DE19511371C2 - Wasserpegel-Meßeinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wasserpegel-Meßeinrichtung, die mit einem in einer nicht kondensierbare Gase enthaltenden Atmosphäre eingesetzten Kondensa­ tor-Tank versehen und als typisches Beispiel durch eine Reaktorwasserspiegel-Meßeinrich­ tung zum Messen des Reaktorwasserspiegels eines Siedewasserreaktors gebildet ist.

Ein typisches Beispiel einer herkömmlichen Differenzdruck-Detektoreinrichtung ist eine Meßeinrichtung zum Messen eines Reaktorwasserspiegels.

Bei einem als Leichtwasserreaktor ausgebildeten Siedewasserreaktor ist ein Reaktordruck­ gefäß in einem Reaktoraufnahmebehälter angeordnet. Der Reaktorwasserspiegel des Reaktordruckgefässes wird üblicherweise durch eine Reaktorwasserspiegel-Meßeinrichtung unter Ausnutzung einer Druckdifferenz gemessen. Ein Druckdifferenz-Wasserspiegel­ meßfühler wird bei einer herkömmlichen Reaktorwasserspiegel-Meßeinrichtung eingesetzt, die im folgenden anhand der Fig. 12 und 13 beschrieben wird.

Ein in einem Reaktoraufnahmebehälter 1 angeordnetes Reaktordruckgefäß 2 ist mit einem auf der Dampfphasenseite angeordneten Detektoranschluß 4, der oberhalb eines Reaktor­ wasserspiegels WL oberhalb eines Kerns 3 positioniert ist, und mit einem auf der Flüssig­ phasenseite angeordneten Detektoranschluß 5 versehen, der in einem Kühlmittel (Reaktor­ wasser), unterhalb des Wasserspiegels WL positioniert ist.

Der dampfphasenseitige Detektoranschluß 4 des Reaktordruckgefäßes 2 ist mit einem Kon­ densator-Tank 7 über ein nach oben geneigtes Verbindungsrohr 6 verbunden, wobei der Kondensator-Tank 7 den vom Reaktordruckgefäß 2 stammenden Dampf zu Wasser kon­ densiert. Ein auf der Seite einer Referenzwassersäule vorhandenes Geräterohr 8 erstreckt sich vom Boden des Kondensator-Tanks 7 und ist mit der Hochdruckseite eines Differenz­ druckdetektors oder Druckdifferenzsensors 9 verbunden. Der Differenzdruckdetektor 9 ist außerhalb des Reaktoraufnahmebehälters 1 angebracht.

Ein auf der Seite der veränderbaren Wassersäule angeordnetes Geräterohr 10, das mit dem auf der Flüssigphasenseite angeordneten Detektoranschluß 5 verbunden ist, ist mittels der Niederdruckseite des Differenzdruckdetektors 9 verbunden, wobei ein vom Reaktorwasser­ spiegel WL herrührender Wassersäulendruck auf den Differenzdruckdetekor 9 über das Geräterohr 10 einwirkt. Der Wassersäulendruck verändert sich in Abhängigkeit von der Veränderung des Reaktorwasserspiegels WL.

Der Dampf, der von dem Reaktordruckgefäß 2 durch das Verbindungsrohr 6 zu dem Kondensator-Tank 7 geführt wird, wird in einer Kondensatorkammer 11 im Kondensator- Tank 7 gekühlt und kondensiert, da die Temperatur des Kondensator-Hauptkörpers niedriger ist als die Temperatur des gesättigten Dampfes. Der kondensierte Dampf bleibt in einem auf dem Boden des Kondensator-Tanks 7 gebildeten Flüssigkeitsbecken 11a und in dem Referenzwassersäulen-Geräterohr 8. Überschüssiges Wasser, das in dem Kon­ densator-Tank 7 kondensiert ist, kehrt in das Reaktordruckgefäß 2 als Überlaufwasser zurück, da das Verbindungsrohr 6 in Richtung zum Reaktordruckgefäß nach unten geneigt ist. Ein Referenzwasserspiegel SWL wird daher in dem Kondensator-Tank 7 aufrechterhal­ ten. Ein Referenzwassersäulendruck, der von dem Referenzwasserspiegel SWL herrührt, wirkt auf die Hochdruckseite des Differenzdruckdetektors 9 ein.

Da, wie vorstehend erläutert, der Referenzwassersäulendruck, der von dem Referenz­ wasserspiegel SWL des Kondensator-Tanks 7 herrührt, und ein vom Reaktorwasserspiegel WL herrührender, variabler Wassersäulendruck auf den Differenzdruckdetektor 9 ein­ wirken, erfaßt der Differenzdruckdetektor den Unterschied zwischen diesen Wassersäulen­ drücken und gibt ein elektrisches, entsprechend der Druckdifferenz festgelegtes Signal als ein Reaktorwasserspiegelsignal S ab.

Wenn der Reaktorwasserspiegel WL hoch ist, vergrößert sich der durch den Wasserspiegel WL bedingte, variable Wassersäulendruck und die auf den Differenzdruckdetektor 9 einwirkende Druckdifferenz verringert sich. Demgegenüber nimmt bei niedrigem Reaktor­ wasserspiegel der durch den Reaktorwasserspiegel WL hervorgerufene variable Wasser­ säulendruck ab und es erhöht sich der auf den Differenzdruckdetektor 9 einwirkende Druckunterschied.

Wie vorstehend erläutert, wird die mit Differenzdruckdetektor arbeitende Wasserspiegel- Meßeinrichtung, bei der ein Kondensator-Tank benutzt wird, für unterschiedliche Wasser­ pegel-Meßgeräte in Kernkraftanlagen, Wärmekraftanlagen, chemischen Anlagen und der­ gleichen sowie als Strömungsmesser hierfür eingesetzt. Bei Einsatz als Strömungsmesser ist ein solcher Strömungsmesser als Ersatz für die variable Wassersäulenleitung im Wasserpegel-Meßgerät mit einem Kondensator-Tank und Geräterohren der Differenz­ druckdetektor-Wasserpegel-Meßeinrichtung der vorstehend erläuterten Art versehen. Jedoch bleibt das Grundprinzip, daß der Wassersäulenunterschied der Geräterohre mittels eines Differenzdruckdetektors verglichen und dann ein Differenzsignal abgeben wird, identisch.

Die herkömmliche Wasserspiegel- oder Wasserpegel-Meßeinrichtung des Siedewasser­ reaktors mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau besitzt die nachstehend erläuterten Probleme.

Da bei der herkömmlichen Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung der in dem Kern 3 des Reaktordruckgefäßes 2 erzeugte Dampf Sauerstoff und Wasserstoff enthält, die bei der Zersetzung eines Kühlmittels (Wasser) in dem Kern 3 aufgrund der radioaktiven Strahlung erzeugt werden, besteht die Möglichkeit, daß beim Kondensieren des vom dampfphasen­ seitigen Detektoranschluß 4 durch das Verbindungsrohr 6 strömenden Dampfes in dem Kondensator-Tank 7 der Sauerstoff und Wasserstoff als nicht kondensierbare Gase in einem Gasphasenbecken 11b angesammelt werden, das in dem oberen Abschnitt des Kondensator-Tanks 7 angeordnet ist.

Wie vorstehend erläutert, besteht die Möglichkeit, daß sich die Ansammlung von nicht kondensierbaren Gasen in einem Kondensator-Tank 7 beschleunigt, sich der Partialdruck der nicht kondensierbaren Gasen in dem Kondensator-Tank 7 erhöht und sich die Menge der Auflösung der nicht kondensierbaren Gase unterhalb des Referenzwasserspiegels SWL und in dem Referenzwassersäulen-Geräterohr 8 während des Prozesses, bei dem der von dem Reaktordruckgefäß 2 herströmende Dampf in dem Kondensator-Tank 7 kondensiert, erhöht, und zwar abhängig von der Anordnung und der Führung oder Gestaltung des Verbindungsrohrs 6, das zwischen den dampfphasenseitigen Detektors 4 und dem Kon­ densator 7 eingefügt ist.

