DE3417198A1 - Liquid-cooled nuclear reactor - Google Patents

Liquid-cooled nuclear reactor

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Hermann-Josef Ing.(grad.) 8522 Herzogenaurach Conrads
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Siemens AG
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Kraftwerk Union AG
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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Abstract

It is generally the case that a primary coolant pump (4) is situated in the coolant pipe (1) of a liquid-cooled nuclear reactor between two sections (2, 5) at different levels, because the section (2) assigned to the suction side of the pump (4) leads into the pump (4) from below and is thus situated lower than the section (5) assigned to the pressure side. Arranged between these two sections (2, 5) is an auxiliary line (14) which is situated lower and at the lowest point (26) of which a drain connection (28) is provided. The invention comes into consideration, in particular, for pressurised-water reactors. <IMAGE>

Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser ZeichenKRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Our mark

VPA 84 P 6 0 3 8 DEVPA 84 P 6 0 3 8 DE

Flüssigkeitsgekühlter KernreaktorLiquid-cooled nuclear reactor

Die Erfindung betrifft einen flussigkeitsgekühlten Kernreaktor mit einer Kühlmittelleitung mit niveauungleichen Abschnitten und einer Hauptkühlmittelpumpe zwischen zwei Abschnitten, von denen der der Saugseite der Pumpe zugeordnete Abschnitt tiefer als der der Druckseite zugeordnete Abschnitt liegt.The invention relates to a liquid-cooled Nuclear reactor with a coolant line with uneven sections and a main coolant pump between two sections, of which the section assigned to the suction side of the pump is lower than that of the The section assigned to the printing side is located.

Der Niveauunterschied ergibt sich vor allem daraus, daß die Hauptkühlmittelpumpe üblicherweise einen nach unten weisenden Ansaugstutzen besitzt, der in den sogenannten Pumpenbogen führt, während der Druckstutzen auf einem höheren Niveau im Bereich der Mitte des Pumpengehäuses liegt. Eine bildliche Darstellung dieser Anordnung ist für einen Druckwasserreaktor in dem Buch "VGB-Kernkraftwerks-Seminar 1970", insbesondere Seiten 33 und 67t zu sehen.The difference in level is mainly due to the fact that the main coolant pump usually has one after has the suction nozzle pointing downwards, which leads into the so-called pump bend, while the pressure nozzle is at a higher level in the area of the center of the pump housing. A pictorial representation of this Arrangement is for a pressurized water reactor in the book "VGB nuclear power plant seminar 1970", in particular pages 33 and 67t can be seen.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Entwässerung der Kühlmittelleitung zu ermöglichen. Diese an sich einfache Aufgabe wird dadurch erschwert, daß dabei kein sogenannter Wassersack entstehen darf, in dem sich Korrosionsprodukte sammeln könnten, die als Strahlungsträger in größeren Mengen zu einer starken Dosisleistung führen können und damit Arbeiten an der Hauptkühlmittelleitung erschweren würden.The invention is based on the object of allowing drainage of the coolant line. This on The simple task is made more difficult by the fact that there must not be a so-called water pocket in which Corrosion products could collect, acting as radiation carriers in larger quantities, leading to a strong dose rate and thus make work on the main coolant line more difficult.

Gemäß der Erfindung ist bei einem Kernreaktor der eingangs genannten Art vorgesehen, daß zwischen den beiden Abschnitten eine tiefer als diese liegende Hilfs-According to the invention it is provided in a nuclear reactor of the type mentioned that between the two Sections a deeper than this lying auxiliary

Sm 2 Hgr / 07.05.1984Sm 2 Hgr / 05/07/1984

- 3- - 2- - VPA 84 P 6 O 3 8 OE- 3- - 2- - VPA 84 P 6 O 3 8 OE

leitung angeordnet ist, an deren tiefster Stelle ein Entwässerungsanschluß vorgesehen ist.line is arranged, at the lowest point of which a drainage connection is provided.

