DE1589716A1 - Fluessige Sicherheitsstaebe fuer Kernreaktoren - Google Patents

Description

PA TSNTAN WÄL 7 _

PATENTANWALT MÜ LLER-BÖRNER PATENTANWALT D!PL.-iNG. WEY

BERLIN 33 (DAHLEM) · PODBIELSKiALLEE 68 " 8 MÜNCHEN 22 ■ WIDENMAYERSTRASSE 49

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17 804/5 Berlin, den 20« Februar I967

Europäische Atomgemeinschaft (EURATOM), Brüssel (Belgien)

Flüssige Sicherheiteatäbe für Kernreaktoren

Die Erfindung betrifft eine Anlage von flüssigen Sicherheitsstäben, um im Notfall einen Kernreaktor stillzulegen» Ein derartiges System muss im Notfall eine neutronenvereeuchte Lösung mit der durch die Vorschriften bestimmten Geschwindigkeit und mit grosstmöglicher Sicherheit in die den Reaktorkern senkrecht vollkommen durchquerenden Röhren einführen können»

Barüberhinaus ist es notwendig, ohne irgendwie den normalen Betriebsablauf des Systems zu beeinträchtigen» durch einen geeigneten Flüssigkeitsumlauf eine Wäsche in den nicht im Betrieb befindlichen Stäben vorzunehmen, um an den Wänden dieser Stäbe verseuchte niederschlage oder andere Verunreinigungen ₉ die si oh dort abgelagert haben können^ zu entfernen* Her Gegenstand der Erfindung umfasst dahar eine Anlage von flüssigen Sicherheitastäben und die in diesem S3^atera verwendeten Vorrichtungen, um die Anlage zu verwirklichen«

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Das System der flüssigen Sicherheitestäbe beateht nach der Erfindung in einem Satz von Hohle täten, die den Reaktorkern senkrecht durchqueren, über diesem Kern in einen oberen Sammelkanal und unterhalb des Kerns in wenigtstens einen unteren Sammelkanal münden, wobei jeder Samiaelkanal über einen Absperrschieber mit einem Speicher für verseuchte Lösung verbunden ist, der an seinem oberen Ends eine Ganaufuhr aufweist* die unter Druck die verseuchte Losung an den unteren Sammelkanal und an die dort mündenden Stäbe gibt, wobei die Bewegung dieser Lösung durch hydro dynamise; he Bremsen aufgehalten wird* Der Speicher ist dabei so beschaffen, daaa es für das Treibgas nicht möglieb istj, sich in den Sicherheitsstäben auszubreiten, wobei der Speicher über einen ⁽Ja^J;3 vor. Absperrschiebern und eine Puiope an öinei- Beservoir für -Jie 'verseuchte Lösung und auch gleicherweise üb«.t einen Kat2- von Absperrschiebern und eine Pumpe an ein sei Eeservoir für Waschflüssigkeit liegt dergestalt, dass es möglich ist, eovonl im Speicher als auch in den mit ihm in Verbindung stehenden Stäben einen Umlauf der verseuchten Lösung oder der «Vaschflüasigkeit zu bewirken, wobei der Kreis züx den tmlauf der Waschflüssigkeit in einem Reservoir für Waschrückstände endet und sich der Kreis für die verseuchte Lösung aufgrund der über die Absperrschieber laufenden Verbindung der Entleerungarohre des oberen Sammelkanals mit dem Lösungsreservoir und der Pumpe für die verseuchte Lösung sehliesat» Dabei ist der obere Sammelkanal so beschaffen, dass er den Umlauf des Waschwassera in bestimmten Stäben erlaubt,

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wogegen die anderen, die an Zahl ausreichen, um den Reaktor stillzulegen,, mit der verseuchten Flüssigkeit angefüllt sein können·

Nachstehend ist die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert· Es zeigen:,

Fig. 1 einen Vertikalschnitt des oberen Sammelkanals nach der Erfindung;

Fig· 2 ein Schema, das die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Anlage darstellt;

Fig· 3 und 4 je ein allgemeines Schema zweier veränderter Systeme von Sicherheitsstäben nach der Erfindung·

