveaugefäß die Zufuhr von Modera- weist der gasgekühlte Kernreaktor einen Moderatortorflüssigkeit in den Moderatortank zu beeinflussen. tank 1 auf, in dem Spaltstoffstäbe 2 untergebracht

Um Verluste an Kühlgas bzw. Moderatorflüssig- sind, die von Trennrohren 3, die z. B. mit dem oberen keit möglichst gering zu halten, wird bei einer Aus- 45 und unteren Boden des Moderatortankes verschweißt führungsform der Erfindung die abgezweigte Kühl- sind, umschlossen sind. Die Zuführung des Kühlgasmenge nach Abtrennung der Moderatormoleküle gases, z. B. CO₂, erfolgt durch einen oberhalb des wieder in den Kühlgaskreislauf bzw. die abgezweigte Moderatortankes angeordneten Verteilraum 4. Der Moderatorflüssigkeit nach Abtrennung der Kühlgas- Moderatortank ist in ein z. B. aus Beton bestehendes moleküle wieder in den Moderatortank zurückgeführt. 50 Druckgefäß 5, von dem in der Zeichnung nur zwei

Bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wird Wände teilweise dargestellt sind, eingebaut,
vorteilhaft am Anfang der Verbindungsleitung für Während des Betriebes wird auf Grund eines Kern-

die Entnahme von Kühlgas und/oder in der Verbin- Spaltungsprozesses auf das die Trennrohre 3 durchdungsleitung zwischen dem Moderatortank und der strömende Gas Wärme übertragen. Das erwärmte Abzweigleitung eine Beruhigungsvorrichtung an- 55 Kühlgas tritt aus den Trennrohren 3 in den freien geordnet. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, zwi- Innenraum des Druckgefäßes 5 aus, in dem somit der sehen dem Niveaugefäß und der Abzweigstelle für Druck dem Austrittsdruck des Kühlgases aus dem Kühlgas und/oder zwischen dem Niveaugefäß' und Reaktor entspricht, und gelangt in einen z. B. als der Abzweigstelle für Moderatorflüssigkeit je eine Dampferzeuger ausgebildeten Wärmeübertrager 6. Beruhigungsvorrichtung anzuordnen. Unter dem Be- 60 Bei der Durchströmung des Wärmeübertragers 6 griff »Beruhigungsvorrichtung« sind hierbei Einrich- wird die Wärme des Kühlgases auf ein Arbeitsmittel tungen zu verstehen, wie sie beispielsweise in der übertragen, das in Rohren 6 a geführt ist, die innerAerodynamik angewendet werden, und die dazu die- halb des Wärmeübertragers 6 verlegt sind. Das nen, einen Gasstrom in eine Mehrzahl von einzelnen, Arbeitsmittel wird durch nicht dargestellte Rohrparallelen Strombahnen aufzulösen, wodurch erne 65 leitungen aus dem Druckgefäß 5 hinaus einem Beruhigung der Strömung herbeigeführt wird, indem Wärmeverbraucher, z. B. einer Dampfturbine, zuge-Wirbelbildungen weitgehend unterbunden werden. führt. Das in dem Wärmeübertrager 6 abgekühlte Vorteilhaft können diese Beruhigungsvorrichtungen Gas wird durch eine Verbindung 7 von einem Um-

wälzgebläse 8 angesaugt und durch den Verteil- Gebläse 22 abgesaugt und danach über ein Ventil 23 raum 4 in den Reaktor zurückgefordert. und ein innerhalb des Druckgefäßes 5 angeordnetes

Der Moderatortank 1 steht an einer Entnahme- Rückschlagventil 24 in das Druckgefäß 5 zurückstelle 9' über erne Verbindungsleitung 9 mit einem geführt.

Niveaugefäß 10 in Verbindung, das andererseits über 5 Wenn die entnommene Menge nicht wieder in das eine Verbindungsleitung 11 von der den Moderator- Druckgefäß zurückgeführt werden soll, entfallen das tank umgebenden Gasatmosphäre beaufschlagt ist. Gebläse 22 und die Ventile 23 und 24. Die Ent-

Gegebenenfalls können die Entnahmestellen auch nahmemenge ist dann lediglich durch den Druckan andere Stellen des Moderatortanks bzw. des unterschied zwischen Druckgefäß und dem Druck Kühlgaskreislaufes verlegt werden. So könnte bei- io im Austrittsraum sowie durch die Strömungsquerspielsweise Moderatorflüssigkeit dem Tank auch auf schnitte der Verbindungs- und Abzweigleitungen und halber Höhe entnommen werden, also an einer Stelle, der in diesen angeordneten Drosselventile u. dgl. bean der der statische Druck der Flüssigkeit geringer stimmt.

