DE1936409A1 - UEberdruck-Sicherheitsvorrichtung - Google Patents

UEberdruck-Sicherheitsvorrichtung

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DE1936409A1 DE19691936409 DE1936409A DE1936409A1 DE 1936409 A1 DE1936409 A1 DE 1936409A1 DE 19691936409 DE19691936409 DE 19691936409 DE 1936409 A DE1936409 A DE 1936409A DE 1936409 A1 DE1936409 A1 DE 1936409A1
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Description

DIPL-ING. ERICH SCHUBERT .. ; . τ**», wm«·...■
Telegramm-Adc: Patschub, Siegen ' . Postscheckkonten:
Köln 1M931, Essen 20362 Bankkonten:
\ . Deutsche Bank AG.,
Abs.: Patentanwalt Dipl.-Ing. SCHUBERT, 59 Siegen, Eiserner Straf). 227 Filialen Siegen u. Oberhausen (RhId.)
Postfach 325
69 111 Kü/Schm 16. Juli 1969
United Kingdom Atomic Energy Authority, 11, Charles II Street, London, S.W.1, En g 1 and
Für diese Anmeldung wird die Priorität auB der britischen Patentanmeldung Fr. 34421/68 vom 18. Juli 1968 beansprucht.
Überdruck^Sicherh&itsvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsvorrichtung, die dort anwendbar ist, wo zwei reagierende Substanzen, die eine ein flüssiges Metall (wie beispielsweise natrium) und die andere ein Wasser-Dampf-Gemisch, in Wärmeäustausehbeziehung zueinander strömen» wobei zwischen den Substanzen sich ein Barrierenmaterial befindet, wie beispielsweise die Wände eines Bündels von. Rohren4 die eich iii einen geschlossenen Behälter hinein und aus diesem heraus erstrecken, wobei das Wasserdampf'-Gemisch durch die Rohre hindurch und das flüssige Metall über die Bohre hinweg strömt. Ein lokaler Fehler des
Barrierenmaterials führt zu einer Berührung zwischen dem flüssigen Metall und dem Wasser-Dampf-Gemisch, wobei die sich daraus ergebende unruriige Reaktion v/asüerstoff erzeugt und einen Druckanstieg im geschlossenen Behälter zur i?el^e hat. Der Druckanstieg kann, wenn er nicht vermindert bzw. verhindert wird, weitere Fehlerquellen im Barrierenmaterial verursachen, was zu einer weiteren Reaktion und zu einem weiteren Druckanstieg f hrt, und es kann schließlich zu einer Explosion kommen. Zusätzlich zum nachlassen d"es l/rackes ist es v/iinsenenswert, die Strömung zumindest .einer der Substanzen unterbrechen zu können.; \ --.'■'
Bei einem Natrium/rtasser-W'ärmeaustauachsys tem des Saue Λ— rohrtyps /tube*~ln-shell type/ mit U-förwigen Rohren, bei welchem, um Schweißnähte zwischen den Rohrboden und zwischen Rohr- und Rohrboden in einer ITatriumumgebung zu vermeiden, ein. Inertgasraum oberhalb des Ifatriums an jedem Ende der Roiirevor-öesehen ist, wurde bisher eine Druckfreigabe bzw. Draekmindervorrichtung des Bruch- oder Berstscheibentyps verwendet,; um einen hohen Druck in solchen -Sasräumen herabzusetzen, wenn er durch den ■ Wassersiroff hervorgerufen wird, der beiüer Natrium/ Viasser-Reaktion beim Versagen eines oder mehrerer^?Rohre entwickelt wird. Diese Druckminderung wurde durch eine separat gesteuerte Anordnung unterstützt, durch welche das Dampf-y/asser-Gemisch aus den Rohren dadurch entfernt werden kann, das man den Dampf verpuffen läßt, und aurch welche die V/asserzufunr nach den Rohren unterbrochen werden kann.