Es wurden in den Figuren nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Bauelemente dargestellt, wobei die entsprechenden Bauelemente der Figuren die gleichen Bezugsziffern tragen·

Fig· 1 zeigt -eine zur Verwirklichung der Erfindung wesentlich· Vorrichtung, nämlich einen oberen Sammelkanal mit eindringenden Stäben, der es ermöglicht, dass, obwohl die Möglichkeit, den Reaktor stillzulegen, indem in die Stäbe eine ausreichende Menge neutronenverseuchter Lösung eingeführt wird, gewahrt bleibt« ein oder mehrere Stäbe wie auch bestimmte Teile ihres Kreislaufs gewaschen werden können, d.h., dass die Teile von einem Waschstrom durchlaufen werden ζ·Β· von Wasser, dem

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gegebenenfalls weitere Substanzen beigemengt sind»

Der obere Sammelkanal naoh der .Erfindung liegt über dem Niveau des Reaktorkerns» Er besteht aus einem Rohrkörper 1 und ver— bindet die oberen Ausläufe der Hohlstäbe I, II, ... N, die von dem in dieser Figur nicht dargestellten Reaktorkern 2 kommen* Die verseuchte lösung und auch die Waschflüssigkeit werden von unterhalb des Reaktorkerns in die Stäbe I* II, ...N eingeführt» Die Stäbe dringen ein wenig in den Sammelkanal 1 und kommen sämtlich an der gleichen Horizontalebene 3 an, während der Boden 4 des Rohres 1 eine leichte Neigung aufweist, die zur unteren Abflussöffnung 5 die Waschflüssigkeit abfliessen lädst, die durch das obere Ende der zu waschenden Stäbe in den Sammelkanal hochepritzt« Auf dies· Weise kann die Waschflüssigkeit nicht in die anderen Stäbe eindringen, die zum etwaigen Anhalten des Reaktors in Reserve gehalten werden oder die schon mit verseuchter Flüssigkeit gefüllt sind» Der obere Sammelkanal kann gleicherweise mit einem oberen Abflussrohr 6 versehen sein·

Pig· 2 dient dem Verständnis des allgemeinen Prinzips der Erfindung« Die dargestellte Vorrichtung bezweckt die Verwirklichung der schnellen von unten nach oben verlaufenden Einführung der verseuchten Lösung in die Stäbe unter Verwendung eines Speichere mit Entweichrohr·

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Pie motorische Kraft für das Einspritzen der verseuchten Lösung in die Stäbe I, II, oo^wird durch den Schub eines unter Brück stehenden Gases z.B» Helium geliefert, und zwar auf die freie Oberfläche der Loaung, die in einen einfachen Reservoir 9 enthalten ist, das mit den Stäben über einen unteren Sammelkanal 10 in Verbindung steht»

Die verseuchte Lösung, die sich normaierweise in den Stäben auf dem iüiveau 7 ausgleicht (noch gerade unterhalb des Niveaus des Reaktorkerns), muss schnell in die Stäbe bis zum Niveau 8 ge*- drängt werden können, das ein wenig über aer aktiven Zone des Reaktors liegt, wobei die Yerlangsamung und das Aufhalten der Lösung mittels hydrodynaraischer Bremsen 53 I, II ·. ο Ν erreicht wird» Sie Bremsen sind derart beschaffen, üasa sie den Arbeits— ablauf des Umlaufs, des Waschens und des Entleerens nicht bee int rä cn t ig en ©

Ia den oberen Teil des Reservoirs 3 mündet eine Leitung 11, durch die das unter Druck stehende Treibgas augeführt wird, daa übar einen Sreiwegac-hiober 12» einen Speicher 13 und einen Absperrschieber 1.4 von einer nicht gezeigten. Quelle 15 hergeleitet T/irdii Dor dritte Weg des Absperrschiebers 12 ateht mit dem obersn SaiHiaelkanal 1 Mittels einer Leitung 16 in Yerbindung, deren Abzweigung i? unter einem niedrigen Druck Po atsL'fe^ der 2#B# ein wenig üliös* dem atmosphärischen Druck liegen kann*

