DE2606469C3

DE2606469C3 -

Info

Publication number: DE2606469C3
Application number: DE2606469A
Authority: DE
Inventors: Rainer Ing.(Grad.) 8520 Erlangen Schilling
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1976-02-18
Filing date: 1976-02-18
Publication date: 1978-09-07
Also published as: CH612031A5; JPS52100091A; JPS6145799B2; US4104119A; ES456037A1; DE2606469B2; FR2341918A1; DE2606469A1; FR2341918B1; BR7700054A

Description

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In Kernreaktoranlagen, in denen Dampf zum Betrieb von Dampfturbinen erzeugt wird, muß sichergestellt sein, daß auch bei Einwirkungen von außen (z. B. Flugzeugabsturz, Explosionsdruckwelle und ähnliches) die nach Abschaltung des Kernreaktors entstehende Nachzerfallswärme für einige Zeit ohne Eingriff von außen sicher abgeführt werden kann. Dafür setzt man ein Notspeisesystem ein, welches üblicherweise aus vier voneinander getrennten Teilsystemen 4 χ 50% der notwendigen Kühlleistung aufgebaut ist. Durch diese Redundanz wird sichergestellt, daß bei einem Fehler in einem der Teilsysteme und bei gleichzeitigen Wartungsarbeiten in einem anderen Teilsystem noch eine ausreichende Kühlung des Reiktors gewährleistet ist. _bQ

Aus der US-Patentschrift 38 59 166 ist es dazu bekannt, im Sicherheitsbehälter eines Kernreaktors einen zusätzlichen Kühlwassertank anzuordnen, aus dem bei Ausfall des Primärkühlsystems Kühlwasser für den Kernreaktor entnommen wird. _h<j

Weiterhin ist aus der deutschen Auslegeschrift 309 eine Einrichtung zur Notkühlung eines Kernreaktors bekanntgeworden, die ebenfalls einen mit Kühlwasser für den Dampferzeuger eines Kernreaktors gefüllten Tank besitzt Mehrere Kühlkreise gestatten es, sowohl das Primärkühlwasser des Kernreaktors unmittelbar als auch die Sekundärseite des Dampferzeugers durch einen besonderen Kühlkreislauf zu kühlen.

Bei derartigen Notkühleinrichtungen muß der Kühlwasserbehälter so ausgelegt sein, daß nach einem angenommenen Unfall, der den Ausfall der Reaktorkühlung zur Folge hat, eine automatische Kühlung des Kernreaktors für ca. 10 Stunden aufrecht erhalten werden kann. Neben der Kühlung des Reaktorkerns durch Einspeisung von deionisiertem Wasser auf die Sekundärseite der Dampferzeuger und Abblasen des entstehenden Dampfes übers Dach ist es bei einem derartigen Anforderungsfall erforderlich, daß verschiedene andere Hilfssysteme ebenfalls ausreichend gekühlt werden. Beispielsweise müssen der Notspeisediesel, Pumpen, und Getriebeöl sowie die Luft in den Räumen des Notspeisegebäudes gekühlt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Notspeisesystem zu schaffen, bei dem außer der Nachspeisung des Dampferzeugers mit deionisiertem Wasser auch diese zusätzlichen Kühlaufgaben auf wirtschaftliche und sichere Weise erfüllt werden können.

Die Erfindung betrifft damit ein Notspeisesystem zur Kühlung Kernreaktoranlagen mit einem Behälter für deionisiertes Wasser zum Speisen eines Dampferzeugers über eine Notspeisepumpe, deren Saugleitung an den Behälter für das deionisierte Wasser und deren Druckleitung an den Dampferzeuger angeschlossen sind.

Das Neue besteht erfindungsgemäß darin, daß eine Umwälzleitung vom Behälter über eine Umwälzpumpe und Wärmetauscher zur Kühlung der Aggregate des Notspeisesystem zu einer Ventilanordnung führt, von der aus eine Leitung zur Saugleitung der Notspeisepumpe und eine weitere Leitung zu einem Entwässerungssystem führt.

In der Zeichnung ist ein Notspeiseteilsystem für einen Dampferzeuger 1 einer Kernreaktoranlage dargestellt. Der Dampferzeuger 1 ist mit einer Notspeiseleitung 2 versehen, die über Ventile 3 und 4 mit der Druckseite einer Notspeisepumpe 5 verbunden ist. Von der Notspeisepumpe 5 führt eine Saugleitung 6 über ein Ventil 7 zu einem Behälter 8. Dieser Behälter 8 ist mit deionisiertem, also vollentsalztem Speisewasser für den Dampfererzeuger 1 gefüllt. Die Füllung des Behälters erfolgt über Fülleitungen 9 abhängig vom Wasserstand. Von der Notspeiseleitung 2 zwischen der Notspeisepumpe 5 und dem Ventil 4 zweigt eine Rückführleitung 10 ab, die über ein Dreiwegeventil 11 je nach Stellung des Ventils mit einer Leitung 12 oder einer Leitung 13 verbunden werden kann. Die Leitung 12 führt zurück zum Behälter 8 und die Leitung 13 führt nach außen zu einem Entwässerungsystem 14.

Die Notspeisepumpe 5 ist über einen Generator 15 mit einem Dieselaggregat 16 direkt gekuppelt.

Der Behälter 8 ist über ein Ventil 17, eine Umwälzpumpe 18 und über drei kühlwasserseitig in Reihe geschaltete Wärmetauscher 19 bis 21 mit einer als Dreiwegeventil ausgebildeten Ventilanordnung 22 verbunden, die eine Verbindung zu den Leitungen 23 und 24 herstellen kann. Die Leitung 23 mündet in die Saugleitung 6 und die Leitung 24 führt zum Entwässerungssystem 14.

