DE2362046A1 - Einrichtung zur verringerung der rueckwirkung eines bruches der frischdampfleitung eines kernkraftwerkes - Google Patents

Einrichtung zur verringerung der rueckwirkung eines bruches der frischdampfleitung eines kernkraftwerkes

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Description

KEAI1TWERKUIrIOIiAKTIEE(JESELLSCHAFT Erlangen, V.
Werner-von-Siemens-Str.
VPA 73/9475 Mü/Ant
Einrichtung zur Verringerung der Rückwirkung einea Bruches der Frischdampfleitung eines Kernkraftwerkes
Die vorliegende Erfindung "betrifft eine Einrichtung zur Verringerung der Rückwirkung eines Bruches der Frischdampfleitung eines mit einem Wärmetauscher im Kühlmittelkreislauf ausgerüsteten Kernkraftwerkes. Nach dem Bruch einer Leitung des Primärkühlmittelsystems eines Kernreaktors gehört der Bruch einer Frischdampfleitung zu den unangenehmsten Störfällen beim Betrieb eines Kernkraftwerkes» In letzterem Falle ist damit nicht nur eine Unterbrechung der Stromerzeugung verbunden, sondern auch eine Gefährdung des Kernreaktors. Diese ist dadurch gegeben, daß zunächst der Dampfdurchsatz im Sekundärkreislauf, bezogen auf den Wärmeübertrager so stark erhöht wird, daß die Kühlmitteltemperatur im Primärkreislauf rasch absinkt. Bei Kernkraftwerken mit einem negativen Reaktivitätskoeffizienten der Kühlmitteltemperatur bedeutet dies, daß die Reaktivität des Kernreaktors schnell ansteigt, so daß eine sehr rasche Kompensation derselben entweder durch Steuerelemente oder durch ein schnelles Boreinspeiauügasystern notwendig wird. Beide Lösungen sind technisch sehr aufwendig und als Folge davon selbst wieder störanfällig.
Es stellte sich daher die Aufgabe, nach einer Möglichkeit zu suchen, eine derart rasche Reaktivitätsänderung mit Hilfe möglichst einfacher Mittel zu verhindern, wobei der Einsatz dieser Mittel unabhängig von sonstigen störungsanfälligen Apparaturen sein sollte.
50 9 8 34/0009
- 2 - VPA 73/9475
Eine Lösung dieser Auf gate "besteht erfindungsgemäß darin, daß zwischen der Dampfaustritt sie itung und der Wassereintrittsseite des Wärmetauschers eine Verbindung sr ohr Ie itung vorgesehen ist, die während des ungestörten Kraftwerksbetriebes mit einem Absperrorgan verschlossen ist, das sich beim Auftreten des genannten Bruches öffnet. Dieses Absperrorgan ist dabei so eingerichtet, daß es auf einen vorgegebenen Differenzdruck anspricht. Es besteht beispielsweise aus einem Ventil bzw. aus einer Bergtscheibe oder Berstmembrane. Die VerbindungarohrIeitung, die durcäi dieses Absperrorgan normalerweise verschlossen, beim Auftreten des genannten Störfalles jedoch, geöffnet wird, kann außerhalb oder innerhalb des Wärmetauschers angeordnet sein. Es ist dabei jedoch notwendig, daß das Absperrorgan für Inspektionsarbeiten und Auswechselarbeiten von außerhalb zugänglich ist.
Diese erfindungsgemäße Einrichtung ist in der Figur schematisch dargestellt, dabei sind der eigentliche Kernreaktor sowie Turbinen, Pumpen usw., die mit dem Dampferzeugungssystem eines Kernkraftwerkes in Verbindung stehen, Übersichtlichkeit shalber weggelassen. Der Wärmetauscher oder Dampferzeuger ist mit 1 bezeichnet. Er besteht innerhalb eines Druckkessels aus einem Bündel TJ-förmig gebogener Wärmetauscherrohre 11, die von einem zylindrischen Leitblech 12 umgeben sind. Durch die Wärmetauscherrohre 11 strömt das primärseitige Kühlmittel, das in den Wärmetauscher durch einen Rohrstutzen 2 eintritt und durch einen Rohrstutzen 3 wieder verläßt. Dieses primärseitige Kühlmittel kann z.B. Wasser sein, jedoch ist auch ein Gas oder ein Flüssigmetall denkbar. Das sekundärseitige Kühlmittel, üblicherweise Wasser, tritt in den Wärmetauscher über den Rohrstutzen 4 ein und verläßt dieses Gerät als Dampf über die Rohrleitung 5. Dieee führt dann zu einem Turbogenerator, mit dessen Hilfe die im Kernreaktor erzeugte Wärmeenergie in elektrische Energie umgeformt wird.
509834/0009
- 3 - VPA 73/9475
Nach dieser Erfindung ist nun die Wfssereintrittsseite des Wärmetauschers 8 mit der Dampfaustrittsieitung 5 über eine mit einem'Absperrorgan 7 versehene Rohrleitung 6 verbunden. Bei einem Bruch der Leitung 5 öffnet dieses Absperrorgan die Rohrleitung 6.
Die Punktion dieser Einrichtung ist nun folgende:
Bei unbeschädigter Frischdampfleitung 5 herrscht zu beiden Seiten des Absperrorganes 7 praktisch gleicher Druck. Tritt in dieser Leitung jedoch ein Bruch auf, so erfolgt von dieser Leitung her gesehen eine Druckentlastung. Dadurch bewirkt die nunmehr am Absperrorgan auftretende Druckdifferenz direkt oder indirekt eine sofortige öffnung desselben. Die sekundärseitige Entleerung des Wärmetauschers wird somit beschleunigt, da diese nunmehr auch über die Leitung 6 erfolgen kann. Durch diese beidseitige Ausströmung wird im Vergleich zur einseitigen Ausströmung eine Verringerung der Reaktionskräfte auf die Dampferzeugereinbauten erreicht. Neben dieser mechanischen Entlastung wird durch die raschere Entleerung des Wärmetauschers die dem Primärkreis entzogene Energie verringert und so dessen Abkühlung und damit deren Auswirkung auf die Reaktivität des Kernreaktors verkleinert. Dies bedeutet,daß wesentlich geringere Anforderungen an die Schnelligkeit des für solche Fälle vorgesehenen Abschaltsysternes gestellt werden müssen. Auch wird der evtl. sonst notwendige Mehrbedarf an Steuerelementen verringert.
In Anbetracht der Einfachheit der vorgeschlagenen Einrichtungen ist auch eine Nachrüstung bereits im Betrieb befindlicher Anlagen möglich und dürfte vergleichsweise einfacher sein, als eine Nachrüstung mit Steuerelementen oder mit einem schnellen Borsystem zur Abschaltung des Reaktors.
509834/0009
- 4 - VPA 73/9475
Bei der Neuerstellung von Kernkraftanlagen ist es selbstverständlich auch möglich, diese zusätzliche Rohrleitung 6 mit dem Absperrorgan mit in den Wärmetauscher zu integrieren. Es muß dann lediglich dafür Sorge getragen werden, daß das Absperrorgan 7 für Inspektions- und Auswechselzwecke von außen leicht zugänglich ist. Zweckmäßigerweise wird man dieses daher auch an der Außenseite des Wärmetauscherbehälters anbringen.
4 Patentansprüche
1 Figur
509834/0009

