DE2615492A1

DE2615492A1 - Abblasorgan fuer ein reaktorsicherheitsventil

Info

Publication number: DE2615492A1
Application number: DE19762615492
Authority: DE
Inventors: Jan Dipl Ing Fredell; John Dipl Ing Kemppainen
Original assignee: ASEA Atom AB
Current assignee: Westinghouse Electric Sweden AB
Priority date: 1975-04-24
Filing date: 1976-04-09
Publication date: 1976-11-04
Also published as: JPS51130787A; DK183276A; SE389936B; FI761091A; JPS5922197B2; DE2615492B2

Description

Abblasorgan für ein Reaktorsicherheitsventil Die Erfindung betrifft ein gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ausgebildetes Abblasorgan für ein Reaktorsicherheitsventil.
Bei solchen Abblasorganen ist das Kondensationsbassin in dem Augenblick einer starken Beanspruchung ausgesetzt, in welchem das Sicherheitsventil öffnet, also während der anSänglichen Ausströmungsphase.
Diese Beanspruchung beruht darauS, daß nicht kondensierbares Gas, wie beispielsweise Luft, das in ein mit dem Sicherheitsventil verbundenes Abblaseorgan oberhalb des Wasserspiegels des Kondensationsbassins eingeschlossen ist, plötzlich komprimiert wird und dann im nächsten Augenblick in unter atmosphärischem Druck stehendes Wasser geblasen wird. Dadurch werden im Nondensationsbassin kräftige Druckpulsationen erzeugt.
Bekannte Abblasorgane sind in der deutschen Auslegeschrift 2 212 761 sowie in der Broschüre "Reaktortagung, Karlsruhe, 10. April -13. April 1973", herausgegeben vom Deutschen Atomforum, beschrieben.
Aus der genannten Auslegeschrift ist es bekannt, als Abblasorgan ein Rohr zu verwenden, dessen unteres Ende in vertikaler Richtung verschlossen ist, während in der Nähe der geschlossenen Endfläche mehrere radial gerichtete Auslauföffnungen konzentriert angeordnet sind. In derselben Auslegeschrift wird auch ein Ausblasrohr gezeigt, das mit zwei mit axialem Abstand voneinander angeordneten Gruppen axial gerichteter Auslauföffnungen versehen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abblasorgan der eingangs genannten Art in der Weise fortzuentwickeln, daß die geschilderten Beanspruchungen des Kondensationsbassins wesentlich herabgesetzt werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Abblasorgan nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches erfindungsgemäß die im kennzeichnenden eil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der AuslaufEffnungen wird eine bedeutende Reduktion der Amplitude der Druckpulsationen erreicht, die beim Öffnen eines Reaktorsicherheitsventils in einem entsprechenden Kondensationsbassin aufgrund der anfänglichen Ausströmung von nicht kondensierbarem Gas erzeugt werden. Bei dem Abblasorgan dach der Erfindung wird das herausströmende Gas in an sich bekannter Weise auf zwei getrennte Gruppen von Auslauföffnungen verteilt, wobei zwei Hauptströmungsflüsse entstehen, von denen jeder aus einer Vielzahl kleinerer Ausströmflüsse besteht und wobei die beiden iauptströmungsflüsse zwei größere "Gaswolken" bilden.
Gemäß der Erfindung wird ein relativ großer Phasenunterschied zwischen den Druckpulsationen der beiden Gaswolken angestrebt, was meistens bedeutet, daß die beiden Gruppen von Auslauföffnungen in größerem Abstand voneinander angeordnet werden müssen. Gleichzeitig gilt es, eine Verbindung der beiden Gaswolken zu erreichen oder zumindest zu erreichen, daß die beiden Gaswolken sich so nahe beieinander ausbilden, daß zwischen ihnen ein Druckausgleich ohne nennenswerte Behinderung durch zwischen ihnen liegende Wassermassen stattfinden kann. Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß ein in Bezug auf die Dämpfung erfolgreiches Zusammenspiel zwischen den beiden Gaswolken in hohem Maße davon abhängt, wie die Auslauföffnungen für das im Wasser auströmende Gas im Verhältnis zueinander gerichtet ist. Eine wesentliche Dämpfung wird dann erreicht, wenn die Auslauföffnungen so gerichtet sind, daß sich die Vektoren der Geschwindigkeiten, mit denen das Gas aus den beiden Gruppen von Auslauföffnungen austritt, sich in überwiegendem Maße überschneiden. Diese Erkenntnis wurde durch Experimente bestätigt.
Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen Figur 1: ein Abblasorgan gemäß der Erfindung in seiner Anordnung im Verhältnis zu den übrigen Bauteilen, Figur 2: die Seitenansicht einer Ausführungsform eines Abblasorgans nach der Erfindung, Figur einen Schnitt längs der Linie III/III in Figur 2, Figur 4: einen Schnitt längs der Linie IV/IV in Figur 3, Figur 5: eine andere AusfQihrungsform eines Abblasorgans nach der Erfindung im Vertikalschnitt längs der Linie V/V in Figur 6, Figur 6: einen Horizontalschnitt längs der Linie VI/VI in Figur 5, Figur 7: eine zu Figur 1 alternative Anordnungsmöglichkeit.
In Fig. 1 und 7 bezeichnet 1 den Reaktortank eines Wasserreaktors. Von dem Reaktortank gehen mehrere Dampfleitungen 2 ab, die jeweils mit einem Sicherheitsventil 3 versehen sind.