BAU ORiGiNAL

Das Reservoir oder der Speicher 9 ist auf dem Niveau 7 mit einem Überlaufrohr 18 und einer Vorrichtung 54 versehen, di« die gleichförmige Gasverteilung an der freien Oberfläche der Lösung und des Rohres 19 bewirkt} die auaserhalb am Reaktorkern vorbeiläuft und dessen Basis auf einem höheren Niveau als der untere Sammelkanal und die Basis der Stäbe liegt» Im normalen Betrieböablauf des Reaktors stellt der Dreiwegschieber 12 dl· Verbindung zwischen dem oberen Sammelkanal 1 und dem unteren Speicher 9 her* der sich somit unter dem Druck Po befindet» Die verseuchte Lö3ung gelangt also überall in den Stäben und dem Speicher 9 3um Niveau 7 und kann niont weit in die Stäbe aufsteigen· Das Auslösesignal bewirkt einfach ein Umlegen des Schiebers 12* der daraufhin den Lösungsspeicher mit dem Gasspeicher verbindet* in dem *»in Xte'uek P1 höher als Po herrscht, wodurch die Lösung ir cie St-äbe getrieben wird» Bei geschlossenem Gassugang 14 dehnt aioh dieses nsefa und nach aus und das Niveau der verasachten Lösung veraittdert sich im Speicher 9 und vermehrt sich in den Sienerheitsstäben· Wenn der ober« Sammelkanal und der Speicher mir durch die Stäbe miteinander verbunden warei?., würde oy «schliesslloh ein Gaeentweichen durch die letzteren zu dews Zeitpunkt geben, wo das Niveau der verseuchten licsrmg im Speicher 9 das Niveau des unteren Sammelkanala 10 lüid «jsr unteren Enden der Stäbe erreicht haben wlrde*, Dae Rcbv Ig,■ Er-t.vi-eiohrohr genannt, ermöglicht ea, diesen Nachteil zu beaeitigen₉ indem der Gasuberochuss durch diese» Rohr abgeführt wird und die Stäbe auaschlieaslioh von der verseuchten Lösung durchlaufen werden»

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Aus der vorangehenden Beschreibung geht hervor, dass die Einspritzvorrichtung für die verseuchte Lösung, bei der der Speicher mit Entweichrohr verwendet wird» eine gute Wiederherstellbarkeit des ausgetriebenen Yoäiumene ergibt· Das Niveau der Flüssigkeit variiert zwischen den beiden Extremwerten, die genau kontrollierbar sind, und diese Grenzwerte können in keinem, Fall überschritten werden·

Eisi Entweichen dös ÜJreibgaaes in den Stäben, das im Hinblick auf die Neutronenverseuchung äusserst unerwünscht ist, wird solange unmöglich_p wie ein Wiederaufsteigen der verseuchten Lösung in dem Kröisl&xif des Treibgases auch nicht möglich ist·

Ss iat darüberhinaws au bemerken, dass der Schieber 12 "Fail Safe" gestell·: ist» d*ii* dasa er im nicht erregten Normalzustand die Gasatmosphäre des Speichers 9 an den Treibdruck des Gasspeichers legt· Bei normaler Arbeitsweise des Reaktors (die Sioiierheitsstäbe sind nicht eingeführt, der Speicher 9 befindet sich unter Druck Po) ist der Schieber 12 erregt· Im Falle eines Stromausfalls oder eines Auslösesignale (Unterbreohung dee den Schieber erregenden Stroms) kehrt der Schieber in seine normale Lage zurück, und die Stäbe sind eingeführt·

Ss 1st nach dem in der Fig» 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mittels eines Schiebers im unteren Teil jedes Stabes und der

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leitungen, die mit den Stäben oberhalb dea Niveaus der Schieber verbunden sind, möglich, bestimmte S/fcäbe zu waschen, indem die anderen zur Einführung von verseuchter Lösung bereit gehalten werden· Zu diesem Zweck reicht es aus, die Schieber der zu waschenden Stäbe zu schliessen und die Waschflüssigkeit in Umlauf zu bringen» Diese durch ihre Einfachheit verführerische Lösung 'ermöglicht es dennoch nicht, den unteren Sammelkanal 10 oder den Speicher 9 zu waschen, während die Anlage bereit steht» um ein Stillsetzen des Reaktors zu gewährleisten» Die äusserste Einfachheit und der niedrige Kostenpreis des Speichers 9 machen es dennoch ohne Nachteil möglich, Anlagen zu schaffen, in denen zwei oder sogar mehr verwendet werden können, um den erwähnten Nachteil iu beheben·

