DE2315929C3 - Regelung für eine Kernreaktoranlage mit drei Kreisläufen B. V. Neratoom, Den Haag (Niederlande) - Google Patents

Description

UnilaufleUung 7 den primären Kreislauf der Anlage. Das in diesem Kreislauf umlaufende Medium weicht von Wasser ab und ist z. B. Natrium. Die Sekundirseite des Wärmetauschers 10 bildet mit der eine vom Elektromotor 13 angetriebene Pumpe 12 und die Primärseite eines aus einem Verdampfer 15 und einem Überhitzer 14 bestehenden Dampferzeugers aufweisenden Umlaufleitung U den sekundären Kreislauf der Anlage. Auch dieser zweite Kreislauf ist mit einem von Wasser abweichenden Medium, z. B. Natrium, gefüllt. Die Sekundärseite des Dampferzeugers (15, 14) bildet mit der mit Wasser und Dampf gefüllten Umlaufleitung 17 den tertiären Kreislauf des Systems. In dieser Umlaufleitung 17 sind eine von einem durch einen Drehzahlregler 34 regelbaren Dampfeinlaßventil 33 gesteuerte Dampfturbine 18, die einen elektrischen Generator 19 antreibt, ein Kondensator 20, eine Kondensatpumpe 21, eine Speisewasserpumpe 22, die von einem Elektromotor 54 angetrieben wird, ein Speisewasservorwärmer 23, der durch die Dampfleitung 24 an die Dampfturbine angeschlossen ist, ein Speisewasserventil 25 und ein zweiter Vorwärmer 26 aufgenommen. Der Vorwärmer 26 sammelt das in einem Wasserabscheider 27 entstandene Kondensat Dieser Wasserabscheider ist mittels Leitungen mit Ventilen 29 und 30 zwischen dem Verdampfer 15 und dem Überhitzer 14 an den tertiären Kreislauf angeschlossen und zwar parallel zu dem in diesem Kreislauf angeordneten Ventil 28.

Für die Regelung der Anlage befinden sich ein Dampfmengemesser 31 und ein Dampfdruckmesser 32 im tertiären Kreislauf. Diese Messer steuern über Geräte 37 und 39 ein Regelgerät 36, dessen elektrische Regelimpulse über die Leitung 40 den Elektromotor 13 der Pumpe des sekundären Kreislaufes steuern. Der Massenstrom im zweiten Kreislauf wird also von der der Dampfturbine 18 zugeführten Dampfmenge und vom Dampfdruck im dritten Kreislauf gesteuert.

In der Umlaufleitung 11 des sekundären Kreislaufs befindet sich auch ein Massenstrommesser 16, der über das Gerät 41 sowohl den Elektromotor 9 der Pumpe 8 des primären Kreislaufes als auch das Steuergerät 5 des Regelstäbeantriebsmechanismus 4 steuert. Der Massenstrom im primären Kreislauf wird also unmittelbar in Abhängigkeit vom Massenstrom im sekundären Kreislauf und mittelbar, d.h. über den Massenstrom im sekundären Kreislauf, in Abhängigkeit von Dampfmenge und vom Dampfdruck im tertiären Kreislauf geregelt. Über die elektrische Leitung 35 wird der Reaktor unmittelbar von der Einstellung des Dampfeinlaßventiles 33, d. h. von der momentanen Belastung, gesteuert.

Das im Wasserabscheider 27 gesammelte Kondensat wird durch eine Wasserabfuhrleitung 52 mit einem Ventil 47 und einem Massenstrommesser 46 über den Vorwärmer 26 zur Speisewasserleitung zurückgeführt. Das Ventil 47 wird über die elektrische Leitung 48 durch ein Regelgerät 49 in Abhängigkeit der Höhe des Wasserspiegels im Wasserabscheider 27 gesteuert. Der von der Einstellung dieses Ventiles 47 abhängige Wasserstrom in der Abfuhrleitung 52 steuert über den Massenstrommesser 46 und die Leitung 50 das Speisewasserventil 25. Diese Regelung stellt das Speisewasserventil 25 so in Abhängigkeit vom Massenstrom in dieser Wasserabfuhrleitung daß bei Vollast der Druckunterschied über dem Speisewasserventil 25 mindestens 10 bar und bei 30 % der Vollast mindestens 20 bar beträgt. Durch diesen im Betrieb auftretenden Strömungswiderstand des tertiären Kreislaufes wird die beschriebene schnell wirkende von der Turbinenbelastung abhängige Regelung des Reaktors wesentlich stabilisiert.