Die erfindungsgemäße Hilfsleitung liegt parallel zur Hauptkühlmittelpumpe. Deshalb sorgt der von der Kühlmittelpumpe erzeugte Druckunterschied für eine ständige Durchströmung der Hilfsleitung, die das Absetzen von Korrosionsprodukten verhindert, obwohl die Hilfsleitung an sich einen Wassersack bildet, der die vollständige Entleerung der Hauptkühlmittelleitung ermöglicht. The auxiliary line according to the invention lies parallel to the main coolant pump. That's why the one from the coolant pump takes care of it generated pressure difference for a constant flow through the auxiliary line, which the settling of corrosion products, although the auxiliary line itself forms a water pocket that covers the entire The main coolant line can be emptied.

Zur Einstellung der Durchströmung kann die Hilfsleitung vorteilhaft mit einer Drosselstelle versehen werden, zum Beispiel in Form einer Lochblende. Die Drossel kann auch stellbar sein, um eine Anpassung an eine gewünschte Durchströmung zu ermöglichen. Dazu kann unter Umständen auch eine Armatur verwendet werden, die für die vollständige Sperrung der Hilfsleitung ausreicht.To adjust the flow, the auxiliary line can advantageously be provided with a throttle point, for example in the form of a pinhole. The throttle can also be adjustable in order to adapt it to a desired one To allow flow through. Under certain circumstances, a fitting can also be used for this purpose, which is designed for the complete blocking of the auxiliary line is sufficient.

Vorzugsweise ist eine solche Armatur mit einem Antriebsmotor für Fernbetätigung versehen.Such a fitting is preferably provided with a drive motor for remote control.

Der Entwässerungsanschluß umfaßt als besonderes Kennzeichen der weiteren Erfindung einen von oben in die Hilfsleitung ragenden Rohrstutzen. Der Rohrstutzen verhindert, daß nennenswerte Mengen kontaminierten Wassers zurückbleiben. Insbesondere kann das Volumen der Restflüssigkeit noch dadurch verringert werden, daß der Rohrstutzen in eine Vertiefung der Hilfsleitung ragt, wie anschließend anhand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert wird. Dabei kann der Rohrstutzen über ein Absperrventil mit einer Kuppelstelle für einen Schlauch verbunden sein, mit dem die Entwässerung vorgenommen wird.As a special feature of the further invention, the drainage connection comprises one from above into the Auxiliary pipe protruding pipe socket. The pipe socket prevents significant amounts of contaminated water lag behind. In particular, the volume of the residual liquid can be reduced by the fact that the The pipe socket protrudes into a depression in the auxiliary line, as is shown below on the basis of an exemplary embodiment will be explained in more detail. The pipe socket can be connected to a shut-off valve with a coupling point for be connected to a hose with which the drainage is carried out.

Das zur näheren Erläuterung der Erfindung im folgendenThat for a more detailed explanation of the invention in the following

- Ψ- - 1 - VPA84P 60380Ε- Ψ- - 1 - VPA84P 60380Ε

beschriebene Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 als Ausschnitt aus der Hauptkühlmittelleitung eines Druckwasserreaktors dargestellt, während die Fig. 2 eine Einzelheit an der in der Fig. 1 durch einen Kreis gekennzeichneten Stelle zeigt.The embodiment described is in Fig. 1 as a section from the main coolant line of a pressurized water reactor shown, while Fig. 2 shows a detail of that in Fig. 1 by a circle Point shows.

Die in der Fig. 1 gezeichnete Hauptkühlmittelleitung 1 ist eine Schleife eines Druckwasserreaktors für zum Beispiel 1300 MWe. Davon ist der sogenannte kalte Strang mit einem Leitungsabschnitt 2 zwischen einem Dampferzeuger 3 und einer Hauptkühlmittelpumpe 4 und ein weiterer Leitungsabschnitt 5 dargestellt, der von der Pumpe 4 zu einem nicht gezeichneten Reaktordruckbehälter führt. Aus dem Reaktordruckbehälter wird der Dampferzeuger 3 über den nicht weiter gezeichneten heißen Strang beaufschlagt, der mit dem Rohrstutzen 6 in den Dampferzeuger 3 führt.The drawn in Fig. 1 main coolant line 1 is a loop of a pressurized water reactor for Example 1300 MWe. Of this is the so-called cold branch with a line section 2 between a steam generator 3 and a main coolant pump 4 and a further line section 5, which is from the pump 4 leads to a reactor pressure vessel, not shown. The reactor pressure vessel becomes the steam generator 3 is applied via the hot strand, not shown, which is connected to the pipe socket 6 in the Steam generator 3 leads.