Die Fig· 3 zeigt eine dieser Anlagen, die einen oberen Samme1— kanal mit durchgehenden Stäben und zwei Speicher mit Entwei— chungsrohren aufweist* Jeder der Speicher 9 oder 9* ist praktisch dem in der Fig· 2 gezeigten gleich· Er eteht mit seinem unteren Sammelkanal 10 bzw. 10* über einen Sahieber 20 bzw· 20' in Verbindung· Jeder Stab I ... N liegt wegen der Verzweigung 21-1 ... 21-N über einen Schieber 22-1 ..· 22^f-I, ··· 22'-N jeweils an einen unteren Sammelkanal·

In den unteren Teil jedes Speichers 9 und 9' mündet ein Rohr 23 oder 23*» das durch eine Verzweigung 24 bzw· 24* und über einen Schieber 25 bzw» 25'» oder auch einen Schieber 26 bzw· 26^f mit seinem Speicher

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a) über dem Schieber 25 bzw» 25* an einem Waschkreis liegt (der durch eine von drei Punkten gefolgte Linie dargestellt ist), der aufweist»

- ein Reservoir 27 bereitstehender Waschflüssigkeit (z.B* reines Wasser oder auch mit Beimengungen), deren Oberfläche über einen Schieber 28 auf den Uruok Po gebracht werden kanny

- eine Pumpe 29» die zwischen zwei Schiebern 30 und 31 liegt;

- zwei Schieber 32 und 33;

~ ein Reservoir 34- für Was ohrück stände $ dessen Oberfläche über einen Schieber 35 auf den Druck Po gebracht werden kann;

- einen Schieber 36 und

- einen Schieber 49 auf der Ableitung des oberen Sammelkanalsfr

b) über den Schieber 26 bzw* 26^f an einem verseuchten Lösungs« kreis (der durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist),, der aufweist!

- Schieber 38, 39» 40. und eine Pumpe 41;

- das Überlaufrohr 18, mit den Schiebern 42 und 42*, einen Schieber 43;

·* ein Reservoir 44 zur Einlagerung der verseuchten Lösung,

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deren Oberfläche über einen Schieber 45 auf den Druck Po gebracht werden kann und

- einen Schieber 46, der zwischen dem Ableitrohr 5 dee oberen Sammelkanals und der Pumpe 41 liegt»

Jeder Stab J besitzt einen Schieber 51-J zwischen dem Reaktorkern und dem oberen. Sammelkanal und der schon vorher erwähnten Bremsvorrichtung 53-J·

Die Speicher 9 und 9¹ weisen ein.- Schwenkrohr 19 bzw. 19* ait einem Schieber 48 bzw» 48* auf»

Am oberen Teil jeden Speichers 9 oder 9* mündet die Treibgaezufuhr 11 oder 11' (Helium etc»), die einen Teil des entsprechenden Kreislaufs bildet» der in der Pig· 2 beschrieben wurde, der aber noch einen einfachen Schieber 37 bzw· 37* und einen Dreiwegeschieber 47 bzw· 47* aufweist, wodurch zusätzliche Sicherheit gewährleistet wird» Dieser Schieber ist mit dem Schieber 12 bzw· 12» kaskadengeschaltet· Bei Normalbetrieb des Reaktors sind die Dreiwegeschieber des Gaskreises erregt, und die Schieber 37 und 37* sind geöffnet, was die Speicher auf den Druck Po bringt· Das Auslösesignal der Stäbe bewirkt eine Unterbrechung des Erregerstromes, und die beiden Schieber 12 und 47 bzwo Ί2¹ und 47* nehmen ihre Ruhelage wieder ein, bringen den atmosphärischen Druck des Speichers mit verseuchter Lösung 9 bzw· 9* auf den Druck des Gasspeichers 13 bzw· 13'·

