DE3533016C2

DE3533016C2 - Pressure accumulator for feeding a coolant into a nuclear reactor

Info

Publication number: DE3533016C2
Application number: DE3533016A
Authority: DE
Inventors: Pius Dipl Ing Mackert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-09-16
Filing date: 1985-09-16
Publication date: 1993-12-09
Anticipated expiration: 2005-09-17
Also published as: DE3533016A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher zum Einspei sen einer Kühlflüssigkeit in einen Kernreaktor, mit einem Gehäuse, das in einem unteren Teil die Kühlflüssig keit und in einem oberen Teil ein unter Druck stehendes Treibgas enthält, wobei im unteren Teil eine Auslaßöff nung für die Kühlflüssigkeit angeordnet ist.The invention relates to a pressure accumulator for feeding sen a coolant in a nuclear reactor, with a housing that contains the coolant in a lower part speed and in an upper part a pressurized one Contains propellant gas, with an outlet opening in the lower part voltage for the coolant is arranged.

Solche Druckspeicher werden, wie aus dem Buch VGB-Kern kraftwerksseminar 1970, Seite 42, insbesondere Abb. 3, hervorgeht, dazu benutzt, den Reaktorkern des Kern reaktors auch im Falle eines Bruchs im Hauptkühlsystem mit dem zur Kühlung notwendigen Wasser bedeckt zu halten. Das dabei eingespeiste Volumen beträgt bis zu 34 m³ je Druckspeicher. Nach dem Einspeisen der Wasservorlage muß verhindert werden, daß das im Speicher vorhandene Treibgas in den Kernreaktor gelangt und dort die Wärme abfuhr beeinträchtigt.Such pressure accumulators are used, as can be seen from the book VGB Kern Kraftwerksseminar 1970, page 42, in particular Fig. 3, to keep the core of the core reactor covered with the water necessary for cooling even in the event of a break in the main cooling system. The volume fed in is up to 34 m ³ per pressure accumulator. After the water supply has been fed in, it must be prevented that the propellant gas present in the storage tank gets into the nuclear reactor and affects the heat dissipation there.

Die Absperrung wird üblicherweise von zeit- und füll standsabhängigen Reaktorschutzsignalen gesteuert, wie es z. B. in der DE-OS 24 32 131 beschrieben ist. Sie ist sehr aufwendig, da sie eine nicht eindeutig sicher heitsgerichtete Maßnahme darstellt. Daraus ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, eine Treibgaseinspeisung in das Kühlsystem des Kernreaktors mit Sicherheit zu ver meiden.The barrier is usually of time and full level-dependent reactor protection signals controlled, such as. B. is described in DE-OS 24 32 131. they is very elaborate as it is not a clearly secure one represents a safety-related measure. This results in the object of the invention, a propellant gas feed in the nuclear reactor cooling system with certainty avoid.

Erfindungsgemäß ist bei einem Druckspeicher der eingangs genannten Art vorgesehen, daß an dem Rand der Aus laßöffnung eine Membran befestigt ist, die die Auslaßöff nung gasdicht überdeckt und daß die dem Rand abgekehrte Seite der Membran an einer Stützkonstruktion befestigt ist, die symmetrisch zu der Auslaßöffnung ausgebildet ist. Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Membran erhält man eine Trennung des Wassers im Druckspeicher vom Treibgas, die das Einspeisen von Treibgas aus dem Druckspeicher in den Kernreaktor mit Sicherheit verhindert. Als Membran kann z. B. eine Folie aus einem geeigneten thermoplasti schen Kunststoff dienen, weil sie praktisch keine Bela stung erfährt. Bei wassergefülltem Druckspeicher legt sie sich an die Wand des Speichergehäuses an. Bei ent leertem Gehäuse wird sie von der erfindungsgemäßen Stütz konstruktion gehalten.According to the invention it is provided in a pressure accumulator of the type mentioned that at the edge of the off a membrane is attached to the outlet opening cover gas-tight and that the opposite of the edge Side of the membrane attached to a support structure which is formed symmetrically to the outlet opening. With the membrane provided according to the invention, one obtains separation of the water in the pressure accumulator from the propellant, which injects propellant gas from the pressure accumulator into prevented the nuclear reactor with certainty. As a membrane can e.g. B. a film of a suitable thermoplastic serve plastic because they practically no Bela experience. With a water-filled pressure reservoir they stick to the wall of the storage case. With ent empty housing is supported by the support according to the invention construction kept.