Die Abschnitte der Hauptkühlmittelleitung 1 haben gleichmäßig eine Nennweite von 700 mm, aber unterschiedliches Niveau. Der Höhenunterschied zwischen den Abschnitten 2 und 5 beträgt zum Beispiel 3 m. Er ergibt sich daraus, daß der Ansaugstutzen 8 der Pumpe 4 senkrecht nach unten weist. Der Druckstutzen 9 der Pumpe 4, der geradlinig in den Leitungsabschnitt 5 übergeht, ist dagegen seitlich am Umfang des Pumpengehäuses 10 angebracht, auf dem der elektrische Antriebsmotor 11 sitzt.The sections of the main coolant line 1 have a uniform nominal width of 700 mm, but different Level. The difference in height between sections 2 and 5 is, for example, 3 m from the fact that the suction port 8 of the pump 4 points vertically downwards. The pressure port 9 of the pump 4, which merges in a straight line into the line section 5, is on the other hand laterally on the circumference of the pump housing 10 attached, on which the electric drive motor 11 sits.

Parallel zur Hauptkühlmittelpumpe 4 verläuft eine tiefer gelegene Hilfsleitung 14 von dem tieferen Abschnitt 2 zu dem höheren Abschnitt 5. Die Hilfsleitung 14 hat einen wesentlich kleineren Durchmesser von 25 mm. Sie tritt hinter der Anschlußstelle 15 auf der Druckseite der Pumpe 4 aus einem T-Stück 16, dessenA lower-lying auxiliary line 14 runs parallel to the main coolant pump 4 from the lower section 2 to the higher section 5. The auxiliary line 14 has a much smaller diameter of 25 mm. It occurs behind the connection point 15 on the pressure side of the pump 4 from a T-piece 16, whose

-S- - K - VPA 84 P 6 O 3 8 OE -S- - K - VPA 84 P 6 O 3 8 OE

nach oben weisender Abschnitt 17 zu der Hauptkühlmittelreinigung führt, wie durch den Pfeil 18 angedeutet ist.section 17 pointing upwards leads to the main coolant cleaning, as indicated by arrow 18 is.

Aus dem horizontalen Abzweig 20 führt die Hilfsleitung 14 vertikal nach unten zu einer Drosselstelle 21. Mit der dort angeordneten Lochblende wird die Strömung durch die Hilfsleitung 14 in Richtung des Pfeiles 22 auf einen geeigneten Wert verringert. Erwünscht ist zum Beispiel eine Strömungsgeschwindigkeit von 1 m/sec.From the horizontal branch 20, the auxiliary line 14 leads vertically downwards to a throttle point 21 The perforated diaphragm arranged there is the flow through the auxiliary line 14 in the direction of arrow 22 reduced to a suitable value. For example, a flow velocity of 1 m / sec is desirable.

Am tiefsten Teil der Hilfsleitung 14 ist ein Formstück 24 vorgesehen, das in Fig. 2 in einem Teilschnitt mit größerem Maßstab dargestellt ist. Das Formstück 24 umfaßt ein zylindrisches Gehäuses 25 mit einem auf ca. 50 mm erweiterten Durchmesser. Durch die Erweiterung entsteht gegenüber der Leitung 14 eine Vertiefung In diese ragt von der Oberseite des Gehäuses 25 ein Rohrstutzen 27, der einen Entwässerungsanschluß 28 bildet. At the deepest part of the auxiliary line 14, a molded piece 24 is provided, which is shown in FIG. 2 in a partial section is shown on a larger scale. The shaped piece 24 comprises a cylindrical housing 25 with an approx. 50 mm enlarged diameter. The widening creates a depression in relation to the line 14 A pipe socket 27, which forms a drainage connection 28, protrudes into this from the top of the housing 25.

Der Entwässerungsanschluß 28 führt über ein Absperrventil 29 zu einer Kuppelstelle 30, an der eine Schlauchleitung 31 für die Entwässerung der Kühlmittelleitung 1 vorgesehen ist.The drainage connection 28 leads via a shut-off valve 29 to a coupling point 30 at which a hose line 31 is provided for the drainage of the coolant line 1.

