DE2261477C3

DE2261477C3 - Nuclear reactor plant

Info

Publication number: DE2261477C3
Application number: DE19722261477
Authority: DE
Inventors: Eberhard 8500 Nürnberg Michel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1972-12-15
Publication date: 1976-03-25

Description

4040

Im Hauptpatent 22 44 562 wird eine Druckwasserreaktoranlage unter Schutz gestellt, bei der sowohl der Dampferzeuger als auch die im Zuge der Primärkreisleitungen liegende Primärkreiskühlmittelpumpe außerhalb des Reaktordruckbehälters angeordnet ist und eine Sicherheitshülle den Reaktordruckbehälter, den Dampferzeuger, die Primärkreisleitungen und die Primärkreiskühlmittelpumpe umschließt, wobei die Primärkreiskühlmittelpumpe in das Gehäuse des zugehörigen Dampferzeugers eingebaut ist und Ein- und Austrittsleitungen für das Primärkühlmittel baulich vereinigt sind.In the main patent 22 44 562 a pressurized water reactor system is placed under protection, in which both the Steam generator as well as the primary circuit coolant pump located in the course of the primary circuit lines outside of the reactor pressure vessel is arranged and a safety cover the reactor pressure vessel, the Steam generator that encloses the primary circuit lines and the primary circuit coolant pump, the primary circuit coolant pump is built into the housing of the associated steam generator and inlet and outlet lines for the primary coolant are structurally combined.

Bei einem Ausführungsbeispiel des Hauptpatents sind konzentrische zylindrische Rohre vorgesehen, wobei das heiße Primärkühlmittel im inneren Rohr und das im Dampferzeuger abgekühlte Kühlmittel im äußeren Rohr strömt. Demgegenüber sucht die Erfindung eine andere Form für die baulich vereinigten Ein- und Austrittsleitungen für das Primärkühlmittel, um eine wirtschaftliche Herstellung und Montage zu ermöglichen. In one embodiment of the main patent concentric cylindrical tubes are provided, wherein the hot primary coolant in the inner tube and the coolant cooled in the steam generator in the outer Pipe flows. In contrast, the invention seeks a different form for the structurally combined one and Outlet lines for the primary coolant to enable economical manufacture and assembly.

Die erfindungsgemäße Weiterbildung der Kernreaktoranlage nach dem Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leitungen von einem durch eine Trennwand unterteilten Rohr gebildet sind, an dem die Trennwand auf gegenüberliegenden Seiten befestigt ist. Diese baulich vereinigte Leitung läßt sich wesentlich einfacher herstellen als die im Hauptpatent angegebene konzentrische Leitungsführung, denn man braucht keine besondere Abstützung der Trennwand. Außerdem ist die Wärmeaustauschfläche zwischen den beiden Leitungsteilen kleiner. Ferner läßt sich die neue Leitung einfacher an den ReaktordruckbehäUer und auch an den Dampferzeuger anschließen, wo insbesondere eine hängend angeordnete Pumpe ohne zusätzliche Wände oder Rohrstutzen in das Leitungssystem eingebaut werden kann.The further development of the nuclear reactor plant according to the invention according to the main patent is characterized by that the two lines are formed by a tube divided by a partition wall which the partition is attached on opposite sides. This structurally united line can Much easier to manufacture than the concentric line routing specified in the main patent, because one does not need any special support for the partition. In addition, the heat exchange surface between the both parts of the line smaller. Furthermore, the new line can be connected more easily to the reactor pressure vessel and also connect to the steam generator, where in particular a suspended pump without additional Walls or pipe sockets can be built into the pipe system.