Für den Fall, daß die Stromversorgung (Eigenbedarf sowie Notversorgung) ausfällt, wird der Notspeisediesel

gestartet und treibt den Generator 15 und die Notspeisepumpe 5 an. Gleichzeitig wird zur Kühlwasserversorgung der Wärmetauscher 19 bis 21 die Umwälzpumpe 18 gestartet Das Dreiwegeventil 11 verbindet die Rückführleitung 10 mit der Leitung 12, während die Ventile 3 und 4 geschlossen bleiben. Die Notspeisepumpe 5 läuft bei diesem Betriebsfall mit ihrer zum Betrieb notwendigen Mindestfördermenge und fördert diese über das Ventil 26 in die Leitung 10 und von das aus über das Dreiwegeventil 11 in die Leitung 12 zum Behälter 8. Die als Dreiwegeventil ausgebildete Ventilanordnung 22 verbindet die Umwälzleitung 23 mit der Leitung 23, so lange ein vorgegebener zugelassener Maximalwert der Temperatur im Behälter 8 noch nicht erreicht ist

Für den Fall, daß der Notfall eine Speisung des Dampferzeugers 1 erfordert werden auch die Ventile 3 und 4 geöffnet und das Dreiwegeventil 11 bleibt in der vorgenannten Stellung, so lange die Wassermenge, die in den Dampferzeuger 1 eingespeist werden muß, größer ist, als die von der Notspeisepumpe zu fördernde Mindestmenge. Bei diesem Betriebsfall wird erreicht, daß die Nachspeisemenge für den Dampferzeuger 1 unabhängig von der Menge des in der Umwälzleitung 25 fließenden deionisierten Wassers geregelt werden kann. Trotzdem wird für längere Zeit, da die Leitung 23 in die Saugleitung 6 mündet, kein in den Wärmetauscher 19 bis 21 aufgewärmtes Wasser in den Behälter 8 zurückgespeist da das aufgewärmte Wasser von der Notspeisepumpe 5 vollständig in den Dampferzeuger 1 gefördert

Sollte der Dampferzeuger ί zu einem späteren Zeitpunkt weniger Wasser benötigen als über die Wärmetauscher 19 bis 21 gefördert wird, wird das Komplement zu dieser Menge über das Ventil 26 in die Leitung 10 und über das Ventil 11 in die Leitung 12 zurück in den Behälter 8 geführt Ist ein zugelassener Temperaturmaximalwert im Behälter 8 erreicht fährt automatisch das Dreiwegeventil 11 in die Stellung, daß die anfallende warme Wassermenge über die Leitung 12 an das Entwässerungssystem 14 ablaufen kann.

Der Behälter 8 mit dem Vorrat an deionisiertein Wasser wird bei der vorliegenden Erfindung also gleichzeitig für die Nachspeisung des Damperzeugers I sowie als Wärmesenke für die Wärmetauscher verwendet Im Ausführungsbeispiel dient beispielsweise der Wärmetauscher 10 als Umluftkühler, der Wärmetauscher 20 als Getriebeöl- und Pumpenölkühler und der Wärmetauscher 21 als Kühlung für den Notspeisediesel 16. Mit einer derartigen Schaltung, bei der in den Wärmetauschern aufgewärmten deionisiertes Wasser vorzugsweise zur Nachspeisung des Dampferzeugers 1 verwendet wird, erreicht man ohne wesentliche Vergrößerung des Behälters 8, wenn er nur für die Nachspeisung des Dampferzeugers ausgelegt würde, zusätzlich die Möglichkeit, die Wärmetauscher mit Kühlmedium zu versorgen. Aufwendige, gegen äußere Einwirkungen besonders zu sichernde Bauten für einen zusätzlichen Kühlwasserspeicher sind daher nicht mehr notwendig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Notspeisesystem zur Kühlung von Kernreaktoranlagen mit einem Behälter für deionisiertes Wasser zum Speisen eines Dampferzeugers über eine Notspeisepumpe, deren Saugleitung an den Behälter für das deionisierte Wasser und deren Druckleitung an den Dampferzeuger angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umwälzleitung (25) vom Behälter (8) über eine Umwälzpumpe (18) und Wärmetauscher (10,20,21) zur Kühlung der Aggregate des Notspeisesystems zu einer Ventilanordnung (22) führt, von der aus eine Leitung (23) zur Saugleitung (6) der Notspeisepumpe (5) und eine weitere Leitung (24) zu einem Entwässerungssystem (14) führt.

2. Notspeisesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Umwälzleitung (25) eingeschaltete Ventilanordnung (22) abhängig von der Temperatur des deionisierten Wassers im Behälter (8) so gesteuert ist, daß die Umwälzleitung (25) vor Erreichen einer zulässigen Maximaltemperatur mit der zur Saugleitung (6) der Notspeisepumpe (5) führenden Leitung (23) und bei Erreichen dieser Temperatur mit der zum Entwässerungssystern (14) führenden Leitung (24) verbunden ist.

3. Notspeisesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückführleitung (10) vorgesehen ist, die über eine Ventilanordnung (11) und eine weitere Leitung (12) eine Rückführung des von der Notspeisepumpe (5) geförderten und nicht zur Nachspeisung des Dampferzeugers (1) zu verwendenden deionisierten Wassers in den Behälter (8) gestattet.

4. Notspeisekühlsystem nach Anspruch 3, dadurch js gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (11) abhängig von der Temperatur des deionisierten Wassers im Behälter (8) derart gesteuert ist, daß nach Erreichen einer vorgegebenen Maximaltemperatur die Leitung (12) abgeschaltet und eine von dieser Ventilanordnung (11) zum Entwässerungssystem (14) führende Leitung (13) zugeschaltet wird.