Die Erfindung befaßt sich mit dem Natrium/Wasser-Reaktionsprobleitt durch Anwendung einer neuen Konzeption, nämlich daß der auf eine solche Reaktion folgende Druckanstieg zusammen mit
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der Schwerkraft dazu verwendet wird, das Natrium aus der Äeaktionszone zu entfernen, wobei auf diese Weise die explosive Gefahr vermieden wird, die auftreten könnte, wenn mandem Notbehelf folgt, der bisher in der Situation vorgesehen war, wo die Anordnung für das Entfernen des Dampf-Wasser-Geiaisches aus den Rohren versagte oder die Betätigung derselben nicht rechtzeitig, erfolgte.
In Kombination mit einem Flüssigmetall/Wasser- oder ■ Flüssignietall/Dampf-V/ärmetauscher des Taüchrohrtyps, der so arbeitet, äaii das Wasser-Dampf-Gemisch in den Rohren strömt und das flüssige Metall in dem geschlossenen Mantel und über: · die Rohre hinweg strömt, ist daher erfindun^sgemäß eine Sicherheitsvorrichtung gekennzeichnet durch eine Leitung,, welche mit dem unteren Bereich der Mantelmulde unterhalb des' Betriebs-^ pegels des darin befindlichen flüssigen Metalls in Verbindung steht, wobei diese Leitung nach einem Speicherbe-hälter führt,
der auf einer niedrigeren Höhe als der des Mantels angeordnet ist, sowie durch eine Drucicmindervorrichtung, die in dieser Leit'uüg 'si"tzt und diese normalerweise schließt, wodurch beim Bruch eines Rohres — derart, daß eine Reaktion zwischen -dem flüssigen Metall'und dem Wasiser-Dampf-Gemisch stattf ind'et und Wässefstöfi"entwickelt wird —der sich daraus ergebende· Druckanstieg1 im Mantel die Druckmindervorrichtung betätigt,■ ^ um;'d±e"f/e5r%un3 zu öffnen, und außerdem zusammen mit der ochwerkraiiiwirkung flüssiges Metall aus dem Mantel in den Speicherbehaiter nineinleitet.
Die Druckmindervorrichtung weist vorzugsweise eine Membran auf, die normalerweise die Strömung des·flüssigen Metalls in dieser Leitung verhirideri7 und die aus-einem gegenüber .dem flüssigen Metali, -inerten Material besteht, und sie weist in
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Strömungsrichtung hinie? der Membran ein steifes Gegenlager auf, welches die Membran abstützt, wobei dieses Gegenlager aus einer Stellung,.in-welcher die Membran die leitung schließt, in eine Stellung, in welcher die Leitung geöffnet ist,'schwenk--.bar gelagert ist, und wobei das Gegenlager in der Leitung-Schließstellung durch einen Scherstift gehalten wird, der so ausgelegt ist, daß er zusammen mit der Membran bei einem vorbestimmten Druck des flüssigen Metalls zu Bruch geht, woraufhin der Druck des flüssigen Metalls die Leitung öffnet, so daß das flüssige Metall in ihr fließen kann.
Vorzugsweise wird eine zweite, nicht abgestützte Membran in Strömungsrichtung hinter der ersten Membran und dem Gegenlager vorgesehen, um einen Auffang für das Metall bei einem frühzeitigen Öffnen oder-bei einer Fehlfunktion der durch die Membran und das Gegenlager gebildeten Druckmindervorrichtung zu schaffen und um außerdem einen Zwischenraum für das Peststeilen irgendeines Lecks der Druckmindervorriehtung zu bilden.
Die .ersterwähnte Membran oder beide bestehen vorzugsweise~ aus Ifickelblech.
Es sind vorzugsweise zwei Scherstiftstellen, die von : außerhalb der Leitung zugänglich sind» vorgesehen, obwohl nur ein Scherstift im Betrieb, verwendet wird, damit man einen Scherstift entfernen und bei der Routine-Inspektion ersetzen kann, indem man einen vorübergehenden Scherstift an der anderen Stelle verwendet. . -. ■ ■ ,.'
