DE2817100A1 - Liquid poison control tube for nuclear reactor - has coaxial inner and outer pipes capable of coarse or fine control - Google Patents
Liquid poison control tube for nuclear reactor - has coaxial inner and outer pipes capable of coarse or fine controlInfo
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Abstract
Description
Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr Liquid poisoning control tube
Die Erfindung betrifft ein Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr aus einem doppelwandigen Rohrstück, mit dem es möglich ist, grob eine hohe Reaktivität zu steuern, die dann erforderlich ist, wenn die Ausgangsleistung eines Atomkernreaktors zunimmt, sowie kleine Änderungen in der Ausgangsleistung fein zu regulieren, und das als Sicherheitseinrichtung dient, um augenblicklich den Atomkernreaktor im Notfall abzuschalten. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Reaktivitätssteuerungssystem unter Verwendung des Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohres.The invention relates to a liquid poisoning control tube made from a double-walled piece of pipe with which it is possible to roughly achieve a high reactivity control, which is required when the output power of an atomic nuclear reactor as well as fine-tune small changes in output power, and which serves as a safety device to instantly open the nuclear reactor in an emergency switch off. The invention further relates to a reactivity control system using the liquid poisoning control tube.
Ein herkömmliches Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr erlaubt es nicht, gleichzeitig einen Atomkernreaktor grob und fein zu steuern und kann aus konstruktiven Gründen nicht als Sicherheitseinrichtung dienen. Eine Steuereinrichtung und eine Sicherheitseinrichtung werden nämlich unabhängig voneinander ausgebildet und benutzt. Z.B. beim SGHWR-Reaktor, der ein Heissdampf erzeugender Schwerwasserreaktor ist und in Grossbritannien steht, wird ein Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr als Sicherheitseinrichtung verwandt. Bei diesem Reaktor wird flüssiges Reaktorgift, das unter Druck in einem Absorbervorlaufbehälter gehalten wird, in ein Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr gespritzt, wenn ein Abschaltventil geöffnet wird. Dieser Reaktor zeigt jedoch viele Schwierigkeiten, wie sie im folgenden beschrieben werden. Das Abschaltventil kann nicht in der Nähe des Reaktorkernes angeordnet werden.A conventional liquid poisoning control tube does not allow at the same time to control an atomic nuclear reactor coarsely and finely and can from constructive Do not serve as a safety device for reasons. A control device and a Security device that is, are designed and used independently of one another. E.g. in the SGHWR reactor, which is a heavy water reactor producing superheated steam and is located in Great Britain, a liquid poisoning control tube is used as a safety device. In this reactor, liquid reactor poison is produced under pressure in an absorber feed tank is held, injected into a liquid poisoning control tube when a shut-off valve is opened. However, this reactor shows many difficulties as follows to be discribed. The shut-off valve cannot be near the reactor core to be ordered.
Es muss ein Druck angelegt werden, um den Reaktor innerhalb einer gegebenen Zeitspanne anzuhalten. Die Offnungsgeschwindigkeit des Abschaltventiles muss ausreichend gross sein.Pressure must be applied to keep the reactor inside a to stop the given period of time. The opening speed of the shut-off valve must be big enough.
In einem Schwerwasserreaktor in Canada wird ein Zonenvergiftungs-Steuerungsrohr verwandt, wobei ein Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr für die Feinsteuerung des Reaktors verwandt wird. In diesem Reaktor wird der Pegel des flüssigen Reaktorgiftes dadurch verändert, dass die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Reaktorgiftes reguliert wird, das vom oberen Ende des Vergiftungs-Steuerungsrohres eingeführt wird, während die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Reaktorgiftes, das vom unteren Ende abgeführt wird, konstant gehalten wird.A zone poisoning control tube is used in a heavy water reactor in Canada related, with a liquid poisoning control tube for fine control of the Reactor is used. In this reactor the level of the liquid reactor poison is by changing the flow rate of the liquid reactor poison which is inserted from the top of the poisoning control tube is, while the flow rate of the liquid reactor poison that from lower end is discharged, is kept constant.
