DE2856813A1 - Vorrichtung zur messung des durchsatzes an kuehlmittel am einlass des kerns eines mit wasser arbeitenden reaktors - Google Patents

Vorrichtung zur messung des durchsatzes an kuehlmittel am einlass des kerns eines mit wasser arbeitenden reaktors

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Description

PRAMATOME
Courbevoie, Frankreich
Vorrichtung zur Messung des Durchsatzes an Kühlmittel am Einlaß des Kerns eines mit Wasser arbeitenden Reaktors
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Durchsatzes an Kühlmittel am Einlaß des Kerns eines mit Wasser arbeitenden Reaktors, mit einem druckfesten zylindrischen Reaktorbehälter mit wenigstens einem Einlaß und wenigstens einem Auslaß für das Kühlmittel zwischen denen das Kühlmittel auf einem Teil seines Wegs in Berührung mit den Rekatorkern bildenden Brennelementen zirkuliert, wobei es senkrecht von unten nach oben strömt, und mit einer oberen sowie einer unteren Kernplatte, die zur Zirkulation des Kühlmittels durchlöchert sind und zwischen denen die Brennelemente und eine Haltevorrichtung angeordnet sind, die am Oberteil des Reaktorbehälters angeordnet ist zur Befestigung einer an ihrem unteren, mit dem Reaktorbehälter koaxialen Teil offenen zylindrischen Umhüllung, die innerhalb des Reaktorbehälters angeordnet ist und den Reaktorkern auf seiner ganzen Länge umgibt, wobei der Reaktorbehälter und die Umhüllung
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einen im Querschnitt ringförmigen Zwischenraum einschließen, mit dem der Kühlmitteleinlaß in Verbindung steht, während der Kühlmittelauslaß mit dem den Reaktorkern enthaltenden inneren Teil der Umhüllung in Verbindung steht.
Bei den kalt und warm erfolgenden, der Inbetriebsetzung eines mit Wasser arbeitenden Reaktors vorausgehenden Versuchen, ist es sehr nützlich, den Durchsatz an Kühlmittel, d.h. an Druckwasser, des Reaktors am Einlaß des Reaktorkerns messen zu können und Messungen auszuführen, die die Verteilung des Durchsatzes am Einlaß wiedergeben.
Diese Messungen sind im Hinblick auf die Steuerung des Reaktors außerordentlich nützlich, da sie eine genaue Bewertung des Sicherheitsspielraums für die Steuerung des Reaktors und eine Bestimmung der Entnahraejnöglichkeit der Leistung des Reaktors bei einem erhöhten Durchsatz anKühlmittel ermöglichen.
Andererseits ist es sehr nützlich, die Durchsatzverteilung am Einlaß des Reaktorkerns zu kennen, und zwar sowohl im Fall eines normalen Betriebs des Reaktors, wobei sich z.B. für die bekannten Druckwasserreaktoren alle Kreisläufe im Betrieb befinden, als auch beim asymmetrischen Betrieb unter Verwendung von n-1 Kreisläufen zur Beurteilung des jedem Anwendungsfall entsprechenden Sicherheitsspielraums und zur Bestimmung der Anwendungsmöglichkeit eines asymmetrischen Betriebs im Fall eines Fehlers an einem Kreislauf.
Bis heute ist keine Vorrichtung zur Messung des Durchsatzes an Kühlmittel in Höhe der unteren Platte des Reaktorkerns bekannt, die diese Bedürfnisse befriedigen könnte.
Es ist tatsächlich schwer, eine Meßvorrichtung zu entwerfen, die die verschiedenen gewünschten Forderungen der Benutzer befriedigt. Diese Forderungen bestehen in einer hohen Genauigkeit
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und einer hohen Dauerbeständigkeit der Messungen, in einer geringen oder nicht vorhandenen Veränderung der Information bezüglich des Durchsatzes in Abhängigkeit von Temperaturänderungen, wobei das Druckwasser im Verlauf der Versuche sich auf einer Temperatur befinden kann, die bis zur normalen Betriebstemperatur (2900C) gehen kann, in einem guten mechanischen Verhalten der Meßvorrichtung und der Übertragungsleitungen für die Informationen, und schließlich in einem geringen Verschleiß bei langem Gebrauch.