Die neue Leitung ist wirtschaftlich so vorteilhaft, daß sie auch unabhängig von der Kernreaktoranlage nach dem Hauptpatent vorteilhaft eingesetzt werden kann, also auch dann, wenn baulich zusammengefaßte Leitungen in einer Kernreaktoranlage nicht zu einem Dampferzeuger führen, der eine integrierte Hauptkühlmittelpumpe aufweist. So kommt die Leitung auch z. B. für den Fall in Betracht, daß eine getrennte Kühlmittelpumpe insbesondere am Ende der Leitung, d. h. entweder am Reaktordruckbehälter oder am Dampferzeuger, angeordnet, nicht aber mit diesem baulich vereinigt ist.The new line is so economically advantageous that it can also function independently of the nuclear reactor plant the main patent can be used advantageously, so even when structurally combined lines in a nuclear reactor plant does not lead to a steam generator that has an integrated main coolant pump having. So the line comes z. B. in the event that a separate coolant pump especially at the end of the line, d. H. either on the reactor pressure vessel or on the steam generator, arranged, but not structurally united with this.

Die Trennwand weist vorteilhaft einen gekrümmten Querschnitt auf. Hierdurch kann man Wärmedehnungen, die zwischen der Stillstandstemperatur von etwa 20° C und Betriebstemperaturen von 350⁰C erhebliche Werte annehmen können, besser auffangen als mit den an sich einfacher erscheinenden ebenen Trennwänden, die gereckt oder gestaucht werden würden. Aus diesem Grunde ist es auch möglich, für die Trennwand z. B. im Hinblick auf Korrosion und Festigkeit ein anderes Material zu wählen als für das äußere Rohr. Für eine Trennwand, die in einem zylindrischen Rohr befestigt ist (dies ist die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung), wählt man zweckmäßig eine Krümmung, die annähernd halb so groß wie die des Rohres ist. Dies hat sich nach bisherigen Untersuchungen als besonders günstig herausgestellt, denn bei größeren Krümmungen wird der Querschnitt der beiden Leitungen unerwünscht unterschiedlich, während kleinere Krümmungen als etwa ¹A der Krümmung des Außenrohres schon recht unelastisch sindThe partition wall advantageously has a curved cross section. This allows any thermal expansion, which can take between the stagnation temperature of about 20 ° C and operating temperatures of 350 ⁰ C significant value, better catch than with the simple per se appearing flat partition walls that would be stretched or compressed. For this reason it is also possible for the partition z. B. in terms of corrosion and strength to choose a different material than for the outer tube. For a partition which is fixed in a cylindrical tube (this is the preferred embodiment of the invention), it is expedient to choose a curvature which is approximately half that of the tube. According to previous investigations, this has proven to be particularly favorable, because with larger curvatures the cross-section of the two lines becomes undesirably different, while smaller curvatures than about ¹ A of the curvature of the outer pipe are quite inelastic

Obwohl die Vorteile einer gekrümmten Trennwand unabhängig davon sind, wo heißeres und wo kühleres Kühlmittel strömt, kann es im Hinblick auf die Druckunterschiede zwischen dem heißen und kühlen Strang vorteilhaft sein, wenn die von der konvexen Seite begrenzte Teilleitung heißes Kühlmittel führt. Dies ist die druckschwächere Seite, so daß die Trennwand vom Druckunterschied auf Zug beansprucht wird.Although the benefits of a curved partition wall are regardless of where hotter and where cooler When coolant flows, there may be differences in pressure between the hot and cool strand be advantageous if the subline delimited by the convex side carries hot coolant. this is the weaker pressure side, so that the partition wall is stressed by the pressure difference on train.

Unabhängig von der Form der Trennwand ist es günstig, wenn die Trennwand im wesentlichen horizontal verläuft. Hierdurch kann man die Anschlüsse sowohl am ReaktordruckbehäUer mit dem darin befindlichen, vom Kernbehälter umgebenen Reaktorkern als auch am Dampferzeuger besonders einfach gestalten, wie das folgende, an Hand der Zeichnung erläuterte Ausführungsbeispiel noch näher deutlich macht.Regardless of the shape of the partition, it is advantageous if the partition is essentially horizontal runs. This allows the connections to be made both on the reactor pressure vessel with the The reactor core surrounded by the core container and also on the steam generator are particularly easy to make, such as the following embodiment, explained with reference to the drawing, makes it even more clear.

