DE202017002223U1 - Turbinen-Pumpen-Kühlung - Google Patents

Turbinen-Pumpen-Kühlung Download PDF

Info

Publication number
DE202017002223U1
DE202017002223U1 DE202017002223.0U DE202017002223U DE202017002223U1 DE 202017002223 U1 DE202017002223 U1 DE 202017002223U1 DE 202017002223 U DE202017002223 U DE 202017002223U DE 202017002223 U1 DE202017002223 U1 DE 202017002223U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
turbine
cooling
valve
emergency
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE202017002223.0U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE202017002223.0U priority Critical patent/DE202017002223U1/de
Publication of DE202017002223U1 publication Critical patent/DE202017002223U1/de
Priority to DE102018003431.4A priority patent/DE102018003431A1/de
Expired - Lifetime legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D1/00—Details of nuclear power plant
    • G21D1/02—Arrangements of auxiliary equipment
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D3/00—Control of nuclear power plant
    • G21D3/04—Safety arrangements
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/02—Details of handling arrangements
    • G21C19/06—Magazines for holding fuel elements or control elements
    • G21C19/07—Storage racks; Storage pools
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Turbine als Antrieb für Notfallkühlung Dadurch gekennzeichnet, dass eine Turbine (12) über einen Elektromotor ((9) die Notfallpumpe (3) antreibt. Das Wasser des Wassertanks (20) und der Druckluft aus dem Drucklufttank (23) dienen als Energielieferant zum redundanten Pumpenbetrieb im Fall eines totalen Stromausfalls.