Die Wasser verwendenden Reaktoren enthalten einen zylindrischen senkrechten und druckfesten Reaktorbehälter, der an jedem Ende von halbkugelförmigen Böden verschlossen und mit wenigstens einem Einlaß und einem Auslaß für Kühlmittel, d.h. Druckwasser, versehen ist, das im Reaktorbehälter in Berührung mit den Brennelementen auf einem Teil seines Wegs zirkuliert, wo das Kühlmittel von unten nach oben strömt. Innerhalb des Reaktorbehälters befindet sich eine hierzu koaxiale zylindrische Umhüllung, die an ihrem oberen Teil an einer am Reaktorbehälter befestigten Halteplatte aufgehängt ist. Innerhalb der zylindrischen oder Kernumhüllung sind die Brennelemente zwischen der unteren und der oberen Kernplatte angeordnet, wobei jede Platte Öffnungen aufweist, die den Durchtritt des Druckwassers in die Kernzone ermöglichen. Das Kühlmittel tritt somit durch die untere Platte in die Kernzone ein. Zwischen dem Reaktorbehälter und der zylindrischen Umhüllung des Reaktorkerns befindet sich ein einen ringförmigen Querschnitt aufweisender Zwischenraum, mit dem der in der Umhüllung ausgebildete Einlaß des Kühlmittels in Verbindung steht. Der Auslaß des Kühlmittels steht dagegen in unmittelbarer Verbindung mit dem Innenraum der Umhüllung, so daß das Kühlmittel zunächst im Zwischenraum zwischen der Umhüllung und dem Reaktorkern und dann innerhalb der Umhüllung zwischen den Brennelementen zirkuliert, nachdem es durch die Öffnungen der unteren Kernplatte und dann in den oberen Teil der Umhüllung geströmt ist, nachdem es die Öffnungen
der oberen Kernplatte durchströmt hat. Das Kühlmittel erfährt somit im Verlauf seiner Zirkulation Richtungsänderungen und trifft auf verschiedene Hindernisse, die dem verschiedenartigen Zubehör im Reaktorbehälter entsprechen, so daß es schwierig ist, die Durchsatzmengen und deren Verteilung in Höhe der unteren Platte des Reaktorkerns zu kennen.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art, die eine hohe Genauigkeit und hohe Dauerbeständigkeit der Messungen ermöglicht, wenig temperaturempfindlich ist, in der Umgebung des Reaktors robust und widerstandsfähig ist und zur Untersuchung der Verteilung des Durchsatzes an Kühlfluid in Höhe der unteren Kernplatte anwendbar ist.
Dies wird bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß erreicht durch eine der Abstützung und Befestigung dienende Grundplatte, die abnehmbar auf der unteren Platte des Reaktorkerns befestigt ist und in ihrer Mitte eine Öffnung aufweist, die mit wenigstens einer Öffnung der unteren Platte in Verbindung steht, durch eine einen Meßkanal bildende zylindrische Umhüllung, die an ihrem Unterteil mit der Grundplatte verbunden ist und deren innerer Teil mit der Öffnung der Grundplatte in Verbindung steht, durch eine innerhalb der Umhüllung befestigte Haltekonstruktion, die zwei längs der Achse der Umhüllung ausgerichtete Lager trägt, durch ein Schraubenrad mit zwei aus nichtmagnetischem Material bestehenden Schaufeln, wobei sich die Welle des längs der Achse der Umhüllung ausgerichteten Schraubenrads in den Lagern dreht und eine Schaufel ein Element aus magnetischen Material trägt, und durch eine eine waagerechte Achse schneidende Meßspule , die an der Umhüllung in Höhe des magnetischen Elements angeordnet, vom in der Umhüllung zirkulierenden g%H;rennt und mit Gleichstrom gespeist ist zur Erzeugung von Stromimpulsen bei der Vorbeibewegung des magnetischen Elements vor der Meßspule während der Drehung des Schrau-
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benrads unter der Wirkung des in der Umhüllung zirkulierenden Kühlmittels, wobei die Stromimpulse zur Messung ihrer Frequenz über eine mit der Meßspule verbundene Leitung zu einer Meßvorrichtung übertragen werden.