Eine weitere Stabilisation der Regelung ist möglich, wenn, wie in der Zeichnung dargestellt worden ist, der Motor 54 der Speisewasserpumpe 22 über die elektrische Leitung 53 von einem Regelgerät 51 in Abhängigkeit von dem Druckgefälle über dem Speisewasserventil gesteuert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. befindliche Pumpe in Abhängigkeit von der je

   Patentansprüche: Zeiteinheit an die Dampfturbine gelieferten Dampfmen

   ge und vom Dampfdruck beeinflussen und wobei

   ♦ I.Regelung für eine Kernreaktoranlage.mit einem weiterhin zwischen dem aus einem Verdampfer und primären Kreislauf, der ein von Wasser abweichen- 5 einem überhitzer bestehenden Dampferzeuger ein des, wärmeübertragendes Medium aufweist und der Wasserabscheider angeordnet ist. einen Kernreaktor, eine Pumpe und die Primärseite Eine Kernreaktoranlage mit einer Regelung dieser eines Wärmetauschers enthält, mit einem Sekunda- Art ist dem Report C.E.A.Nr.49. Februar 1965, Fig. ren Kreislauf, der ein von Wasser abweichendes, XI8, zu entnehmen.

   wärmeübertragendes Medium aufweist und die io Kernreaktoren dieser Art haben den Vorteil, daß Sekundärseite des Wärmetauschers, eine Pumpe und durch dynamische Beeinflussung der Drehzahl der die Primärseite eines Dampferzeugers enthält, sowie Pumpen der ersten zwei Kreisläufe in mittelbarer bzw. mit einem tertiären, mit Wasser und Dampf gefüllten unmittelbarer Abhängigkeit von der der Turbine im Kreislauf, der die Sekundärseite des Dampferzeu- dritten Kreislauf zugeführten Dampfmenge und vom gers, eine Dampfturbine mit regelbarem Einlaßven- 15 Druck des Dampfes - d. h. unter Vermeidung der auch til, einen Kondensator mit einer Kondensatpumpe. bereits bekannten, langsam wirkenden thermischen eine Speisewasserpumpe und eine sich zwischen der Regelung über den Dampferzeuger und den zwischen Druckseite der Speisewasserpumpe und dem den zwei ersten Kreisläufen angeordneten Wärmetau-Dampferzeuger erstreckende Speisewasserleitung scher - die Regelung schnell stattfindet, d. h. die im mit einem regelbaren Speisewasserventil enthält, *> Dampferzeuger übertragene Wärmemenge der Andewobei Regelmittel die im primären Kreislauf rung des Dampfverbrauches schnell folgt. Ein Nachteil befindliche Pumpe in Abhängigkeit vom Massen- dieser Regelung ist aber, daß jede Pendelung im dritten durchlauf eines anderen Kreislaufs und die im Kreislauf vom Reaktor gefolgt wird, so daß die sekundären Kreislauf befindliche Pumpe in Abhän- Regelung leicht instabil werden, d. h, immer um den gigkeit von der je Zeiteinheit an die Dampfturbine 15 Sollwert hin und her pendeln kann,
   gelieferten Dampfmenge und vom Dampfdruck Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beeinflussen und wobei weiterhin /wischen dem aus Regelschwingungen bei einer Reaktoranlage der einem Verdampfer und einem Überhitzer bestehen- erwähnten Art so weit wie möglich abzuflachen. Durch den Dampferzeuger ein Wasserabscheider angeord- die Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß net ist, dadurch gekennzeichnet, daß der 30 der Wasserabscheider eine mit der Speisewasserleitung Wasserabscheider (27) eine mit der Speisewasserlei- verbundene Wasserabfuhrleitung aufweist, daß Regeltung verbundene Wasserabfuhrleitung (52) aufweist, mittel ein in der Wasserabfuhrleitung angeordnetes daß Regelmittel (49) ein in der Wasserabfuhrleitung Ventil in Abhängigkeit von der Höhe des Wasserspie-(52) angeordnetes Ventil (47) in Abhängigkeit von gels im Wasserabscheider regeln und daß Regelmittel der Höhe des Wasserspiegels im Wasserabscheider 35 das Speisewasserventil in Abhängigkeit vom Massen-(27) regeln und daß Regelmittel (4S) das Speisewas- strom in der Wasserabfuhrleitung derart einstellen, daß serventil (25) in Abhängigkeit vom Massenstrom in bei Vollast der Druckunterschied über dem Speisewasder Wasserabfuhrleitung (52) derart einstellen, daß serventil mindestens 10 bar und bei 30% der Vollast bei Vollast der Druckunterschied über dem Speise- mindestens 20 bar beträgt. Nach der Erfindung wird also wasserventil (25) mindestens 10 bar und bei 30% der 40 ein automatisch regelbarer Strömungswiderstand im Vollast mindestens 20 bar beträgt. dritten Kreislauf, d. h. besonders in der Speisewasserlei-
2. 2. Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- tung aufgenommen, durch welchen Widerstand die zeichnet, daß Regelmittel (51) die Speisewasserpum- Regelschwingungen gedämpft werden,
   pe (22) in Abhängigkeit von dem Druckgefälle über Bemerkt wird, daß aus der britischen Patentschrift dem Speisewasserventil (25) regeln. 45 9 85 728 ein Verdampfer-Überhitzer mit einem zwi