Ein konstruktives Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnung beschrieben., und zwar zeigt
I1Ig* 1 ein schematisches Strömungsdiagramm, ■ : ■ \ Fig. 2 . .eine teilweise Sj-tenansieht im Mittelschnitt» ";
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während:
Fig» 3 einen Schnitt nach der Linie IH-III in Fig. 2 wiedergibt»
Die Figuren 2 und 3 zeigen das Vorsehen einer Druckmindervorrichtung 1 in einer Leitung 2 IiIr' flüssiges Metall, wie "beispielsweise Natrium, bei einer erhöhten Temperatur (z.B. 35O0G), wobei die Vorrichtung 1 einen Teil einer Sicherheitsvorrichtung bildet, die. in Fig. 1 "dargestellt ist, und zwar für einen mit Flüssigmetall beheizten Dampf erzeuger, liachwärmer oder Überhitzer, wie diese beispielsweise für einen Energie erzeugenden, mit Flüssigmetall gekühlten Schnellbrüter-Kernreaktor erforderlich sind, wie beispielsweise für den Prototyp-Schnellreaktor (P.F.R.=Prototype Fast Reactor), der z.Zt. in Dounreay, Schottland, gebaut wird.· Sin typischer natriumbeheizter Dampferzeuger oder -Überhitzer vom sogenannten Tauchrohrtyp ist schematisch in Fig. 1 dargestellt und allgemein mit 3 bezeichnet und besteht aus einem durch einen Druckbehälter 4 gebildeten Mantel, der Wärmeaustausehröhre enthält, die schematisch durch strichpunktierte Linien 5 dargestellt, U-förmig ausgebildet sind und an ihren Enden in. Wasser- oder Dampf-Sammelkammern 6, 7 enden. Die Schweißnähtezwischen Rohr und Rohrboden sind vom flüssigen He tall durch Inertgasräume α, 9 (z.B. mit Argon gefüllt) oberhalb der llüsisigmetallpegel IG, 11 getrennt, und eine Trennwand 12 trennt die Grasräume 8, 9 vOneinaiiderv Ein Einlaß 13 nach dem Druckbehälter ist. für das Maizium in einem Sekundärkreislaiif vorgesehen, wobei das Natrium erst abwärts, dann aufwärts über die Ü-Bo&re, strömt und d«n Druckbehälter 4 an einem Auslaß 14 verlädt« J&der Sekundärkreislauf schließt die eine Seite van lä^metausjEjiierBt im Irimär-Natriumkreialanf des Reaktors,, eine Fmwälipünipe - und, einen Dampf-Erzeuger Λ -iijjerhitzer und -iTachwärmer bzw. —Wiedererhitzer*ein.