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Aus der Pig« 3 ist ersichtlich, dass, wenn einer der Schieber 12 oder 47 bzw· 12¹ oder 47¹ festgehalten wird, sich dennoch eine Verbindung zwischen dem treibenden Gasdruck und dem ver— seuchten Speicher ergeben würde, der auf anderem Wege vom Netz mit dem Druck ίο getrennt ist» Da das Pesthalten oder Pestklemmen eines von sehr reinem Edelgas durchlaufenen Schie-' bers einen Ausnahmefall darstellt, kann man sagen, dass diese Anordnung eine maximale Sicherheit bietet· Diese "fail-safe" Anordnung des Graskreises läuft auch auf optimale Sicherheit hin.

Die beschriebene Anlage ermöglicht eine sehr anpassungsfähige und veraohiedenartige Verwendung. Die Untersuchung einiger Betriebszustände gibt darüber Aufschluss»

Bei Normalbetrieb des Reaktors wurde einer der Speicher ζ·Β· 9 durch die Bedienungsperson zurückgehalten, um gegebenenfalls den Reaktor st^illzuaetzen. Alle Plüssigkeitsschieber, die mit dem Speicher 9 in Verbindung stehen, befinden sich im Normalzustand, d.h· sie sind geöffnet· Tatsächlich gilt für die Flüssigkeitsachieber dasselbe Prinzip wie für die Gasschieber* Sie sind darüberhinaus mit einer Vorrichtung versehen, um sie in der Schliessetellung zu blockieren. Der Speicher 9* ist durch Schliessen und Blockieren der Schieber 22-1, II, ... N und 4-8' isoliert· Durch die Blockierung können sie ihre Stellung im Falle einer Zuführung durch den Speioher 9 beibehalten·

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Im Falle einer gemeinsamen Einführung der Stäbe bewirkt das Signal daa Umlegen der Schieber 12 und 47· Der Gasdruck treibt die Lösung aus dem Speicher zu den Stäben« Der Speicher 9*_t der jedoch isoliert ist, wird von diesem Vorgang nicht beeinflusst·

Im Falle eines gemeinsamen Herausnehmens der Stäbe ist es zuerst erforderlich, den Gasspeicher 15 wieder aufzuladen_e Dazu wird der Lösungsspeicher durch Schliessen des Schiebers 37 iaolierti daraufhin werden die Schieber 12 und 47 erregt, und 14 wird geöffnet, um das unter hohem Druck stehende Gas einzulassen Wenn der Druck P1 erreicht ist, doho wenn die Anlage bereit ist zur Neueinführung, dann wird der Schieber 37 geöffnet, der mit einer Drosselung versehen ist, wodurch die Stäbe gemäss der Regel des Herausnehmens geleert werden können; und die Stäbe leeren sich durch Schwerkraft, wobei die Lösung überall das Niveau 7 einnimmt·

Im Falle des einzelnen Herausnehmens der Stäbe wird zuerst der Gasspeicher neu geladen, daraufhin wird durch Schliessen der Schieber 22 die Zwischenverbindung zwischen den Stäben unterbrochen· Um den Stab I herauszuziehen, iat es notwendig, den Schieber 22-1 zu öffnen, und der Stab leert sich durch Schwerkraft nach der durch den Schieber 51-1 gegebenen Regel«

Wenn einer der Speicher ζ·Β· 9 und die Stäbe während des nor-

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malen Betriebs des Reaktors gewaschen werden sollen, muss zuerst die flüssigkeit abgelassen werden, was durch das Öffnen der Schieber 38 und 26 nach dem Schliessen der Schieber 22 und dem Öffnen der Schieber 48^J und 22^f geschieht, um den Speicher 9* in Dienst zu nehmen» Naoh Beendigung der Entleerung werden 51 und 25 geöffnet, um das Waschwasser einzulassen, das ansteigt und über die Schieber 42, 36 und 33 Hum Keservoir 34 hin laufto Nachdem der Speicher gewaschen worden ist, werden 42, 36 und 37 geschlossen und 22-1 und 49 geöffnet, wobei das Wasser in den oberen Sammelkanal einspritzt, auf seinem Boden entlangströmt und demzufolge nicht in die anderen Stäbe zurüokfliessen kann, worauf es dann über 49 und 33 abgelassen wird» Für jeden anderen Stab ist es nur erforderlich, seinen Schieber 22' zu schliessen und seinen Schieber 22 zu öffnen» Das iöntweichungsrohr wird auf die gleiche Weise gewaschen»