Das Steuerungssystem für den Pegel des flüssigen Reaktorgiftes im Vergiftungs-Steuerungsrohr ist kompliziert und darüberhinaus ist gleichfalls der Aufbau des Vergiftungs-Steuerungsrohres gleichfalls kompliziert, da im Rohr das Reaktorgift-Einleitungsrohr, das Reaktorgift-Abführungsrohr und ein Gasabführungsrohr vorgesehen sein müssen.The control system for the level of liquid reactor poison in the The poisoning control tube is complicated, and moreover is also the The structure of the poisoning control tube is also complicated, since the Reactor poison inlet pipe, the reactor poison discharge pipe and a gas discharge pipe must be provided.
Ziel der Erfindung ist daher ein Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr, das aus einem doppelwandigen Rohrstück besteht.The aim of the invention is therefore a liquid poisoning control tube, which consists of a double-walled piece of pipe.
Durch die Erfindung soll weiterhin ein Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr mit einfachem Aufbau geliefert werden, mit dem es möglich ist, grob und fein die Reaktivität eines Atomkernreaktors zu regulieren und das gleichzeitig als Sicherheitseinrichtung dient.Another object of the invention is to provide a liquid poisoning control tube be supplied with a simple structure with which it is possible to coarse and fine the To regulate the reactivity of an atomic nuclear reactor and at the same time as a safety device serves.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr, mit dem es möglich ist, den Flüssigkeitspegel sehr leicht zu steuern oder den Pegel äes flüssigen Reaktorgiftes im Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr frei dadurch zu verändern, dass einfach die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Reaktorgiftes, das eingeleitet wird reguliert wird, um somit eine Grob- und Feinsteuerung der Reaktivität zu bewirken.Another object of the invention is a liquid poisoning control tube, with which it is possible to control the liquid level or the level very easily Äes liquid reactor poison in the liquid poisoning control pipe freely thereby change that simply the flow rate of the liquid reactor poison, that is initiated is regulated, in order to allow coarse and fine control of the reactivity to effect.
Durch die Erfindung soll weiterhin ein Reaktivitätssteuersystem geliefert werden, das ein Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr verwendet, mit dem es möglich ist, grob und fein einen Atomkernreaktor zu steuern und das als Sicherheitseingabesystem dient.The invention is also intended to provide a reactivity control system that uses a liquid poisoning control tube to make it possible is to coarsely and finely control an atomic nuclear reactor and that as a safety input system serves.
Gegenstand der Erfindung sind ein Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr, das ein äusseres Rohr und ein inneres Rohr, das koaxial im äusseren Rohr vorgesehen ist, und durchgehende Löcher mit bestimmter Form an bestimmten Abschnitten aufweist, wobei eines dieser Rohre mit einem Reaktorgift-Einleitungsrohr verbunden ist, während das andere mit einem Reaktorgift-Abführungsrohr in Verbindung steht,und der Pegel des flüssigen Reaktorgiftes dadurch gesteuert wird, dass die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Reaktorgiftes verändert wird, das in das Einleitungsrohr für das flüssige Reaktorgift einzuführen ist, und gleichfalls ein Reaktivitäts-Steuersystem, das das Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr verwendet.The invention relates to a liquid poisoning control tube, one outer tube and one inner tube, which is provided coaxially in the outer tube is, and has through holes with a certain shape at certain sections, one of these pipes being connected to a poison injection pipe, while the other communicates with a poison evacuation pipe, and the level of the liquid reactor poison is controlled by the fact that the flow rate of the liquid reactor poison is changed, which is in the inlet pipe for the liquid Reactor poison is to be introduced, and likewise a reactivity control system that used the liquid poisoning control tube.