Die in F i g. 1 in einem Horizontalschnitt dargestellte Kernreaktoranlage umfaßt einen Druckwasserleistungsreaktor von beispielsweise 1200MWe mit einer Betonabschirmung 1, in der die Reaktorgrube 2 einen stählernen ReaktordruckbehäUer 3 umschließt, der mit einem Deckel 4 verschlossen ist. Der Druckbehälter 3 sitzt auf einer insbesondere ringförmig gestalteten Konsole 5. Er enthält einen vom Kernbehälter 6 umschlossenen, im einzelnen nicht dargestellten Reaktorkern, der in bekannter Weise aus Brennelementen zusammengesetzt ist.The in F i g. 1 shown in a horizontal section nuclear reactor installation comprises a pressurized water power reactor of for example 1200MWe with a concrete shield 1, in which the reactor pit 2 a steel reactor pressure vessel 3 which is closed with a cover 4. The pressure vessel 3 sits on a particularly ring-shaped console 5. It contains a core container 6 enclosed, in detail not shown reactor core, which is composed in a known manner from fuel elements is.

Zur Kernreaktoranlage gehört ein Dampferzeuger 10, der mit einer geradlinig verlaufenden Stichleitung 11 an dem Reaktordrucklbehälter 3 angeschlossen ist. Mit dem Dampferzeuger 10 baulich vereinigt ist eine Hauptkühlmittelpumpe 14 mit einem Laufrad 15, das von einem Elektromotor 16 angetrieben wird. Der Ansaugstutzen 17 der Pumpe führt zur Auslaßkammer 18 des Dampferzeugers 10, an die der eine Schenkel des nicht näher dargestellten U-Rohrbündels 20 des Dampferzeugers angeschlossen ist. Die zugehörige Einlaßkammer 21 steht mit dem anderen Schenkel des U-Rohrbündcls in Verbindung. Die Druckseite der Pumpe ist mit 22 bezeichnet. Die Pumpenachse stimmt mit der Längsachse des Dampferzeugers überein, an dem die Pumpe hängend angebracht ist.A steam generator 10, which has a straight branch line, belongs to the nuclear reactor system 11 is connected to the reactor pressure tank 3. With the steam generator 10 is structurally united Main coolant pump 14 with an impeller 15 which is driven by an electric motor 16. The intake manifold 17 of the pump leads to the outlet chamber 18 of the steam generator 10, to which one leg of the not shown in detail U-tube bundle 20 of the steam generator is connected. The associated inlet chamber 21 is in connection with the other leg of the U-tube bundle. The print side of the The pump is denoted by 22. The pump axis coincides with the longitudinal axis of the steam generator where the pump is suspended.

Die Leitung 11 zwischen dem Reaktordruckbehälter 3 und dem Dampferzeuger 10 ist eine Doppelleitung, da die Hin-Leitung 24 zum Dampferzeuger und die Rückleitung 25 in einem gemeinsamen zylindrischen Rohr 26 untergebracht sind, wie der Querschnitt nach F i g. 2 zeigt. Auf gegenüberliegenden Seiten des zylindrischen Rohres 26 ist eine gewölbte Trennwand 27 angeschweißt. Die Schweißnähte sind mit 28 und 29 bezeichnet. Man erkennt ?.us der F i g. 2, daß die Stärke der Trennwand 27 etwa halb so groß ist wie die der zylindrischen Wand 26. Die Krümmung des Trennwandquerschnittes beträgt mit einem Krümmungsradius von z. B. 1,7 m bei einem Rohrinnendurchmeaser von z. B. 0,9 m etwa die Hälfte der zylindrischen Rohrkrümmung. Die Trennwand 27 verläuft horizontal. Die Schweißnähte 28 und 29 liegen annähernd auf einem Durchmesser. Die Querschnittsfläche der Leitungen 24 und 25 ist gleich groß.The line 11 between the reactor pressure vessel 3 and the steam generator 10 is a double line, since the outward line 24 to the steam generator and the Return line 25 are housed in a common cylindrical tube 26, as shown in the cross section F i g. 2 shows. On opposite sides of the cylindrical tube 26 is an arched partition wall 27 welded on. The weld seams are denoted by 28 and 29. One recognizes? .From the fig. 2 that the strength the partition wall 27 is about half as large as that of the cylindrical wall 26. The curvature of the partition wall cross-section is with a radius of curvature of z. B. 1.7 m with an inner pipe diameter of z. B. 0.9 m about half of the cylindrical pipe curvature. The partition wall 27 runs horizontally. the Weld seams 28 and 29 are approximately on the same diameter. The cross-sectional area of the lines 24 and 25 is the same size.

