DE3247580A1 - Passivschutzanlage bei havarieausfluss des waermetraegers eines kernkraftwerkes mit wassergekuehltem kernreaktor - Google Patents

Description

• PASSIVSCHUTZANLAGE BEI HAVARIEAUSFLUSS DES WARME-
• TRAGERS EINES KERNKRAFTWERKS MIT WASSERGEKÜHLTEM KERNREAKTOR Die Erfindung bezieht sich auf eine PasSswvwschutzanlage bei Havarieausfluß des Wärmeträgers eines Kernkraftwerks mit wassergekühltem Kernreaktor.
• Bekannt ist eine Passivschutzanlage bei Havarieausfluß des Wärmeträgers eines Kernkraftwerks mit wassergekühltem Kernreaktor, bei der die hermetisch abgedichteten Räume des Primärkreislaufs mit einem Durchblaskondensationssystem verbunden sind. Das Kondensationssystem besteht aus in kaltes Wasser eingetauchten Rohren mit gleicher Länge (Bezopasnost' jadernoj energetiki, von Dz. Rasta und L.
• Uivera, Atomizdat, Moskau, 1980, S. 6>.
• Ein Nachteil der bekannten Anlage besteht darin, daß der große Querschnitt des durch die Rohre im Wasserraum eintretenden Dampf-Wasser-Stromes und der gebildete große Strahl eines Dampf-Luft-Wasser-Gemisches zum Entstehen großer Blasen führen, bei deren Kondensation infolge Implosion erhebliche Belastungen der Anlage zustandekommen.
• Die Bildung großer Blasen verlangt zum Erreichen einer maximalen Kondensation der Dampfkomponente des Dampf-Luft-Gemisches eine bedeutende Eintauchtiefe der Rohrausgänge in den Wasserraum bzw. eine größere Rohrlänge, was einen erhöhten Strömungswiderstand des Kondensationsapparats zur Folge hat. Außerdem ruft der nichtstationäre Dampf-Luft-Strom eine Dampfkondensation in den Rohren selbst hervor, was von einem Ansaugen von Wasser aus dem Wasserraum begleitet wird. Bei einer nachfolgenden Druckerhöhung, bedingt durch die Reduzierung der Kondensationsfläche, wird die angesaugte Wassersäule rückwirkend in den Wasserraum ausgestoßen. Auch diese Vorgänge führen zu wesentlichen, dynamischen Belastungen der Anlage in Form von starken nichtstationären Vibrationen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Passivschutzanlage bei Havarieausfluß des Wärmeträgers eines Kernkraftwerks mit wassergekühltem Kernreaktor mit erhöhter Kondensations-Kontaktfläche und effektiver Vermischung des Dampf-Luft-Gemisches mit dem Wasser des Wasserraumes bei verbesserter Ausnützung der kinetischen Energie des Dampf-Luft-Stromes im Vermischungsvorgang zu schaffen.
• Diese Aufgabe wird durch eine Passivschutzanlage bei Havarieausfluß des Wärmeträgers eines Kernkraftwerks mit wassergekühltem Kernreaktor gelöst, bei der das Kondensationssystem aus in verschiedene Tiefen vom Wasserspiegel aus eingetauchten Rohren besteht. Jedes Rohr weist an seinem unteren Ende eine den Ausgang umfassende Flachdüse auf, die ihrerseits von einem flachen Kanal mit Konfusor und Diffusor umschlossen ist. Zudem ist der hermetische monolithische Raum für die Aufnahme von Luft und von anderen nichtkondensierenden Gasen mit einem veränderlichen Volumen ausgeführt, indem ein beweglicher Deckel und ein Wasserverschluß vorgesehen sind.
• Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage sind, daß eine effektive Vermischung des Dampf-Luft-Gemisches mit dem Wasser des Wasserraumes bei bedeutend höherer Kondensationsfläche und unter minimalen hydraulischen Verlusten gewährleistet ist. Die Anlage gestattet eine wesentliche Verminderung der Eintauchtiefe des Rohrausgangs in den Wasserraum bzw. der Rohrlänge und reduziert den Strömungswiderstand des Kondensationssystems. Die Konstruktion gewährleistet auch bei nichtstationärem Durchsatz des eintretenden Dampf-Luft-Gemisches eine Reduzierung der dynamischen Belastungen der Elemente der Anlage. Das veränderliche Volumen des Raums für die Aufnahme von Luft und von anderen nichtkon- kondensierenden Gasen mit beweglichem Deckel und Wasserverschluß gestattet die Bemessung desselben bei wesentlich geringerem Ausleoungsdruck.
• Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch die Passivschutzanlage und Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch den Rohrausgang im Wasserraum.
• Die Anlage besteht aus einem abgedichteten Raum 1, in dem der durch eine wärmeisolierte Klappe 2 von einem Kanal 3 getrennte Primärkreislauf liegt. Der Kanal 3 ist mit einem Sammelraum 4 verbunden, der seinerseits mit einem Kondensationssystem mit Blasendurchströmung verbunden ist. Das Kondensationssystem weist sich in unterschiedliche Tiefen ausgehend Vom Wasserspiegel eingetauchte Rohre 5 auf. Jeder Rohrausgang ist mit einer Flachdüse 6 bestückt, die von einem flachen Kanal 7 mit Konfusor und Diffusor umfaßt ist. Die Rohre 5 sind in einen Wasserraum 8 eingetaucht.
• Der Wasserraum 8 ist durch Rückschlagventile 9 mit einem hermetischen, ein Stück bildenden Raum 10 verbunden. Der Raum 10 hat mit Hilfe einesWasserverschlusses 11 und eines beweglichen Deckels 12 ein veränderliches Volumen.
• Die Anlage arbeitet folgendermaßen: Bei einer havariebedingten Enthermetisierung des Primärkreislaufs wird durch die Dampfabscheidung von dem ausflie-Benden Wärmeträger der Druck in dem abgedichteten Raum 1 erhöht, was zum öffnen der Klappe 2 und zum Ausströmen eines Dampf-Luft-Gemisches durch den Kanal 3 zum Sammelraum 4 führt. Durch das Rohrbündel aus unterschiedlich langen, jeweils mit einer Flachdüse 6 bestückten Rohren 5 tritt das Dampf-Luft-Gemisch, kaltes Wasser mit sich reißend und sich mit demselben vermischend, in den Wasserraum 8 ein, wobei ein dünner flacher Strahl gebildet wird. Danach strömt das gebildete Dampf-Wasser-Luft-Gemisch durch den flachen Kanal 7 mit Konfusor und Diffusor. Die durch die kinetische Energie des aus der Flachdüse 6 ausfließenden Dampf-Luft-Gemisches verursachte flache Strömung fließt mit erhöhter Geschwindigkeit durch den flachen Kanal 7, wobei günstige Voraussetzungen für eine effektive Kondensation der Dampfkomponente des Dampf-Luft-Gemisches geschaffen werden.
• Durch die unterschiedliche Länge der Rohre 5 wird die Möglichkeit gegeben, daß ein Teil der Rohre auch bei relativ geringem Durchsatz des Dampf-Luft-Gemisches unter stationären Bedingungen betrieben wird. Die Wahrscheinlichkeit eines unbeständigen Betriebs, verursacht durch das Ansaugen von Wasser aus dem Wasserraum in die Rohre und das nachfolgende Ausstoßen desselben - ein Vorgang, der bedeutende dynamische Belastungen und Vibrationen zur Folge hat - wird auf ein Minimum gesenkt. Infolge der Druckerhöhung über dem Wasserspiegel des Wasserraums 8 durch Luft und andere nichtkondensierende Gase werden die Rückschlagventile 9 geöffnet, durch die die feuchte Luft und die Gase den hermetischen, ein Stück bildenden Raum 10 ausfüllen, wo sie bis zur Desaktivierung bleiben. Bei einer Ausführung des Raumes 10 mit veränderlichem Volumen, die mit einem Wasserverschluß 11 und einem beweglichen Deckel 12 versehen ist, erhöht sich das Volumen auch bei minimaler Druckerhöhung im Raum.
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Claims (2)