Die Stützkonstruktion weist vorteilhaft einen Teller mit einer zum Rand der Auslaßöffnung abgewinkelten Wölbung auf. Die Wölbung ermöglicht eine knickfreie Verformung der Membran beim Einspeisen der Kühlflüssigkeit. Dabei kann die Membran ein Schlauch sein, dessen der Auslaßöff nung abgekehrtes Ende an dem Teller befestigt ist. Ein solcher Schlauch läßt sich, wie gefunden wurde, gut mon tieren. Es ist aber auch denkbar, eine Membran in Form einer Blase zu verwenden, so daß es nur eine Dichtungs stelle zwischen der Membran und dem Gehäuse gibt, näm lich die am Rand der Auslaßöffnung.The support structure advantageously has a plate a curvature angled towards the edge of the outlet opening on. The curvature enables kink-free deformation the membrane when the coolant is fed. Here the membrane can be a hose, the outlet opening end is attached to the plate. A such a hose, as has been found, can be easily mon animals. But it is also conceivable to have a membrane in shape to use a bladder so that it is only a seal place between the membrane and the housing, näm Lich at the edge of the outlet opening.

Die Membran kann vorteilhaft ein die Auslaßöffnung über deckendes Sieb umschließen. Das Sieb bildet dann eine Abstützung für die Membran, wenn die Kühlflüssigkeit voll ständig aus dem Druckspeicher verdrängt ist. Eine beson ders günstige Ausführungsform dieses Siebes besteht da rin, daß das Sieb einen dem Rand der Auslaßöffnung zuge kehrten bogenförmigen Bereich aufweist, der mit dem Ge häuse verschraubt ist, und daß die Membran zwischen die sem Bereich und dem Rand eingeklemmt ist. Der bogenför mige Bereich stellt auch hier sicher, daß die Membran bei Verformungen nicht geknickt werden kann. The membrane can advantageously over the outlet opening Enclose a covering sieve. The sieve then forms one Support for the membrane when the coolant is full is constantly displaced from the pressure accumulator. A special ders cheap embodiment of this sieve there rin that the sieve one towards the edge of the outlet opening has an arcuate region that is aligned with the Ge is screwed, and that the membrane between the sem area and the edge is pinched. The bow-shaped area also ensures that the membrane cannot be bent in the event of deformation.

Das der Auslaßöffnung zugekehrte Innere der Membran kann vorteilhaft mit einer Entlüftungsleitung verbunden sein, die aus dem Gehäuse herausführt. Mit der Entlüftungslei tung ist eine Überwachung der Dichtigkeit der Membran mög lich, weil ein Öffnen der Entlüftungsleitung bei unter Druck stehendem Druckspeicher kein Gas an der Entlüf tungsleitung zeigen darf.The inside of the membrane facing the outlet opening can advantageously be connected to a ventilation line, that leads out of the housing. With the bleeding line monitoring of the tightness of the membrane is possible Lich, because opening the vent line at under Pressurized pressure accumulator no gas at the vent management can show.

Die Entlüftungsleitung ist vorteilhaft durch einen Deckel geführt, der eine Einbauöffnung für die Membran im Ge häuseoberteil verschließt. An diesem Deckel kann auch die Stützkonstruktion befestigt sein. Sie reicht vorteil hafterweise bis an den Rand der Auslaßöffnung, weil dann die Kräfte leicht in das Gehäuse abgetragen werden kön nen. Außerdem wird bei einer solchen Ausführung der Stützkonstruktion die Montage der Membrane am Rand der Auslaßöffnung erleichtert.The vent line is advantageous due to a cover out of an installation opening for the membrane in Ge top part closes. This lid can also the support structure must be attached. It is enough advantage unfortunately up to the edge of the outlet opening, because then the forces can be easily transferred into the housing nen. In addition, the execution of such Support structure the assembly of the membrane on the edge of the Exhaust port facilitated.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein schematisch vereinfachtes Ausführungsbei spiel beschrieben. Dazu zeigt die Figur einen Vertikal schnitt durch einen Druckspeicher.For a more detailed explanation of the invention, the Drawing a schematically simplified embodiment game described. The figure shows a vertical cut through a pressure accumulator.

