DE2927418A1

DE2927418A1 - Kuehleinrichtung fuer hilfssysteme einer nuklearen anlage

Info

Publication number: DE2927418A1
Application number: DE2927418A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Maerker; Klaus Dipl Ing Mueller; Wilhelm Dipl Ing Roller
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1979-07-06
Filing date: 1979-07-06
Publication date: 1981-01-15
Also published as: ZA804034B; AU6010780A; US4360496A

Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAPT Unser Zeichen

79 P 9 3 3 0 BRD

Kühleinrichtung für Hilfeeyeteme einer ;

nuklearen Anlage t

Sie Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für Hilfe- I systeme einer nuklearen Anlage zur Abfuhr von Wärme §

aus Wärmetauechern, die erstens primäreeitig an Leitun- | gen angeschlossen sind, welche radioaktive Flüssig- '

keiten oder Gase enthalten können, die zweitens in eines gesicherten Bereich der nuklearen Anlage angeordnet sind und die drittens sekundäreeitig Anschlüsse für KUhIflUssigkeltsleitungen aufweisen.

Für viele dieser Einrichtungen mufl in Betrieb sichergestellt sein, daß eine bestirnte Temperatur (z.B. Π 30⁰C) der für die Abfuhr von Wärme aus diesen Hilfasystemen vorgesehenen Kühlflüssigkeit eingehalten wird. Außerdem darf die Temperatur der Kühlflüssigkeit nicht zu weit absinken, um Materialbeanspruchungen in den Wärmetauschern zur Abfuhr von Wärme aus den Hilfssystemen gering zu halten.

C 2 Di / 28.6.79 ]

030063/0491 i

- 2 - VPA 79 P 9 3 3 0 BRD

Weiterhin muß die Kühleinrichtung eo ausgelegt sein, daß auch "beim Ausfall der Stromversorgung aus dem Normalnets noch eine Wärmeabfuhr aus den Hilfssystemen sichergestellt ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühleinrichtung antugeben, die alle diese Forderungen erfüllt, ohne daß eine Zusatzwasserleitung oder Vorratsbecken vorgesehen «erden müssen.

Biese Aufgabe wird erfindungsgemäS dadurch gelöst, daß an dl· sekundärseitigen Anschlüsse der Wärmetauscher eine Vorlaufleitung angeschlossen ist, die über Kühlelemente eines Irookenitühlturmes mit einer Rucklaufleitung für die Kühlflüssigkeit in Verbindung steht, daß in die Rücklaufleitung primärseitig ein Zusatzwärmetauscher eingeschaltet ist, der sekundärseitig Teil eines Kältekreislmufes (Kompressor, Kondensator, Drosselstelle) ist, und daß parallel sum Trockenkühlturm und sum Zusatzwärmetauscher eine Bypaßleitung mit einem Regelventil vorgesehen ist.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Sie Hilfesysteme einer nuklearen Anlage besitzen PlUesigkeits- oder Gaskreisläufe, in die primärseitig zur Wärmeabfuhr Wärmetauscher 1, 2 eingeschaltet sind und deren sekundäre Anschlüsse 1a, 1b; 2a, 2b an Kühlflüssigkeitsleitungen angeschlossen sind. Durch die Einschaltung der Wärmetauscher 1 und in die fltteelgkeite- oder Caskreisläufe der Hilfseyeteme einer nuklearen Anlage erhält man eine zusätzliche Sicherheitsbarriere gegen das Auetreten von evtl. in den Plüssigkeits- oder Gaskreisläufen der Hilfesysteme enthaltenen radioaktiven Flüssigkeiten oder

030063/0491

2927A18 - 3 - VPA 79 P 9 3 3 O BRD

Gasen aus den durch Trennwände und Überwachungseinrichtungen gesicherten Bereich der nuklearen Anlage.

Die in den Wärmetauschern 1 und 2 vom Kühlmedium aufgenommene Wärme wird mittels eines geschlossenen Kreislaufes über die Kühlelemente 7 im Trockenkühlturm 8 an die Umgebungsluft abgegeben.

Hiersu sind üblicherweise Kühlsysteme vorgesehen, die erdbebengesicherte Wasservorräte erfordern, um auch bei Ausfall einer Zusat!wasserversorgung eine gesicherte Wärmeabfuhr aus den Hebeneinrichtungen gewährleisten su können. Beim Ausführungsbeispiel dient hiersu ein Trockenkühlturm 8 in Verbindung mit einem sekundäreeitig über eine Kältemaschine gekühlten Zusatzwärmetauscher und eine Bypaßleitung 4.

Im einseinen 1st die Schaltung folgermaBen aufgebaut* In den Wärmetauschern 1 und 2 strömt die flüssigkeit Ton den Anschlüssen 1b, 2b su den Anschlüssen 1a, 2a, τοπ wo sie in eine Vorlaufleitung 3 für die Kühlflüssigkeit gelangt. Von der Vorlaufleitung 3 xweigt die BypaBleitung 4 ab und an der Grense 5 des gesicherten Bereiches let ein SchnellschlußTentil 6 in die Vorlaufleitung 3 eingeschaltet. Hinter dem Schnellechlußventil 6 verläßt di· Vorlaufleitung 3 den geaicherten Bereich und mündet in die Kühlelemente 7 des Trockenkühlturees 8. Dieser Troekenktthlturm 8 steht im Freien und kann über einen Ventilator 9 oder über eine entsprechende Ausbildung als Haturzugkühlturm ■it Kühlluft versorgt werden. Die die Kuhlelemente η des Trockenkühlturmee 8 verlassende Flüssigkeit gelangt dann in eine Rücklaufleitung 10, in die der

030063/0491

2927A18 - 4 - VPA 79 P 9 33 O BRD

Zusatzwärmetauscher 11 primärseitig eingeschaltet ist. Die Rücklaufleitung 10 führt dann in den gesicherten Bereich zurück. Im Inneren des gesicherten Bereiches ist ein Schnellschlußventil 12 in Reihe zu einem Regelventil 13 in die Rücklaufleitung eingeschaltet und außerdem mündet in die Rücklaufleitung 10 die mit einem Regelventil 14 versehene Bypaßleitung 4. Mit der Rücklaufleitung 10 ist über eine Steigleitung 15 im Innern des gesicherten Bereiches ein Ausgleichsgefäß 16 verbunden. Weiterhin sind zwei Pumpen 17 und 18 zueinander parallel in Reihe zu Rückschlagventilen 19 und 20 in die Rücklaufleitung 10 eingeschaltet, die hinter diesen Rückschlagventilen mit den Anschlüssen 1h und 2b der Wärmetauscher 1 und 2 verbunden ist. Der Zusatzwärmetauscher 11 ist als Verdampfer eines Kältemittelkreislauf es ausgebildet, in den ein Kompressor 21, Kondensator 22 und eine Droeselstelle 23 eingeschaltet sind. Damit stellt die Seknndäreeite des Zusatzwärmetauscher 11 einen für sich bekannten Kältemaschinenkreislauf dar und ist in der Lage, im Betrieb bei zu hohen Lufttemperaturen sicherzustellen, daß die geforderte Temperatur für das Kühlmedium in der Rücklauf leitung 10 eingehalten wird. Sollte in einem Stör- ' fall die Stromversorgung für den Kompressor 21 ausfallen, so bleibt weiterhin der Kühlkreislauf über die Vorlaufleitung 3 und die Rücklaufleitung 10 funktionsfähig.

Die sicherheitstechnisch notwendige sichere Wärmeabfuhr bleibt bei einem höheren Temperaturniveau also auch im Störfall erhalten, auch wenn die zusätzliche Kühlung der Kühlflüssigkeit durch den Zusatzwärmetauscher ausfällt. Vu die Kühlung der Nebeneinrichtungen in jedem Fall zu gewährleisten, muB die beschriebene Kühl-

030063/0491

einrichtung redundant vorgesehen werden. Um "bei nie- H

drigen Umgebungstemperaturen ein Einfrieren des Kühl- |

mediums im Trockenkühlturm sowie in der Vorlauf- und Rücklaufleitung mit Sicherheit zu vermeiden, wird als . g Kühlflüssigkeit beispielsweise ein Gemisch aus Wasser f und Glysantin vorgesehen. Die Bypaßleitung 4 gestattet es, in Verbindung mit einer entsprechenden Beeinflussung der Regelventile 13 und H ein Absinken der Temperatur in der Rücklaufleitung 10 am Eintritt der Pumpen 17 und 18 unter einen gewünschten Wert zu verhindern. Der Kompressor 21 d damit die zusätzliche Kühlung im Zusatzwärmetauscher 11 wird nur bei hohen Lufttemperaturen im Bedarfsfall eingeschaltet. Die Schnellschlußventile 6 und 12 werden dann geschlossen, wenn beispielsweise ein Leck in der Kühleinrichtung

innerhalb des gesicherten Bereiches auftritt, um |?

Überschwemmungen durch auslaufende Kühlflüssigkeit zu begrenzen.

Die beschriebene Anordnung gestattet es also, im Betrieb sicherzustellen, daß Kühlflüssigkeit mit einer konstanten Temperatur zur Verfügung steht. Zu hohe Temperaturen der Kühlflüssigkeit werden durch eine Kältemaschine im Betrieb verhindert, selbst bei Ausfall der Kältemaschine im Störfall bleibt dabei die Kühleinrichtung im Sinne einer gesicherten Wärmeabfuhr aus den Nebeneinrichtungen funktionsfähig.

5 Patentansprüche
1 Figur

030063/0491

Claims

t* ·· ι ι ; ) till ■■

·· ·· ι ill

·· ··· · ■ _% ι · til

-i - VPA 79 P 9 33 0 BRD

Patentansprüche

j^ Kühleinrichtung für Hilfssysteme einer nuklearen Anlage zur Abfuhr von Wärme aus Wärmetauschern (1,2), die erstens prlmärseitig axt Leitungen angeschlossen sind, welche radioaktive Flüssigkeiten oder Gase enthalten kOnnen, die zweitens in einem gesicherten Bereich der nuklearen Anlage angeordnt sind und die drittens sekundärseltig Anschlüsse (1a, b; 2a, Id) für Kühlflüssigkeitsleitungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet , daß an die sekundärseitigen Anschlüsse (la, 2a) der Wärmetauscher (1, 2) eine Vorlaufleitung (3) angeschlossen ist, die über Kühlelemente (7) eines Trookenkühlturmes (8) mit einer Rücklaufleitung (10) für die Kühlflüssigkeit in Verbindung steht, daß in die Rücklaufleitung (10) primärseitig ein Zusatzwärmetauscher (11) eingeschaltet ist, der sekundärseitig Teil eines Kältekreislaufes (Kompressor 21, Kondensator 22, Drosselstelle 23) ist, und daß parallel zum Trockenkühlturm (8) und zum Zusatzwärmetauscher (11) eine Bypaßleitung (4) mit einem Regelventil (H) vorgesehen ist.

'' ' 2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Grenze (5) des gesicherten Bereiches der nuklearen Anlage in die Vorlaufleitung (3) und in die Rücklaufleitung (10) Schnellschlußrentile (6, 12) eingeschaltet sind.

3. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb des gesicherten Bereiches der nuklearen Anlage an die Rücklaufleitung (10) eine Steigleitung (15) mit angeschlossenem Ausgleichsgefäß (16) angeschlossen

030063/0431

ist und daß sich das Auegleichegefäß ebenfalls im gesicherten Bereich der nuklearen Anlage befindet.

4. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß als Kühlflüssigkeit ein frostsicheres Medium vorgesehen ist, das den uneingeschränkten Trockenkühlturmbetrieb für die sichere Wärmeabfuhr aus der nuklearen Anlage gewährleistet.
10

5. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß für eine nukleare Anlage mehrere Kühleinrichtungen zueinander redundant vorgesehen sind und daß die Trockenkühltürme (8) der einzelnen Kühleinrichtungen sich an voneinander verschiedenen Standorten befinden.

030063/0491