Wenn der Druck in einem Reaktor rasch abfällt, wie es beispielsweise bei einem Kühl­ mittelverlustunfall (LOCA = loss of coolant accident) der Fall sein kann, und hierbei Sauerstoff und Wasserstoff im Kondensator-Tank 7 angesammelt sind, besteht die Mög­ lichkeit, daß die unterhalb des Referenzwasserspiegels SWL im Kondensator-Tank 7 und in dem Wasser in dem Referenzwasserseiten-Geräterohr 8 gelösten, nicht kondensierbaren Gase expandieren und das Wasser in dem Referenzwasserseiten-Geräterohr 8 nach oben drücken, und auch das in dem Kondensator-Tank 7 vorhandene und den Referenzwasser­ spiegel SWL bildende Wasser gedrückt bzw. bewegt und in das Reaktordruckgefäß 2 zurückgeführt wird.

Als Folge hiervon ändert sich der Referenzwasserspiegel SWL, der einen gewissen Referenzwassersäulendruck auf die Hochdruckseite des Differenzdruckdetektors 9 ausübt, abrupt und sinkt schließlich ab. Da somit hierbei der Referenzwasserspiegel SWL un­ abhängig davon absinkt, daß der Druck, der durch den flüssigphasenseitigen, in dem Kühlmittel des Reaktordruckgefäßes 2 vorgesehene Detektoranschluß gemessen wird, bei einem bestimmten Pegel bleibt, sinkt der auf den Differenzdruckdetektor 9 einwirkende Druckunterschied ab, wodurch die Möglichkeit entsteht, daß als Reaktorwasserpegel WL in dem Reaktordruckgefäß 2 ein scheinbarer Pegel gemessen wird, der höher ist als der tatsächliche Pegel.

Da die vorstehend beschriebenen Effekte zu einer Überschätzung der in dem Reaktor als Kühlmittel gehaltenen Wassermenge führen, ist es im Hinblick auf die Verbesserung der Betriebszuverlässigkeit wünschenswert, daß die Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung den Reaktorwasserpegel exakt mißt.

Die DE 30 47 324 C2 zeigt eine Wasserpegel-Meßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Wie aus den Zeichnungen dieser Druckschrift ersichtlich ist, ist das Verbindungsrohr derart stark aufwärts geneigt, daß das Innere des Kondensatortanks nicht in waagrechter Richtung gegenüber dem Behälter-Innenraum offen ist.

Ein gleichartiger Sachverhalt ergibt sich auch bei der DE 30 46 933 C2. Aus allen Figuren dieser Druckschrift ist ersichtlich, daß dort die Aufwärtsneigung des Verbindungsrohrs derart hoch ist, daß der Referenzwasserspiegel im Kondensatortank deutlich oberhalb des obersten Punktes des Innenraums am dampfphasenseitigen Druckdetektoranschluß liegt.

Damit ergeben sich bei diesen Druckschriften die vorstehend anhand der Fig. 12, 13 bereits erläuterten Probleme.

Die DE 35 41 613 A1 beschreibt eine Differenzdruckerfassungseinrichtung für den Reaktordruckbehälter eines Siedewasserreaktors, wobei in der einzigen Figur dieser Druckschrift die Gestaltung äußerst schematisch gezeigt ist. Hierbei ist das Verbindungs­ rohr zwischen dem Flansch und dem Gefäß waagerecht dargestellt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Wasserpegel-Meßeinrichtung zu schaffen, die zur Vermeidung der Ansammlung von nicht kondensierbaren Gasen in einem Kondensator-Tank und der Auflösung der Gase im kondensierten Wasser imstande ist und einen Wasserpegel zu jedem Zeitpunkt exakt messen kann.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Die Wasserpegel-Meßeinrichtung ist zum genauen Messen eines Wasserspiegels selbst bei einem abrupten Abfall des Drucks in einem Reaktordruckgefäß imstande.

Weiterhin kann die Ansammlung von nicht kondensierten Gasen in einem Kondensator- Tank und die Auflösung der Gase im kondensierten Wasser verhindert werden.

Mit der Erfindung wird ferner eine Differenzdruckerfassungseinrichtung gemäß Patent­ anspruch 9 geschaffen, bei der die Ansammlung von nicht kondensierbaren Gasen in dem Kondensator-Tank und die Auflösung der Gase in dem kondensierten Wasser unterbunden ist.

Die Differenzerfassungseinrichtung kann die Druckdifferenz selbst dann genau messen, wenn ein abrupter Druckabfall in einem Gasphasenabschnitt auf einer der Meßseiten auftritt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das Verbindungsrohr weist somit eine Aufwärtsneigung θ vom dampfphasenseitigen Detektoranschluß zum Kondensator-Tank auf, derart, daß die Beziehung 0 < tanθ < D/L erfüllt ist, wobei D einen Innendurchmesser des Verbindungsrohres und L eine axiale Länge des Verbindungsrohres bezeichnen. Demgemäß ist der unterste Abschnitt des Dampfeinlaßanschlusses (Dampfeinströmungsöffnung) des Kondensator-Tanks höher als der höchste Abschnitt der detektorseitigen Düse des Verbindungsrohres angeordnet, so daß nicht kondensierbares Gas kaum in dem Gasphasenbereich in der Kondensatorkammer angesammelt wird und folglich nicht kondensierbares Gas im wesentlichen nicht in dem kondensierten Wasser in dem Referenzwassersäulen-Rohr gelöst wird. Demzufolge kann eine Veränderung des Referenzwasserpegels im Kondensator-Tank wirksam selbst dann unterdrückt werden, wenn ein rascher Druckabfall des Gasphasendrucks in dem zu messenden Bereichs auftritt, und es kann das von der Differenzdruck-Meßeinrichtung (Druckdifferenzdetektor) erzeugte Wasserpegelsignal hinsichtlich seiner Genauigkeit verbessert sein.

Da der obere Wandabschnitt des Gasphasenbereichs der Kondensatorkammer eine Ab­ wärtsneigung ausgehend von deren Dampfeinlaßanschluß besitzt, wird nahezu kein nicht kondensierbares Gas in dem Gasphasenbereich in der Kondensatorkammer angesammelt, so daß das nicht kondensierbare Gas im wesentlichen nicht in dem kondensierten Wasser in dem Referenzwassersäulen-Geräterohr gelöst wird. Folglich kann eine Veränderung des Referenzwasserspiegels im Kondensator-Tank selbst dann wirksam unterdrückt werden, wenn ein abrupter Druckabfall des Gasphasendrucks auf der zu messenden Seite auftritt, und es kann die Genauigkeit des vom Druckdifferenzdetektor erzeugten Wasserpegelsignals verbessert werden.

Weiterhin ist die Wasserpegel-Meßeinrichtung mit der elektrischen Heizeinrichtung versehen, die als Reaktion auf den Temperaturabfall des Gasphasenabschnitts des Kon­ densator-Tanks betrieben wird, um den Sättigungsdampfdruck auf hohe Werte zu bringen. Demgemäß werden die nicht kondensierbaren Gase zwangsweise aus dem Kondensator- Tank durch Heizen des Kondensator-Tanks mittels der Heizeinrichtung ausgestoßen. Folglich ist die Ansammlung der nicht kondensierbaren Gase und deren Auflösung im kondensierten Wasser wirksam verringert, so daß eine Veränderung des Referenzwasser­ spiegels im Kondensator-Tank selbst dann wirksam unterdrückt werden kann, wenn ein abrupter Druckabfall des Gasphasendrucks auf der Meßseite auftritt, und es kann die Genauigkeit des von dem Druckdifferenzdetektor erzeugten Wasserpegelsignals verbessert werden.