m— Q- mm, - .._--- ■ -
Ein weiterer Auslaß 15 ist im -.unteren Endbereick. des ■ Druekbehälters 4 "7 or ge seilen, mit welchem die Leitung 2 in Verbindung, steht, wobei letztere normalerweise durch die Druck- . mindervorrichtung t geschlossen ist. ¥enn der Auslaß 15 in Fig. 1! auch im unteren Endbereieh xles Behälters 4 dargestellt istf; so kann dieser Auslaß für die Leitung 2 auch vorteilhaft an der untersten dtelle des Behälters 4 angeordnet werden,, vorausgesetzt, daß. genügend Raum für dien nachfolgend noch zu beschreibenden Speicherbehälter in einer niedrigeren Höhe vorhanden ist. Die Vorrichtung soll in Tätigkeit treten, wenn ein Wärmetauscherrohr 5 während, des1 Betriebs versagt oder zu Bruch geht,; wodurch Wasser oder Dampf in Berührung mit dem strömenden natrium, kommen kann* Bei einem solchen Vorgang ergibt sich eine schnelle Reaktion, und es; wird Wässerstoff erzeugt,; der den. Druck innerhalb des Druckbehälters rapide ansteigen läßt und,. wenn der Kraft auf die Druc-anindervOrrichtung, die sich durch das Druckgefälle im Natrium und durch den Natriumspiegel selbst zeigt, hinzugefügt, die DruckmindervorrichtungT betätigt, den Auslaß: 15 öffnet und, das Ifatrium,, unterstützt durch die achwerkraft,, aus; dem Druckbehälter 4 in die Letituttg 2 strömen läat^ damit es über die Leitung 2 nach dem Speieherbehälter 16 gelangt, der soi ausgelegt ist, daß: er mehr als die volle Menge iiatriüm in' dem betreffenden Wärmetauscher aufnimmt. Der Speicher— behälter 16 und derjenige Teil der Leitung' 2,, -der in atromungsrichtung hinter der Druckniindervorrichtung 1 lieg-fr,, befinden sich normalerweise auf atmosphäriseiiem Druck. Es ist durch. herkömmliehe Fenlerschaltung €afür gesorgt f daß bei Betätigung der Dr uckminder vorrichtung 1 o;dler dann, wenn die Entwicklung; van Wasserstoff im Behälter 4 durch eine entsprechende Wogt— wachungseinriehtung fesrfege^stellt ia-fev der Kernreaktor ab geaehaltet und der defekte WSrmetauacher vom Fatrium getrennt wird» Ea kann zusätzlich dafür/ gesorgt; werden, daß; der Dampf aus dem Dampfkreislauf des defekten; Wärmetauschers: verpufft und,
ORIGINAL INSPECTEO
-wenn der WärnEt aus eher ein Dampferzeuger ist, dieser Erzeuger vom Wasser getrennt wird. Solche zusätzlichen Maßnahmen bilden eine Sicherheit, welche die Hauptsicherheit unterstützt, die durch Entfernen des Natriums aus dem Behälter 4 und durch das Verhindern des Eintritts weiteren Natriums in den Behälter aus dem Sekundärkreislauf durch diese Abtrennung geschaffen wird. -
Nach den Fig. 2 und 3, auf die noch einmal Bezug genommen wird, weist die Druckmindervorrichtung-1 in der Leitung 2 eine Niekerblech-Scheibenmembran 1? auf, deren Umfangskante dicht zwischen einem Paar von Verbindungsringen 18, ebenfalls aus Nickel, gehalten wird, wobei·die Verbindungsringe 18 ihrerseits dicht zwischen Plansehen 19, 20 jeweils zweier Teilstücke 21, 22 der die Leitung 2 bildenden Rohre gehalten werden. Die Plansche 19, 20 werden abdichtend gegen:die Ringe 18 durch Ringe 23, 24 gedruckt, die an nicht abdichtenden Flächen der .; Plansche 19, 20 angreifen, sowie durch eine Vielzahl'von Schrauben 25, die sich zwischen den Ringen 23, 24 erstrecken. Zusätzlich steht ein Weichmetall-Haltering: 26 in Wirkverbindung mit den äußeren Umfangsflachen der Plansche 19, 20a ·
■ Der Plansch 20- des Rohrleitungsteilstückes 22 weist ein nach Innen ν or stellendes. Auge 27 auf, das bei 28 durchbohrt , ist, um eine Schwenkverbindimg für eine Gegenlagerplatte 29 fülvdie'. Membran 17 zu bilden. Die Schwenkverbindung wird^ durch zwei in Abstand angeordnete und sieh diametral.erstreckende Bauteile 3C gebildet, die an die Platte 29 angeschweißt und an einem ihrer-Enden auf einem Schwenkbolzen 31 schwenkbar gelagert sindr der;;in der Bohrung 28 des Auges 27 sitzt. = Die Bauteile 30 siiid .amihren anderen Bilden: an einem Scherstift- . block 32 angeschweißt·, der zwei radial verlaufende ^acklöcher 33» 34 aufweist. Der Plansch 20 des Rohrleitungsteilstücks 22 weist