Es wird nun ein Beispiel einer Ausführungsform einer Meßvorrichtung nach der Erfindung beschrieben, die zur Untersuchung der Durchsatzverteilung in Höhe der unteren Kernplatte eines Druckwasserreaktors anwendbar ist.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 einen senkrechten ebenen Schnitt eines Druckwasserreaktors, dessen untere Kernplatte mit Meßvorrichtungen nach der Erfindung ausgerüstet werden kann;
Fig. 2 eine Schrägansicht einer Meßvorrichtung nach der Erfindung;
Fig. 3 einen Axialschnitt einer Meßvorrichtung nach der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen Druckwasserreaktor mit einem zentralen zylindrischen Teil und zwei halbkugelförmigen Enden 2,3·
Der Reaktorbehälter 1 enthält drei Einlasse 4 und drei Auslässe 5 für Kühlmittel. Diese Einlasse und Auslässe für Primär-Kühlmittel sind paarweise mittels Bauteilen verbunden, die einen Kreislauf des Reaktors bilden.
Ein Reaktor mit drei Kreisläufen enthält somit drei Einlasse und drei Auslässe etwa der in Fig. 1 dargestellten Art.
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-loam Oberteil des Reaktorbehälters ist eine Halteplatte 6 befestigt, die gleichzeitig die Halterung der Rohrführungen für die Steuerstäbe und der Versteifungssäulen 7 und 8 sowie die Befestigung einer zylindrischen Umhüllung oder Kernumhüllung 10-ermöglicht.
Die zylindrische Kernumhüllung 10 ist koaxial zum Reaktorbehälter 1 befestigt und umgibt eine Spaltzone 12 auf ihrer gesamten Höhe.
Die Kernumhüllung 10 ist in der Spaltzone ihrerseits von einer Wärmeabschirmung 11 umgeben.
Der Reaktorbehälter ist an seinem Unterteil mit einer Halteplatte 14 für den Reaktorkern verbunden, die die Halterung der Brennelemente 15 ermöglicht, die mittels Kernhaltesäulen 18 auf einer unteren Kernplatte 16 verteilt sind.
Die Brennelemente sind zwischen der unteren Kernplatte 16 und einer oberen Kernplatte 19 angeordnet, die das untere bzw. obere Ende der Spaltzone 12 bilden.
Die Kernplatten 16 und 19 weisen Öffnungen auf, die einen Durchtritt von Primär-Kühlmittel durch den Reaktorkern gestattet.
In Fig. 1 ist schematisch eine Durchsatzmeßvorrichtung 20 nach der Erfindung in ihrer Betriebsstellung auf der unteren Kernplatte 16 dargestellt.
Die Einlaßleitung für das Primär-Kühlmittel, d.h. Druckwasser, steht in unmittelbarer Verbindung mit dem Raum zwischen dem Reaktorbehälter 1 und der zylindrischen Kernumhüllung 10, während die Auslaßleitung 5 für das Primär-Kühlmittel in Verbindung mit dem Innenraum der zylindrischen Umhüllung 10 in deren über der Spaltzone 12 gelegenen Teil steht.
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Das Primär-Kühlmittel durchströmt folglich den einen ringförmigen Querschnitt aufweisenden Raum zwischen dem Reaktorbehälter und der Kernumhüllung in senkrechter Richtung nach unten und steigt dann innerhalb der Kernumhüllung durch die Spaltzone 12 an, die es senkrecht von unten nach oben durchströmt, indem es durch die Öffnungen der unteren Kernplatte 16, die Zwischenräume zwischen den Brennelementen und die Öffnungen der oberen Kernplatte 19 strömt, bevor es durch den mit dem Innenraum der Kernumhüllung 10 in Verbindung stehenden Auslaß 5 austritt.