Wenn ein Einführungssignal während des Waschiorgangs eines Stabes auftritt, treibt der Speicher 9^f die Lösung in die anderen N-1 Stäbe, die für die Betriebseinstellung ausreichen. Gleichzeitig schliessen sich alle Schieber des Waschkreises ₉ und die Pumpe kommt zum Stillstand» Die Bedienungsperson kann dann den ehen gewaschenen Stab entleeren und in ihn verseuohte I¹IUssigkeit einführen»

Wenn man einen Schieber 22 öffnet, um den entsprechenden Stab zu waschen, zieht das Waschwasser die zwischen diesem Schieber

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und dem Niveau 7 befindliche Lösungsmenge nach sich· Nachdem alle Stäbe gewaschen worden sind, befindet sioh die Lösung wieder auf einem unter 7 liegenden Niveau, wobei die im Speicher 9¹ vorhandene Lösungsmenge zur Stillegung ausreicht· Hierauf entleert sich der Speicher 9, indem 25 und 32 geöffnet werden und man ihn bis zum Überlaufrohr 42 mit verseuchter Lösung füllt»

Die angegebenen Ausführungsbeispiele erschöpfen nicht die durch die Anlage gebotenen Möglichkeiten» Es sind darüberhinaus weitere Arbeitsvorgänge möglich»

Die beschriebene Anlage ist sehr anpassungsfähige Sie kann vorzugshalber mit kleinen Reaktoren verwendet v/erden, die über verhältnismässig v/enige Sicherheitsstäbe verfügen» Im Falle eines grösseren Reaktors bietet sich eine Nebenlösung an, wobei weniger Schieber wie 22 und 22* verwendet werden, die sehr aufwendig sind* Es genügt stattdessen, die Stäbe in verschiedene Gruppen aufzuteilen, wobei jede Gruppe die gleiche Anzahl von Stäben besitzt« Jede dieser Gruppen liegt an ihrem eigenen Speicher 9 und unteren Sammelkanal 10«

Die Fig, 4 stellt eine derartige Anlage dar> in der eine einzige Gruppe von Stäben und der zugehörige Speicher für verseuchte Lösung wiedergegeben ist» Dabei ist dieses Schema dem der Pig· 3 ähnlich· Der Unterschied besteht in der Vereinfachung

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dee die Stäbe betreffenden Kreises, der nur einen einzigen Sohieber 20 aufweist» Demzufolge unterscheidet sich die Beschreibung dieser Anlage nur wenig von der in Pig» 3 gezeigten und soll hier nicht wiederholt werden» Das System nach der Pig» 4 lässt augenscheinlich erkennen» dass ein Speicher und die ihm zugeordneten Stäbe ein Ganzes bilden, das als Einheit ■ in Betrieb genommen und als solche herausgenommen wird» Wenn z«B» ein Speicher mitsamt seiner Stäbe gewaschen worden ist, bleiben eine genügend grosse Anzahl anderer Speioher mit ihren Stäben übrig» um eine Stillegung des Reaktors zu gewährleisten»

Die vorstehend anhand der Zeichnungen beschriebene Erfindung eignet sioh besonders gut für das Stillsetzen des Reaktors im Notfall· Sie wird gleichzeitig sehr vielen weiteren Erfordernissen gerecht»

1) Die Einführung der Stäbe in den Reaktorkern geht m±± äusserst schnell vor sich, wobei die Einführgesohwindigkeit eine Funktion der !räumlichen Gestaltung des Reaktors und des aufgewandten Druckes ist·

2) Sie Einführung geschieht mit maximaler Sicherheit dmak der Tatsache« dass

a) dieser Vorgang mit einer minimalen Anzahl von Arbeitsschiebern (nur die Sohieber 12 und 47) durchgeführt wird;