Da weiterhin die elektrische Heizeinrichtung, die als Reaktion auf einen Temperaturabfall des Gasphasenbereichs des Kondensator-Tanks betrieben wird, an dem Gasphasenbereich oder dem Flüssigphasenbereich des Kondensator-Tanks vorgesehen ist und nicht kon­ densierbares Gas durch Heizen des Kondensator-Tanks mittels der Heizeinrichtung ausge­ tragen wird, können im wesentlichen die gleichen Funktionen und Wirkungen, wie sie vorstehend beschrieben wurden, erhalten werden.

Ferner wird der Gaspartialdruck im Gasphasenbereich des Kondensator-Tanks durch Austragen von nicht kondensierbarem Gas aus dem Gasphasenbereich des Kondensator- Tanks in ein Gasaufnahmegefäß über ein Verbindungsrohr als Reaktion auf den Tempera­ turabfall des Gasphasenbereichs des Kondensator-Tanks abgesenkt, wobei an dem Ver­ bindungsrohr ein Auslaßventil angebracht ist. Demgemäß können bei diesem Ausführungs­ beispiel im wesentlichen die gleichen Funktionen und Wirkungen erhalten werden.

Gemäß dem weiteren Gesichtspunkt sind Druckerfassungsanordnungen für die Hoch­ druckseite und Niederdruckseite vorgesehen, die jeweils den Kondensator-Tank enthalten, der eine Dampfeinlaßöffnung aufweist, die mit einem hochdruckseitigen Detektoranschluß über das Verbindungsrohr verbunden ist, wobei das Rohr an dem Bodenbereich des Kondensator-Tanks angeschlossen ist, der die vorstehend unter Bezugnahme auf den ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beschriebenen Merkmale und Gestaltungen besitzt. Bei diesem Gesichtspunkt besitzt jedes Verbindungsrohr eine Aufwärtsneigung θ vom Detektoranschluß zum Kondensator-Tank, wobei die Beziehung 0 < tanθ < D/L erfüllt ist, wobei D den Innendurchmesser des Verbindungsrohrs und L die axiale Länge des Verbindungsrohrs bezeichnen. Demgemäß ist der unterste Abschnitt der Dampfeinlaß­ öffnung jedes Kondensator-Tanks höher angeordnet als der höchste Abschnitt der druckde­ tektorseitigen Düse jedes Verbindungsrohres, so daß sich das nicht kondensierbare Gas kaum in dem Gasphasenbereich in der Kondensatorkammer ansammelt. Demzufolge löst sich das nicht kondensierbare Gas im wesentlichen nicht in dem kondensierten Wasser in dem Referenzwassersäulen-Rohr. Folglich kann eine Veränderung des Referenzwasser­ spiegels im Kondensator-Tank selbst dann wirksam unterdrückt werden, wenn ein abrupter Druckabfall des Gasphasendrucks auf der zu messenden Seite auftritt, und es läßt sich die Genauigkeit des von dem Druckdifferenzdetektor erzeugten Wasserpegelsignals verbessern.

Die vorstehend erläuterten Funktionen und Effekte der vorliegenden Erfindung lassen sich noch ausgeprägter erzielen, wenn die vorliegende Erfindung bei einer Kernkraftanlage, beispielsweise bei deren Hauptdampfrohr oder dergleichen, eingesetzt wird.

Das Prinzip und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgen­ den detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch deutlicher erkennbar. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht, die eine Systemanordnung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung gemäß der Erfindung veranschau­ licht,

Fig. 2 eine detaillierte Darstellung eines Abschnitts A in Fig. 1 und eines Abschnitts E in Fig. 11 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 eine Ansicht, die eine Systemanordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung gemäß vorliegender Erfindung zeigt,

Fig. 4 eine detaillierte Darstellung eines Abschnitts B in Fig. 3 und eines Abschnitts E in Fig. 11 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 eine Darstellung einer Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung, die ein drittes, viertes und fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft,

Fig. 6, 7 und 8 detaillierte, auf das dritte, vierte und fünfte Ausführungsbeispiel bezogene Darstellungen eines Abschnitts C in Fig. 5 und eines Abschnitts E in Fig. 11 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 9 eine Darstellung einer Systemanordnung eines sechsten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung,

Fig. 10 eine detaillierte Darstellung eines Abschnitts D in Fig. 9 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 11 eine erläuternde Systemanordnung einer Differenzdruckerfassungseinrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 12 eine Darstellung, die eine Systemanordnung einer herkömmlichen Reaktor­ wasserpegel-Meßeinrichtung veranschaulicht, und

Fig. 13 eine detaillierte Darstellung eines Abschnitts F in Fig. 12 in vergrößertem Maßstab.

Die Erfindung wird nachstehend in Einzelheiten unter Bezugnahme auf bevorzugte Aus­ führungsbeispiele der Differenz-Druckmeßeinrichtungen, insbesondere in Form von Wasserpegel-Meßeinrichtungen, anhand eines Reaktorwasserpegel-Meßgeräts in Ver­ bindung mit den Zeichnungen erläutert.

In den Fig. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Reaktorwasserpegel-Meßein­ richtung gezeigt, die bei einem Siedewasserreaktor (BWR) in Form eines Leichtwasser­ reaktors eingesetzt wird. Der Siedewasserreaktor enthält ein Reaktordruckgefäß 2, das in einem Reaktoraufnahmebehälter 1 angeordnet ist, und einen Kern 3, der im Reaktor­ druckgefäß 2 angeordnet und in als Kühlmittel dienendes Wasser 12 eingetaucht ist.

In dem Reaktordruckgefäß 2 ist ein dampfphasenseitiger Detektoranschluß 4 oberhalb des Kerns 3 angeordnet und ein flüssigphasenseitiger Detektoranschluß 5 in dem Kühlmittel unterhalb des Detektors 4 angebracht. Ein Düsenabschnitt des Dampfphasen-Detektoran­ schlusses 4 ist mit einem Kondensatortank 15 über ein Verbindungsrohr 14 zum Kühlen und Kondensieren des vom Reaktordruckgefäß 2 kommenden Dampfes verbunden, so daß der Dampf zu Wasser kondensiert. Das Verbindungsrohr 14 ist derart angeordnet, daß es eine sanfte Neigung besitzt, so daß eine Rückführung von in dem Kondensatortank 15 kon­ densiertem, übergelaufenem Wasser möglich ist.

Eine Kondensatorkammer 16 ist in dem Kondensatortank 15 gebildet und ein Flüssigkeits­ becken oder Flüssigkeitsvorrat 16a für kondensiertes Wasser ist am Boden der Kondensa­ torkammer 16 gebildet. Ein Referenzwassersäulen-Geräterohr 18 erstreckt sich von dem Becken 16a und ist mit der Hochdruckseite eines Differenzdruckdetektors 19 verbunden, der als Wasserpegel-Meßfühler in Druckdifferenzausführung dient. Ein in dem Kon­ densatortank 15 gebildeter Referenzwasserpegel (Referenzwasserspiegel) SWL wirkt auf die Hochdruckseite des Differenzdruckdetektors 19 über das Referenzwassersäulen-Geräte­ rohr 18 ein und dient als ein Referenzwassersäulendruck.

Ein Geräterohr 20 auf der Seite der variablen Wassersäule ist mit der Niederdruckseite des Differenzdruckdetektors 19 sowie mit dem flüssigphasenseitigen Detektoranschluß 5 des Reaktordruckgefäßes 2 verbunden. Der Reaktorwasserpegel WL in dem Reaktordruckgefäß 2 wirkt auf die Niederdruckseite des Differenzdruckdetektors 19 über das Geräterohr 20 ein, so daß der variable Wassersäulendruck des Reaktorwasserpegels WL auf der Nieder­ druckseite wirksam ist.