Fig. 2 zeigt in Schrägansicht ein Element 20, das auf der Kernplatte 16 von Fig. 1 in Betriebsstellung dargestellt ist.
Dieses Element enthält eine Grundplatte 21, die mit Einhängevorrichtungen 23 und 24 zur Befestigung an der unteren Kernplatte versehen ist, eine an der Grundplatte 21 befestigte zylindrische Umhüllung 25 und eine obere Blende 26, die mit dem Oberteil der einen Meßkanal bildenden zylindrischen Umhüllung 25 verbunden ist.
Innerhalb der Umhüllung 25 ist eine Meßvorrichtung 27 befestigt, die in Verbindung mit Fig. 3 im einzelnen beschrieben ist.
Gemäß Fig. 3 ist das Element 20 mittels der Grundplatte 21 auf der unteren Kernplatte 16 in senkrechter Lage, wie in Fig. 1, befestigt.
Die Grundplatte 21 enthält eine zentrale kreisförmige Öffnung 30, die bei der Montage des Elements 20 auf die Kernplatte 16 mit die Kernplatte 16 durchquerenden Öffnungen 32 und 33 zusammenfällt.
Die Grundplatte 21 hat in Wirklichkeit einen quadratischen Querschnitt, dessen Abmessung dem Querschnitt eines Brennelements entspricht, und enthält eine zentrale Öffnung 30, die die Be-
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deckung von vier öffnungen in der Kernplatte 16 ermöglicht. Diese Öffnungen ermöglichen den Durchtritt des Kühlmittels an einem Brennelement.
Bei den mit hoher und mit tiefer Temperatur durchgeführten Versuchen, in deren Verlauf die Durchsatzmessungen gemacht werden, werden die Elemente 20 auf der unteren Kernplatte anstelle der Brennelemente befestigt.
Zur Befestigung dieser Elemente werden in die Öffnungen, etwa 32 und 33, der Kernplatte 16 Stangen 35 eingeführt, an deren Unterteil ein Stützfuß 36 geschweißt ist. Die Stangen 35 erstrecken sich.in die Grundplatte 21 durchquerenden Öffnungen 37. Wenn der Stützfuß 36 am Rand der Öffnung 32 anliegt, vergl. Fig. 3, wird ein die Stange 35 durchdringender Stift 38 in einen Schlitz gesteckt, der auf der gesamten Höhe eines Keils 39 vorgesehen ist. Dieser Keil 39 ist auf der Oberseite der Grundplatte 21 in einer Nut 41 angeordnet, die den Keil 39 gegen Drehung festlegt.
Die Stange 35 ist dann gegen Drehung festgelegt, und es kann die endgültige Befestigung des Elements 20 durch Anziehen einer Mutter 40 am oberen Gewindeende der Stange 35 erfolgen.
Die Befestigung jedes Elements erfolgt im allgemeinen durch zwei mit Stützfüssen 36 versehene Stangen 35, die die Grundplatte 21 in Nähe von zwei diagonal angeordneten Ecken durchqueren.
Die beiden anderen Ecken der Grundplatte sind im allgemeinen von Öffnungen 45 durchbohrt, die in Eingriff mit auf der Kernplatte 16 befestigten Bolzen zur Zentrierung der Brennelemente kommen.
Auf der Grundplatte 21 ist ein Ring 46 befestigt, der innerhalb der Öffnung 30 der Grundplatte angeschweißt ist. Der Ring 46
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ermöglicht die durch Schweißen erfolgende Befestigung des Unterteils 48 des Meßkanals. Dieses Unterteil besteht aus einem zylindrischen Element mit kreuzförmigem Querschnitt und von hoher Steifheit, das den Innenraum des Meßkanals in vier Abteile mit identischer Querschnittsfläche unterteilt.