als am Boden des Tankes ist. Dementsprechend Die zur Entnahme von Moderatorflüssigkeit aus

könnte die Entnahme von Kühlgas an Trennrohren 15 dem Moderatortank 1 über die Leitung 9 und die auf beispielsweise halber Höhe des Moderatortankes B eruhigungs vorrichtung 12 dienende Leitung 17 führt erfolgen. Die Wahl der Entnahmestellen für Kühl- über eine fest eingestellte Drosseleinrichtung 25, ein gas und Moderatorflüssigkeit für eine Anpassung der Ventil 26 und einen z. B. ein Absorptionsmittel für Drücke richtet sich ganz nach den gegebenen Ver- die mitgeführten Gasmoleküle enthaltenden Gashältnissen einer Kernreaktoranlage. 20 abscheider 27, in eine Leitung 28, die ihrerseits über In der Verbindungsleitung 9 ist eine sogenannte einen Filter 29 zur Abtrennung von Verunreini- »Beruhigungsvorrichtung« 12 angeordnet, deren gungen aus der Moderatorflüssigkeit in einen Mode-Funktionsweise an vorstehender Stelle erläutert wor- rator-Vorratsbehälter 30 mündet. Moderatorflüssigden ist. Im Ausführungsbeispiel besteht diese fceit wird aus dem Behälter 30 mittels einer Pumpe 31 Beruhigungsvorrichtung — wie auch F i g. 2 zeigt — 25 über eine Konditioniervorrichtung 32, beispielsweise aus einem von einem Mantelrohr 12 α umschlossenen einem Vorwärmer, einem Ventil 33 zugeführt und Wabengitter 12 δ, durch das der Flüssigkeitsstrom in von dort aus über ein innerhalb des Druckgefäßes 1 eine Mehrzahl paralleler Stromwege unterteilt wird. befindliches Rückschlagventil 34 in den Moderator-Eine ebenso ausgebildete Beruhigungsvorrichtung 13 tank 1 eingespeist.

ist am Anfang der Verbindungsleitung 11 für die Ent- 30 Im Ausführungsbeispiel wird der Druck im Tank 1 nähme von Kühlgas angeordnet. Diese Beruhigungs- dem Druck des Kühlgases angepaßt, d. h., das vorrichtungen weisen gegenüber den Verbindungs- Niveau des Moderators im Niveaugefäß 10 wird mit leitungen einen relativ großen Gesamtquerschnitt auf, Hufe eines Niveaufühlers 35, der über eine Signaiso daß sie als eine Art Pufferraum wirken und stoß- leitung 36 auf das Ventil 33 einwirkt, auf eine solche artige Mediumverschiebungen aufnehmen können 35 Höhe eingeregelt, daß der Druck im Moderatortank und hierdurch nicht mit Modexatormolekülen ver- stets in einem bestimmten Verhältnis zum Gasdruck unreinigtes Kühlgas entgegen der allgemeinen Strö- im Druckgefäß 5 steht. Wie bereits an vorstehender mungsrichtung in den Kühlgaskreislauf aus der Ver- Stelle erläutert, bedeutet dies, daß die Druckunterbindungsleitung 11 bzw. mit Gasmolekülen verun- schiede .zwischen dem die Spaltstoffstäbe 2 umströreinigte Moderatorflüssigkeit in den Moderatortank 1 40 menden Kühlgas und der die Trennrohre umgebenzurückströmen können. Die Verunreinigung an den den Moderatorflüssigkeit in engen Grenzen gehalten Abzweigstellen für Kühlgas bzw. Moderatorflüssigkeit werden können. Es wird hierbei so vorgegangen, daß wird durch eine an den Gasraum des Niveaugefäßes durch eine entsprechende Niveauhaltung die sich 10 angeschlossene Beruhigungsvorrichtung 14 und über die Länge der Trennrohre 3 ändernden Druckeine an den Flüssigkeitsraum des Niveaugefäßes 10 45 unterschiede an keiner Stelle eine solche Größe anangeschlossene Beruhigungsvorrichtung 15 gering ge- nehmen können, daß sie zu einer Ausbeulung bzw. halten. Diese Beruhigungsvorrichtungen sind in dem Einknickung der Trennrohrwände führen können, dargestellten Ausführungsbeispiel in der gleichen . Im Ausführungsbeispiel ist im oberen Bereich des Weise wie die Beruhigungsvorrichtungen 12 und 13 Reaktors der Gasdruck in den Trennrohren größer ausgebildet. 50 als der Moderatordruck, während am unteren Ende

