DE3106083C2

DE3106083C2 - Druckhaltesystem einer Druckwasserreaktoranlage

Info

Publication number: DE3106083C2
Application number: DE3106083A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 6102 Pfungstadt Sander
Original assignee: Brown Boveri Reaktor GmbH
Current assignee: ABB Reaktor GmbH
Priority date: 1981-02-19
Filing date: 1981-02-19
Publication date: 1984-05-10
Also published as: DE3264347D1; ATE14051T1; EP0058836B1; EP0058836A1; DE3106083A1

Abstract

Bei einem derartigen Druckhaltesystem ist der Wasserraum (7) des Druckhalters (6) über eine Einspeiseleitung (9) und der Dampfraum (8) über eine Sprühleitung (11) mit dem Primär system verbunden. Zur Verringerung des Druckanstiegs im Druckhalter bei Druckanstiegstransienten ist in der Einspeiseleitung (9) eine in Richtung zum Druckhalter wirkende Drosselung des Durchflusses vorgesehen. Der verbleibende Anteil des auf etwa ein Drittel seines ursprünglichen Umfanges gedrosselten Volumens wird über das Sprühsystem dem Druckhalter zugeführt. Dies erfolgt über die Teilstränge (11a, 11b, 11c) und durch Öffnen der Ventile (12, 13, 14). Diese Ventile sind für gestaffelte Ansprechdrücke ausgelegt und werden durch den Druck im Primärsystem angesteuert.

Description

eine Einspeiseleitung (9) und der Dampfraum mit io der Wasserraum mit einer von einem Reaktordruckbe-

einer vom Dampferzeuger zum Reaktordruckbehälter führenden Primärkühlmittelleitung (»kalte« Leitung) (4) über eine Sprühleitung verbunden ist, wobei die Durchfiußmenge der Einspeiseleitung (9) in

hälter zu einem Dampferzeuger führenden Primärkühlmittelleitung (»heiße« Leitung) über eine Einspeiseleitung und der Dampfraum mit einer vom Dampferzeuger zum Reaktordruckbehälter führenden Primärkühl-

Richtung Druckhalter (6) gedrosselt ist, dadurch is -nittelleitung (»kalte« Leitung) über eine Sprühleitung gekennzeichnet, daß der durch die Drosse- verbunden ist wobei die Durchflußmenge der Einspeilung vorhandene Oberschuß an Primärkühlmittel seleitung in Richtung Druckhalter gedrosselt ist. wenigstens teilweise über die von der »kalten« Lei- Ein derartiges Druckhaltesystem ist aus der DE-OS

tung (4) wegführende Sprühleitung (11) ii> den 19 36 844 bekannt. Dort zweigt eine Sprühleitung un-Dampfrauivi des Druckhalters geleitet wird, daß die 20 mittelbar von der Einspeiseleitung für den Druckhalter Sprühickung (U) neben der an sich bekannten Dau- ab, so daß bei einer Volumendehnung im Primärkreisersprühleitung mehrere Teilstränge (Ha, 116, Wc) lauf Medium aus der »heißen« Leitung in den Dampfunterschiedlichen Querschnitts aufweist, daß jeder raum des Druckhaltets eingesprüht wird. Die von der dieser Teilstränge (Ua, Wb, 11 c)in an sich bekannter »kalten« Leitung wegführende Sprühleitung führt dem Weise mit einem Ventil (52,13,14) versehen ist. das 25 Dampfraum ständig eine geringe Menge Wasser zu. in Abhängigkeit des in der »heißen« Leitung (2) Durch die Verwendung des um cü. 30⁰C wärmeren

Wassers aus der »acißcn« Leitung als mengenmäßig größtes Sprühpoieiuial wird zwar die Gefahr eines /u krassen Temperaturunterschieds herabgesetzt, bei Druckanstiegstransienten reicht jedoch möglicherweise die Dampfkondensationskapazitäi dieses Sprühpotentials nicht aus, um die in den Wasserraum gedrückte Menge ohne nennenswerten Druckanstieg im Druckhalter aufnehmen zu können.