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einen, sich nach innen erstreckenden Block 35 auf, der mit diesem an einer Stelle diametral gegenüber derjenigen des Auges 27 verschweißt ist, wobei die Innenoberfläche des Blocks 35 mit der äußeren Oberfläche des Blocks 32 fluchtet und an dieser gerade bündig anliegt. Der Block 35 und der Flansch 20 sind mit fluchtenden Aussparungen 36» 37 versehen, die außerdem mit den Saeklöchern 33, 34 fluchten. Die Aussparungen im Plansch 20 weisen ein oberes Teilstück von erweitertem Durchmesser auf, welches mit Gewinde für eine Kopfschraube 38 versehen ist. Ein Scherstift 39 mit einem Kopf 40, der im er- ' weiterten Teilstück sitzt, wird in einem der Paare von fluchtenden Aussparungen und Saeklöchern 36, 33 oder 37, 34 verwendet, wobei die anderen für Ümwechselungszwecke freigelassen werden. Es ist vorteilhaft, daß die äbherstiftetellen von außerhalb der leitung zugänglich sind, wodurch die Ausführung einer Routine-Inspektion ohne Entmantelung irgendeines Rohrwerks durchgeführt werden kann.
An einer axialen Stelle in der Leitung 2, und zwar außerhalb des Schwenkbogens des Gegenlagers 29 und des Blocks 32, ist eine Nachschalt-Tellerscheibenmembran 41 vorgesehen, deren Umfangskante abdichtend zwischen einem Plansch 42, der innen am Leitungsteilstück angeschweißt ist, und einem Ring 43 eingeklemmt ist, der an'dem Plansch 42 durch Schraubbolzen 44 befestigt ist. O-Ringdichtungen 45 sind auf den sich gegenüberliegenden Seiten des Flansches 42 und des Ringes 43 vorgesehen, um gegen die Membran 41 abzudichten. Eine BaLgverbindung (Kompensator) 46 ist in der Leitung 2 in Strömungsrichtung hinter der Druckmihdervorrichtung 1 vorgesehen, und bei einer Abänderungsform kann die Nachschalt-Membran 41 auGh zwischen Flanschen eingebaut werden, die einen Teil der BLgkonstruktion (nicht dargestellt, aber von herkömmlicher Art) bildet.
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Die Eigenschaften des Stiftes 39 hinsichtlich der Scherfestigkeit werden so gewählt, daß der Stift bei einem gewünschten Überdruck im Druckbehälter zu Bruch geht. Wenn .der Stift? 39 versagt;, dann hringt der Druck die Membran 17 ebenfalls zu Bruch,; und die Platte 29 wird zum Schwenken gezwungen und nimmt eine Offenstellung ein, wodurch Natrium die Möglichkeit gegeben wird, über die leitung 2 in den Speicherbehälter 16 zu fließen. Wenn auch die Membran 17 so ausgelegt werden kann, daß sie bei irgendeinem gewünschten Druck innerhalb eines kleinen Fehler-Prozentsatzös versagt; so sei doch darauf hingewiesen, daß insbesondere bei hohen-Temperatur eil, wenn der normale Betriebsdruck sehr dicht beim-Berstdruck liegt, die Lebensdauer der Membran 17 ernsthaft reduziert würde, wenn sie unabgestützt vorgesehen ware. Wird die Membran jedoch, wie beschrieben, abgestützt, so werden die_ Beanspruchungen . in der Membran 17 reduziert, und deren Lebensdauer, wird verlängert · Durch Verwendung der Gegenlagerplatte 29» um der Membran 17 eine gewisse Steifigkeit zu geben, und dee Scherstiftes 39, der bei einem gewünschten Überdruck zu Bruch geht, dient die Membran 17 (die mit dem Scherstift 39 zu Bruch geht) noch einem nütä-ichen Zweck insofern.,;.· als sie die Leitung 2 während der Normaibetriebs abdichtet (es würde sonst äußerst schwierig sein, gegen das heiße Hatrium um die Peripherie der Gegenlagerplatte herum abzudichten, wenn diese die Funktion eines Klappenventils hätte) und ermöglicht es außerdem —weil sie die Barriere für das heiße Natrium bildet -- für die Gegenlagerplatte 2%r die Bauteile 30und die Blöcke 32, 35 herkömmliche (und somit billigere) Werkstoffe im Vergleich zu Spezialwerkstoffeh zu verwenden, die notwendig sein würden, wenn diese Teile eine gute und langdauernde Korrosionsbeständigkeit in heißem Natrium haben müßten.
