DE2243365A1 - Verfahren und einrichtungen zur durchfuehrung einer sicherheitsregelung fuer fluessigkeitskreislaeufe - Google Patents

Verfahren und einrichtungen zur durchfuehrung einer sicherheitsregelung fuer fluessigkeitskreislaeufe

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Description

Klein,Schanzlin & Becker, Aktiengesellschaft
Verfahren und Einrichtungen zur Durchführung einer Sicherheitsregelung für Flüssigkeitskreisläufe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Einrichtungen zur Durchführung einer selbsttätigen Sicherheitsregelung für durch Kreiselpumpen mit gleichbleibendem Druck betriebene geschlossene Flüssigkeitskreisläufe, insbesondere für durch Umwälzpumpen betriebene primäre Kühl kreisläufe von Kernreaktoren.
Bei geschlossenen Flüssigkeitskreisläufen der bezeichneten Art besteht aus sicherheitstechnischen Gründen meist die Forderung, daß bei einem starken Abfall des Systemdruckes die Förderung der Umwälzpumpe sofort aussetzt. Sollte der starke Druckabfall durch ein innerhalb des Kreislaufes vorhandenes Leck entstanden sein, so würde bei weiterhin fördernder Pumpe die Systemflüssigkeit diesem Leck auch noch unter Druck zugeführt werden.
Man sah bisher vor, daß bei einem Auftreten derartiger Störfälle die Antriebsmotoren der Pumpen sofort abgeschaltet wurden, Während jedoch der Druckabfall selbst in Bruchteilen einer Sekunde erfolgt, beträgt die Auslaufzeit einer Kreiselpumpe bis zu mehreren Minuten. In dieser Zeit wird aber von der Pumpe noch Flüssigkeit gefördert und dem Leck zugeführt. Wegen der
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Ernsthaftigkeit der dadurch oftmals entstehenden Gefahren, man denke beispielsweise an primäre Kuhlkreisläufe von Kernreaktoren, konnte ein solchermaßen bewirkter Ausfluß von zusätzlichen, nennenswerten Mengen der SystemflUssigkeit nicht hingenommen werden.
Durch die Anordnung von Schnellschlußarmaturen wurde es möglich, den Förderstrom bei auftretenden Störungen in kurzer Zeit zu unterbrechen. Diese aufgrund der zu fordernden kurzen Schließzeiten sehr aufwendigen Armaturen bergen allerdings wegen des zu ihrer Betätigung notwendigen Steuersystems zusätzliche Unsicherheitsfaktoren·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Förderung der Umwälzpumpe bei einem Abfall des Systemdruckes unter Vermeidung zusätzlicher von Steuer- oder Betätigungssystemen abhängiger Einrichtungen zu unterbinden.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Durchführung einer selbsttätigen Sicherheitsregelung fUr durch Kreiselpumpen betriebene FlUssigkeitskreisläufe gelöst, welches darin besteht, daß die im Normalbetrieb kavitationsfrei arbeitende Kreiselpumpe bei starkem Absinken des Druckes im FlUssigkeitskreislauf in VoI!kavitation
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übergeht. Damit wird erreicht, daß praktisch verzögerungsfrei zu dem Druckabfall die Fördermenge der Umwälzpumpe auf wenige Prozent der Betriebsfördermenge zurückgeht.
Bei der erfindungsgemäßen selbsttätigen Sicherheitsregelung läuft die Umwälzpumpe im Betriebspunkt kavitationsfrei. Der für den Eintritt der Kavitation maßgebende erforderliche Gesamthai tedruck der Pumpe ist im Betriebspunkt niedrig gehalten. Außerhalb, des Betriebspunktes dagegen steigt der erforderliche Gesamthaitedruek stark qn„ Der Anstieg erfolgt in Richtung Teillast, wenn zu erwarten ist, daß die Umwälzpumpe im Störfalle in Teillastbetrieb geht. Ist jedoch zu erwarten, daß die Pumpe bei einer Störung in Uberlastbetrieb geht, so hat der Anstieg "des erforderlichen Gesamthaitedruckes in Richtung Überlast zu erfolgen. Ein Anstieg in beiden Richtungen muß vorgesehen werden, wenn nicht mit Sicherheit vorausgesagt werden kann, in welchen Lastpunkt die Pumpe im Störfalle laufen wird. - Der über dem Förderstrom aufgetragene Verlauf der erforderlichen Haitedruckhöhe weist im zuletzt genannten Fall ein Minimum auf, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn der Druckabfall nicht sofort in voller Höhe oder nicht in sehr kurzer Zeit eintritt, wie es z.B. bei einem kleinen Leck der Fall ist.
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Die Erfindung sieht zwei verschiedene Mittel zur Durchführung der selbsttätigen Sicherheitsregelung vor: erstens eine Beeinflussung der erforderlichen Gesamthai tedruckhöhe über den gesamten Fördermengenbereich und zweitens eine Beeinflussung der vor der Pumpe vorhandenen Gesamthai tedruckhöhe. Beide Mittel können einzeln oder zusammen angewendet werden.
Eine Beeinflussung der erforderlichen Gesamthai tedruckhöhe kann durch eine geeignete Wahl des Eintrittswinkels und des Eintrittsdurchmessers des Laufrades erfolgen. Weiterhin kann ein dem Laufrad vorgeschaltetes Vorleitrad vorgesehen werden, das in der Zuströmung einen Gleich- bzw. Gegendrall erzeugt. Statt des Vorleitrades können auch die in der Zuströmung meist ohnehin vorhandenen Leitbleche an ihren Enden abgebogen werden.
Eine Beeinflussung der vor der Pumpe vorhandenen Gesamthaltedrückhöhe kann beispielsweise dadurch geschehen, daß im Stc-rfalle die hcUfig vorhandene Zufuhr unterkühlten Fördermediums vor der Pumpe unterbrochen wird.
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Claims (7)