Ein besonders bevorzugter Gedanke der Erfindung besteht in einem Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr mit einem äusseren Rohr und einem inneren Rohr, das koaxial im äusseren Rohr vorgesehen ist, und eine Vielzahl von durchgehenden Löchern aufweist. Das äussere oder das innere Rohr steht mit einem Einleitungsrohr für das Reaktorgift in Verbindung, während das jeweils andere Rohr mit einem Ableitungsrohr für das Reaktorgift verbunden ist. Der Pegel des flüssigen Reaktorgiftes im Vergiftungssteuerungsrohr wird dadurch gesteuert, dass die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Reaktorgiftes reguliert wird, das durch das Einleitungsrohr für das Reaktorgift eingeführt wird. Dieses Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr kann zur Bildung eines Reaktivitätssteuersystems verwandt werden, mit dem es möglich ist, die Reaktivität grob zu steuern und gleichzeitig die Ausgangsleistung fein zu regulieren und das als Sicherheitseinrichtung dient.A particularly preferred concept of the invention is a liquid poisoning control tube with an outer tube and an inner tube provided coaxially in the outer tube and has a plurality of through holes. The outer or that inner tube communicates with an inlet tube for the reactor poison while the other pipe is connected to a discharge pipe for the reactor poison. The level of the liquid reactor poison in the poison control pipe is thereby increased controlled that regulates the flow rate of the liquid reactor poison which is introduced through the reactor poison introducing pipe. This Liquid poisoning control tube can be used to form a reactivity control system be used, with which it is possible to control the reactivity roughly and at the same time to fine-tune the output power and that serves as a safety device.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert: Fig. 1 zeigt eine schematische Längsschnittansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohres, das durch obere und untere Bauteile des Kernes des Atomkernreaktors gehalten ist.In the following, a preferred one is based on the associated drawing Embodiment of the invention explained in more detail: Fig. 1 shows a schematic Longitudinal sectional view of the exemplary embodiment of the liquid poisoning control tube according to the invention, which is held by upper and lower components of the core of the atomic nuclear reactor.
Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Reaktivitäts-Steuersystems unter Verwendung des Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohres.Fig. 2 shows schematically an embodiment of the invention Reactivity control system using the liquid poisoning control tube.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, umfasst das Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr 1 ein inneres Rohrstück 2 und ein äusseres Rohrstück 3 und ist das Steuerungsrohr 1 am oberen Ende geschlossen.As shown in FIG. 1, the liquid poisoning control tube comprises 1 an inner pipe section 2 and an outer pipe section 3 and is the control pipe 1 closed at the top.
Das innere Rohrstück 2 ist mit einer Vielzahl von durch die Wände hindurchgehenden Löchern 4 versehen. Die Grösse und die Anordnung der durchgehenden Löcher 4 sind nach den Geqebenheiten der Verwendunq in Dassender Weise qewählt. Das äussere Rohrstück 3 steht an seinem unteren Ende mit einem Einleitungsrohr 5 für das Reaktorgift in Verbindung, während das innere Rohrstück 2 an seinem unteren Ende mit einem Ableitungsrohr 6 für das Reaktorgift verbunden ist. Dieses Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr 1 wird im wesentlichen durch ein oberes Bauelement 7 und ein unteres Bauelement 8 des Kernes des Reaktors gehalten.The inner pipe section 2 is provided with a multiplicity of holes 4 extending through the walls. The size and the arrangement of the through holes 4 are chosen according to the flatness of the use. That outer pipe section 3 is connected at its lower end to an inlet pipe 5 for the reactor poison, while the inner pipe section 2 is connected at its lower end to a discharge pipe 6 for the reactor poison. This liquid poisoning control tube 1 is held essentially by an upper structural member 7 and a lower structural member 8 of the core of the reactor.
Das durch das Gifteinleitungsrohr 5 eingeführte flüssige Reaktorgift tritt in das äussere Rohrstück 3 in der Weise ein, wie es durch einen Pfeil angegeben ist und kann durch die Löcher 4 in das innere Rohrstück 2 gelangen, worauf hin es vom Ableitungsrohr 6 für das Reaktorgift abgeleitet wird.The liquid reactor poison introduced through the poison introduction pipe 5 enters the outer pipe section 3 in the manner as indicated by an arrow is and can get through the holes 4 in the inner pipe section 2, whereupon it is derived from the discharge pipe 6 for the reactor poison.
