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 reaktorsInfo
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Description
PRAMATOME
Courbevoie, Frankreich
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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- li -
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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Leerseite
Claims (1)
- PatentanwälteDlPL-ING. R. BEETZ SEN. -- DlPL-ING. K. LAMPRECHT - DR.-ING. R. BEETZ JR. REC-irS'iW/AlT DiPL-PHYS. DR. JUR. U. HEIDRICHD!?.- ;:g. w. timpe - dipl-ing. j. SiegfriedPRlVvDCZ. D.PL.-CHEM. DR. RER. NAT. W. SCHMITT-FUMIAN Steinsdorfstraße 10 - D -8000 München 2231o-29.1l4P(29.115H) 29. Dez. I978ANSPRÜCHEhj 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, undmit 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, mit310 - 77/112H) 9 8 7 8 / 0 8 & Idem 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, gekennzeichnetdurch 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, unddurch 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 &^856813kung 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, unddaß 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 ,gekennzeichnet909828/08Λ*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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