Innerhalb der Öffnung 30 befindet sich ebenfalls ein Eiltriergitter 50, das im Primär-Kühlmittel eventuell suspendierte Teilchen aufhält und den durch die Meßvorrichtung verursachten Druckabfall abändert. Auf dem Unterteil 48 des Meßkanals ist durch Schweißen ein Ring 51 befestigt, der seinerseits die Befestigung des Oberteils 52 des Meßkanals ermöglicht. Dieses Oberteil 52 besteht aus einer einfachen zylindrischen Umhüllung, die koaxial zur Öffnung 30 und zum Unterteil 48 des Meßkanals ist.
Im zylindrischen Oberteil 52 des Meßkanals befindet sich ein Halter 54, der an der zylindrischen Wand des Meßkanals befestigt ist und zwei Hohlzylinder 55 enthält, die axial im Meßkanal angeordnet und jeweils am restlichen Halter durch vier radiale Teile aufweisende, kreuzförmige Elemente 56 befestigt sind.
In den axial verlaufenden Hohlzylindern 55 sind mit Metallkarbid versehene Lager aus einem Metallkarbid aufgebracht, die eine kegelstumpfförmige Bohrung aufweisen.
Ein Schraubenrad 57 mit zwei Schaufeln 58 und 59 sowie einer Achse 60 weist an jedem Ende zwei kegelförmige Spitzen auf, die durch ein Plättchen aus aufgebrachtem Wolframkarbid besteht. Die Achse 60 dreht sich innerhalb der kegeistumpfförmigen Lager in den Hohlzylindern 55.
Das Schraubenrad wird durch zwei Teile aus einer Titanlegierung gebildet, wobei die Enden der Achse 60 durch aufgebrachte
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Plättchen aus kegelförmigem Wolframkarbid gebildet werden.
In der Mitte des Rands der einen Schaufel 58 des Schraubenrads 57 befindet sich ein kleines magnetisches Element 62.
Die Gesamtheit der anderen, die Durchsatzmeßvorrichtung bildenden Elemente besteht aus nichtmagnetischem, nichrostendem Stahl.
In Höhe des magnetischen Plättchens 62 ist eine Haltevorrichtung 63 mittels Schrauben an einem Ring befestigt, der durch Schweißen mit der zylindrischen Umhüllung des Meßkanals verbunden ist. Die Haltevorrichtung 63 dringt so in den Meßkanal ein, daß das Ende eines in der Haltevorrichtung 63 ausgebildeten Hohlraums 64 sich in Nähe der Zone befindet, wo sich das magnetische Plättchen 62 bewegen kann. In diesem Ende des Hohlraums 64 befindet sich eine Spule 65, die durch eine Wicklung mit waagerechter Achse gebildet wird. Der Hohlraum 64 ist durch einen Stopfen 66 verschlossen. Die Spule 65 befindet sich somit in Nähe des magnetischen Plättchens 62, jedoch völlig getrennt vom den Reaktorkern durchquerendem Primär-Kühlmittel.
Die Haltevorrichtung 63 nimmt ebenfalls eine Meßleitung 67 zur Gleichstromversorgung der Spule 65 und zur Übertragung der durch diese Spule ausgeführten Messungen auf. Die Meßleitung 67 dringt abgedichtet in den Hohlraum 64 ein und ist auf ihrem Verlauf längs des Meßkanals durch ein Rohr 68 aus nichtrostendem Stahl geschützt.
Die Meßleitung 67 ermöglicht gleichzeitig die Stromversorgung der Spule und die Aufnahme der elektrischen Impulse, die erzeugt werden durch die Vorbeibewegung des magnetischen Plättchens 62 vor der Spule 65 während der Drehung des Schraubenrads 57 unter der Wirkung des durch die Bohrungen 32 und 33,
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die Öffnung 30 der Grundplatte 21 und durch den Meßkanal strömenden Primär-Kühlmittels.