Wenn daher das flüssige Reaktorgift fortlaufend mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit zugeführt wird, kann der Pegel des flüssigen Reaktorgiftes stabil gehalten werden.Therefore, if the liquid reactor poison continuously with a constant Flow rate is supplied, the level of the liquid reactor poison be kept stable.
Darüberhinaus kann der Pegel 9 des flüssigen Reaktorgiftes frei dadurch verändert werden, dass nur die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Reaktorgiftes am Einlass des Einleitungsrohres für das flüssige Reaktorgift geändert wird.In addition, the level 9 of the liquid reactor poison can freely thereby can be changed that only the flow rate of the liquid reactor poison at the inlet of the inlet pipe for the liquid reactor poison is changed.
Folglich kann das erfindungsgemässe Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr dazu verwandt werden, grob eine hohe Reaktivität zu steuern, die dann erforderlich ist, wenn die Ausgangsleistung des Atomkernreaktors zunimmt, und kleine Änderungen in der Ausgangsleistung fein zu regulieren. Da das flüssige Reaktorgift fortlaufend dem erfindungsgemässen Rohr zugeführt wird, können die Schwierigkeiten überwunden werden, die bei einem herkömmlichen Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr auftreten. Die Gleichmässigkeit der Konzentration des flüssigen Reaktorgiftes kann nämlich beibehalten werden und die im flüssigen Reaktorgift unter dem Einfluss der Gammastrahlen erzeugte Wärme kann verteilt bzw. abgeführt werden. Ein Gas, das dann erzeugt wird, wenn das Wasser durch die Strahlung zersetzt wird, wird weiterhin einer Rekombination durch die abgeleitete Flüssigkeit unterworfen oder vom Ableitungsrohr 6 für das Reaktorgift abgeführt und stellt daher kein Problem dar. Insbesondere in dem Fall, in dem die GaItInastrahlungsmenge gross ist, so dass die Menge an erzeugtem Gas zunimmt, kann eine Einrichtung zum Ableiten des Gases am Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr 1 vorgesehen sein. Wenn die Ableitung des flüssigen Reaktorgiftes vom inneren Rohrstück auf Null reduziert wird, während gleichzeitig die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Reaktorgiftes am Einlass des Rohres 5 erhöht wird, ist es bei dem erfindungsgemässen Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr möglich, schnell flüssiges Reaktorgift einzuleiten und das Steuerungsrohr als Sicherheitseinrichtung zum sofortigen Abschalten des Kernreaktorbetriebes im Notfall zu verwenden.As a result, the liquid poisoning control pipe of the present invention can can be used to roughly control a high reactivity which is then required is when the output of the nuclear reactor increases and small changes finely regulate the output power. Because the liquid reactor poison continuously is fed to the pipe according to the invention, the difficulties can be overcome that occur with a conventional liquid poisoning control tube. The uniformity of the concentration of the liquid reactor poison can namely and those in the liquid reactor poison under the influence of gamma rays generated Heat can be distributed or dissipated. A gas that is generated when The water that is broken down by the radiation will continue to recombine subjected by the drained liquid or from the drainage pipe 6 for the Reactor poison discharged and is therefore not a problem. Especially in the case in which the amount of GaItIna radiation is large, so that the amount of gas generated increases, a device for evacuating the gas may be provided on the liquid poisoning control tube 1 may be provided. When the discharge of the liquid reactor poison from the inner pipe section is reduced to zero, while at the same time the flow rate of the liquid Reactor poison is increased at the inlet of the tube 5, it is with the inventive Liquid poisoning control tube possible to quickly introduce liquid reactor poison and the control tube as a safety device for immediately switching off the To use nuclear reactor operation in an emergency.
