DE2748160A1 - Verfahren und einrichtung zur begasung von fluessigkeiten - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur begasung von fluessigkeiten

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Description

ü JL -τ-.
- 3 - Mannheim, den 14.10.1977
TPP 48/77
BABCOCK - BROWN BOVERI REAKTOR GmbH Heppenheimerstr. 27-29
6800 Mannhelm 31
Verfahren und Einrichtung zur Begasung von Flüssigkeiten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Begasung von Flüssigkeiten, insbesondere von Primärkühlmittel in Kernkraftwerken mit Druckwasserreaktor.
Beispielsweise ist es in Kernkraftwerken bekannt die Wasserstoffbegasung durch Versprühen von Primärkühlmittel in wasserstoffhaltiger Atmosphäre, z.B. im Wasserstoffgas-Polster des Volumenausgleichsbehälters, oder durch Einperlen von Wasserstoffgas in die Wasserphase des Volumenausgleichsbehälters durchzuführen. Der Volumenausgleichsbehälter dient u.a. zum Ausgleich von Volumenänderungen des Primärkühlmittels und beinhaltet Primärkühlmittel (Wasser) und ein Wasserstoffgas-Polster.
Diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß aufgrund der großen Wasserstoffmengen Im Volumenausgleichsbehälter eine Freisetzung von relativ großen Wasserstoffmengen in die den Volumenausgleichsbehälter umgebenden Räume nicht auszuschließen ist und daher das Auftreten von Knallgasexplosionen zu unterstellen ist. Außerdem ist der vorgeschriebene Gasgehalt der Flüssigkeit nicht genau zu erreichen.
909818/0218
TPP 43/77
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zu finden mit dessen Hilfe ein vorgebbarer Gasgehalt in der zu begasenden Flüssigkeit erzielt und eine Freistellung von gefährlichen Mengen an Gas mit Sicherheit vermieden wird.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß eine bestimmte Gasmenge einer im zu begasenden Flüssigkeitsstrom angeordneten Förderpumpe zugeführt wird und innerhalb des Pumpengehäuses vermischt wird.
Bei mehrstufigen Kreiselpumpen wird das Gas vorzugsweise im Bereich der letzten Stufen eingespeist, da hier die Durchmischung am optimalsten ist.
Die Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Gaseinspeiseleitung eine Gasdosier einrichtung eingebaut ist, daß die Gaseinspeiseleit.ng auf der Druckseite der Gasdosierpunrae zweisträngig ausgeführt ist und daß die Stränge mittelbar c sr -unmittelbar mit innerhalb des Pumpengehäuses angeordneten Düsen verbunden sind.
Vorzugsweise sind die Düsen an der Gehäuseinnenwand, am Pumpenlaufrad und / oder in der Saugleitung der Pumpe angeordnet.
Die Düsen sind mit einem Bypaßstrom der begasten Flüssigkeit spülbar. Hierzu sind die Leitungen des Bypaßstromes mit den Strängen der Gaseinspeiseleitung verbunden. Weiterhin sind die Absperrventile der Stränge der Gaseinspeiseleitung und der Leitungen des Bypaßstromes derart schaltbar, daß eine wechselseitige Beaufschlagung der Düsen mit Gas und mit Spülwasser möglich ist.
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TPP t+8/77
In dem zu begasenden Flüssigkeitsstrom ist vor und nach der Förderpumpe eine Analysenmeßvorrichtung eingeschaltet.
Die Über die Gasdosiereinrichtung eingespeiste Gasmenge ist von dem bereits vorhandenen Wasserstoffgehalt der zu begasenden Flüssigkeit und dem Volumen des Flüssigkeitsstromes abhängig.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden anhand der schematischen Zeichnungen der Fig. 1 und 2 erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäß ausgestaltete Förderpumpe.
Das zu begasende Primärkühlmittel einer nicht dargestellten Druckwasserreaktoranlage fließt in der Leitung 1 in Pfeilrichtung 12 und wird durch eine in diese Leitung eingebaute Förderpumpe 2 in Pfeilrichtung 13 zur bestimmungsgemäßen Verwendung in der Kernreaktoranlage weiter gepumpt. Mit Hilfe einer Gasdosiereinrichtung wie z.B. einer Gasdosierpumpe 6 wird über die zweisträngig ausgebildete Gaseinspeiseleitung 3, 3a, 3b eine bestimmte Gasmenge, wie z.B. Wasserstoff, in das Pumpengehäuse 14 in Pfeilrichtung 15 eingespeist. Die in der Leitung 1 vor und nach der Förderpumpe 2 eingeschalteten Analysenmeßvorrichtungen 7 und 8 geben Aufschluß über den Wasserstoffgehalt des Primär- kUhlmittels vor und nach der Begasung. Abhängig von der Wasser- etoffgehaltmessung des Primärkühlmittels vor der Begasung und dem Volumen des In der Leitung 1 fließenden FlUssigkeitsstromes erfolgt die Steuerung der Gasmenge die über die Gasdosierpumpe 6 eingespeist werden mußgQggj 8/021 8
IPP 48/77
Die Einspeisung erfolgt über im Inneren des Pumpengehäuses angeordnete Düsen 16,17,18 die an der Gehäuseinnenwand 19, dem Pumpenlaufrad 20 oder in der Saugleitung 21 angeordnet sind, (Fig. 2). Da die in Fig. 2 gezeigte Ausführung eine mehrstufige Förderpumpe darstellt sind die Düsen 16 an der Gehäuseinnenwand eines Stufengehäuses 24 angeordnet. Die Düsen sind jeweils an den freien Enden der Gaseinspeiseleitungen 3a/ 3b angebracht. Bei der Begasung mit Hilfe des Pumpenlaufrades bilden die Bohrungen 25,26 in der Purapenwelle 27 eine Verlängerung der Gaseinspeiseleitung 3a, 3b.
Da beim Einblasen von trockenen Gas·, a in Salzlösungen (das PrimärkUhlmittel ist eine Salzlösung) die Gefahr besteht, daß sich die Düsen infolge örtlicher LöslichkeitsUberschreitungen zusetzen, ist eine Spülung der Düsen erforderlich. Aus diesem Grunde zweigt druckseitig der Förderpumpe 2 ein Bypaßstrom 11 ab der zweisträngig ausgeführt ist und mit seinen Leitungen 22 und 23 in die Gaseinspeiseleitungen 3a und 3b mündet. Werden nun die Absperrventile 9a und 5 geschlossen und die Abr errventile 9 und 5a geöffnet so fließt durch die Gaseinspeiseleitung 3 a ein Gasstrom zu den mit dieser Leitung verbundenen Düsen und durch die Gaseinspeiseleitung 3 b die SpülflUssigkeit zu den mit dieser Leitung verbundenen Düsen. Bei umgekehrter Handhabung der Absperrventile erfolgt die Spülung der an die Gaseinspeiseleitung 3a angeschlossenen Düsen und die Begasung wird über die an der Gaseinspeiseleitung 3 b angeschlossenen Düsen vorgenommen. Die Rückschlagventile 4,10 verhindern einen Rückfluß von Gas bzw. SpülflUssigkeit. Dieser Vorgang läuft automatisch ab, sodaß kontinuierlich eine Düsengruppe gespült wird während die andere Düsengruppe der Begasung dient.
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Mit dem erflndungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen Einrichtung wird auf einfache und vorteilhafte Weise eine Begasung nach vorgegebenen Werten erreicht. Als Gaspolster für den Volumenausgleichsbehälters kann Stickstoff verwendet werden, so daß die Gefahr einer Knallgasexplosion gebannt ist.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß auch während Lastwechselvorgängen der Wasserstoffgehalt des wieder eingespeisten Primärkühlmittels innerhalb der spezifierten Werte gehalten wird.
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Claims (11)