35 Es ist die Aufgabe der Erfindung allein von der »kalten« Leitung stammendes Medium zum Einsprühen zu verwenden und zur Vermeidung von Schockwirkungen nur die der jeweiligen Betriebslage entsprechende Menge an Sprühmedium in den Dampfr.'jim einzuführen. 40 Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch. daß der durch die Drosselung vorhandene Überschuß an Primärkühlmittel wenigstens teilweise über die von der »kalten« Leitung wegführende Sprühleitung in den Dampfraum des Druckhalters geleitet wird, daß die halter (1) zu einem Dampferzeuger (3) führenden 45 Sprühleitung neben der an sich bekannten Dauersprüh-Primärkühlmittelleitung (»heiße« Leitung) (2) über leitung mehrere Teilstränge unterschiedlichen Quercine Einspeiseleitung (9) und der Dampfraum mit Schnitts aufweist, daß jeder dieser Teilstränge in an sich einer vom Dampferzeuger zum Reaktordruckbchäl- bekannter Weise mit einem Ventil versehen ist. das in ter führenden Primärkühlmittelleitung (»kalte« Lei- Abhängigkeit des in der »heißen« Leitung herrschenden tung) (4) über eine Sprühleitung verbunden ist. wo- 50 Druckes steuerbar ist und daß die Teilstränge vor Errcibei die Durchfiußmenge der Einspeiseleitung (9) in chen des Druckhalters wieder als eine gemeinsame Richtung Druckhalter (6) gedrosselt ist, dadurch ge- Sprühleitung fortgeführt sind.

kennzeichnet, daß eine Sprühleitung (11) saugseitig Durch die dosierte Zuführung von Sprühmedium ist

und eine Sprühleitung (22) druckseitig einer Primär- es gelungen die Gefahr einer Schockwirkung zu minkühlmittelpumpe (5) von der »kalten« Leitung (4) 55 dem und trotzdem eine ausreichende Dampfkondensaweggeführt ist, daß in der saugseitig weggeführten tion herbeizuführen. Die vorgeschlagene Art der Ventil-Sprühleitung (11) in an sich bekannter Weise eine ansteuerung ist deshalb günstig, weil der Primärsystem-Rückschlagklappe (23) vorgesehen ist, daß die druck wegen des Durchflußwiderstandes in der Einspeidruckseitig weggeführte Sprühleitung (22) in Durch- seleitung des Druckhalters bei Druckanstiegstransienflußrichtung gesehen hinter der Rückschlagklappe 60 ten schneller steigt als der Druck im Druckhalter, mit der saugseitig weggeführten Sprühleitung (11) Aus der DE-AS 10 95 415 ist es zwar bekannt die

verbunden ist, daß zwischen der saug- und der Hauptsprühleitung mit einem Bypass zu umfahren und druckseitig weggeführten Sprühleitung (U, 22) eine dadurch eine Dauersprühung zu erreichen. Eine Dosie-Verbindungsleitung (24) vorgesehen ist, die zwi- rung des in der Hauptsprühleitung strömenden Meschen der Einmündung der Sprühleitung (22) und der 65 diums ist dort jedoch ebensowenig erwähnt wie ein in Rückschlagklappe (23) in die saugseitig weggeführte Abhängigkeit des in der »heißen« Leitung herrschenden Sprühleitung (11) eingebunden ist, und daß in die Druckes steuerbares Ventil. Verbindungsleitung (24) ein vom Druck des in der Gemäß einer besonderen Ausgestaltung des Druck-

herrschenden Druckes steuerbar ist und daß die Teilstränge vor Erreichen des Druckhalters (6) wieder als eine gemeinsame Sprühleitung (U) fortgeführt sind.

2. Druck "altesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (12, 13, 14) als Sicherheitsventile (12a. 13a, 14ajausgebildetsind.

3. Druckhaltesystem ?iach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Durc.iflußmenge der Einspeiseleitung (9) derart eingestellt ist. daß der über das Sprühsystem in den Druckhalter eingesprühte Anteil so viel Dampf kondensiert, daß der noch über die Einspeiseleitung in den Druckhalter gelangende Anteil ohne Druckanstieg aufgenommen wird.