Der Differenzdruckdetektor 19 ist außerhalb des Reaktordruckgefäßes 2 angeordnet und es wirken jeweils auf den Differenzdruckdetektor 19 der Referenzwassersäulendruck des Referenzwasserpegels SWL, der von dem Kondensatortank 15 her einwirkt, sowie der von dem Reaktorwasserpegel WL herrührende variable Wassersäulendruck ein, wobei der Differenzdruckdetektor 19 ein Reaktorwasserpegelsignal S aufgrund der Messung einer Druckdifferenz zwischen den beiden Wassersäulendrücken erzeugt.

Wenn unterstellt wird, daß das Verbindungsrohr 14 eine axiale Länge L und einen Innen­ durchmesser D besitzt und das Verbindungsrohr eine Neigung θ vom dampfphasenseitigen Detektoranschluß 4 in Richtung zum Kondensatortank 15 besitzt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist in Übereinstimmung mit der Erfindung die Beziehung 0 < tanθ < D/L erfüllt. Demge­ mäß ist die Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung derart angeordnet, daß der obere Ober­ flächenpegel des Gasphasenbereichs in der Kondensatorkammer 16 des Kondensatortanks 15 im wesentlichen auf denselben Pegel festgelegt ist wie derjenige der Oberseite des Ver­ bindungsrohrs 14, und es bildet sich kein Gasphasenbecken in dem Kondensatortank 15. Es ist für Sauerstoff und Wasserstoff als inaktive Gase schwierig, in dem Kondensatortank 15 zu verbleiben, da der Kondensatortank 15 mit dem dampfphasenseitigen Detekto­ ranschluß 4 des Reaktordruckgefäßes 2 über das Verbindungsrohr 14 verbunden ist, das eine sehr sanfte Neigung besitzt, wobei die Neigung θ größer ist als Null und kleiner ist als D/L, so daß übergelaufenes Wasser in das Reaktordruckgefäß 2 zurückkehren kann.

Da in der Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung kein Gasphasenbecken in dem Kondensator­ tank 15 gebildet ist, und sich nicht kondensierbare Gase schwierig in dem kondensierten Wasser (Referenzwasser) lösen, das in dem Kondensatortank 15 und in dem Referenz­ wassersäulen-Geräterohr 18 enthalten ist, wird selbst bei einem raschen Abfall des Drucks in dem Reaktordruckgefäß 2 eine kleinere Menge an nicht kondensierbaren, in dem Referenzwassersäulen-Geräterohr 18 gelösten Gasen freigesetzt, so daß die durch den Ausstoß bzw. die Freisetzung der nicht kondensierbaren Gase hervorgerufene Veränderung des Referenzwasserpegels SWL unterdrückt ist.

Als Folge hiervon kann die Erscheinung, daß der Referenzwasserpegel SWL, der einen gewissen Referenzwassersäulendruck auf die Hochdruckseite des Differenzdruckdetektors 19 ausübt, variiert und schließlich absinkt, wirksam verhindert werden. Demgemäß wird zuverlässig verhindert, daß der Referenzwasserpegel SWL absinkt und der auf den Diffe­ renzdruckdetektor 19 ausgeübte Differenzdruck abfällt, wobei als Reaktorwasserpegel WL im Reaktordruckgefäß 2 ein scheinbarer Pegel gemessen würde, der höher ist als der aktuelle Pegel, und die in dem Reaktor gehaltene Wassermenge demzufolge unabhängig davon, daß sich der Reaktorwasserpegel WL in dem Reaktordruckgefäß 2 nicht verändert und bei einem bestimmten Pegel gehalten wird, überschätzt würde. Demzufolge kann der Reaktorwasserpegel genau gemessen werden.

Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Reaktorwasser­ pegel-Meßeinrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 erläutert. Bei der Beschrei­ bung der Meßeinrichtung werden die gleichen Bezugszeichen, wie sie bei der Reaktor­ wasserpegel-Meßeinrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 benutzt wurden, eingesetzt, um gleiche Teile und Elemente zu bezeichnen, wobei deren nochmalige Beschreibung entfällt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt, wie in Fig. 4 gezeigt ist, die Kondensatorkammer 16 des Kondensatortanks 15 eine obere Innenwand (Innendecke), die sich von der Dampf­ einlaßseite nach unten neigt, so daß das Gasphasenbecken in dem Kondensatortank 15 nicht in einfacher Weise gebildet werden kann und es demzufolge unwahrscheinlich ist, daß nicht kondensierbare Gase wie etwa Sauerstoff und Wasserstoffgase in der Kondensator­ kammer 16 gespeichert werden. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Ver­ bindungsrohr 14 mit einer solchen Neigung θ angeordnet, daß die Beziehung 0 < tanθ < D/L erfüllt ist. Demzufolge ist die Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung derart angeordnet, daß das Oberseitenniveau des Gasphasenbereichs in der Kondensatorkammer 16 des Kondensatortanks 15 im wesentlichen auf dasselbe Niveau wie dasjenige der Oberseite des Verbindungsrohrs 14 gelegt ist, und sich kein Gasphasenbecken in dem Kondensatortank 15 bildet. Für Sauerstoff und Wasserstoff ist es als inaktive Gase schwierig, in dem Kondensatortank 15 zu verbleiben, da der Kondensatortank 15 mit dem dampfphasenseiti­ gen Detektoranschluß 4 des Reaktordruckgefäßes 2 über das Verbindungsrohr 14 ver­ bunden ist, dessen Neigung B größer als Null und kleiner als D/L ist, so daß übergelaufe­ nes Wasser in das Reaktordruckgefäß 2 zurückkehren kann.

Da auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung kein in dem Kondensatortank 15 gebildetes Gasphasenbecken besitzt und sich nicht kondensierbare Gase extrem schwierig in dem kondensierten Wasser (Referenzwasser), das in dem Kon­ densatortank 15 und in dem Referenzwassersäulen-Geräterohr 18 enthalten ist, lösen können, wird selbst dann, wenn der Druck in dem Reaktordruckgefäß 2 abrupt abfällt, eine kleinere bzw. nahezu keine Menge von nicht kondensierbaren, in dem Referenz­ wassersäulen-Geräterohr 18 gelösten Gasen freigesetzt, so daß eine durch die Freisetzung der nicht kondensierbaren Gase hervorgerufene Veränderung des Referenzwasserpegels SWL unterdrückt werden kann.

Als Ergebnis kann die Erscheinung, daß der Referenzwasserpegel SWL, der einen gewis­ sen Referenzwassersäulendruck auf die Hochdruckseite des Differenzdruckdetektors 15 ausübt, variiert und schließlich absinkt, wirksam verhindert werden. Demzufolge läßt sich zuverlässig vermeiden, daß der Referenzwasserpegel SWL absinkt und der auf den Differenzdruckdetektor 19 ausgeübte Differenzdruck absinkt und somit als Reaktorwasser­ pegel WL in dem Reaktordruckgefäß 2 ein scheinbarer Pegel gemessen wird, der höher ist als der aktuelle Pegel, sowie die in dem Reaktor gehaltene Wassermenge überschätzt wird, obwohl sich der Reaktorwasserpegel WL in dem Reaktordruckgefäß 2 nicht verändert hat und bei einem bestimmten Pegel gehalten wird. Demzufolge kann der Reaktorwasserpegel genau gemessen werden.

Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasserpegel-Meß­ einrichtung. Hierbei sind Abschnitte und Elemente, die den in Fig. 1 oder 3 gezeigten entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und es entfällt eine Wiederholung von deren Beschreibung.

Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ist die Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung mit einem Thermometer 23 zum Messen der Temperatur eines Gasphasenbereichs, der ein oberer Abschnitt der Kondensatorkammer 16 des Kondensatortanks 15 ist, einer Tempera­ tursteuereinrichtung 24 zur Erfassung eines vorbestimmten Temperaturabfalls der erfassten Temperatur, und einer Bandheizeinrichtung 25 versehen, die als elektrische Heizvor­ richtung ausgelegt ist und der elektrische Leistung von einer Spannungsquelle 27 über die Temperatursteuereinrichtung 24 zugeführt wird. Das Thermometer und/oder die Bandheiz­ einrichtung sind in dem Gasphasenbereich angeordnet.

Wenn ein Temperaturabfall einer vorbestimmten Größe in dem Gasphasenbereich des Kondensators mittels des Thermometers 23 durch die Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung erfaßt wird, wird die Spannungsquelle 26 durch die Temperatursteuereinrichtung 24 eingeschaltet und der Gasphasenbereich des Kondensatortanks 15 von dessen Außenseite durch die Bandheizeinrichtung 25 geheizt, um den Partialdruck des Dampfes in dem Gasphasenbereich des Kondensatortanks auf den gleichen Wert wie der Druck in dem Reaktordruckgefäß 2 zu bringen, so daß nicht kondensierbare Gase expandiert und zwangs­ weise und zuverlässig aus dem Kondensatortank 15 ausgetragen und in das Reaktordruck­ gefäß 2 eingebracht werden. Wenn danach eine Solltemperatur erreicht wird, wird das Heizen beendet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsrohr 14 gleichfalls mit einer derartigen Neigung θ angeordnet, daß die Beziehung 0 < tanθ < D/L erfüllt ist. Demgemäß ist die Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung derart ausgelegt, daß die obere Oberflächenebene (Oberseitenniveau) des Gasphasenbereichs in der Kondensatorkammer 16 des Kondesator­ tanks 15 im wesentlichen auf das gleiche Niveau wie die Oberseite des Verbindungsrohrs 14 gebracht ist, und sich kein Gasphasenbecken in dem Kondensatortank 15 bildet. Es ist für Sauerstoff und Wasserstoff als inaktive Gase schwierig, in dem Kondensatortank 15 zu verbleiben, da der Kondensatortank 15 mit dem dampfphasenseitigen Detektoranschluß 4 des Reaktordruckgefäßes 2 über das Verbindungsrohr 14 verbunden ist, dessen Neigung θ größer ist als Null und kleiner ist als D/L, so daß übergelaufenes Wasser in das Reaktor­ druckgefäß 2 zurückkehren kann. Folglich werden im wesentlichen dieselben Funktionen und Wirkungen wie bei dem ersten, vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erhalten.

Fig. 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Wasserpegel-Meßeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind Abschnitte und Elemente, die den in Fig. 1 oder 3 gezeigten entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und es entfällt deren nochmalige Beschreibung.

Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel ist die Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung weiterhin mit einem Thermometer 23 zum Messen der Temperatur des Gasphasenbereichs der Kondensatorkammer 16 des Kondensatortanks 15 versehen, das an dem Gasphasenbe­ reich angeordnet ist, und enthält ferner eine Temperatursteuereinrichtung 24 zur Erfassung eines durch den Thermometer 23 detektierten vorbestimmten Temperaturabfalls sowie eine Bandheizeinrichtung 25, der elektrische Leistung von einer Spannungsquelle 26 entspre­ chend dem Betrieb der Temperatursteuereinrichtung 24 zugeführt wird. Die Bandheiz­ einrichtung 25 ist an dem den Flüssigphasenbereich entsprechendem Abschnitt um den Außenumfang des Kondensatortanks herum angeordnet und um diesen Abschnitt her­ umgewickelt.

Gemäß dieser Anordnung wird dann, wenn die Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung eine Temperaturveränderung in dem Gasphasenbereich des Kondensators erfaßt, der Flüssigpha­ senbereich des Kondensatortanks 15 von dessen Außenfläche her durch die eine elektrische Heizung darstellende Bandheizeinrichtung 25 geheizt, um den Partialdruck des Dampfes in dem Gasphasenbereich des Kondensatortanks auf den gleichen Wert wie der Druck in dem Reaktordruckgefäß 2 zu bringen, so daß nicht kondensierbare Gase zwangsweise aus dem Kondensatortank 15 ausgetragen werden. Wenn danach eine Solltemperatur erreicht wird, wird das Heizen beendet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsrohr 14 gleichfalls mit einer solchen Neigung θ angeordnet, daß die Beziehung 0 < tanθ < D/L erfüllt ist. Demgemäß ist die Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung derart ausgelegt, daß der obere Oberflächenpegel des Gasphasenbereichs in der Kondensatorkammer 16 des Kondesatortanks 15 auf im wesentli­ chen dasselbe Niveau wie die Oberseite des Verbindungsrohrs 14 gelegt ist, und kein Gasphasenbecken in dem Kondensatortank 15 gebildet wird. Für Sauerstoff und Wasser­ stoff ist es als inaktive Gase schwierig, in dem Kondensatortank 15 zu bleiben, da der Kondensatortank 15 mit dem dampfphasenseitigen Detektoranschluß 4 des Reaktordruckge­ fäßes 2 über das Verbindungsrohr 14 verbunden ist, dessen Neigung θ größer als Null und kleiner als D/L ist, so daß übergelaufenes Wasser in das Reaktordruckgefäß 2 zurückkeh­ ren kann. Folglich lassen sich im wesentlichen die gleichen Funktionen und Wirkungen wie bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel erhalten.

Da bei diesem vierten Ausführungsbeispiel die Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung derart ausgelegt ist, daß sich die nicht kondensierbaren Gase nur schwierig in dem Kondensator­ tank 15 ansammeln können, wird nur eine sehr kleine Menge der nicht kondensierbaren Gase in dem Referenzwassersäulen-Geräterohr 18 gelöst, und es ist ähnlich wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung die Entstehung einer Veränderung des Referenzwasserpegels SWL in dem Kondensatortank 15 bei einem Druckabfall schwierig, so daß der Reaktorwasserpegel WL mit hoher Genau­ igkeit gemessen werden kann.

Fig. 8 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasserpegel-Meß­ einrichtung. Hierbei sind Abschnitte oder Elemente, die denjenigen in Fig. 1 oder 3 gezeigten entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und es entfällt deren detaillierte nochmalige Beschreibung.

Die Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung gemäß diesem fünften Ausführungsbeispiel ist mit einem Thermometer 23, das auf der Gasphasenseite oberhalb der Kondensatorkammer 16 des Kondensatortanks 15 zum Messen der Temperatur des Gasphasenbereichs angeordnet ist, einer Temperatursteuereinrichtung 24 zur Erfassung eines durch den Thermometer 23 detektierten Temperaturabfalls und einem elektrischen Lüfter 28 versehen, der durch die Steuereinrichtung 24 gemäß einer Stromführungssteuerung bzw. Stromsteuerung zum Kühlen der Außenfläche des Kondensatortanks 15 betrieben wird. Bei dieser Anordnung wird eine Temperaturveränderung in dem Gasphasenbereich des Kondensatortanks 15 erfaßt und der Lüfter 28 derart betrieben, daß der Dampfkomponentendruck des Gaspha­ senbereichs des Kondensatortanks sich dem Druck in dem Reaktordruckgefäß annähert. Entsprechend diesem Blasbetrieb vergrößert sich die Kondensationsrate des Kondensator­ tanks bzw. im Kondensatortank 15 und es erhöht sich auch die Einströmungsrate des Dampfes, wodurch die nicht kondensierbaren Gase aus dem Kondensatortank 15 ausgesto­ ßen werden. Wenn die Solltemperatur erreicht ist, wird der Betrieb des Lüfters 28 been­ det.