Erfindungsgemäß zweigt aus der Verbindungs- der Trennrohre diese auf Grund der statischen leitung 11 für das Kühlgas und aus der Verbindungs- Druckzunahme des Moderators und der durch leitung 9 für den Moderator, z. B. D₂O, je eine Lei- reibungsbedingte Druckabnahme des Gases in den rung 16 bzw. 17 ab, wobei die abgezweigten, das Trennrohren einem größeren Außen- als Innendruck heißt aus dem Kühlgaskreislauf bzw. dem Moderator- 55 ausgesetzt sind. Um ein Einbeulen der Trennrohre tank entnommenen Mengen so groß gewählt werden, im unteren Bereich zu vermeiden, wird der Flüssigdaß die Strömungsgeschwindigkeiten des Kühlgases keitsspiegel im Niveaugefäß 10 so einreguliert, daß bzw. der Moderatorflüssigkeit zwischen den Ent- insbesondere der am unteren Ende der Trennrohre nähme- und Abzweigstellen größer als die Diffusions- auf diese einwirkende Druck der Moderatorflüssiggeschwindigkeiten der als Verunreinigungen vorhan- 60 keit nur geringfügig größer als der auf der gleichen denen Gasmoleküle bzw. Moderatormoleküle sind. Höhe auf die Trennrohre von innen einwirkende

Im Ausführungsbeispiel wird Kühlgas über die Gasdruck ist.

Leitung 16, die über eine fest eingestellte Drossel- Unter Umständen ist es vorteilhaft, zusätzlich eine

einrichtung 18, ein Ventil 19, einen Filter 20 zur Einrichtung vorzusehen, die den Flüssigkeitsspiegel Abscheidung von Verunreinigungen und weiterhin 65 im Niveaugefäß 10 lastabhängig verstellt, so daß bei durch eine z. B. als Kondensator für die von dem veränderten Betriebsbedingungen, z. B. wenn bei Kühlgas mitgeführten Moderatormoleküle ausge- Teillastbetrieb weniger Kühlgas den Reaktor durchbildete Abscheideeinrichtung 21 führt, von einem strömt, entsprechend dem niedrigeren Druckabfall

des Gases der Flüssigkeitsspiegel im Niveaugefäß entsprechend niedriger eingestellt wird.

Für den Fall des Versagens der Niveauregelung ist in einem Bypass 37 zum Ventil 33 ein Überströmventil 38 angeordnet, das mit einem Druckempfänger 39 so geschaltet ist, daß im Fall des Überschreitens eines einstellbaren Grenzdruckes das Ventil 38 sich öffnet.

An den Moderatortank 1 ist ein Kühlkreislauf 40 angeschlossen, der einen Gasabscheider 41, eine Pumpe 42 sowie einen Kühler 43 umfaßt. Am höchsten Punkt des Gasabscheiders 41 wird laufend Moderatorflüssigkeit über eine Leitung 62, die über eine fest eingestellte Drosselstelle 63 und ein Ventil

64 zu einer an sich bekannten Regeneriereinrichtung

65 führt, wo etwa durch Neutronenbeschuß entstandene gasförmige Komponenten des Moderators in flüssigen Zustand zurückgeführt werden. In einem auf die Regeneriereinrichtung 65 folgenden Aufbereiter 66 werden Verunreinigungen abgetrennt und sodann die aufbereitete Moderatorflüssigkeit zusammen mit der über Leitung 17 zuströmenden Moderatorflüssigkeit durch Leitung 28 und Filter 29 in das Moderator-Vorratsgefäß 30 zurückgeleitet. Im Aufbereitungskreislauf ist schließlich das Ventil 64 von einem Bypass mit einem Ventil 67 überbrückt, das — als Sicherheitsventil geschaltet — verhindert, daß der Druck im Tank 1 einen einstellbaren Grenzwert überschreitet.

Zum Aufrechterhalten des Gasdruckes im Druckgefäß 5 ist ein Gasspeisesystem vorgesehen, das ein Speiseventil 50 und eine Gasquelle 51 umfaßt. Die Frischgasleitung mündet über ein fest eingestelltes Drosselorgan 52 in den Druckraum. Ein Druckfühler 53 ist über ein fest eingestelltes Drosselorgan 54 mit dem Inneren des Druckgefäßes 5 verbunden. Zum Abführen von Gas aus dem Druckgefäß 5 mündet in dieses eine Entnahmeleitung 55, die an ihrer Mündungsstelle im Druckraum ebenfalls ein fest eingestelltes Drosselorgan 56 aufweist. In der Leitung 55, die z. B. an einen nicht dargestellten Behälter zur Aufnahme des Gases angeschlossen sein kann, ist ebenfalls ein Ventil 57 angeordnet, das in Abhängigkeit des Druckfühlers 53 beeinflußt wird.

Es sei schließlich noch erwähnt, daß die innerhalb des Druckgefäßes angeordneten, fest eingestellten Drosselorgane 18,25,63,52,54 und 56 dazu dienen, im Falle von Leitungsbrücken außerhalb des Druckgefäßes 5 das Absinken des Gasdruckes bzw. des Moderatordruckes zeitlich zu dämpfen.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt zwar eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, jedoch ist diese hierauf nicht beschränkt, sondern kann auch bei anderen Reaktoranlagen, bei denen z. B. der Moderatortank nicht in einem Kühlgasraum untergebracht ist, sondern das Kühlgas in einem geschlossenen Leitungssystem strömt, angewendet werden.