Da die Drehzahl des Schraubenrads proportional dem im Meßkanal strömenden Primär-Kühlmittel ist, ermöglicht die Frequenz der an der Spule 65 erzeugten Stromimpulse eine Messung des Durchsatzes an in der Meßvorrichtung strömendem Primär-Kühlmittel.
Die Meßleitung 67 ist daher gleichzeitig mit einer Speisevorrichtung für die Spule und einer Impulszählvorrichtung verbunden.
Am Oberteil des Meßkanals sind angeordnet: eine Membran 70, die eine Einstellung des Druckabfalls der Meßvorrichtung ermöglicht, ein dem Gitter 50 ähnliches Filtriergitter 71 und ein Befestigungsbügel 72, der durch Schrauben 73 zum Festhalten des Gitters und der Blende verspannt werden kann.
Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht die Aufnahme des Durchsatzes an Primär-Kühlmittel, das in einer Anordnung von vier Öffnungen der Kernplatte 16 strömt. Das Primär-Kühlmittel durchströmt dann die Grundplatte 21 durch die Öffnung 30, danach die vier Zonen der kreuzförmigen Vorrichtung 48 und das Unterteil 52 des Meßkanals, bevor es in die Zone eindringt, in der sich das der Messung dienende Schraubenrad 57 befindet.
In der Zone 48 und im ersten Teil der Zone 52 wird das Primär-Kühlmittel kanalisiert, so daß eine Beruhigung und Gleichrichtung der Stromfäden des Kühlmittelstroms stattfindet.
Der Gesamtdruckabfall der Vorrichtung kann durch die Blende 70 leicht eingestellt werden, die mit Hilfe des Bügels 72 leicht abnehmbar ist.
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Der Gesamtdruckabfall der Vorrichtung ist demjenigen von Filtriervorrichtungen vergleichbar, die mitunter bei kalt und warm durchgeführten Versuchen an Reaktoren vor dem Einbau der Brennelemente verwendet werden zur Beseitigung und Wiedergewinnung von eventuellen restlichen Teilchen aus der Herstellung des Reaktorbehälters am Ende der ersten Inbetriebsetzung des Reaktors mit Wasser.
Um die Verteilung der Durchsätze längs der unteren Kernplatte kennenzulernen, kann selbstverständlich eine Anordnung von Meß vor richtungen der beschriebenen Art an verschiedenen Stellen dieser Kernplatte angebracht werden.
Da der Druckabfall etwa identische mit demjenigen der Filtriervorrichtungen ist, die in gleicher Weise wie die Meßvorrichtungen auf der Kernplatte befestigt werden können, können diese Durchsatzmeßvorrichtungen in eine Matrize eingepreßt werden, die durch diese Filtrierelemente oder Filterbausteine gebildet ist.
So wurden im Fall eines Druckwasserreaktors mit drei Kühlkreisläufen 15 bis 30 Meßgeräte, die unter den 157 verfügbaren Stellen zweckmäßig verteilt wurden, auf der unteren Kernplatte befestigt zur Untersuchung der Verteilung der Durchsatze.
Es kann überdies der beschriebenen Meßvorrichtung eine Filtriervorrichtung hinzugefügt werden, die zwischen der Belnde 70 und dem Gitter 71 im Oberteil der Meßvorrichtung angeordnet ist.
Unter diesen Bedingungen hat die Meßvorrichtung dieselbe Aufgabe wie die Filtriervorrichtungen, die bei Versuchen vor dem Start des Reaktors gelegentlich auf der unteren Kernplatte angeordnet sind.
Die Meßleitung 67 ist mit Aluminiumoxid isoliert und tritt aus
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dem Reaktorbehälter durch dichte Durchtritte am Behälterboden aus zur Instrumentierung des Reaktors.
Die Frequenz der gemessenen Impulse des die Wicklungen der Spule durchquerenden Stroms gestattet eine Messung des hierzu proportionalen Durchsatzes.