Claims (4)

2352046 - 5 - VPA 75/9475 Patentansprüche .
1.!Einrichtung zur Verringerung der Rückwirkung eines Bruches der FrischdampfIeitung eines mit einem Wärmetauscher im Kühlmittelkreislauf ausgerüsteten Kernkraftwerkes, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Dampfaustritt sie itung (5) und der Wassereintrittsseite (8) des Wärmetauschers (1) eine Verbindungsrohrleitung (6) vorgesehen ist, die während des ungestörten Kraftwerksbetriebes mit einem Absperrorgan (7) verschlossen ist, das sich beim Auftreten des genannten Bruches öffnet.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (7) auf einen vorgegebenen Differenzdruck anspricht.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (7) aus einem Ventil bzw. einer Berstscheibe besteht.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (6) innerhalb des Wärmetauschers (1) angeordnet und das Absperrorgan (7) für Inspektions- und Auswechselarbeiten von außerhalb zugänglich ist.
0 9 8 3 4/0008
Leerseite
DE19732362046 1973-12-13 Kernkraftwerkanlage mit einem als Dampferzeuger dienenden Wärmetauscher Expired DE2362046C3 (de)

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DE2362046A1 true DE2362046A1 (de) 1975-08-21
DE2362046B2 DE2362046B2 (de) 1976-10-21
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0334504A2 (de) * 1988-03-21 1989-09-27 United Kingdom Atomic Energy Authority Vorrichtungen zur Flüssigkeitsstromsteuerung
WO1995016879A1 (en) * 1993-12-15 1995-06-22 Vy^´Skumny^´ Ústav Jadrovy^´Ch Elektrární A.S. Steam generator relief valve control

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EP0334504A2 (de) * 1988-03-21 1989-09-27 United Kingdom Atomic Energy Authority Vorrichtungen zur Flüssigkeitsstromsteuerung
EP0334504A3 (de) * 1988-03-21 1990-11-07 United Kingdom Atomic Energy Authority Vorrichtungen zur Flüssigkeitsstromsteuerung
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DE2362046B2 (de) 1976-10-21

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