Description

  • Atomkraftwerke sind heute wichtiger Bestandteil der Energieversorgung. Weltweit wird die Anzahl der Atomkraftwerke durch steigenden Energiebedarf weiter zunehmen, auch wenn regenerative Energien stark gefördert werden. Bei der nuklearen Stromerzeugung ist ein zentrales Thema die Kühlung des Rektors mit den Brennstäben sowie der Abklingbecken. Ein Ausfall des Kühlsystems durch technisches Versagen, Sabotage oder Naturkatastrophen hat fatale Folgen für Umwelt, Mensch und Tiere. Deshalb gilt es den GAU eines Atomkraftwerkes durch bestmögliche Sicherheitstechnik zu minimieren. Aktuell wird der Kühlbedarf durch mehrer redundante elektrisch angetrieben Pumpen mit Notstrom sichergestellt.
  • In Atomkraftwerken kommt es trotz hoher Sicherheitsstandards immer wieder zu großen Havarien. Diese haben ihren Ursprung in technischem versagen, Sabotage oder Naturgewalten. Die größten super GAUs gab es bisher durch manipulieren von Sicherheitssystemen (Tschernobyl) oder durch Naturkatastrophen (Fukushima) In beiden Fällen konnte die Notfallkühlung nicht aufrecht gehalten werden. Ein Kernthema zukünftiger Atomkraftwerke ist die Sicherheitsstandards für die Notkühlung durch voll redundanter Systeme sicherer zu gestalten.
  • Der im Schutzanspruch 1–6 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, das die neuen Anforderungen durch herkömmliche Sicherheitssysteme nicht zu erreichen sind. Um die Notfallkühlung von Reaktoren auch in Extremsituationen aufrecht zu erhalten ist deshalb ein neues Redundanzkonzept notwendig.
  • Dieses Problem wird durch den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Mit der Erfindung wird erreicht, dass die Notkühlung kritischer Komponenten bei Atomkraftwerken auch in Extremsituationen stets verfügbar ist. Eine ähnliches redundant System wird heute in Sprinkleranlagen und bei Feuerwehren als Turbinen-Pumpe zur Schmutzwasserförderung eingesetzt. Der Synergieeffekt beider Techniken ergibt erfindungsgemäß das neue schutzfähige Sicherheitskonzept. Durch die Speicherung von Energie in Form von Druckluft in einem Behälter mit einem angeschlossenem Wasserspeicher mit Frostschutzmitteln kann dieser Energiespeicher im Notfall abgerufen werden. Das ausströmende Wasser treibt mit hohem Druck eine Turbine an. Die Turbine treibt das Notfallkühlsystem des Reaktors und/oder der Nachkühlbecken an. Diese Notfallkühlung ist auf die Zeit begrenzt, die eine Werksfeuerwehr bis zum Einsatzort benötigt. Diese übernimmt mit ihren Fahrzeugpumpen den hydraulischen Antrieb der Turbine-Pump-Cooling des Reaktors um die Kühlung kritischer Bauteile sicherzustellen.
  • Der im Schutzanspruch 2 aufgeführten Merkmale wird das Problem gelöst, das der Elektromotor für die Notfallkühlung beim Einschalten nicht die Turbine mitschleppen muß.
  • Der im Schutzanspruch 3 aufgeführten Merkmale wird das Problem der Konformität gelöst. Alle Feuerwehren nutzen Ländespezifisch den gleich Anschlussstandard für Ihre Wasserförderung.
  • Der im Schutzanspruch 4 aufgeführten Merkmale wird das Problem gelöst, das dass Antriebs-Wasser vom Energiespeicher oder der Feuerwehr automatisch funktionsrichtig zu der Turbine geführt wird.
  • Der im Schutzanspruch 5 aufgeführten Merkmale wird das Problem gelöst, das dass Wasser im Vorratskühlbecken wahlweise durch einen Kühlturm zur Abkühlung des Treibmediums geführt werden kann.
  • Besonders vorteilhaft ist hier, das dass System auch bei komplettem Energieausfall noch funktionsfähig ist, da es sich hier um ein mechanisches robustes redundantes fail-save Konzept handelt.
  • Die Ausführung der Erfindung wird mit Anhand der 1–5 erläutert.
  • 1 Schnitt Vorne -> Turbine-Pump-Cooling
  • 2 Schnitt, Seite -> Turbine-Pump-Cooling
  • 3 ISO, mit Boden -> Turbine-Pump-Cooling
  • 4 ISO, ohne Boden -> Turbine-Pump-Cooling
  • 5 ISO, Vorne -> Turbine-Pump-Cooling, Direktantrieb, Ausführung ohne Elektromotor
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Reaktorkuppel
    2
    Kühlkreislauf
    3
    Notfallpumpe
    4
    Pumpensauganschluß
    5
    Fundament
    6
    Maschinenträger
    7
    Wellenschutz
    8
    Wellenverbinder
    9
    Elektromotor
    10
    Freilauf
    11
    Druckluftversorgungsleitung Thermostatventil
    12
    Turbine
    13
    Turbinenausgangsverteiler
    14
    Druckkesselverteilungsleitung
    15
    Auffangbecken
    16
    Saugleitung
    17
    Turbinenausflussrohr
    18
    Rückschlagventil
    19
    Ständer
    20
    Wassertank
    21
    Entlüftung
    22
    Pegelsensor
    23
    Drucklufttank
    24
    Drucktankanschluß
    25
    Drucksensor
    26
    Rückschlagventil
    27
    Kompressorleitung
    28
    Druckluftsteuerleitung
    29
    Kompressor
    30
    Druckminderer
    31
    Verteiler
    32
    Verbinder
    33
    Schaltventil
    34
    Verbindungsrohr
    35
    Absperrventil
    36
    Kupplung
    37
    Turbinenzuleitung

Claims (6)