Da bei diesem fünften Ausführungsbeispiel die Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung derart ausgelegt ist, daß es für nicht kondensierbare Gase schwierig ist, sich in dem Kondensator­ tank 15 anzusammeln, wird lediglich eine sehr kleine Menge nicht kondensierbarer Gase in dem Referenzwassersäulen-Meßrohr bzw. Geräterohr 18 gelöst, und es ist ähnlich wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Reaktorwasserpegel-Meß­ einrichtung die Entstehung einer Veränderung des Referenzwasserpegels SWL in dem Kondensatortank 15 aufgrund eines Druckabfall schwierig, so daß der Reaktorwasserpegel WL mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann.

Die Fig. 9 und 10 zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasser­ pegel-Meßeinrichtung. Die gleichen Bezugszeichen, die bei der Meßeinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel benutzt wurden, werden zur Bezeichnung gleicher Teile und Abschnitte dieses Ausführungsbeispiels der Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung verwendet und es entfällt deren nochmalige Beschreibung.

Bei diesem sechsten Ausführungsbeispiel der Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung ist ein Gasentweichungsgefäß oder ein Gasaufnahmebehälter 31 vorgesehen, das bzw. der mit dem an oder in der Kondensatorkammer 16 des Kondensatortanks 15 gebildeten Gaspha­ senbereich mittels eines Verbindungsrohrs 30 verbunden ist, wobei ein Ventil 32 wie etwa ein elektromagnetisches Ventil (Magnetventil) oder dergleichen in dem Verbindungsrohr 30 vorgesehen ist. Die Gasmenge in dem Gasaufnahmebehälter 31 wird mit Hilfe eines weiteren Ventils 32a eingestellt.

Andererseits enthält der Kondensator 15 ein Thermometer zum Messen der Temperatur des Gasphasenbereichs, eine Temperatursteuereinrichtung 24 zur Überwachen der durch das Thermometer 23 erfaßten Temperatur und zum Erzeugen eines Temperaturabfallsignals, wenn die erfaßte Temperatur um einen vorbestimmten Wert absinkt, sowie eine Span­ nungsquelle 26 für das Öffnen/Schließen des Ventils, die zum Zuführen einer durch den Betrieb der Temperatursteuereinrichtung 24 gesteuerten elektrischen Leistung dient. Die Spannungsquelle 26 und die Temperatursteuereinrichtung 24 bilden ein Betätigungsglied zum Öffnen/Schließen des Gasauslaßventils 32.

Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel der Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung wird die Temperaturveränderung in dem Gasphasenbereich des Kondensatortanks erfaßt und es werden nicht kondensierbare Gase aus dem Kondensatortank 15 in den Gasaufnahmebehäl­ ter 31 ausgegeben, der im oberen Abschnitt des Kondensatortanks angeordnet ist, um den Partialdruck des Dampfes im Gasphasenbereich des Kondensatortanks auf den gleichen Wert zu bringen wie der Druck in dem Reaktordruckgefäß 2. Da der Partialdruck der nicht kondensierbaren Gase in dem Gasphasenbereich des Kondensatortanks 15 abgesenkt ist, ist demzufolge die Lösung der nicht kondensierbaren Gase in dem Referenzwassersäulen- Geräterohr 18 auf einen niedrigen Wert verringert und es tritt eine Veränderung des Referenzwasserpegels in dem Kondensatortank 15 aufgrund eines Druckabfalls kaum auf, so daß der Reaktorwasserpegel mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann.

Da die Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtungen gemäß den vorstehend erläuterten Aus­ führungsbeispielen den Reaktorwasserpegel nicht nur dann, wenn der Reaktor normal arbeitet, sondern auch dann genau messen können, wenn der Druck in dem Reaktor einer Siedewasserreaktor-Anlage abrupt abfällt, ist es möglich, die Sicherheit und Zuverlässig­ keit des Betriebs der Anlage zu verbessern.

Fig. 11 zeigt ein Differenzdruckmeßgerät gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel ist vorzugsweise bei einer Venturi-Rohr-Anordnung wie etwa einer bei einem Reaktordruckgefäß vorgesehenen Hauptdampfleitung einsetzbar, in der ein nicht kondensierbares Gas enthaltender Dampf strömt, und es wird ein Druck­ unterschied zwischen der Hochdruckseite und Niederdruckseite der Dampfleitung (Dampf­ rohr) gemessen.

In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 33 ein Venturi-Rohr mit einem Drosselabschnitt 33a. Gemäß der dargestellten Anordnung enthält ein Druckdifferenz-Meßgerät eine hoch­ druckseitige Anordnung 100, die mit einem hochdruckseitigen Abschnitt des Venturi-Rohrs 33 verbunden ist, eine niederdruckseitige Anordnung 200, die mit einem niederdruckseiti­ gen Abschnitt, d. h. einem Drosselabschnitt 33a des Venturi-Rohrs 33 verbunden ist, und einen Differenzdruckdetektor 19. Die hochdruckseitige Anordnung 100 enthält einen hochdruckseitigen Detektor 135, der an der Hochdruckseite des Venturi-Rohrs 33 ange­ bracht ist, einen Kondensatortank 115 mit einer Kondensatorkammer 116, ein Verbin­ dungsrohr 114, das den hochdruckseitigen Detektor 135 und den Kondensatortank 115 verbindet, sowie ein Referenzwassersäulen-Geräterohr bzw. -Meßrohr 137, das mit dem Differenzdruckdetektor 19 verbunden ist. Auf der anderen Seite enthält die niederdrucksei­ tige Anordnung 200 einen niederdruckseitigen Detektor 235, der an der Niederdruckseite des Venturi-Rohrs 33 angebracht ist, einen Kondensatortank 215 mit einer Kondensator­ kammer 216, ein Verbindungsrohr 214, das den niederdruckseitigen Detektor 235 und den Kondensatortank 216 verbindet, und ein Referenzwassersäulen-Geräterohr 237, das mit dem Differenzdruckdetektor 19 verbunden ist.

Bei der Ausgestaltung des Differenzdruck-Erfassungsgeräts gemäß diesem Ausführungsbei­ spiel sind die Gestaltungsmerkmale, die vorstehend unter Bezugnahme auf das erste bis sechste Ausführungsbeispiel erläutert wurden, insbesondere bei den Verbindungsrohren 114 und 214 und den Kondensatortanks 115 und 215 eingesetzt.

Auch wenn detaillierte Zeichnungen, die die bevorzugten Ausführungsformen des Aus­ führungsbeispiels gemäß Fig. 11 zeigen, nicht beigefügt sind, entsprechen die grundlegen­ den Ausgestaltungen der nachstehenden Beschreibung.

Bei einer Ausführungsform, bei der das erste Ausführungsbeispiel eingesetzt wird, besitzt die Differenzdruck-Meßeinrichtung gemäß Fig. 11 somit einen Aufbau, bei dem, wie in Fig. 2 gezeigt ist, das Verbindungsrohr 114 (214) eine axiale Länge L und einen Innen­ durchmesser D besitzt und das Verbindungsrohr eine Neigung θ am hochdruckseitigen (niederdruckseitigen) Detektor 135 (235) in Richtung zum Kondensatortank 115 (215) besitzt, wobei die Beziehung 0 < tanθ < D/L erfüllt ist. Demgemäß besitzt die Differenz­ druck-Meßeinrichtung eine solche Ausgestaltung, daß das Niveau der oberen Oberfläche des Gasphasenbereichs in der Kondensatorkammer 116 (216) des Kondensatortanks 115 (215) im wesentlichen auf das gleiche Niveau wie die obere Oberfläche des Verbindungs­ rohres 114 (214) gelegt ist und sich kein Gasphasenbecken in dem Kondensatortank 115 (215) bildet. Für inaktive Gase wie Sauerstoff und Wasserstoff ist es schwierig, in dem Kondensatortank 115 (215) zu verbleiben, da der Kondensatortank 115 (215) mit dem hochdruckseitigen (niederdruckseitigen) Detektoranschluß 135 (235) des Venturi-Rohrs 33 (33a) mittels des Verbindungsrohrs 114 (214) verbunden ist, das eine sehr sanfte Neigung hat, wobei der Neigungswinkel θ größer als 0 und kleiner als D/L ist.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel der Druckdifferenz-Detektoreinrichtung kein Gaspha­ senbecken in dem Kondensator 115 (215) gebildet ist und sich nicht kondensierbare Gase nur schwierig in dem kondensierten Wasser (Referenzwasser), das in dem Kondensatortank 115 (215) enthalten ist, lösen können, wird selbst bei einem raschen Druckabfall auf der zu messenden Gasphasenseite eine verringerte Menge von in dem Referenzwassersäulen- Geräterohr gelösten, nicht kondensierbaren Gasen freigesetzt, so daß eine Veränderung des Referenzwasserpegels aufgrund der Freisetzung von nicht kondensierbaren Gasen unter­ drückt ist.