Die Naohsohalt-Meinbran 41 ist vorgesehen., um das Ablassen des ganzen Natriumgehaltes dea Wärmetauscherkreislaufes zu verzögern, wenn etwa infolge einer Fehlfunktion oder eines unbe-
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-TO-
absiehtigten Bruchs die durch die Membran 1? und die Gegenlagerplatte 29 gebildete Barriere vorzeitig und ohne durch einen Rohrbruch im Wärmetauscher verursacht zu sein beseitigt wird« Die Membran 41 kann außerdem dazu dienen,, einen Zwischenraum: 47 vorzusehen, so daß bei einem unabsichtlichen Auslecken von Natrium über die erste Barriere hinaus dieses innerhalb des Zwischenraumes 47 durch herkömmliche Mittel (nicht dargestellt) ' ermittelt werden kann und Abhilfsmaßnahmen zur Vermeidung des Ausleckens ergriffen werden können, ohne Natrium in den Speicherbehälter 16 zu verlieren.
Der Speicherbehälter 16 ist vorzugsweise mit e iner nornralerweise gesöhlOSsenen hochliegenden Lüfturigsleitung (nichtdargestellt versehen, so daß Wasserstoff, welcher im Batr ium eingefangen ist oder den Behälter 16 erreicht, nachdem das Natrium diesen erreicht hat, in die Atmosphäre abgeleitet werden kann-. V' Das obere Ende der Lüftun^sleitung weist eine einfaciie, durcti Druck zerreißbare Membran auf, um das Entlüften zu ermöglichen, und es*sind herkömmliche Mittel vorgesehen, um etwa eingefangenes Natrium aÜ3 dem abzuleitenden Gas zu entfernen.
Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination ~ in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.
Patentansprüche
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Claims (9)

69 111 Kü/Bchm · n ' Patentansprüche
1. Üjberdrucfc-Sicherheits vorrichtung in Kombination mit eir^ml^ssigmetall/Wasser- oder Elüssigmetall/Dampf-Wärmetaüscher des Tauchrohrtyps, welcher so arbeitet, daß ein Wasser-Dampf-Creaisch in den Rohren und flüssiges Metall in einem geschlossenen Mantel und über die Rohre hinweg strömt, gekennzeichnet durch eine Leitung, die mit dem unteren Bereich der Mantelmulde unterhalb des Arbeitspegels des darin befindlichen flüssigen Metalls in Verbindung steht und nach einem Speicherbehälter führt, der in einer niedrigeren Höhe als der des Mantels angeordnet ist, sowie durch eine Druckmindervorrichtung, die in der leitung sitzt und diese normalerweise schließt, wodurch beim Bruch eines Rohres, dacart, daß eine Reaktion zwischen dem flüssigen Metall und dem Wasser-Dampf-Gemisch stattfindet und Wasserstoff entwickelt wird, der sich ergebende Druckanstieg im Mantel die Druclanindervorrichtung betätigt, um die Leitung zu öffnen, und außerdem* zusammen mit der Wirkung der ■Schwerkraft, flüssiges Metall aus dem Mantel in den Speicherbehälter strömen läßt. - .
