DE2832684C2

DE2832684C2 - Einrichtung zur Borierung des Primärkreislaufes einer wassergekühlten Kernreaktoranlage

Info

Publication number: DE2832684C2
Application number: DE2832684A
Authority: DE
Inventors: Max Ing.(Grad.) 6800 Mannheim Stiefel
Original assignee: Brown Boveri Reaktor 6800 Mannheim GmbH; Brown Boveri Reaktor GmbH
Current assignee: ABB Reaktor GmbH
Priority date: 1978-07-26
Filing date: 1978-07-26
Publication date: 1985-02-07
Also published as: DE2832684A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Borierung des Primärkreislaufes einer wassergekühlten Kernreaktoranlage mit je einem Behälter für Borsäure und Deionat, deren mit je einer Pumpe versehene Entnahmelei- tungen den Behälterinhalt in eine gemeinsame Zuführleitung zum Primärkreislauf einspeisen.

Eine derartige Einrichtung ist aus der Siemens-Zeitschrift 42 (1968) Beiheft Kerntechnik, Seiten 96-99 bekannt Die Funktionsfähigkeit der bekannten Borierein- richtung kann nur während ihres Einspeisevorganges geprüft werden. Erst im Einsatzfalle kann somit geklärt werden, ob die Boriereinrichtung verfügbar ist. Damit die Verfügbarkeit gewährleistet ist, müssen mehrere redundante Boriereinrichtungen vorhanden sein.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung den Verfügbarkeitsgrad einer Boriereinrichtung der eingangs genannten Art zu erhöhen.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß jede Entnahmeleitung in Durchflußrichtung gese- eo hen hinter der Pumpe mit je einer absperrbaren Leitung verbunden ist, die mit ihrem freien Ende in den zugehö rigen Behälter führt, und daß in den Entnahmeleitungen und/oder in den zu den Behältern führenden Leitungen Mittel zur Prüfung des Behälterinhalts vorgesehen sind. b5

Diese Maßnahmen bringen den Vorteil, daß außerhalb der Einsatzzeit der Boriereinrichtung über die von der Entnahmeleitung zum Behälter führende Leitung die Funktionsfähigkeit der Einrichtung und gleichzeitig der Behälterinhalt überprüft werden kann. Dadurch werden Störungen rechtzeitig erkannt und der Verfügbarkeitsgrad der Einrichtung wesentlich erhöht und die Anzahl der notwendigen redundanten Einrichtungen verringert

Eine bevorzugte Ausbildung der Einrichtung sieht vor, daß die in der vom Borsäurebehälter wegführenden Entnahmeleitung vorgesehene Pumpe eine Rotationsverdrängerpumpe ist. deren Motorleistungsdaten bzw. Drehmomentwerte zur Beurteilung der Viskosität der Borsäure verwendet werden, wenn die Borsäure über die absperrbare Leitung in den Borsäurebehälter zu rückfließt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Borsäure in geschmolzenem zähflüssigem Zustand verwendet wird.

In der absperrbaren Leitung kann vorteilhafterweise eine Probenahmeeinrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung des Behälterinhalts vorgesehen sein.

Die Probenahmeeinrichtung ist vorzugsweise eine in der wegführenden Leitung angeordnete und von einer Bypaßleitung überbrückte Vierwegearmatur, aus deren Ventilkammer eine Probe ausschleusbar ist.

Anhand einer schematischen Zeichnung und eines Autführungsbeispiels wird die erfindungsgemäße Einrichtung beschrieben.

In einem als Niederdruckbehälter ausgebildeten, mit einer Heizung 1 versehenen Behälter 2 ist bei 200"C Borsäure gelagert, die aufgrund dieser Temperatur flüs sig ist. Der Behälter 2 hat einen Rauminhalt von drei m³ und ist bis zur Linie 4 mit ca. zwei Mp Borsäure gefüllt. Das oberhalb der Linie 4 vorhandene und einen Druck von 16 bar aufweisende Dampfpolster verhindert eine Entwässerung der Borsäure. Ein weiterer Behälter 5 gleichen Rauminhalts ist bis zur Linie 6 mit Deionai gefüllt, das mit Hilfe der Heizung 7 auf einer Temperatur von 200°C gehalten wird. Auch in diesem Behälter 5 herrscht ein Druck von ca. 16 bar und ist oberhalb der Linie 6 ein Dampfpolster vorhanden.