4. Druckhaltesystem einer Druckwasserreaktoranlage mit einem Druckhalter (6). der einen Wass^r-(7) und einen Dampfraum (8) aufweist, wobei der Wasserraum mit einer von einem Reaktordruckbe-

3 ⁴

haltesystems sind die Ventile des Sprühsystems als Si- Drittel des normalerweise über die Einspeiseleitung m

ch rhdtsventile ausgebildet Dadurch wird ein uner- den Wasserraum gelangenden Volurnen_S „her da^

wünschtes Nichtöffnen der Ventile und somit ein unzu- Sprühsystem m den Druckhalter eingespeist wird. Um

SerDruckanstiegimPrimärsystemvermieden. sicherzustellen daß nur die *ψ™^ά.^ά™ ™ *™™Ι_η Die Durchflußmenge der Einspeiseleitung ist derart 5 stern herrschenden Druckes erforderl.che Menge m den

eingestellt, daß der über das Sprühsystem in den Druck- Dampfraum 8 eingesprüht wird, wird gemäß F. g. 1 die

S eingesprühte Anteil so viel Dampf kondensiert Spriihleitung 11 in einem Teilbereich ihres Verlaufs in

daß der nodi über die Einspeiseleitung in den Druckhai- Teilsträngen 11a. b und c ausgebildet Dabei sind die

ter gelangende Anteil ohne Omckanstieg aufgenommen Durchmesser der Te.lstrange und die Ansprechdrucke _wj_rd^ ίο der darin vorgesehenen Venule 12,13,14 gestatteit vor

Eine andere Lösung der Aufgabe sieht vor, daß eine Erreichen des Druckhalters sind die Teilstränge wieder

Sprühleitung saugseitig und eine Sprühleitung drucksei- als eine gemeinsame Sprühleitung 11 fortgeführt, uer

tig einer Primärkühlmittslpumpe von der »kalten« Lei- Teilstrang Ub weist einen geringeren Durchflußquer-

tung weggeführt ist daß in der saugseitig weggeführten schnitt auf als der Teilstrang 1 la und der Teilstrang 1 Ic Sprühieitung in an sich bekannter Weise eine Rück- 15 einen geringeren Durchflußquerschnitt als der TeU-

schlagklappe vorgesehen ist daß die druckseitig wegge- strang llf>. Den Ventilen 12,13,14 sind Druckgrenzwer-

führte Sprühleitung in Durchflußrichtung gesehen hin- te 17,18,19 des Primärsystems und zwar an einer Stelle

ter der Rückschlagklappe mit der saugseitig weggeführ- der »heißen« Leitung 2. die in Durchflußrichtung gese-

ten Sprühleitung verbunden ist. daß zwischen der saug- hen hinter dem Abzwe.g der E.nspe.selc.tung 9 liegt, und der druckseitig weggeführten Sprühleitung eine 20 zugeordnet. Sie sind in Abhängigkeit des DurchfluU-

Verbindungsleitung vorgesehen ist. die zwischen der querschnitts der ihnen zugeordneten Leitungen auf un-

Einmündung äcr Sprähleii·"»* und der Rückschlaeklap- terschiedliche Grenzwerte eingestet und sprechen da-

pc in die saugseitig weggeführte Sprühleit-ng einge- her bei verschiedenen Drücken an. so oa:> eine optimale

bunden ist und daß in die Verbindungsleitung ein vom Sprühung erfolgt. Die dritte Bypassleitung 20 besitzt Druck des in der »heißen« Leitung strömenden Me- 25 kein Ventil und dient als Dauersprühleitung gemäß dem

diums gesteuertes Ventil eingebaut ist Stand der Technik.

Mit dieser Lösung ist eine Feinregulierung der Nach der in F i g. 2 dargestellten Ausbildung ist die

Druckverhältnisse im Druckhalter bei geschlossener Drosselstelle der Einspeiseleitung 9 als Ventunrohr 21

Rückschlagklappe möglich. ausgebildet. Die Ventile in den Te.lsträngen 1 la 116

Anhand der schematischen Zeichnungen Fig. 1-4 30 und lic sind als Sicherheitsventile 12a, 13a, 14a ausge-

werden verschiedene Ausführungsbeispiele des erfin- bildet Sie sind über Druckmessungen ί 7 18,19 mit dem

dungsgemäßen Druckhaltesystems beschrieben. Dabei Primärsystem verbunden und sprechen bei gestaffelten

_zei j ^e Ansprechdrücken an. Durch die Verwendung von Si-

Fig 1 das Primärsystem einer Druckwasserreaktor- cherheitsventilen wird ein Nichtansprechen der Ventile

anlage mit einem in größerem Maßstab dargestellten 35 im Anforderungsfall vermieden.