Die Vorrichtung nach der Erfindung gestattet eine hohe Meßgenauigkeit in der Größenordnung 1 bis 2%, eine hohe Dauerbeständigkeit der Messungen und eine extrem kleine Abweichung dieser Messungen in Abhängigkeit von der Wassertemperatur, die während der Versuche von der Umgebungstemperatur von 2900C abweichen kann. Überdies zeigt die Vorrichtung im Verlauf der „Versuche ein .gutes mechanisches Gesamtverhalten.
Die beweglichen und der Reibung unterworfenen Teile zeigen andererseits bei lang dauernden Versuchen einen geringen Verschleiß. Insbesondere die Spitzen und Lager aus Wolframkarbid des Schraubenrads nützen sich sehr wenig ab.
Die Vorrichtung nach der Erfindung hat andererseits den Vorteil, eine Einstellung des Druckabfalls durch Einfügung einer Blende zu ermöglichen, was eine Einstellung dieses Druckabfalls auf denjenigen von genormten Filterbausteinen ermöglicht, die im Verlauf gewisser Versuche verwendet werden. Dies ermöglicht insbesondere eine gleichzeitige Verwendung von herkömmlichen Filterbausteinen und von Durchsatzmeßvorrichtungen nach der Erfindung. Diese Einstellungen ermöglichen eine gleichmäßige Verteilung der Durchtrittsquerschnitte des Primär-Kühlmittels an der unteren Kernplatte.
Da andererseits die Vorrichtung leicht abnehmbar ist, kann sie zu einem Versuchskreislauf gebracht werden zur Ausführung einer Nacheichung der Durchsatzmessung zwischen zwei Meßvorhaben am Reaktor.
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Es ist eine Befestigungsvorrichtung für die Grundplatte der Meßvorrichtung an der unteren Kernplatte denkbar, die von der beschriebenen abweicht. Es können mit der Durchsatzmeßvorrichtung nach der Erfindung verbundene Filter verwendet werden zur Beseitigung der verschiedenen Teilchen oder Bruchstücke, die vom Kühlmittel mitgenommen werden können.
Im Verlauf der kalt und warm durchgeführten Versuche am Reaktor vor dessen Inbetriebsetzung und vor dem Einbau der Brennelemente können die Durchsatzmeßvorrxchtungen nach der Erfindung entweder allein oder zusammen mit Filterbausteinen verwendet werden, wobei der Druckabfall der Durchsatzmeßvorrichtungen so eingestellt wird, daß er identisch mit dem Druckabfall der bekannten Filterbausteine ist.
Die Erfindung findet schließlich Anwendung bei jeder mit Wasser arbeitenden Reaktorbauart, insbesondere bei Druckwasserreaktoren, unabhängig von der Anzahl der Kreisläufe des Reaktors und von dessen Ausführungsart.
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Claims (1)

  1. Patentanwälte
    DlPL-ING. R. BEETZ SEN. -- DlPL-ING. K. LAMPRECHT - DR.-ING. R. BEETZ JR. REC-irS'iW/AlT DiPL-PHYS. DR. JUR. U. HEIDRICH
    D!?.- ;:g. w. timpe - dipl-ing. j. Siegfried
    PRlVvDCZ. D.PL.-CHEM. DR. RER. NAT. W. SCHMITT-FUMIAN Steinsdorfstraße 10 - D -8000 München 22
    31o-29.1l4P(29.115H) 29. Dez. I978
    ANSPRÜCHE
    hj Vorrichtung zur Messung des Durchsatzes an Kühlmittel am Einlaß des Kerns eines mit Wasser arbeitenden Reaktors,
    mit einem druckfesten zylindrischen Reaktorbehälter mit wenigstens einem Einlaß und wenigstens einem Auslaß für das Kühlmitte 1, zwischen denen das Kühlmittel auf einem Teil seines Wegs in Berührung mit den Reaktorkern bildenden Brennelementen zirkuliert, wobei es senkrecht von unten nach oben strömt, und
    mit einer oberen sowie einer unteren Kernplatte, die zur Zirkulation des Kühlmittels durchlöchert sind und zwischen denen die Brennelemente und eine Haltevorrichtung angeordnet sind, die am Oberteil des Reaktorbehälters angeordnet ist zur Befestigung einer an ihrem unteren, mit