Patentansprüche
1.7 Verfahren zur Durchführung einer selbsttätigen Sicherheitsregelung für durch Kreiselpumpen mit gleichbleibendem Druck betriebene geschlossene Flüssigkeitskreisläufe, insbesondere für durch Umwälzpumpen betriebene primäre Kühlkreisläufe von Kernreaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß die im Normal betrieb kavitationsfrei arbeitende Kreiselpumpe bei starkem Absinken des Druckes im Flüssigkeitskreislauf in VoI!kavitation übergeht.
2. Einrichtung zur Durchführung einer selbsttätigen Sicherheitsregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Beeinflussung des Verlaufes der erforderlichen Gesamthaitedruckhöhe der Kreiselpumpe über den gesamten Fördermengenbereich vorgesehen sind.
3. Einrichtung zur Durchführung einer selbsttätigen Sicherheitsregelung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung des Verlaufes der erforderlichen Gesamthai tedruckhöhe der Kreiselpumpe ein in seinem Eintrittswinkel und Eintrittsdurchmesser dem geforderten Zweck entsprechend ausgebildetes Kreiselpumpenlaufrad dient.
4. Einrichtung zur Durchführung einer selbsttätigen Sicherheitsregelung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung
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des Verlaufes der erforderlichen Gesamthai tedruckhöhe der Kreiselpumpe ein dem Kreiselpumpenlaufrad vorgeschaltetes Vorleitrad vorgesehen ist, das in der Zuströmung einen Gleich- bzw. Gegendrall erzeugt.
5. Einrichtung zur Durchführung einer selbsttätigen Sicherheitsregelung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung des Verlaufes der erforderlichen Gesamthai tedruckhöhe der Kreiselpumpe zur Fuhrung der Zuströmung vorgesehene Leitbleche an ihren Enden abgebogen sind.
6. Einrichtung zur Durchführung einer selbsttätigen Sicherheitsregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Beeinflussung der vor der Pumpe vorhandenen Gesamthai tedruckhöhe vorgesehen sind.
7. Einrichtung zur Durchführung einer selbsttätigen Sicherheitsregelung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine vor der Kreiselpumpe erfolgende Zufuhr unterkühlten Fördermediums bei starkem Absin ken des Druckes im Flüssigkeitskreislauf unterbrochen wird.
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DE2243365A 1972-09-02 1972-09-02 Selbsttätige Sicherheitsregelung für einen Reaktorkühlkreislauf Expired DE2243365C3 (de)

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DE2243365A1 true DE2243365A1 (de) 1974-03-28
DE2243365B2 DE2243365B2 (de) 1976-09-23
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