2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmindervorrichtung eine Membran aufweist, die normalerweise das Strömen von flüssigem Metall in dieser Leitung verhindert und aus einem Material besteht, welches gegenüber dem flüssigen Metall inert ist, sowie in Strömungsrichtung hinter der Membran ein starres Gegenlager aufweist, welches die Membran abstützt, wobei dieses Gegenlager aus einer Stellung, in welcher die Membran die Leitung schließt, in eine Stellung,
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in welcher die leitung geöffnet ist, schwenkbar gelagert ist, daß das Gegenlager in der Leitungs-Schließstellung durch einen Scherstift gehalten ist, der so ausgelegt ist, daß er zusammen mit der Membran bei einem vorbestimmten Druck des flüssigen Metalls zu Bruch geht, woraufhin der Druck des flüssigen Metalls die Leitung öffnet, so daß das flüssige Metall darin strömen kann.
3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite, nicht abgestützte Membran in Strömungsrichtung hinter der ersten Membran und dem Gegenlager vorgesehen ist, um einen Auffang für das.Metall bei vorzeitigem Öffnen oder einer Fehlfunktion der durch die erste Membran und das G-egenlager gebildeten Druckmindervorrichtung und außerdem einen Zwischenraum für das Ermitteln irgendeines Ausleckens aus dieser Druckmindervorrichtung zu bilden.
4. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,.daß die Membran oder beide Membranen aus Nickel bestehen.
5. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge-
- kennzeichnet, daß zwei Scherstiftstellen vorgesehen sind, die "von außerhalb der Leitung zugänglich sind -- obwohl nur ein · Scherstift im Betrieb verwendet wird —- und das Wegnehmen und Ersetzen eines Scherstiftes" bei Routine-Inspektion durch Verwendung eines vorübergehenden Scherstiftes an der Alternativgteile, zulassen.
6. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zusätsliche Einrichtung, die durch Entwicklung von Wasserstoff im Behälter in Gang gesetzt wird, um den. Behälter von dem flüssigen Metall des Kreislaufs zu trennen, von welchem der Wärmetauscher einen Teil bildet. ."."..
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7. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Einrichtung, die durch Entwicklung
von Wasserstoff in dem Behälter in Gang gesetzt wird,: um das
Dampf-Wasser-Gemisch aus den Rohren zu entfernen und» wo
anwendbar, diese Rohre vom Wasser zu trennen.
8. Flüssigmetallgekühlter Kernreaktor zur Dampferzeugung, dadurch gekennzeichnet, daß er in seinem Dampferzeugungsicreis— lauf einen oder mehrere Wärmetauscher aufweist, die mit einer ' Sicherheitsvorrichtung nach einem, der Ansprüche 1 bis 7 ausgerüstet sind.