An dem Behälter 2 ist ein Behälterauslaß 8 vorgesehen, der mit einem motorgesteuerten Tankbodenventil 9 versehen ist. Von dem Tankbodenventil 9 führt eine Verbindungsleitung 10 zu einem statischen Mischer ti. In dieser Verbindungsleitung 10 ist eine Rotations-Ver- drängerpumpe 12, eine Rückschlagarmatur 13 und eine Dreiwegearmatur 14 eingebaut. An den noch freien Abgang der Dreiwegearmatur 14 ist eine Leitung 15 ange schlossen, die mit dem Behälter 2 verbunden ist und sich in dessen Innenraum durch das Dampfpolstcr bis unter halb der Linie 4 erstreckt. Die Leitung 15 weist weiterhin eine Vierwegearmatur 16 auf, die als Probenahme- einrichtung dient. Bei der Probeentnahme wird der För derstrom der Pumpe 12 über das Überströmventil 25 einer Bypassleitung 26 geleitet. Dabei wird über die Leitungen 17, 18 eine Probe aus der Ventilkammer 19 ausgeschleust.

Auch der Behälter 5 ist mit einem Behältcrausiaß 8a versehen, der mit einem motorgesteuerten Tankbodcnventil versehen ist. Von dem Tankbodenventil 9a führt ebenfalls eine mit 10a bezeichnete Verbindungsleitung zum statischen Mischer II. In diese Verbindungsleitung 10a ist eine Kolbenpumpe 20, eine Rüekschlagarrnatur 13a und eine Dreiwegearmatur 14«v eingebaut. An den noch freien Abgang der Dreiwegeannauir 14.) isi cmc Leitung 15a angeschlossen, die mit dem Behälter 5 verbunden ist und sich in dessen Innenrauni dutch das Dampfpolstcr bis unterhalb der Linie 6 erstreckt. In der Leitung 15a ist die selbe Probcnahmeeinnchtung in

Form einer Vierwegearmatur 16a mit einer Bypassleitung 26a und Oberströmventil 2Sa eingebaut, wie bei der Leitung 15 bereits beschrieben. Von der Unterseite des Mischers 11 führt eine mit einer Rückschlagarmatur 21 versehene Leitung 22 zu einer Primärkühlmittelleitung 23. Zur Absicherung eines unzulässigen Überdrukkes sind die Behälter 2 bzw. 5 mit je einem Sicherheitsventil 24 bzw. 24a versehen. An der Oberseite der Behälter 2 bzw. 5 ist ein Füllstutzen 27 bzw. 27a mit einer Absperrarmatur 28 bzw. 28a vorgesehen.

An den Komponenten 12, 20,13,13a, 14, \4ε, 11 und 21 sowie den Rohrleitungen 10,10a und 22 sind Heizeinrichtungen vorgesehen, die aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Die Rohdeitungsabschnitte zwischen den Dreiwegearmaturen 14, 14a und dem Mischer U werden vom Volumen her relativ klein ausgeführt. Die Behälter 2, 5 und der Mischer 11 werden möglichst eng zueinander angeordnet, um Wärmeverluste zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird zusätzlich eine Isolierung am Behälter, Leitungen und Mischer vorgesehen.