Der Druckspeicher 1 umfaßt ein zylindrisches Stahlgehäu se 2, das durch einen abgerundeten Boden 3 unten und einen ähnlichen abgerundeten Deckelbereich 4 oben abge schlossen ist. Das Gehäuse besteht z. B. aus nicht rostendem Stahl mit einer Wandstärke von 27 mm, sein Volumen beträgt 45 m³.The pressure accumulator 1 comprises a cylindrical Stahlgehäu se 2 , which is closed abge by a rounded bottom 3 below and a similar rounded lid portion 4 above. The housing consists, for. B. made of stainless steel with a wall thickness of 27 mm, its volume is 45 m ³ .

Im Boden 3 ist eine Auslaßöffnung 6 im Gehäuse 2 vorge sehen. Sie hat einen Querschnitt von z. B. 510 cm². Dort ist eine Einspeiseleitung 7 mit einem Flansch 8 ange bracht, der mit Schrauben 9 befestigt ist. In the bottom 3 , an outlet opening 6 is seen in the housing 2 . It has a cross section of z. B. 510 cm ² . There is a feed line 7 with a flange 8 is introduced , which is fastened with screws 9 .

Über der Auslaßöffnung 6 sitzt ein Sieb 12. Dies ist ein Hohlkörper - ähnlich einem Rotationsellipsoid - aus nichtrostendem Stahl. Er weist eine gelochte Ober seite 13 und einen im Querschnitt halbkreisförmigen Bo genbereich 14 auf, der in den auf der Unterseite liegen den Ringbereich 15 übergeht.A sieve 12 sits above the outlet opening 6 . This is a hollow body - similar to an ellipsoid of revolution - made of stainless steel. It has a perforated upper side 13 and a cross-sectionally semi-circular Bo gene region 14 , which in the lying on the bottom of the ring region 15 merges.

Der Ringbereich 15 umgibt die Auslaßöffnung 6. Er liegt parallel zu einem ebenfalls ebenen Rand 18 der Auslaß öffnung 6. Dort ist das untere Ende einer rohrförmigen Membran 20 festgeklemmt, die zwischen den mit Schrauben 21 verspannten Ring 15 und dem Rand 18 liegt.The ring area 15 surrounds the outlet opening 6 . It is parallel to a likewise flat edge 18 of the outlet opening 6 . There the lower end of a tubular membrane 20 is clamped, which lies between the ring 15 braced with screws 21 and the edge 18 .

Die Membran 20 besteht aus thermoplastischem Kunststoff, z. B. einem Polyvinylchlorid mit einer Verstärkung durch ein Gewebe, mit einer Dicke von etwa 1 mm. Ihr der Aus laßöffnung abgekehrtes andere Ende 22 ist an einen Teller 23 befestigt, der in etwa drei Viertel der Höhe des Ge häuses 2 zentrisch oberhalb der Auslaßöffnung angeordnet ist. Der Teller 23 hat die gleiche Form wie das Sieb 12. Die gelochten Seiten sind einander zugewandt. Anstelle der Auslaßöffnung des Siebkörpers 12 hat der Teller 23 einen Anschlußstutzen für die Entlüftungsleitung 38. Auf der Scheibe 24 ist der Rand 22 der Membran 20 mit einem Klemmring 26 befestigt, der mit Schrauben 27 an der Scheibe 24 festgespannt wird.The membrane 20 is made of thermoplastic, e.g. B. a polyvinyl chloride with a reinforcement by a fabric, with a thickness of about 1 mm. Your from the outlet opening away from the other end 22 is attached to a plate 23 which is arranged in about three quarters of the height of the Ge housing 2 centrally above the outlet opening. The plate 23 has the same shape as the sieve 12 . The perforated sides face each other. Instead of the outlet opening of the screen body 12 , the plate 23 has a connecting piece for the ventilation line 38 . On the disc 24 , the edge 22 of the membrane 20 is fixed with a clamping ring 26 which is clamped to the disc 24 with screws 27 .