Ein Abblasorgan 4 hat die Aufgabe, die Ausblasöffnung des Sicherheitsventils mit einem Kondensationsbassin 5 zu verbinden. Der Wasserspiegel des Bassins ist in der Figur durch ein Dreiecksymbol 6 markiert.
Das in den Figuren 2, 3 und 4 gezeigte Abblasorgan 4 umfaßt ein mindestens 2 m langes Rohr 7, das an seinem unteren Ende eine Gruppe im wesentlichen radial gerichteter Auslauföffnungen 8 hat. Eine an das Rohr 7 geschweißte Endplatte 9 hat mindestens eine axial gerichtete Auslauföffnung. Der gesamte Öffnungsquerschnitt der Platte beträgt weniger als 25 °Ó des inneren Rohrquerschnittes, vorzugsweise weniger als 10 Vo.
Zwischen der vorgenannten Gruppe von Auslauföffnungen und dem Trrasserspiegel ist die Rohrwand mit einer Anzahl in gleicher Höhe angeordneter Löcher 10 versehen, die zusammen mit entsprechend angeordneten axialen Kanälen 11 in einem das Rohr 7 umschließenden Ring 12 mehrere nach unten und im wesentlichen vertikal gerichtete Auslauföffnungen bilden.
Bei normalem Betrieb ist das Rohr 7 oberhalb des Wasserspiegels 6 meistens mit Gas, wie z.B. Luft gefüllt. Wenn das Sicherheitsventil öffnet, wird Gas zunächst durch die Öffnungen 11 getrieben und erst zu einem etwas späteren Zeitpunkt durch die Öffnungen 8. Die Auströmrichtungen sind in Figur 2 durch Pfeile 13 und 14 angedeutet. Wird ein zweckmäßiger Geschwindigkeitsmaßstab gewählt, werden die Geschwindigkeitsvektoren der einen Gruppe zum überwiegenden zu Teil (wahrscheinlich mehr als 80 °,0) die Vektoren der anderen Gruppe überschneiden. Beim Auslauf entsteht eine Druckschwingung im Kondensationsbassin 5, bei welcher sich jede Periode von der vorhergehenden hinsichtlich ihrer Amplitude und Periodendauer unterscheidet. Der Abstand zwischen der unteren und oberen Gruppe von Auslauföffnungen wird so gewählt, daß die Zeitdifferenz zwischen dem Austrittsbeginn der beiden Ausströmflüsse 25-75 0% der Periodendauer der zweiten Periode der genannten Druckschwingung beträgt. Eine optimale Dämpfungswirkung erhält man bei einer Zeitdifferenz, die etwas unter 50 " der vorgenannten Periodendauer liegt.
Das in den Figuren 5 und 6 dargestellte Abblasorgan 4" enthält ein vertikales Rohr 15, dessen unteres Ende durch eine obere Öffnung eines hohlen, an das Rohr geschweißten Körpers 16 geführt ist. Der Körper 16 hat obere Auslauföffnungen 17 und untere Auslauföffnungen 18. Die Richtungen der entsprechenden Auslaufgeschwindigkeiten sind durch die Pfeile 19 und 20 angedeutet. Der hohle Körper 16 hat eine erste Endwand 21, durch die das Rohr 15 gasdicht hindurchtritt, und eine zweite Endwand 22. Jede der beiden Endwände ist an eine zylindrische Seitenwand 23 bzw. 24 geschweißt, und die beiden Seitenwände 23 und 24 sind mittels mehrerer Verbindungsstücke 25 miteinander verbunden, wobei im wesentlichen vertikal gerichtete Kanäle gebildet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Abblasorgan für ein Reaktorsicherheitsventil, das mit seinem einen Ende an das Sicherheitsventil angeschlossen ist und mit seinem anderen Ende unter den Wasserspiegel eines Kondensationsbassin reicht, wobei der unter Wasser liegende Teil mit einer ersten und einer zweiten Gruppe von Auslauföffnungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslauföffnungen derart angeordnet sind, daß die Geschwindigkeitsvektoren des aus der ersten Gruppe von Auslauf öffnungen austretenden Nediums zum überwiegenden Teil die entsprechenden Geschwindigkeitsvektoren der genannten zweiten Gruppe überschneiden.
2. Abblasorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Wasser befindliche Teil ein Rohr (7) ist, dessen unteres Ende mit einem verschließenden oder stark drosselnden Körper (9) versehen ist, daß die erste Gruppe der Auslauföffnungen (8) in der Nähe des genannten Körpers (9) angeordnet ist und im wesentlichen aus einer Vielzahl hauptsächlich radial gerichteter, in der Rohrwand vorhandener Öffnungen 48) besteht und daß die zweite Gruppe der Auslauföffnungen (11) in der Rohrwand angeordnet und im wesentlichen in Rohrrichtung gerichtet ist.
3. Abblasorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Rohr (15) und einen unter dem Sasserspiegel angeordneten hohlen Körper (16) umfaP.t, der eine erste (21) und eine zweite Endwand (22) hat, von denen die erste direkt mit einer ersten (23) und die zweite direkt mit einer zweiten Seitenwand (24) verbunden ist, die miteinander durch radial verlaufender Verbindungsstücke (25), die von der ersten Seitenwand (23) ausgehen, konzentrisch verbunden sind, daß das Rohr (15) gasdicht durch die erste endwand (21) durchgeführt ist und eine Strecke in den hohlen Körper (16) hineinragt, die größer ist als der halbe Abstand zwischen den beiden Endwänden, daß die erste Gruppe von Auslauföffnungen in der ersten Seitenwand (23) angeordnet und im wesentlichen zur Rohrachse radial gerichtet ist und daß die zweite Gruppe von Auslauföffnungen aus mehreren Kanälen (18) zwischen den genannten Verbindungsstücken (25) besteht (Figur 5 und 6).