Aus der F i g. 2 ergibt sich ferner, daß die für das heiße Kühlmittel vorgesehene Leitung 24 durch den mit der konvexen Seite der Trennwand 27 begrenzten Rohrbereiche gebildet ist, während die unter höherem Druck stehende Leitung 25 für das kältere Kühlmittel von der konkaven Seite der Trennwand 27 begrenzt wird.From FIG. 2 also shows that the line 24 provided for the hot coolant through the with the convex side of the partition wall 27 limited pipe areas is formed, while the under higher Line 25 under pressure for the colder coolant is limited by the concave side of the partition wall 27 will.

Die horizontale Trennwand 27 ist bis zum Kernbehälter 6 geführt Dadurch ergibt sich eine natürliche Trennung des im Druckbehälter 3 zunächst nach unten geführten kalten Kühlwassers von dem aufsteigenden heißen Kühlwasser, das in die Leitung 24 eintritt. Im Dampferzeuger 10 stößt die horizontale Trennwand 27 auf eine vertikale Trennwand 30 zwischen der Einlaßkammer 21 und der Auslaßkammer 18. Dort ist die Hauptkühlmittelpumpe 14 hängend angebracht, in der die Strömung quer zur horizontalen Trennwand 27 verläuft. Die horizontale Trennwand 27 ist also von Jer vertikalen Pumpe 14 durchbrochen.The horizontal partition wall 27 is guided up to the core container 6. This results in a natural Separation of the cold cooling water, which is initially led downwards in the pressure vessel 3, from the rising water hot cooling water entering line 24. The horizontal partition wall 27 abuts in the steam generator 10 on a vertical partition wall 30 between the inlet chamber 21 and the outlet chamber 18. There is the Main coolant pump 14 attached in a suspended manner, in which the flow runs transversely to the horizontal partition wall 27. The horizontal partition wall 27 is therefore broken through by Jer vertical pump 14.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Pressurized water reactor system in which both the Steam generator as well as the primary circuit coolant pump located in the course of the primary circuit lines is arranged outside the reactor pressure vessel and a safety cover is placed around the reactor pressure vessel, encloses the steam generator, the primary circuit lines and the primary circuit coolant pump, wherein the primary circuit coolant pump is built into the housing of the associated steam generator is, and inlet and outlet lines for the primary coolant are structurally combined, according to the patent 2244562, characterized in that the two lines (24, 25) from one through a Partition wall (27) subdivided tube (26) are formed on which the partition wall (27) on opposite sides Sides is attached.

2. Pressurized water reactor system according to claim 1, characterized in that the partition (27) has a curved cross-section.

3. Pressurized water reactor system according to claim 2, characterized in that the partition (27) in a cylindrical tube (26) is attached and has approximately half the curvature of the tube.

4. Pressurized water reactor system according to claim 2 or 3, characterized in that the of the convex side limited partial line (24) carries hot coolant.

5. Pressurized water reactor system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Partition wall (27) runs essentially horizontally.

6. Pressurized water reactor system according to claim 5, characterized in that the horizontal Partition is perforated by a suspended pump.