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b) diese Schieber nicht mit der verseuohten Flüssigkeit arbeiten, Bondern nur mit dem Gas, wodurch das Risiko des Verklemmens weitaus geringer ist;

c) 4ie Schieber vom Typ "fail-safe" sind, d#h· geöffnet

in Abwesenheit von Steuerenergie, gleichviel ob elektrischer oder pneumatischer Artj

d) die Schieber für die Flüssigkeitskreise ebenfalls vom Typ "fail-eafe" sinde

3) Die Anlage ermöglicht ein augenblioklichee Stillsetzen des Reaktors im Notfall, wobei eine gemeinsame Einführung der Stäbe Jederzeit möglich ist·

4) Sie Anlage ermöglicht es dem Reaktor, nach einem Zwischenfall von kurzer Dauer sehr schnell wieder in Betrieb zu kommen, indem die Stäbe gemeinsam herausgenommen werden»

5) Die Stäbe können entweder einzeln oder in Gruppen eingeführt oder herausgenommen werden mit der zusätzlichen Sicherheit, dass der Isolierungsvorgang für einen Stab oder eine Gruppe von Stäben nur von Hand ausgelöst werden kann« Diese Möglichkeit, ein oder mehrere Stäbe zu isolieren, lässt den normalen Betriebeablauf des Reaktors (Abweichung, Dauerleistungsbetrieb, Stillsetzen) durch Störung eines einzelnen Stabes (oder einer einzelnen Gruppe von Stäben) unbeeinflusst· Ein weiterer Vorteil daraus besteht in der Itöglich-

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keit, jeden beliebigen. Teil des Kreises reparieren zu können* wobei es keine Rolle spielt, ob die anderen Stäbe eingefügt sind oder

6) Die Anlage ermöglicht sogar ein verspätetes Wiederauffüllen der zufällig leergebliebenen Stäbe, was entweder duroh zufälliges Verstopfen oder im Falle eines einfachen oder in Gruppen gegebenen Befehls duroh ein nichtfunktionierendes Befehlssystem auftreten kann« Das Wiederauffüllen kann dann durch den oberen Sammelkanal bewirkt werden»

7) Die Anlage ermöglicht ein zusammenfassendes Neuaufladen des Systems nach der Stillegung, um sie ohne Verzögerung für ein neues Einführen bereitzustellen·

8) Die Anlage ermöglicht das einzelne oder gruppenweise Waschen der Stäbe während dea normalen Betriebsablaufs des Reaktors, wobei dieser Vorgang ein etwaiges Einführen anderer Stäbe offen lässt, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen© Sie ermöglicht sogar das Waschen naoh dea Stillsetzen des Reaktors unter der alleinigen Bedingung, dass man in diesem Pail auf den Umlauf der verseuchten Lösung in den anderen Stäben verzichten kann·

9) Die Anlage ermöglicht es, die Zustände "Stab eingeführt"

und "Stab herausgenommen" mit maximaler Siaberheit anzuzeigen,

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indexft auf alles oder nichts ansprechende Sonden verwendet werden, die annähernd auf den Niveaus 7 und 8 angebracht Bind und die das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von flüssigkeit auf diesen Niveaus melden»

Patentansprüche:

MB/fcf

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Claims (1)

1. Patentansprüche;

   1· Vorrichtung aus flüssigen·Sicherheitsstäben für Kernreaktoren, gekennzeichnet durch einen Satz Hohlstab« (I, II...N), die den Reaktorkern senkrecht durchqueren, über diesen Kern in einen oberen Sammelkanal (1) und unterhalb des Kerns in wenigstens einen unteren Sammelkanal (10) münden, wobei jeder Sammelkanal über einen Absperrschieber mit einem Speicher für verseuchte Lösung verbunden ist, der an seinem oberen Ende eine Gaszufuhr aufweist, die unter Druok die verseuchte Lösung an den unteren Sammelkanal (10) und an die dort mündenden Stäbe gibt, wobei die Bewegung dieser Lösung durch hydrodynamisch« Bremsen (53t If Hf N) aufgehalten wird, wobei der Speicher so beschaffen ist, dass für das Treibgas nich1?mo'glich ist, sich in den Sioherheitsstäben auszubreiten, und er über einen Satz von Absperrschiebern und eine Pumpe an einem Reservoir (9) iür die verseuchte Lösung und auch gleicherweise über einen Satz von Absperrschiebern und eine Pumpe an einem Reservoir für Waschflüssigkeit liegt dergestalt, dass es möglich ist, sowohl im Spei-