TFP 48/77 Patentansprüche
1.y Verfahren zur Begasung von Flüssigkeiten insbesondere von Primärkühlmittel in Kernkraftwerken mit Druckwasserreaktor dadurch gekennzeichnet, daß eine bestimmte Gasmenge einer im zu begasenden Flüssigkeitsstrom angeordneten Förderpumpe (2) zugeführt wird und innerhalb des Pumpengehäuses (14) mit der Flüssigkeit vermischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrstufigen Kreiselpumpen das Gas im Bereich der letzten Stufeneingespeist wird.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß in der Gaseinspeiseleitung (3, 3a, 3b) eine Gasdosierreinrichtung. (6) eingebaut i: daß die Gaseinspeiseleitung (3) auf der Druckseite der Gasdosierpumpe zweisträngig ausgeführt ist und daß die Stränge (3a, 3b) mittelbar oder unmittelbar mit innerhalb des Pumpengehäuses (14) angeordneten Düsen (16, 17, 18) verbunden sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen an der Gehäuseinnenwand (19) angeordnet sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge (3a, 3b) an der Pumpenwelle (24) angeschlossen sind und daß von der Pumpenwelle Verbindungsbohrungen zu den am Pumpenlaufrad (20) angeordneten Düsen vorgesehen sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen in der Saugleitung (21) der Pumpe (2) angebracht sind.
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TPP 48/77
7. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen mit einem Bypaßstrom (11) der begasten Flüssigkeit spülbar sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 3 und 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (22,23^ des Bypaßstromes (11) mit den Strängen (3a,3b) der Gaseinspeiseleitung verbunden sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 und 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrventile (5, 5a, 9, 9a) der Stränge (3a, 3b) der Gaseinspeiseleitung (3) und der Leitungen (22,23) des Bypaßstromes (11) derart schaltbar sind, daß eine wechselseitige Beaufschlagung der Düsen mit Gas und mit Spülwasser möglich ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß im zu begasenden Flüssigkeitsstrom vor und nach der Förderpu'-ne (2) eine Analysenmeßvorrichtunj (7,8) eingeschaltet ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 3 und 10 dadurch gekennzeichnet, daß die über die Gasdosierpumpe (6) eingespeiste Gasmenge von dem bereits vorhandenen Wasserstoffgehalt der zu begasenden Flüsssigkeit und dem Volumen des Flüssigkeitsstromes abhängig ist.
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DE2828153A1 (de) * 1978-06-27 1980-01-03 Kraftwerk Union Ag Kernreaktor mit einem fluessigen kuehlmittel
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