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    dem Reaktorbehälter koaxialen Teil offenen zylindrischen Umhüllung, die innerhalb des Reaktorbehälters angeordnet ist und den Reaktorkern auf seiner ganzen Länge umgibt,
    wobei der Reaktorbehälter und die Umhüllung einen im Querschnitt ringförmigen Zwischenraum einschließen, mit dem der Kühlmitfcele inlaß in Verbindung steht, während der Kühlmittelauslaß mit dem den Reaktorkern enthaltenden inneren Teil der Umhüllung in Verbindung steht, gekennzeichnet
    durch eine der Abstützung und Befestigung dienende Grundplatte (21), die abnehmbar auf der unteren Platte (16) des Reaktorkerns (12) befestigt ist und in ihrer Mitte eine Öffnung (30) aufweist, die mit wenigstens einer Öffnung (32;33) der unteren Platte (16) in Verbindung steht,
    durch eine einen Meßkanal bildende zylindrische Umhüllung (52), die an ihrem Unterteil mit der Grundplatte (21) verbunden ist und deren innerer Teil mit der Öffnung (30) der Grundplatte (21) in Verbindung steht,
    durch eine innerhalb der Umhüllung (52) befestigte Haltekonstruktion (54-56), die zwei längs der Achse der Umhüllung (52) ausgerichtete Lager (55) trägt,
    durch ein Schraubenrad (57) mit zwei aus nicht magnetischem Material bestehenden Schaufeln (58,59), wobei sich die Welle (6o) des längs der Achse der Umhüllung (52) ausgerichteten Schraubenrads (57) in den Lagern (55) dreht und eine Schaufel (58) ein Element (62) aus magnetischem Material trägt, und
    durch eine eine waagerechte Achse schneidende Meßspule (65), die an der Umhüllung (52) in Höhe des magnetischen Elements (62) angeordnet, vom in der Umhüllung (52) zirkulierenden Kühlmittel getrennt und mit Gleichstrom gespeist ist zur Erzeugung von Stromimpulsen bei der Vorbeibewegung des magnetischen Elements(62) vor der Meßspule(65) während der Drehung des Schraubenrads (57) unter der Wir-
    π ü 3 H :-J π / ο π α &
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    kung des in der Umhüllung (52) zirkulierenden Kühlmittels,
    wobei die Stromimpulse zur Messung ihrer Frequenz über eine mit der Meßspule (65) verbundene Leitung (67) zu einer Meßvorrichtung übertragen werden.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Umhüllung (65) an ihrem Oberteil eine Wand (70) aufweist zur Einstellung des Druckabfalls in der Vorrichtung.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß im Weg des Kühlmittels in der Vorrichtung eine Filtriervorrichtung (71) für vom Kühlmittel mitgenommende Teilchen angeordnet ist.
    4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Umhüllung (52) aus nichtmagnetischen und nichtrostendem Stahl und das Schraubenrad (57) aus einer Titanlegierung bestehen.
    5c Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (60) des Schraubenrads (57) an ihren Enden mit kegelförmigen Spitzen aus aufgebrachtem Wolframkarbid versehen ist, und
    daß die Lager (55) aus kegelstumpfförmigen Lagerflächen aus aufgebrachtem Wolframkarbid bestehen.
    6. Vorrichtung zur Messung des Durchsatzes an Kühlmittel am Einlaß eines Reaktorkerns zur Bestimmung der Verteilung des Durchsatzes in Höhe der unteren Platte des Reaktorkerns ,
    gekennzeichnet
    909828/08Λ*
    durch eine Anordnung von Grundelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die anstelle der Brennelemente (15) auf der unteren Platte (16) des Reaktorkerns (12) angeordnet und in einem Netz aus auf der unteren Platte (16) befestigten filtrierenden Vorrichtungen (50,71) eingeschlossen sind.
    909828/0844
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