Druckhalter und Gemäß F i g. 3 zweigt die Sprühleitung 11 saugseitig F i g 2-4 das Primärsystem nach F i g. 1 mit verschie- der Primärkühlmittelpumpe 5 und die Dauerspruhieidenen Varianten des Druckhaltesprühsystems. tung dienende Sprühleitung 22 druckse.t.g derselben Fin als Primärkühlmittel dienendes Wasser durch- von der »kalten« Leitung 4 ab. In die Spruhleitung 11 ist strömt den Reaktorbehälter 1 und verläßt diesen über 40 eine in Durchflußrichtung öffnende Rückschlagklappe eine »heiße« Leitung 2 bezeichnete Primärkühlniittellei- 23 eingebaut. Steigt bei Drucktransienten der Druck auf lung Nachdem das Primärkühlmittel unter Abgabe ei- der Saugseile der Pnmärkühlmmelpumpe 5 über den ncs Teils seiner Wärme einen Dampferzeuger 3 durch- Druck im Druckhalter 6. so erfolgt somit ohne Zw.-sirömt hat gelangt es über eine nunmehr als »kalte« schenschaltung von Ventilen eine selbsttätige (passive) Leitung 4'bczeichnete Primärkühlmittelleitung unier 45 Einsatzsteuerung des Sprühsystems. Nach der in Fig.4 Zwischenschaltung einer Primärkühlmittelpumpe 5 wie- dargestellten Ausführung führt von der druckseitig der zum Reaktordruckbehälter 1. Obwohl eine Druck- weggeführten als Dauersprühleitung ausgebildeten wasserreaktoranlage mehrere solcher Primärkreis- Sprühleitung 22 eine Verbmdungsleitung 24 zur saugschleifen aufweist, ist aus Gründen der besseren Über- seitig weggeführten Sprühleitung 11. Die Verbindungssicht nur eine Schleife dargestellt. Ein heizbarer Druck- 50 leitung 24 ist zwischen der Rückschlagklappe 23 und der halter 6 der einen Wasser- 7 und einen Dampfraum 8 Einmündungsstelle der Sprühleitung 22 in die Spruhleiaufweist ist über eine in den Wasserraum 7 mündende tung 11 eingebunden. Das druckabhängig gesteuerte Einspeiseleitung 9 mit der »heißen« Leitung 2 verbun- Ventil 25 ist durch die Druckmessung 26 mit dem Pnden Die Einspeiseleitung ist mit einer durchbohrten märsystem verbunden. Der Ansprechdruck des Ventils Rückschlagklappe 10 versehen, die derart ausgebildet 55 ist so eingestellt, daß es bei geschlossener Rückschlagist, daß der Durchfluß von der »heißen« Leitung 2 zum klappe 23 eine Feinregulierung der Druckhaltersprü-Druckhalter 6 gedrosselt ist, eine Durchflußbehinde- hung ermöglicht.

rung vom Druckhalter zur »heißen« Leitung jedoch Durch das vorgeschlagene Druckhaltesystem wird ei-

nicht auftritt. Der durch die Drosselung anstehende ne optimale Druckhaltersprühung erzielt, da durch eine

Überschuß an Primärkühlmittelvolumen wird zwangs- 60 teilweise Übern.'.hme der Volumenausgleichsfunktion

läufig über die Sprühleitung 11 in den Dampfraum 8 des der in den Wasserraum 7 mündenden Einspeiseleitung

Druckhalter eingespeist. Dabei ist der Durchflußwider- zu einer Verringerung des Druekaufbaues im Druckhai·

stand derart eingestellt, daß die über das Sprühsystem in ter 6 bei Druckanstiegstransienten beiträgt.

den Druckhalter gelangende Menge so viel Dampf kon- —

densiert. daß das noch über die Einspeiseleitung 9 in den 65 Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Druckhalter 6 gelangende Volumen ohne Druckanstifig ~~ aufgenommen wird. Berechnungen haben ergeben, daC
zur Erreichung des Zieles durch die Drosselung ca. zwei

Claims

Patentansprüche:

I. Druckhaltesystem einer Druckwasserreaktoranlage mit einem Druckhalter (6), üer einen Wasser-(7) und einen Dampfraum (8) aufweist, wobei der Wasserraum mit einer von einem Reaktordruckbehälter (1) zu einem Dampferzeuger (3) führenden Primärkühlmittelleitung (»heiße« Leitung) (2) über

»heißen« Leitung strömenden Mediums gesteuertes Ventil (25) eingebaut ist

Die Erfindung betrifft ein Druckhaltesystem einer Druckwasserreaktoranlage mit einem Druckhalter, der einen Wasser- und einen Dampfraum aufweise wobei