1. N I P P I E S "Energoproekt" PASSIVSCHUTZANLAGE BEI HAVARIEAUSFLUSS DES WARMETR0GERS EINES KERNKRAFTWERKS MIT WAS-SERGEKUHLTEM KERNREAKTOR Patentansprüche 1. Passivschutzanlage bei Havarieausfluß des Wärmeträgers eInes Kernkraftwerks mit wassergekühltem Reaktor, dessen abgedichtete Räume, in denen der Primärkreislauf liegt, mit einem Durchblaskondensationssystem verbunden sind, das seinerseits mit einem hermetischen monolithischen Raum verbunden ist, wobei das Kondensationssystem aus in einen Wasserraum eingetauchten Rohren besteht, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Rohre (5) ausgehend vom Wasserspiegel auf unterschiedliche Tiefe eingetaucht sind und jedes Rohr mit einer Flachdüse (6) bestückt ist, die sich um das Rohrende herum erstreckt, und der ein flacher Kanal (7) mit Konfusor und Diffusor zugeordnet ist, wobei das Volumen des hermetischen Raumes (10) veränderlich ist.
2. 2. Passivschutzanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der abgedichtete Raum (10) mit veränderlichem Volumen mit einem Wasserverschluß (11) und einem beweglichen Deckel (12) versehen ist.