Demgemäß kann zuverlässig verhindert werden, daß der Referenzwasserspiegel absinkt und der auf den Druckdifferenzdetektor 19 ausgeübte Differenzdruck abfällt, so daß ein vom Druckdifferenzdetektor 19 erzeugtes Differenzdrucksignal genau gemessen werden kann.

Bei anderen die Ausgestaltung gemäß Fig. 11 betreffenden Ausführungsbeispielen ist zusätzlich zu den vorstehend angegebenen Gestaltungsmerkmalen, die die vorstehend erwähnte Beziehung 0 < tanθ < D/L erfüllen, die obere Wand des Kondensatortanks 115 (215) so geformt, daß sie nach unten geneigt ist, und zwar gemäß der Darstellung in Fig. 2 nach rechts. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Lösung der nicht kondensierbaren Gase in der Kondensatorkammer 116 (216) noch weiter verringert werden und auch eine geringere Veränderung des Referenzwasserspiegels hervorgerufen werden, wodurch gleichfalls ein exaktes Differenzdrucksignal erhalten wird.

Eine Heizeinrichtung ist gleichfalls bei der Gestaltung gemäß Fig. 11 vorhanden, wie in Fig. 6 oder 7 gezeigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Lösung der nicht kondensierbaren Gase in der Kondensatorkammer 116 (216) weniger stark oder weiter verringert und es wird eine geringere Veränderung des Referenzwasserspiegels 11 bei einem Abfall des zu messenden Drucks auf der Gasphasenseite hervorgerufen, wodurch ebenfalls ein genaues Differenzdrucksignal erhalten wird.

Es ist ebenfalls eine Lüftereinrichtung bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 11 vorhanden, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform kann die Lösung der nicht kondensierbaren Gase in der Kondensatorkammer 116 (216) weiter verringert und eine geringere Veränderung des Referenzwasserspiegels bei einem Abfall des zu messenden Drucks der Gasphasenseite hervorgerufen werden, wodurch gleichfalls ein exaktes Diffe­ renzdrucksignal erhalten wird.

Es wird auch die Gasauslaßeinrichtung, die in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 11 eingesetzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel lassen sich im wesentlichen die identischen Funktionen und Wirkungen, die vorstehend beschrieben wurden, erhalten.

Bei den vorstehend erläuterten Ausgestaltungen der weiteren Ausführungsbeispiele können die weiteren Elemente oder Einheiten wie etwa die Steuereinrichtung 24, die Spannungs­ quelle 26 und dergleichen bei den jeweiligen Ausführungsbeispielen selektiv eingesetzt werden, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 bis 10 erläutert wurde. Auch wenn vorstehend angegeben ist, daß die hoch­ druckseitigen und niederdruckseitigen Anordnungen 100 und 200 im wesentlichen die gleiche Gestaltung haben, können sich diese Gestaltungen auch in ihrer Kombination unterscheiden, mit Ausnahme des gemeinsamen Merkmals, daß die Gleichung 0 < tanθ < D/L erfüllt ist. Dies bedeutet, daß z. B. bei einer anderen Ausführungsform die Heizeinrichtung gemäß Fig. 6 bei der hochdruckseitigen Anordnung 100 und die Heiz­ einrichtung gemäß Fig. 7 bei der niederdruckseitigen Anordnung 200 eingesetzt werden kann. Derartige und andere Kombinationen der vorstehenden Ausführungsbeispiele liegen im Schutzumfang der Patentansprüche.

Da, wie vorstehend erläutert, bei der Differenzdruck-Detektoreinrichtung, die vorzugs­ weise durch eine erfindungsgemäße Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung repräsentiert ist, das Oberseitenniveau des Gasphasenbereichs des Kondensatortanks im wesentlichen auf das gleiche Niveau wie die Oberseite des Verbindungsrohrs von der Dampfleitung eingestellt ist und kein Gasphasenbecken in dem Kondensatortank gebildet ist, kann die Ansammlung von nicht kondensierbaren Gasen in dem Kondensatortank wirksam verhindert und die Lösung der nicht kondensierbaren Gase in dem kondensierten Wasser und in der Referenz­ wassersäulen-Geräteleitung bzw. -Meßleitung verringert werden. Eine Veränderung des Referenzwasserpegels in dem Kondensatortank läßt sich dann unterdrücken, wenn der Druck auf der zu messenden Gasphasenseite abrupt abfällt, und es läßt sich vom Druckdif­ ferenz-Detektor ein Wasserpegelsignal mit verbessertem Leistungsvermögen erhalten. Demzufolge läßt sich die Differenzdruck-Detektoreinrichtung, die typischerweise durch die Wasserpegel-Meßeinrichtung repräsentiert und mit der verbesserten Kondensatortank- Einheit versehen ist, mit verbessertem Leistungsverhalten unter Einsatz des die nicht kon­ densierbaren Gase enthaltenden Dampfes wie etwa in einem Reaktordruckgefäß eines Siedewasserreaktors oder eines PWR (PWR = Druckwasserreaktor) sowohl im Fall des normalen Betriebs als auch bei einem abrupten Abfall des zu messenden Drucks der Gasphasenseite erhalten. Folglich kann die Druckdifferenz effektiv und exakt erfaßt werden, wodurch die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Betriebsverhaltens verbessert ist.

Claims (16)

1. Wasserpegel-Meßeinrichtung mit einem Kondensatortank (15), der eine Dampfeinlaßöffnung besitzt, die über ein Verbindungsrohr (14) mit einem dampfphasenseitigen Detektoranschluß (4) verbunden ist, einem Referenzwassersäulen- Rohr (18), das mit einem Bodenbereich des Kondensatortanks (15) verbunden ist, einem Rohr (20) mit einer variablen Wassersäule, das mit einem flüssigphasen­ seitigen Detektoranschluß (5) verbunden ist, und einem Druckdifferenzdetektor (19), der mit beiden Rohren (18, 20) verbunden ist und zum Erfassen eines Druckunterschieds zwischen dem Druck der Referenzwassersäule und dem Druck der variablen Wassersäule dient, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr (14) eine derartige Aufwärtsneigung θ vom dampfphasen­ seitigen Detektoranschluß (4) zum Kondensatortank (15) besitzt, daß die Beziehung 0 < tanθ < D/L erfüllt ist, wobei D einen Innendurchmesser des Verbindungsrohrs (14) und L die axiale Länge des Verbindungsrohrs bezeichnen.

2. Wasserpegel-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kondensatortank (15) mit einer inneren Kondensatorkammer (16) versehen ist, die einen Flüssigphasenbereich und einen Gasphasenbereich oberhalb des Flüssigpha­ senbereichs besitzt, wobei die obere Wand der Kondensatorkammer (16) des Gasphasenbe­ reichs von der Dampfeinlaßöffnung nach unten geneigt ist.