Der Siebkörper 12 und der Teller 23 sind zu einer Stütz konstruktion 29 verbunden, die Stangen 30 und im Quer schnitt sternförmig angeordnete, parallel zur Längsachse des Gehäuses 2 verlaufende Lochplatten umfaßt, die in der Gehäusemitte miteinander verschweißt sind. Zur Ver meidung von scharfen Umlenkungen der Membran hat die Stützkonstruktion sowohl an den Spitzen als auch im Kern bereich Abrundungen. Die Stangen 30 können als Rohre mit 40 mm Durchmesser ausgebildet sein und selbst die äuße ren Abrundungen bilden. Sie sollen die Endlage der Mem bran 20 bestimmen, wenn diese aus der auf der rechten Seite der Figur dargestellten, mit a) bezeichneten Lage des gefüllten Druckspeichers in die auf der linken Seite der Figur dargestellte und mit b) bezeichnete Lage über geht, bei der das Flüssigkeitsvolumen 34 praktisch voll ständig aus dem Druckspeicher 1 ausgetrieben ist, so daß der Druckspeicher nur noch Treibgas enthält. Als Treib gas wird Stickstoff mit einem Druck von 26 bar verwen det. Er wird über eine Einspeiseleitung 35 mit einem Ven til 36 dem Gasraum 40 oberhalb der Membran 20 zugeführt.The sieve body 12 and the plate 23 are connected to a support structure 29 , the rods 30 and in cross section star-shaped, parallel to the longitudinal axis of the housing 2 extending perforated plates, which are welded together in the middle of the housing. In order to avoid sharp deflections of the membrane, the support structure is rounded both at the tips and in the core area. The rods 30 can be designed as tubes with a diameter of 40 mm and even form the outer roundings. They are intended to determine the end position of the membrane 20 when it changes from the position of the filled pressure accumulator shown on the right side of the figure, labeled a) to the position shown on the left side of the figure and labeled b), at which the liquid volume 34 is practically continuously expelled from the pressure accumulator 1 , so that the pressure accumulator only contains propellant gas. Nitrogen with a pressure of 26 bar is used as the propellant gas. It is fed via a feed line 35 with a Ven valve 36 to the gas space 40 above the membrane 20 .

An dem Teller 23 endet eine Entlüftungsleitung 38, die durch den Deckel 32 nach außen geführt und dort mit einem Ventil 39 versehen ist. Mit der Entlüftungslei tung 38 kann die Dichtigkeit der Trennung zwischen dem Wasservolumen 34 und dem Stickstoff im Gasraum 40 über prüft werden.At the plate 23 ends a vent line 38 , which is led through the cover 32 to the outside and there is provided with a valve 39 . With the ventilation line 38 , the tightness of the separation between the water volume 34 and the nitrogen in the gas space 40 can be checked.

Claims

1. Pressure accumulator for feeding a cooling liquid into a nuclear reactor, with a housing which contains the cooling liquid in a lower part and a pressurized propellant gas in an upper part, an outlet opening for the cooling liquid being arranged in the lower part, characterized in that that a membrane ( 20 ) is attached to the edge ( 18 ) of the outlet opening ( 6 ) and covers the outlet opening ( 6 ) in a gas-tight manner, and that the side ( 22 ) of the membrane ( 20 ) facing away from the edge ( 18 ) is attached to a supporting structure ( 29 ) is attached, which is symmetrical to the outlet opening.

2. Pressure accumulator according to claim 1, characterized in that the support structure ( 29 ) has a plate ( 23 ) with a to the edge ( 18 ) of the outlet opening ( 6 ) angled curvature ( 25 ).

3. A pressure accumulator according to claim 2, characterized in that the membrane ( 20 ) is a hose, from which the outlet opening ( 6 ) facing away from the end ( 22 ) is attached to the plate ( 23 ).

4. Pressure accumulator according to claims 1 to 3, characterized in that the membrane ( 20 ) encloses an outlet opening ( 6 ) covering the screen ( 12 ).

5. Pressure accumulator according to claim 4, characterized in that the sieve ( 12 ) has an edge ( 18 ) of the outlet opening ( 6 ) facing arcuate region ( 14 ) and an annular region ( 15 ), of which the annular region ( 15 ) with the Housing ( 2 ) is screwed, and that the membrane ( 20 ) is clamped between the ring region ( 15 ) and the edge ( 18 ).

6. Pressure accumulator according to claims 1 to 5, characterized in that the outlet opening ( 6 ) facing the interior of the membrane ( 20 ) is connected to a vent line ( 38 ) which leads out of the housing ( 2 ).

7. Pressure accumulator according to claim 6, characterized in that the ventilation line ( 38 ) through a cover ( 32 ) which closes an installation opening ( 33 ) for the membrane ( 20 ) in the upper housing part ( 4 ).

8. A pressure accumulator according to claim 7, characterized in that the support structure ( 29 ) is fastened to the cover ( 32 ).

9. Pressure accumulator according to claim 8, characterized in that the supporting structure ( 29 ) extends to the edge ( 18 ) of the outlet opening ( 6 ).