Sobald in der Reaktoranlage ein Störfall auftritt, der ein schnelles Einspeisen von Borsäure in den Primärkreislauf erforderlich macht, werden die Tankbodenventile 8 und 8a geöffnet, so daß mit Hilfe der Rotations-Verdrängerpumpe 12 bzw. der Kolbenpumpe 20 und mit Unterstützung des Behälter-Innendruckes flüssige Borsäure bzw. heißes Deionat in den statischen Mischer 11 gefördert wird. Dabei ,ist der Abgang der Dreiwegearmatur 14 bzw. 14a der zur Leitung 15 bzw. 15a führt, jo gesperrt. In dem Mischer 11 wird die Borsäure in dem heißen Wasser gelöst und der Überschuß an Borsäure in der gesättigten Lösung dispergiert. Über die Leitung 22 und die Rückschlagarmatur 21 wird die Borsäuredispersion mit Hilfe des Pumpendruckes der Rotations-Verdrängerpumpe 12 und der Kolbenpumpe 20 sowie des Innendruckes der Behälter 2 und 5 in die Primärkühlmittelleitung 23 eingespeist. Aufgrund der dort herrschenden relativ hohen Temperatur von ca. 300⁰C wird die eingespeiste Borsäuredispersion sofort rückstandslos aufgelöst. Unter Borsäuredispersion wird eine Emulsion von geschmolzener Borsäure in gesättigter Borsäurelösung verstanden.

Um die Funktionsfähigkeit der Einrichtung zur Borierung, die in der Regel vierfach redundant vorhanden ist, überprüfen 2u können wird in regelmäßigen Abständen der Abgang der Dreiwegearmaturen 14 und 14a in Richtung des statischen Mischers M geschlossen und der Abgang zu den Leitungen 15 und 15a geöffnet. Unter Einschaltung der Rotations-Verdrängerpumpe 12, die /.. B. eine Zahnradpumpe sein kann, bzw. der Pumpe 20 erfolgt nun ein Umlauf der flüssigen Borsäure vom Behälter 2 zum Behälter 2 bzw. des Deionats vom Behälter 5 /um Behälter 5. Während dieses Umlaufes kann mit Hilfe der Vierwegearmaiuren 16 und 16a eine Probenähme erfolgen, um ein Bild über die Zusammensetzung der Behälterinhalte zu bekommen.

In einer besonderen Variante kann die Rotations-Verdrängerpumpe 12 während des Probe-Umlaufs dazu verwendet werden, unter Messung der Pumpen-Motor- ho leistung bzw. des Drehmoments die Viskosität der flüssigen Borsäure zu prüfen. Hierbei wird davon ausgegangen, daß jedem Viskositätsgrad eine bestimmte Pumpen-Motorleistung bzw. ein bestimmtes Drehmoment zugeordnet werden kann. _h5

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

23 32 Patentanspiüche:

1. Einrichtung zur Borierung des Primärkreislaufes einer wassergekühlten Kernreaktoranlage mit je einem Behälter für Borsäure und Deionat, deren mit je einer Pumpe versehene Entnahmeleitungen der. Behälterinhalt in eine gemeinsame Zuführleitung zum Primärkreislauf einspeisen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Entnahmeleitung (10, Wa) in Durchflußrichtung gesehen hinter der Pumpe (12,20) mit je einer absperrbaren Leitung (15, iSa) verbunden ist, die mit ihrem freien Ende in den zugehörigen Behälter (2,5) führt, und daß in den Entnahmeleitungen (10, iOa) und/oder in den zu den Behäl- is tern (2,5) führenden Leitungen (15, \5a) Mittel zur Prüfung des Behälterinhalts vorgesehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der vom Borsäurebehälter (2) wegführenden Entnahmeleitung (10) vorgesehene Pumpe (12) eine Rotations-Verdrängerpumpe ist, deren Motorleistungsdaten bzw. Drehmomentwerte zur Beurteilung der Viskosität der Borsäure verwendet werden, wenn die Borsäure über die absperrbare Leitung (15) in den Borsäurebehälter (2) zurück- 2s fließt

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den von den Entnahmeleitungen (10, iOa) wegführenden Leitungen (15, Ha) eine Probenahmeeinrichtung vorgesehen ist

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenahmeeinrichtung eine in der wegführenden Leitung (15 bzw. \5a) angeordnete und von einer Bypaßleitung (26b bzw. Xa) überbrückte Vierwegearmatur (16 bzw. \%a) ist, aus de- j5 ren Ventilkammer (19) über an den beiden restlichen Anschlüssen angeschlossene Leitung (17, 18 bzw. 17a, 18a,) eine Probe ausschleusbar ist.