Claims

Patentansprüche: 60

1. Verfahren zur selbsttätigen gegenseitigen Anpassung der Drücke eines flüssigen Moderators im Moderatortank eines gasgekühlten Kernreaktors und eines den Reaktor durchströmenden Kühlgases, wobei zur gegenseitigen Anpassung der Drücke ein Niveaugefäß außerhalb des Moderatortanks angeordnet ist, das einerseits mit dem Moderatortank und andererseits mit mindestens einer Stelle des Kühlgaskreislaufs in Verbindung steht und wobei sowohl an einer Stelle des Moderatorflüssigkeit enthaltenden Teils, der aus einer Entnahmestelle des Moderatortanks, Verbindungsleitung und Niveaugefäß besteht, mit Kühlgas verunreinigte Moderatorflüssigkeit abgezweigt und nach Abtrennung der Kühlgasmoleküle wieder in den Moderatortank zurückgeführt bzw. aus der Anlage weggeführt und die entnommene Menge durch Zufuhr von frischer Moderatorflüssigkeit in den Moderatortank ersetzt wird, als auch an einer Stelle des Kühlgas enthaltenden Teils, der aus einer Entnahmestelle im Kühlgaskreislauf, Verbindungsleitung und Niveaugefäß besteht, mit Moderatorflüssigkeit verunreinigtes Kühlgas abgezweigt und nach Abtrennung der Moderatormoleküle wieder in den Kühlgaskreislauf zurückgeleitet bzw. aus der Anlage weggeführt und die entnommene Menge durch Zufuhr von frischem Kühlgas in den Kühlgaskreislauf ersetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Kühlgas verunreinigte Moderatorflüssigkeit an einer Stelle der Verbindungsleitung (9) zwischen der Entnahmestelle von Moderatorflüssigkeit aus dem Moderatortank und dem Niveaugefäß und ferner das mit Moderatorflüssigkeit verunreinigte Kühlgas an einer Stelle der Verbindungsleitung (11) zwischen der Entnahmestelle von Kühlgas aus dem Kühlgaskreislauf und dem Niveaugefäß abgezweigt werden, wobei die abgezweigten Mengen so groß gewählt werden, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Moderatorflüssigkeit bzw. des Kühlgases zwischen den Entnahme- und Abzweigstellen größer als die Diffusionsgeschwindigkeiten der aus dem Niveaugefäß austretenden, als Verunreinigung vorhandenen Gasmoleküle bzw. Moderatormoleküle sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Moderatorflüssigkeit dem auf einen vorgegebenen Wert eingeregelten Druck des Kühlgases angepaßt wird, indem das Niveau der Moderatorflüssigkeit im Niveaugefäß durch entsprechende Beeinflussung der Zufuhr von Moderatorflüssigkeit in den Moderatortank konstant gehalten wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Verbindungsleitung (11) für das Kühlgas bzw. von der Verbindungsleitung (9) für die Moderatorflüssigkeit Leitungen (16,17) abzweigen und daß die Leitungsquerschnitte und Durchflußmengen in den Verbindungsleitungen vor den Abzweigstellen so gewählt sind, daß die Strömungsgeschwindigkeiten größer als die Diffusionsgeschwindigkeiten der Gasmoleküle bzw. der Moderatormoleküle sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Niveaugefäß (10) und der Abzweigstelle für Kühlgas und/oder zwischen dem Niveaugefäß (10) und der Abzweigstelle für Moderatorflüssigkeit Beruhigungsvorrichtungen (14,15) angeordnet sind, in denen die Turbulenz des strömenden Kühlgases bzw. der strömenden Moderatorflüssigkeit mindestens weitgehend verhindert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (U)

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für die Entnahme von Kühlgas eine Beruhigungsvorrichtung (13) und/oder in der Verbindungsleitung (9) zwischen dem Moderatortank (1) und der Abzweigleitung (17) eine Beruhigungsvorrichtung (12) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beruhigungsvorrichtungen (14,15,11,12) eine Mehrzahl paralleler Teilstromwege aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß in den Abzweigleitungen (16, 17) fest eingestellte Drosseleinrichtungen (18,25) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigleitung (17) für verunreinigte Moderatorflüssigkeit an einer Stelle nach Abtrennung der Gasmoleküle an einen an sich bekannten Aufbereitungskreislauf (62, 65,66, 29,30,31) für die Moderatorflüssigkeit angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigleitung für verunreinigtes Kühlgas an einer Stelle nach Abtrennung der Moderatormoleküle an einen an sich bekannten Aufbereitungskreislauf für das Kühlgas angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen