DE3036907A1

DE3036907A1 - Pressurised water reactor - with extra coolant supply spraying coolant over pressure vessel core in emergency

Info

Publication number: DE3036907A1
Application number: DE19803036907
Authority: DE
Inventors: Georg Ing.(grad.) 8520 Erlangen Jaschinski
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1980-09-30
Filing date: 1980-09-30
Publication date: 1982-04-22
Also published as: DE3036907C2

Abstract

Pressurised water reactor has in addition to the prim. cooling circuit a second coolant supply which can in emergencies produce a spray curtain over the reactor core. This additional coolant supply has an outlet at the apex of the domed cover and is joined to a high-pressure feeding system of boronated cooling water, e.g. to the vol. control system of the prim. cooling circuit. Pressure can be reduced within a short time.

Description

Druckwasserreaktor mit einem ReaktordruckbehälterPressurized water reactor with a reactor pressure vessel

Die Erfindung betrifft einen Druckwasserreaktor mit einem Reaktordruckbehälter, der einen Deckel und mindestens zwei Rohrstutzen aufweist, die die Verbindung mit dem äußeren Teil eines Primärkühlkreises darstellen, und mit einer weiteren Kühlmittelleitung, die an den Druckbehälterdeckel angeschlossen ist und zur Dampfkondensation im Störfall einen Sprühschleier oberhalb des Reaktorkerns liefert.The invention relates to a pressurized water reactor with a reactor pressure vessel, which has a cover and at least two pipe sockets that connect to represent the outer part of a primary cooling circuit, and with a further coolant line, which is connected to the pressure vessel cover and for steam condensation in the event of a malfunction provides a spray curtain above the reactor core.

Nach der DE-OS 23 16 007 sprühen die seitlich am Deckel sitzenden weiteren Kühlmittelleitungen entweder durch Düsenöffnungen in einer die Steuerstabführungsrohre oben abschließenden Deckplatte oder durch Rohre, die von dieser Deckplatte nach unten führen. Deshalb bleibt innerhalb des gewölbten Druckbehälterdeckels ein ungekühlter Raum, der im Störfall mit die Kühlung beeinträchtigendem Dampf gefüllt sein kann, vor allem dann, wenn die im Primärkühlkreis angeordneten Hauptkthlmittelpumpen nicht in Betrieb sind. Dieser Dampf bestimmt aber die mögliche Druckabsenkung, weil seine wegen geringer Kuhlung hohe Temperatur einen Sättigungsdruck vorgibt, der nicht unterschritten werden kann. Der Reaktordruckbehälter wirkt dann als Druckhalter des ganzen Systems.According to DE-OS 23 16 007 spray the side seated on the lid further coolant lines either through nozzle openings in one of the control rod guide tubes top cover plate or by pipes leading from this cover plate after lead down. Therefore an uncooled one remains inside the arched pressure vessel cover Space that can be filled with steam impairing cooling in the event of a malfunction, especially when the main coolant pumps in the primary cooling circuit are not are in operation. But this steam determines the possible pressure drop because its because of low cooling, high temperature specifies a saturation pressure that does not can be fallen below. The reactor pressure vessel then acts as a pressurizer of the whole system.

Die Erfindung sieht zur sicheren und einfachen Absenkung des Druckes innerhalb kurzer Zeit vor, daß die weitere KUhlmittelleitung-ihren Auslaß am höchsten Punkt der Deckelinnenseite hat und mit einem Hochdruckeinspeisesystem für boriertes Kühlwasser, zum Beispiel dem Volumenregelsystem des Primärkühlkreises,verbunden ist.The invention provides for safe and easy lowering of the pressure within a short time before that the further coolant line - its outlet at its highest Point on the inside of the lid and with a high pressure feed system for borated Cooling water, for example connected to the volume control system of the primary cooling circuit is.

Das aus dem höchsten Punkt der Deckelinnenseite austretende relativ kalte Wasser führt zu einer gezielten Abkühlung im Deckelbereich, die beim Bekannten nicht gegeben ist. Wegen seines Borgehalts führt es beim Absinken in den Reaktorkern zu einer Reaktivitätsverringerung, die die Wärmebelastung zusätzlich herabsetzt. Zum Beispiel hat das Wasser des Volumenregelsystems ein Borgehalt von 2000 ppm. Zur Verbesserung der Dampfkondensation kann es durch eine Prallplatte versprüht werden. In jedem Fall aber beeinflußt es den bei stehender Hauptkühlmittelpumpe bisher praktisch nicht direkt kühlbaren Raum im Deckel, so daß auch dort eine verbesserte Kühlung und damit Druckverringerung durch Dampfkondensation möglich ist.The relative emerging from the highest point of the inside of the lid cold water leads to targeted cooling in the lid area, which is the case with acquaintances is not given. Because of its boron content, it leads into the reactor core when it sinks to a reduction in reactivity, which additionally reduces the heat load. For example, the water in the volume control system has a boron content of 2000 ppm. To improve steam condensation, it can be sprayed through a baffle plate will. In any case, however, it affects the main coolant pump that is not running previously practically not directly coolable space in the lid, so that there is also an improved Cooling and thus pressure reduction through steam condensation is possible.

Die Verteilung kann. nicht nur mit Hilfe einer Prallplatte erfolgen, wie sie im Prinzip schon aus der vorgenannten Offenlegungsschrift, wenn:auch an ganz anderen Stellen im Inneren des Reaktordruckbehälters, bekannt geworden ist. Vielmehr läßt sich gerade wegen der besonderen Lage des. Auslasses der genannten Kühlmittelleitung auch dadurch eine vorteilhafte Kondensationswirkung erreichen, daß der Auslaß als vielstrahlige Sprühdüse ausgebildet ist, deren Strahlen mit einer vorgegebenen Richtung den Raum unter dem Deckel mindestens weitgehend überdecken. Mit der Strahlrichtung kann berücksichtigt werden, daß an empfindlichen Teilen Thermoschockbeanspruchungen vermieden werden sollen. Dies ist besonders w'htig, wenn das eingespeiste Wasser aus dem Zusatzboriersystem stammt und bei einem Borgehalt von 8000 ppm nur Raumtemperatur von etwa 25°C åufweist.-Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das einen Reaktordruckbehälter nach der Erfindung als Rohrlaufplan schematisch vereinfacht zeigt.The distribution can. not only done with the help of a baffle plate, as in principle already from the aforementioned Offenlegungsschrift, if: also to completely different places inside the reactor pressure vessel, has become known. Rather, precisely because of the particular location of the outlet, the aforementioned Coolant line also achieve an advantageous condensation effect in this way, that the outlet is designed as a multi-jet spray nozzle, the jets of which with a predetermined direction at least largely cover the space under the lid. With the beam direction it can be taken into account that thermal shock loads on sensitive parts should be avoided. This is particularly important when the fed-in water comes from the additional boron system and with a boron content of 8000 ppm only room temperature of about 25 ° C. - For a more detailed explanation of the invention, reference is made to the enclosed Drawing an embodiment described that a reactor pressure vessel according to the invention shows schematically simplified as a pipe layout.

Der Reaktordruckbehälter 1, der den Reaktorkern 2 umschließt, ist in bekannter Weise oben mit einem Deckel 3 verschlossen, der mit einem Flansch 4 befestigt ist. Unterhalb des Flansches 4 sitzen um den Umfang verteilt Anschlußstutzen für die Hauptkühlmittelleitungen des Primärkreises 6, der beim Äusführungsbeispiel mit zwei gleichen Schleifen 7 und 8 gezeichnet ist, während die Anschlußleitungen für zwei weitere Schleifen 9 und 10 nur im Bereich des Druckbehälters 1 angedeutet sind.The reactor pressure vessel 1, which encloses the reactor core 2, is closed at the top in a known manner with a cover 3, which is provided with a flange 4 is attached. Below the flange 4, connecting pieces are distributed around the circumference for the main coolant lines of the primary circuit 6, which in the example is drawn with two identical loops 7 and 8, while the connecting lines for two further loops 9 and 10 only indicated in the area of the pressure vessel 1 are.

Jede Schleife umfaßt in gleicher Weise einen Dampferzeuger 12, der über den heißen Strang 13 mit dem Reaktordruckbehälter verbunden ist Das aus dem Dampferzeuger kommende kühlere Wasser wird von einer Hauptkühlmittelpumpe 14 über den kalten Strang 15 in den Reaktordruckbehälter zür5çkgefördertO Der Dampferzeuger 12 wird sekundärseltig von einem Speisewasserbehälter 16 über eine Speisewasserpumpe 17 beaufschlagt0 Der aus dem Speisewasser gewonnene Dampf verläßt den Dampferzeuger 12 über eine Frischdampfleitung 18.Each loop includes a steam generator 12 in the same way, the is connected via the hot strand 13 to the reactor pressure vessel that is from the Cooler water coming from the steam generator is supplied by a main coolant pump 14 via the cold strand 15 is conveyed back into the reactor pressure vessel. The steam generator 12 is secondary to a feed water tank 16 via a feed water pump 17 beaufschlagt0 The steam obtained from the feed water leaves the steam generator 12 via a live steam line 18.

Dem Prjmärkühlkreis 6 ist ein Volumenregelsystem zugeordnet, das als Ganzes mit 20 bezeichnet ist. Es umfaßt einen Rekuperativ-Wärmetauscher 21 der über eine Leitung 22 mit dem kalten Strang 15 der Schleife 7 des Primärkühlkreises verbunden ist Dem Rekuperativ-Wärmetauscher 21 ist ein Hochdrück'k'ühler 23 und eine Reduzierstation 24 nachgeschaltet0 Das damit abgekühlte und im Druck verringerte Primärkühlwasser wird in einer Kühlmittelaufbereitungsanlage 25 gereinigt und in einem Volumenausgleichsbehälter 26 gepusptO Von dort aus kann es über die redundant angeordneten Hochdruckspeisepumpen 27 und den Rekuperativ-Wärmetauscher 21 gegen den vollen Betriebsdruck von zum Beispiel 160 bar zu den einzelnen Schleifen 7, 8, 9 und 10 des Primärkühlkreises zurückge- speist werden. Die zugehörigen Steigleitungen sind mit 30, 31, 32 und 33 bezeichnet.The primary cooling circuit 6 is assigned a volume control system, which as The whole is designated by 20. It includes a recuperative heat exchanger 21 of the above a line 22 is connected to the cold branch 15 of the loop 7 of the primary cooling circuit The recuperative heat exchanger 21 is a high pressure cooler 23 and a reducing station 24 downstream 0 The primary cooling water that has been cooled down and has a reduced pressure is cleaned in a coolant treatment system 25 and in a volume compensation tank 26 pumpedO From there it can be pumped via the redundantly arranged high-pressure feed pumps 27 and the recuperative heat exchanger 21 against the full operating pressure of for example 160 bar to the individual loops 7, 8, 9 and 10 of the primary cooling circuit. feeds will. The associated risers are labeled 30, 31, 32 and 33.

Außerdem kann das vom Volumenregelsystem 20 kommende Primärwasser über eine Leitung 35 auch in einen Druckhalter 36 gefördert werden, der an die Schleife 8 des PrimOrkAhlkreises angeschlossen ist. Der Druckhalter ist über Leitungen 37 und 38 mit den kalten Strängen 15 der Schleifen 7 und 8 verbunden. Die Verbindungen führen zu Sprühdüsen 40 innerhalb des Druckhalters 36. Eine der Sprühdüsen 40 ist ferner über eine Leitung 41 mit der vom Volumenregelsystem kommenden Leitung 35 verbunden. Außerdem besitzt der Druckhalter an seinem höchsten Punkt eine Abblaseleitung 42, die in einem nicht weiter dargestellten Abblasebehälter führt.In addition, the primary water coming from the volume control system 20 can are also conveyed via a line 35 into a pressure holder 36, which is attached to the loop 8 of the primary circuit is connected. The pressurizer is via lines 37 and 38 connected to the cold strands 15 of the loops 7 and 8. The connections lead to spray nozzles 40 within the pressurizer 36. One of the spray nozzles 40 is furthermore via a line 41 to the line 35 coming from the volume control system tied together. In addition, the pressurizer has a blow-off line at its highest point 42, which leads to a blow-off container, not shown.

Zu dem genannten Abblasebehälte;r führt auch eine Leitung 44, die an den höchsten Punkt des Deckels 3 des Reaktordruckbehälters 1 angeschlossen ist. Diese Leitung ist bei der Erfindung über die gestrichelt hervorgehobene Leitung 45 mit der Leitung 35 verbunden, die vom Volumenregelsystem 20 kommt. Deshalb kann nach dem Schließen eines Ventils 47, das im Zuge der zum Abblasebehälter liegenden Entlüftungsleitung, jedoch hinter der Anschlußstelle 48 der Leitung 45 sitzt, durch5ffnen eines Ventils 50 das Volumen regelsystem 20 auf den Reaktordruckbehälter geschaltet werden. Auf diese Weise wird relativ kaltes Primärkühlwasser, nämlich 50 bis 100oC kälter als die Temperatur des Primärkreises 6,zu einem Auslaß 51 gef;ielrtD der :mmittelbar unter dem höchsten Punkt der Deckelinnenseite liegt. Dort ist eine gewölbte Düsenplatte 52 angeordnet, mit der das relativ kalte Wasser strahlenförmig so verteilt wird, daß der Raum 53 unter dem Deckel 3 weitgehend bestrichen wird. Die dabei entstehenden Strahlen 54 führen deshalb im gesamten Deckel inneren zu einer Abkühlung des eingeschlossenen Wassers und zur Dampfkondensation mit der Folge, daß im Störfall eine schnelle und dennoch für den Druckbehälter und seine Einbauten schonende Druckabsenkung möglich wird, die dem normalen, betriebsmäßigen Abfahren des Primärkreises gleicht.A line 44, which is connected to the highest point of the lid 3 of the reactor pressure vessel 1. In the invention, this line is via the line highlighted in dashed lines 45 connected to the line 35, which comes from the volume control system 20. Therefore can after closing a valve 47, which is located in the course of the blow-off container Open the vent line, but behind the connection point 48 of the line 45 a valve 50, the volume control system 20 switched to the reactor pressure vessel will. In this way, the primary cooling water is relatively cold, namely 50 to 100oC colder than the temperature of the primary circuit 6, to an outlet 51; : is directly below the highest point on the inside of the lid. There's an arched one there Arranged nozzle plate 52, with which the relatively cold water is distributed in a jet shape is that the space 53 under the cover 3 is largely painted. The resulting Jets 54 therefore lead to cooling in the entire interior of the cover of trapped water and steam condensation with the result that in the event of an accident a quick, yet gentle pressure reduction for the pressure vessel and its internals becomes possible, which is similar to the normal, operational shutdown of the primary circuit.

Als Alternative ist in der Zeichnung dargestellt, daß ein Behälter 55 mit nur 250C warmem, auf 8000 ppm Borgehalt eingestelltem Wasser, das über eine Hochdruckpumpe 56 und eine Armatur 57 betriebsmäßig in die kalten Stränge 7 bis 10 eingespeist werden kann, über die strichpunktiert gezeichnete Leitung 58 an die Leitung 44 angeschlossen ist. Damit ist eine noch schnellere Kühlung des Deckelinneren möglich.As an alternative, it is shown in the drawing that a container 55 with water at a temperature of only 250C, adjusted to a boron content of 8000 ppm, which has a High pressure pump 56 and a valve 57 operationally in the cold strands 7 to 10 can be fed via the line 58 shown in phantom to the Line 44 is connected. This means that the inside of the lid is cooled even more quickly possible.

3 Patentansprüche 1 Figur3 claims 1 figure

Claims

Claims 1. Pressurized water reactor with a reactor pressure vessel, which has a cover and at least two pipe sockets that connect to represent the outer part of a primary cooling circuit, and with a further coolant line, which is connected to the pressure vessel cover and for steam condensation in the event of a malfunction provides a spray curtain above the reactor core, which can be used It is noted that the further coolant line (44) has its outlet (51) at its highest Point on the inside of the lid and with a high pressure feed system for borated Cooling water, for example connected to the volume control system (20) of the primary cooling circuit (6) is.

2. Pressurized water reactor according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the outlet (51) of the further coolant line (44) in itself In a known manner, a baffle plate for spraying coolant is assigned that from the outlet (ski) flows into the reactor pressure vessel (1), and that the sprayed Coolant at least largely covers the space (53) under the cover.

3. Pressurized water reactor according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z It is clear that the outlet (51) is designed as a multi-jet spray nozzle (52) is, the rays (54) with a predetermined direction the space (53) under the Cover the lid at least largely.