   schengeschalteten Wasserabscheider bekannt ist, wubei

   die Wasserabfuhrleitung mit Ventil dieses Abscheiders

   mit der Speisewasserleitung verbunden sein kann. Bei

   Die Erfindung betrifft eine Regelung für eine dieser Anordnung wird aber der Wasserstrom in dieser Kernreaktoranlage mit einem primären Kreislauf, der 50 Wasserabfuhrleitung nicht zum Steuern des Speisewasein von Wasser abweichendes, wärmeübertragendes serventils gebraucht.

   Medium aufweist und der einen Kernreaktor, eine In manchen Fällen kann nach einer vorteilhaften

   Pumpe und die Primärseite eines Wärmetauschers Weiterbildung der Erfindung eine weitere Stabilisierung enthält, mit einem sekundären Kreislauf, der ein von der Regelung dadurch erreicht werden, daß Regelmittel Wasser abweichendes, wärmeübertragendes Medium 55 angeordnet werden, die die Speisewasserpumpe in aufweist und die Sekundärseite des Wärmetauschers, Abhängigkeit von dem Druckgefälle über dem Speiseeine Pumpe und die Primärseite eines Dampferzeugers wasserventil regeln.

   enthält, sowie mit einem tertiären, mit Wasser und Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, die ein

   Dampf gefüllten Kreislauf, der die Sekundärseite des Schema einer Kernreaktoranlage mit drei Kreisläufen Dampferzeugers, eine Dampfturbine mit regelbarem 60 und deren Regelung beispielsweise darstellt, näher Einlaßventil, einen Kondensator mit einer Kondensat- erläutert werden.

   pumpe, eine Speisewasserpumpe und eine sich zwischen In der Zeichnung ist t ein Kernreaktorgefäß mit

   der Druckseite der Speisewasserpumpe und dem einem Kern 2, Regelstäben 3, einem Mechanismus 4 zum Dampferzeuger erstreckende Speisewasserleitung mit Antreiben dieser Stäbe und einem Gerät 5 zum Steuern einem regelbaren Speisewasserventil enthält, wobei 65 des Antriebsmechanismus. Der den Kern 2 enthaltende Regelmittel die im primären Kreislauf befindliche Raum 6 innerhalb des Reaktorgefässes 1 bildet mit der Pumpe in Abhängigkeit vom Massendurchlauf eines eine vom Elektromotor 9 angetriebene Pumpe 8 und die anderen Kreislaufs und die im sekundären Kreislauf Primärseite eines Wärmetauschers 10 aufweisenden