Fig. 2 zeigt schematisch ein Reaktivitäts-Steuersystem, das ein oben beschriebenes Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr verwendet. Ein Einleitungsrohr 5 für das flüssige Reaktorgift, das mit einem Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr 1 verbunden ist, steht über ein Eingabesteuerventil 10 mit einem Hilfsbehälter 11 in Verbindung, der an einer hochgelegenen Stelle angeordnet ist. Ein Ableitungsrohr 6 für das flüssige Reaktorgift, das mit dem Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr 1 verbunden ist, steht mit dem Hilfsbehälter 11 über ein Absperrventil 12, einen Vorratsbehälter 13 und eine Pumpe 14 in Verbindung. Auf diese Weise ergibt sich ein Kreislauf zum Zirkulieren des flüssigen Reaktorgiftes.Fig. 2 schematically shows a reactivity control system that includes an above liquid poisoning control tube described is used. An inlet pipe 5 for the liquid reactor poison, which with a liquid poisoning control pipe 1 is connected, is connected to an auxiliary container 11 via an input control valve 10 in connection, which is arranged at a high point. A drainage pipe 6 for the liquid reactor poison associated with the liquid poisoning control tube 1 is connected, is connected to the auxiliary container 11 via a shut-off valve 12, a storage container 13 and a pump 14 in connection. In this way there is a cycle for Circulating the liquid reactor poison.
Das Absperrventil 12 ist gewöhnlich geöffnet und das flüssige Reaktorgift kann in das innere Rohrstück 2 des Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohres 1 über die Löcher eintreten, die im inneren Rohrstück 2 vorgesehen sind, und durch das Absperrventil 12 in den Vorratsbehälter 13 fliessen. Das flüssige Reaktorgift, das im Behälter 13 gehalten ist, wird durch die Pumpe 14 in den ilfsbehälter 11 nach oben gezogen, der an einer hochgelegenen Stelle angeordnet ist. Das flüssige Reaktorgift im Hilfsbehälter 11 wird über einen Vorlauf in das äussere Rohrstück 3 über das Eingabesteuerventil 10 und das Einleitungsrohr 5 für das Reaktorgift eingegeben.The shut-off valve 12 is usually open and the reactor liquid poison can be inserted into the inner pipe section 2 of the liquid poisoning control pipe 1 via the Holes enter that are provided in the inner pipe section 2, and flow through the shut-off valve 12 into the reservoir 13. The liquid reactor poison, which is held in the container 13 is fed into the auxiliary container 11 by the pump 14 pulled up, which is arranged at a high point. The liquid one Reactor poison in the auxiliary container 11 is fed into the outer pipe section via a feed line 3 via the input control valve 10 and the inlet pipe 5 for the reactor poison entered.
Die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Reaktorgiftes, das in das Einleitungsrohr 5 für das Reaktorgift strömt, kann dadurch verändert werden, dass der öffnungsgrad des Eingabesteuerventiles 10 reguliert wird, so dass der Flüssigkeitspegel im Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr 1 grob und fein gesteuert werden kann. Wenn das Absperrventil 12 vollständig geschlossen ist, während das Eingabesteuerventil 10 in einem Notfall vollständig geöffnet ist, kann das flüssige Reaktorgift mit einer hohen Geschwindigkeit eingegeben werden, während ein Herauslaufen des Reaktorgiftes verhindert ist.The flow rate of the liquid reactor poison that enters the Inlet pipe 5 flows for the poison reactor can be changed in that the opening degree of the input control valve 10 is regulated so that the liquid level in the liquid poisoning control pipe 1 can be controlled roughly and finely. if the shut-off valve 12 is fully closed while the input control valve 10 is fully open in an emergency, the liquid reactor poison can with at a high rate while the reactor poison is running out is prevented.
Das Flüssigvergiftungs-Steuerungsrohr 1 kann somit mit flüssigem Reaktorgift gefüllt werden, so dass der Atomkernreaktor augenblicklich abgeschaltet werden kann.The liquid poisoning control pipe 1 can thus with liquid reactor poison filled so that the nuclear reactor can be switched off immediately.
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