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   eher als auch in den mit ihm in Verbindung stehenden Stäben einen Umlauf der verseuchten Flüssigkeit oder der Waschflüssigkeit zu bewirken, wobei der Kreis für den Umlauf der Waschflüssigkeit in einem Reservoir für Waschrückbestände endet und sich der Kreis für die verseuchte Lösung aufgrund der über die Absperrschieber laufenden Verbindung der Entleerungsronre des oberen Sammelkanals mit dem Lösungsreservoir und der Pumpe für die verseuchte Lösung Bchliesst, wobei der obere Sammelkanal so beschaffen ist, dass er den Umlauf des Waschwassere in bestimmten Stäben erlaubt, wogegen die anderen, die an Zahl ausreichen, um den Reaktor stillzulegen, mit verseuohter Flüssigkeit angefüllt sein können»

   2* Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicher für die verseuchte Lösung und demzufolge in gleioher Welse di.e unteren Sammelkanäle je zweifach angeordnet sind» dass jeder Stab zwischen seinem Ausgang über de« Reaktorkern und dem oberen Sammelkanal einen Absperrschieber aufweist und dass jeder Stab unter dem Niveau seines Eintritte unterhalb des Reaktorkerns durch eine Verzweigung (21) mit je zwei unteren Sammelkanälen verbunden ist, wobei jeder der beiden Wege mit einem Absperrschieber versehen ist dergestalt, dass jeder Stab mit jedem Speicher verbunden werden kann und dass demzufolge ein Speicher und eine bestimmte Anzahl Stäbe gewaschen werden können, während der

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   andere zur Verfügung -steht, um gegebenenfalls verseuchte Lösung in die anderen Stäbe einzuführen, die an Zahl ausreichen, um eine Stillegung des Reaktors zu gewährleisten·

   Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe in verschiedene Gruppen von gleicher Stärke aufgeteilt sind, wobei jede Gruppe ihren eigenen Speicher für die verseuchte Lösung aufweist, der über einen Absperrschieber mit seinem unteren Sammelkanal verbunden ist» und dass die Stäbe in den unteren (10) und den oberen (1) Sammelkanal ohne dazwischengeachalteten Absperrschieber auslaufen, so dass ein Speicher und seine Stäbe gewaschen werden können, während die anderen an Zahl zur Stillegung des Reaktors ausreichen»

   4· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Sammelkanal (1) eine Leitung, auf deren- Boden die oberen Ausläufe der Stäbe münden, die nur geringfügig die Leitung bis zu einer horizontalen Ebene (3) durohstossen, wobei der Boden der Leitung eine schwache Neigung hat, um die Flüssigkeit zur unteren Austrittsmündung abzuführen, und ein unteres (5) und oberes (6) Abführrohr aufweist*

   Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösungaspsioher je ein Reservoir

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   IZ

   aufweisen, das in seinem oberen Teil mit einem der Entleerung dienenden Überlauf (4-2) auf dem Niveau des Eintritte der Stäbe unter dem Reaktorkern versehen ist, wobei oberhalb des Niveaus dieses Überlaufe eine Einrichtung für eine gleichförmige Verteilung des Gases auf den freien Oberflächen der Lösung und ein Gaseinlassrohr mit einem Dreiwegeschieber (12) vorgesehen sind, das entweder mit dem Speicher für unter Druck stehendes Treibgas oder mit der Atmosphäre des oberen Sammelkanala in Verbindung steht, und wobei In den unteren Teil ein unterer Sammelkanal und nur geringfügig über seinem Niveau das untere Ende eines Rohres (1) mündet, das um den Reaktorkern herumlaufend im oberen Sammelkanal in gleicher Weise wie die Sicherheitsstäbe zu endet dergestalt, dass ein Ausbreiten des Trfeibgases in diesen vermieden wird«

   6» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle Absperrschieber "fail βa/·" angelegt sind, dfth· dass sie in der für das Einführen der Stäbe günstigen Position nicht erregt sind»

   MB/fei

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