3. Wasserpegel-Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch ein Thermometer (23) zum Messen einer Temperatur des Gasphasenbereichs im Kondensatortank (15), eine Temperatursteuereinrichtung (24) zum Überwachen der durch das Thermometer (23) erfaßten Temperatur und zum Erzeugen eines Temperaturabfall­ signals, wenn die Temperatur des Gasphasenbereichs um einen vorbestimmten Tempe­ raturwert abfällt, und eine Heizeinrichtung (25/27), die als Reaktion auf das Temperatur­ abfallsignal betrieben wird und dabei die Kondensatorkammer (15) heizt.

4. Wasserpegel-Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Heizeinrichtung (25) eine elektrische Heizeinrichtung ist, die derart an­ geordnet ist, daß sie den Gasphasenbereich der Kondensatorkammer (16) heizt.

5. Wasserpegel-Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Heizeinrichtung (27) eine elektrische Heizeinrichtung ist, die derart an­ geordnet ist, daß sie den Flüssigphasenbereich der Kondensatorkammer (16) heizt.

6. Wasserpegel-Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich­ net durch ein Thermometer (23) zum Messen der Temperatur des Gasphasenbereichs im Kondensatortank (15), eine Temperatursteuereinrichtung (24) zum Überwachen der durch das Thermometer erfaßten Temperatur und zum Abgeben eines Temperaturabfallsignals, wenn die Temperatur des Gasphasenbereichs um einen vorbestimmten Temperaturwert absinkt, und eine Lüftereinrichtung (28), die als Reaktion auf das Temperaturabfallsignal derart betrieben wird, daß sie Luft auf die Kondensatorkammer (15) bläst, um das Kon­ densationsverhältnis in dem Kondensatortank (15) und dessen Dampfeinströmungswir­ kungsgrad zu vergrößern.

7. Wasserpegel-Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch ein Thermometer (23) zum Messen einer Temperatur des Gasphasenbereichs im Kondensatortank (15), eine Temperatursteuereinrichtung (24) zum Überwachen der durch das Thermometer erfaßten Temperatur und zum Erzeugen eines Temperaturabfallsignals, wenn die Temperatur des Gasphasenbereichs um einen vorbestimmten Temperaturwert absinkt, ein Gasauslaßgefäß (31), das mit dem Gasphasenbereich des Kondensatortanks über ein Verbindungsrohr (30) verbunden ist, und eine Ventileinrichtung (32), die an dem Verbindungsrohr angebracht ist und als Reaktion auf das Temperaturabfallsignal arbeitet.

8. Wasserpegel-Meßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß sie eine Reaktorwasserpegel-Meßeinrichtung zum Messen eines Wasserpegels in einem Reaktordruckgefäß (2) ist und daß der dampfphasenseitige Detektoranschluß (4) an einem Dampfphasenbereich des Reaktordruckgefäßes (2) montiert und der flüssigphasensei­ tige Detektoranschluß (5) an einem Kühlmittelbereich des Reaktordruckbereiches (2) ange­ bracht ist.

9. Differenzdruckerfassungseinrichtung mit einem ersten Kondensatortank (15) mit einer Dampfeinlaßöffnung, die mit einem hochdruckseitigen Detektoranschluß (135) über ein erstes Verbindungsrohr (114) verbunden ist, einem ersten Rohr (137), das mit einem Bodenbereich des ersten Kondensatortanks (115) verbunden ist, einem zweiten Kondensatortank (215) mit einer Dampfeinlaßöffnung, die mit einem niederdruckseitigen Detektoranschluß (235) über ein zweites Verbindungsrohr (214) verbunden ist, einem zweiten Rohr (237), das mit einem Bodenbe­ reich des zweiten Kondensatortanks (215) verbunden ist, und einem Differenzdruckdetektor (19) zum Erfassen einer Druckdifferenz zwischen den Wassersäulen in dem ersten und dem zweiten Rohr (137, 237), dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Verbindungsrohr (114, 214) jeweilige Aufwärts­ neigungen von dem zugehörigen Detektoranschluß zu dem ersten bzw. zweiten Kondensator­ tank derart aufweisen, daß eine Beziehung 0 < tanθ < D/L erfüllt ist, wobei D einen Innendurchmesser jedes Verbindungsrohrs (114, 214) und L eine axiale Länge jedes Verbindungsrohrs bezeichnen.

10. Differenzdruckerfassungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sowohl der erste als auch der zweite Kondensatortank (115, 215) jeweils mit einer inneren Kondensatorkammer (116, 216) versehen sind, die einen Flüssigphasenbereich und einen Gasphasenbereich oberhalb des Flüssigphasenbereichs besitzt, wobei eine oberseitige Wand der Kondensatorkammer des Gasphasenbereichs ausgehend von der Dampfeinlaßöffnung nach unten geneigt verläuft.

11. Differenzdruckerfassungseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, ge­ kennzeichnet durch ein erstes und ein zweites Thermometer zum Messen der Temperaturen der Gasphasenbereiche in dem ersten bzw. zweiten Kondensatortank, einer ersten und einer zweiten Temperatursteuereinrichtung zum Überwachen der durch die Thermometer erfaß­ ten Temperaturen und zum Erzeugen von Temperaturabfallsignalen, wenn die Tempera­ turen der Gasphasenbereiche um einen vorbestimmten Temperaturwert absinken, und einer ersten und einer zweiten Heizeinrichtung, die als Reaktion auf die Temperaturabfallsignale arbeiten und dabei die Kondensatorkammern aufheizen.

12. Differenzdruckerfassungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Heizeinrichtung als elektrischer Heizer ausgebildet ist, der derart angeord­ net ist, daß er den Gasphasenbereich der Kondensatorkammer heizt.

13. Differenzdruckerfassungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Heizeinrichtung ein elektrischer Heizer ist, der derart angeordnet ist, daß er den Flüssigphasenbereich der Kondensatorkammer heizt.

14. Differenzdruckerfassungseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, ge­ kennzeichnet durch ein erstes und ein zweites Thermometer zum Messen der Temperaturen der Gasphasenbereiche in dem ersten bzw. dem zweiten Kondensatortank, eine erste und eine zweite Temperatursteuereinrichtung zum Überwachen der durch das erste und das zweite Thermometer erfaßten Temperaturen und zum Erzeugen von Temperaturabfallsignalen, wenn die Temperaturen der Gasphasenbereiche um einen vorbestimmten Temperaturwert absinken, und einer ersten und einer zweiten Lüftereinrichtung, die als Reaktion auf die Temperaturabfallsignale arbeiten und dabei eine Luftströmung auf die erste bzw. die zweite Kondensatorkammer derart richten, daß die Kondensationsverhältnisse in den Kondensatortanks und deren Dampfeinströmungswirkungsgrad verbessert sind.

15. Differenzdruckerfassungseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, ge­ kennzeichnet durch ein erstes und ein zweites Thermometer zum Messen von Temperaturen der Gasphasenbereiche in dem ersten und zweiten Kondensatortank, eine erste und eine zweite Temperatursteuereinrichtung zum Überwachen der durch das erste und zweite Thermo­ meter erfaßten Temperaturen und zum Erzeugen von Temperaturabfallsignalen, wenn die Temperaturen der Gasphasenbereiche um einen vorbestimmten Temperaturwert absinken, erste und zweite Gasauslaßgefäße, die mit den Gasphasenabschnitten der Kondensatortanks über Verbindungsrohre verbunden sind, und Ventileinrichtungen, die an den Verbindungs­ rohren angebracht sind und in Abhängigkeit von den Temperaturabfallsignalen arbeiten.

16. Differenzdruckerfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Druck in einer Hauptdampfleitung (33) erfaßt, die sich von einer Dampf phasenseite eines Reaktordruckgefäßes erstreckt und als Venturi-Rohr ausgebildet ist, das einen Drosselabschnitt (33a) besitzt, mit dem der niederdruckseitige Detektoranschluß (135) verbunden ist.