9. Druckmindervorrichtung für eine strömungsmitteifOrdernde Leitung, gekennzeichnet durch eine Membran, die normalerweise
das Fließen des Strömungsinittels in dieser Leitung verhindert
und aus einem gegenüber dem Strömungsmittel inerten Material besteht, sowie durch ein starres Gegenlager in Strömungsrichtung hinter der Membran, welches diese Membran, abstützt, wobei das
Gegenlager aus einer Stellung, in welcher die Membran die
Leitung schließt, in eine Stellung,/in, weleiier diese Leitung
geöffnet ist, schwenkbar gelagert; Ists und in der Leitungs-Schlie3stellung durch einen Seiierstift gehalten wird, der so
ausgelegt ist, daß er zusammen mit der Membran bei einem vorbestimmten Druck des Strömungsmitteln zu Bruch geht, woraufhin die Leitung geöffnet wird, damit das Strömungsmittel durch sie Mndurchfließen kann. ■
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2626057A1 (fr) * 1988-01-19 1989-07-21 Doryokuro Kakunenryo Dispositif de protection pour un raccord de tuyaux du type a soufflet

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3854522A (en) * 1971-04-14 1974-12-17 United States Steel Corp High service temperature pressure sensitive device
US3924675A (en) * 1973-05-03 1975-12-09 Us Energy Energy absorber for sodium-heated heat exchanger
DE2418325A1 (de) * 1974-04-16 1975-10-30 Kraftwerk Union Ag Druckwasserreaktor
US4064003A (en) * 1976-03-29 1977-12-20 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Rupture disc
US4072183A (en) * 1976-11-29 1978-02-07 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Heat exchanger with intermediate evaporating and condensing fluid
AU505797B3 (en) * 1979-08-10 1979-11-29 Alister Leslie Mcculloch Valve for automatic fire extinguishers
FR2524609A1 (fr) * 1982-03-31 1983-10-07 Novatome Dispositif d'obturation de secours, en cas de fuite, d'un tube d'un generateur de vapeur
FR2544053B1 (fr) * 1983-04-07 1985-06-28 Commissariat Energie Atomique Generateur de vapeur pour reacteur refroidi par un metal liquide
DE3344527A1 (de) * 1983-12-09 1985-06-20 Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH, 4600 Dortmund Kernreaktoranlage
US4589478A (en) * 1985-08-19 1986-05-20 United Aircraft Products, Inc. Pressure protected tubular heat exchanger
GB8600441D0 (en) * 1986-01-09 1986-02-12 Thermal Technology Ltd Pressure relief systems
US4927596A (en) * 1988-08-12 1990-05-22 Electric Power Research Institute, Inc. Self-actuating pressure relief device and method for nuclear containment
US4889151A (en) * 1988-11-03 1989-12-26 Oten Peter D Snap action pressure relief valve with over pressure indicator
GB2269871B (en) * 1992-08-20 1995-11-08 Godiva Group Ltd Variable attachment means
US5607140A (en) * 1995-08-25 1997-03-04 Bs&B Safety Systems, Inc. Rotatable valve assembly
JP3843416B2 (ja) * 1996-09-13 2006-11-08 東洋電機株式会社 熱媒の飽和蒸気による加熱装置に用いる圧力逃し装置
US5761261A (en) * 1997-05-12 1998-06-02 Florida Power Corporation Ruptured disc accumulator
AU2016348531B2 (en) 2015-11-06 2022-04-14 Oklahoma Safety Equipment Company, Inc. Rupture disc device and method of assembly thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE568051C (de) * 1932-01-20 1933-01-13 Neumann Berthold Anordnung zur schnellen Beseitigung von UEberdrucken
US2079164A (en) * 1935-12-06 1937-05-04 Morrison Brothers Company Relief valve
US2128039A (en) * 1936-08-22 1938-08-23 Standard Oil Dev Co Pressure relief valve
US2895492A (en) * 1955-12-19 1959-07-21 Foster Wheeler Corp Pressure safety device
NL276268A (de) * 1961-03-27
US3398789A (en) * 1965-01-25 1968-08-27 Foster Wheeler Corp Heat exchangers for pressure reacting fluids
FR1518393A (fr) * 1966-05-31 1968-03-22 Interatom Installation d'échange de chaleur pour les fluides d'échange métal-liquide/eau
US3438431A (en) * 1967-08-25 1969-04-15 Siegfried Dreyer Heat exchanger system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2626057A1 (fr) * 1988-01-19 1989-07-21 Doryokuro Kakunenryo Dispositif de protection pour un raccord de tuyaux du type a soufflet

Also Published As

Publication number Publication date
US3583479A (en) 1971-06-08
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DE1936409B2 (de) 1978-01-12
FR2013194A1 (de) 1970-03-27
DE1936409C3 (de) 1978-09-21
JPS4840503B1 (de) 1973-11-30
ES369625A1 (es) 1971-07-16

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