Der vom Formstück 24 zum Abschnitt 2 führende, nach oben verlaufende Teil der Leitung 14 umfaßt eine motorbetätigte Absperrarmatur 34. Sie kann bei Bedarf ebenfalls als Stellventil ausgebildet sein, das eine Drosselwirkung zur Beeinflussung der Strömung ausübt. Damit kann die Wirkung der Drossel 21 ersetzt oder ergänzt werden.The leading from the fitting 24 to the section 2, upwardly extending part of the line 14 comprises a motor-operated Shut-off valve 34. You can also be designed as a control valve if necessary, the one Exerts throttling effect to influence the flow. The effect of the throttle 21 can thus be replaced or supplemented will.

Mit der erfindungsgemäßen Hilfsleitung 14 und der Aus-With the auxiliary line 14 according to the invention and the

3417138 - / - VPA 84 P 6 O 3 8 DE 3417138 - / - VPA 84 P 6 O 3 8 DE

bildung des Entwässerungsanschlusses 28 kann eine Entwässerung der Kühlmittelleitung bis auf wenige cm^ erreicht werden, ohne daß sich Korrosionsprodukte im Betrieb oder bei der Entwässerung ansammeln können, die als sogenanntes "strahlendes Nest" eine hohe Strahlenbelastung bei Arbeiten an der Hauptkühlmittelleitung 1, zum Beispiel durch Revision der Pumpe 4, verursachen würden.Formation of the drainage connection 28 can drain the coolant line down to a few cm ^ can be achieved without corrosion products can accumulate in operation or during drainage, the as a so-called "radiating nest", a high level of radiation exposure when working on the main coolant line 1, for example by revising the pump 4.

6 Patentansprüche
2 Figuren
6 claims
2 figures

Claims (6)

3417138 VPA 84 P 6 O 3 8 DE3417138 VPA 84 P 6 O 3 8 DE PatentansprücheClaims 'y. Flüssigkeitsgekühlter Kernreaktor mit einer Kühlmittelleitung mit niveauungleichen Abschnitten und einer Hauptkühlmittelpumpe zwischen zwei Abschnitten, von denen der der Saugseite der Pumpe zugeordnete Abschnitt tiefer als der der Druckseite zugeordnete Abschnitt liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Abschnitten (2, 5) eine tiefer als diese liegende Hilfsleitung (14) angeordnet ist, an deren tiefster Stelle (26) ein Entwässerungsanschluß (28) vorgesehen ist. 'y. Liquid-cooled nuclear reactor with a coolant line with uneven sections and a main coolant pump between two sections, of which the section assigned to the suction side of the pump is lower than the section assigned to the pressure side, characterized in that between the two sections (2, 5) one is deeper than this lying auxiliary line (14) is arranged, at the lowest point (26) of which a drainage connection (28) is provided. 2. Flüssigkeitsgekühlter Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsleitung (14) eine Drosselstelle (21) aufweist.2. Liquid-cooled nuclear reactor according to claim 1, characterized in that the Auxiliary line (14) has a throttle point (21). 3. Flüssigkeitsgekühlter Kernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsleitung (14) absperrbar ist.3. Liquid-cooled nuclear reactor according to claim 1 or 2, characterized in that that the auxiliary line (14) can be shut off. 4. Flüssigkeitsgekühlter Kernreaktor nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Entwässerungsanschluß (28) einen von oben in die Hilfsleitung (14) ragenden Rohrstutzen (27) umfaßt. 4. Liquid-cooled nuclear reactor according to claim 1, 2 or 3 »characterized in that that the drainage connection (28) comprises a pipe socket (27) projecting from above into the auxiliary line (14). 5. Flüssigkeitsgekühlter Kernreaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (27) in eine Vertiefung (26) der Hilfsleitung (14) ragt.5. Liquid-cooled nuclear reactor according to claim 4, characterized in that the Pipe socket (27) protrudes into a recess (26) in the auxiliary line (14). 6. Flüssigkeitsgekühlter Kernreaktor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (27) über ein Absperrventil (29) mit einer Kuppelstelle (30) für einen Schlauch (31) verbunden ist.6. Liquid-cooled nuclear reactor according to claim 4 or 5, characterized in that that the pipe socket (27) has a shut-off valve (29) with a coupling point (30) for a hose (31) connected is.
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