  1. Turbine als Antrieb für Notfallkühlung Dadurch gekennzeichnet, dass eine Turbine (12) über einen Elektromotor ((9) die Notfallpumpe (3) antreibt. Das Wasser des Wassertanks (20) und der Druckluft aus dem Drucklufttank (23) dienen als Energielieferant zum redundanten Pumpenbetrieb im Fall eines totalen Stromausfalls.
  2. Freilauf Dadurch gekennzeichnet, das ein Freilauf (10) beim Betrieb durch der Notfallpumpe (3) mit Elektromotor (9) die Turbine (12) trennt. Vorteilhaft wird hierdurch eine Leistungseinbuße an der Notfallpumpe (9) vermieden. Ein unnötiger Verschleiß der Turbine (12) wird so vorteilhaft ausgeschlossen.
  3. Feuerwehr Norm Kupplung Dadurch gekennzeichnet, das die Versorgungsanschlüsse (13), (14), (16), (37) der Turbine (12) zum Betrieb durch die Feuerwehr eine genormte Kupplung (36), z. B. eine Storz-Kupplung hinter dem Absperrventil (35) verwenden.
  4. Rückschlagventil Dadurch gekennzeichnet, das ein Rückschlagventil (18) in der Turbinenzuleitung (37) und ein weiteres Rückschlagventil (18) im Turbinenausgangsverteiler (13) angebracht ist. Die Rückschlagventile (18) verhindern einen ungewollten Rückfluss des Antriebmediums während des Feuerwehrbetriebs in den Wassertank (20) oder in das Auffangbecken (15).
  5. Auffangbecken mit Kühlanschluss Dadurch gekennzeichnet, das dass Fördermedium aus dem Auffangbecken (15) während des Feuerwehrbetriebs wahlweise bei Eigenerwärmung durch eine umschaltbare oder stufenlos regelbare Bypassleitung in ein Kühlsystem, z. B. einen Kühlturm geleitet wird.
  6. Schaltventil für Auslösefunktion Dadurch gekennzeichnet, das dass Schaltventil (33) als pneumatisch vorgespanntes fail-save Ventil ausgeführt ist.
DE202017002223.0U 2017-04-28 2017-04-28 Turbinen-Pumpen-Kühlung Expired - Lifetime DE202017002223U1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202017002223.0U DE202017002223U1 (de) 2017-04-28 2017-04-28 Turbinen-Pumpen-Kühlung
DE102018003431.4A DE102018003431A1 (de) 2017-04-28 2018-04-27 Turbinen-Pumpen-Kühlung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202017002223.0U DE202017002223U1 (de) 2017-04-28 2017-04-28 Turbinen-Pumpen-Kühlung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202017002223U1 true DE202017002223U1 (de) 2017-11-02

Family

ID=60419424

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202017002223.0U Expired - Lifetime DE202017002223U1 (de) 2017-04-28 2017-04-28 Turbinen-Pumpen-Kühlung
DE102018003431.4A Withdrawn DE102018003431A1 (de) 2017-04-28 2018-04-27 Turbinen-Pumpen-Kühlung

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018003431.4A Withdrawn DE102018003431A1 (de) 2017-04-28 2018-04-27 Turbinen-Pumpen-Kühlung

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE202017002223U1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018009462A1 (de) 2018-12-05 2020-06-10 Friedhelm Engels Schaltkraftwerk

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018003431A1 (de) 2018-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2122636B1 (de) Kernkraftwerk mit verwendung von nanopartikeln in notfallsystemen und entsprechendes verfahren
WO2015010398A1 (zh) 核电厂安全壳及乏燃料水池事故后中长期冷却方法及系统
CN110097982B (zh) 一种核电厂安全注入及余热排出系统
US20080219396A1 (en) Nuclear power plant using nanoparticles in closed circuits of emergency systems and related method
CN104508753A (zh) 用于核反应堆的深度防御安全范例
DE102007040629A1 (de) Sicherheitswärmetauscher für die Kombination einer Wärmepumpe mit einer Einrichtung einer öffentlichen Trinkwasserversorgungsanlage
CN111322437A (zh) 减压阀
JPH0551114B2 (de)
DE202017002223U1 (de) Turbinen-Pumpen-Kühlung
EP0598787B1 (de) Sekundärseitiges nachwärmeabfuhrsystem für druckwasser-kernreaktoren
JPH056082B2 (de)
CN209149827U (zh) 一种能动和非能动结合的二次侧余热排出系统
CN211345648U (zh) 一种堆舱空调冷热水系统
US20160118148A1 (en) Heat transfer methods for nuclear plants
FI130325B (en) System for long-term removal of heat from an enclosure
Ham et al. RCD success criteria estimation based on allowable coping time
CN209843262U (zh) 一种核电厂核燃料余热导出系统
CN108597630A (zh) 一种核电厂全压非能动重力注入系统
CN216589012U (zh) 一种核电厂空气压缩机的冷却系统
JP6533684B2 (ja) 圧縮気体供給システム及びこれを備えた原子力プラント
Smith Generic Pressurized Water Reactor Model for SAPHIRE
Seneca et al. US Nuclear Regulatory Commission Washington, DC 20555 Attention: Document Control Desk Subject: Oconee Nuclear Station Docket Numbers 50-269, 270, and 287
Kimura Categorization of PWR accident sequences and guidelines for fault trees: seismic initiators
Luckas et al. Assessment of candidate accident management strategies
Grove et al. Effect of aging on the PWR Chemical and Volume Control System

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification
R156 Lapse of ip right after 3 years
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G21C0001010000

Ipc: G21C0001000000