FI66997C - Stoetdaemparsystem foer en iskondensoravdelning vid kaernreaktorer - Google Patents

Description

ESSFSl [B] KUULUTUS,ULKA.SU

JBjfjf lJ 1 * UTLÄCG NINCSSKRI FT 007-7 / (^5) Pa ter. L coddclr.t ^ (51) K*.llL/taco.3 G 21 C 13/02 SUOMI—FINLAND φ) 9***μη*μ—9**»μμλ* 763269 (22) Hak«mtipUv« — AmSkninfadtg 15.11-76 (23) AlkwpUvl—GiltigtoCKiag 15.11.76 (41) Tullut JuIMmIuI— Mhrtt offmtllg O^f .06.77 fetantti- ja rekistarihallltu· Nttovittp*™ » k»AtM*m pn*.-

Patent· och reghtantyralMn 7 AmMon uthgd odi utijkriftwi puMicerxf 31 .08.84 (32)(33)(31) Prrl»«T ·*«>««*·« —Bn«rd prior** 03.12.75 USA(US) 637553 (71) Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Pennsylvania 15222, USA(US) (72) Ashok Vinayak Pradhan, Beechwood, Ohio, John Anthony George, Greensburg, Pennsylvania, USA(US) (7*0 Berggren Oy Ab (5*0 Iskunvaimenninjärjestelmä jääkondensoriosastoa varten ydinreaktorissa -Stötdämparsystem för en iskondensoravdelning vid kärnreaktorer Tämä keksintö koskee iskunvaimenninjärjestelmää jääkondensoriosastoa varten ydinreaktorissa, johon kuuluu reaktoriosastoa ympäröivä kupu, joka sisältää ydinreaktorin, jolla on suljettu jäähdytysjärjestelmä, joka käsittää putkiston, joka yhdistää reaktorin, pumput ja höyrygeneraattorin suljettuna silmukkana, jääkondensoriosaston, joka on erotettu reaktoriosastosta välin päässä kuvun sisäseinästä olevalla seinällä, useita seinän alaosassa olevia aukkoja, kuhunkin aukoista asennetut ovet, aukkojen muodostaessa pääsyn reaktori-osastosta jääkondensoriosastoon, niin että rikkoutumisen tapahtuessa putkistossa jäähdytysaine, joka pääsee reaktoriosaston sisälle, synnyttää höyrynpaineen, joka pakottaa ovet suurella nopeudella aukiasentoon siten aikaansaaden höyrylle pääsytien jääkondensoriosastoon, ja erillinen ilmakoteloiskunvaimennin, joka on asennettu kondensoriosaston sisäpuolelle kunkin aukon kohdalle.

Ydinreaktorivoimalaitoksen pääkomponentit mukaanluettuna reaktori, pumput, höyryngeneraattorit ja yhdistävä putkisto sijaitsevat betonisen suojakuoren sisällä. Pumpuilla reaktorin lävitse kierrätettävä jäähdytysaine absorboi lämpöä fissioprosessista ja kun tämä kuumennettu jäähdytysaine johdetaan läpi höyryngeneraattoreiden, 2 66997 lämpö siirtyy sekundääripiiriin, joka sitten muodostaa höyryä sähkötehoa kehittävän turbogeneraattorin käyttämiseksi. Tällaisen jäähdytysaineen kierron aikana lämmönvaihtosuhteessa reaktorin polttoaine-elementteihin voivat jäähdytysaineessa olevat kaasut ja hiukkaset tulla radioaktiivisiksi eikä niitä voida päästää poistumaan ilmakehään. Sen vuoksi on ilmeistä, että siinä epätodennäköisessä tapauksessa, että tapahtuu murtuma primäärisessä jäähdytysputkistossa, vapaaksi päässyt jäähdytysaine hetkessä muuttuu höyryksi ja vapautuneet radioaktiiviset osaset täytyy pitää reaktorin suojakuoren sisällä. Tästä johtuvan reaktorin suojakuoren sisäisen paineen nousun huomioonottamiseksi ja radioaktiivisten osasten ilmakehään pääsyn estämiseksi sisältyy yhteen tunnettuun menetelmään höyryn kondensoiminen johtamalla se yli jään, joka sijaitsee osastossa, joka on sijoitettu reaktorin suojakuoren sisäseinien ympärille.

On tunnettua sijoittaa ovet jääkondensoriosaston ala- ja yläpäähän. Jos höyrynpurkaus tapahtuisi, esimerkiksi suurimman jäähdy-tysaineputken täydellinen murtuminen, jäähdytysaineesta vapautunut höyry synnyttää paineen, joka avaa pohjalla olevat ovet täten päästäen höyryn ja sen sisältämät radioaktiiviset osaset konden-soriosastoon ja kondensoitumaan täällä sijaitsevalle jäälle. Paineen alkupurkauksen jälkeen ovien täytyy pystyä palaamaan normaaliin suljettuun asentoon ilman, että ne ovat kieroutuneet tai muulla tavoin taipuneet, jotta ne jatkaisivat toimintaansa sen pitkäaikaisen höyrynpoiston säätämisessä ja suhteuttamisessa, joka johtuu häviölämmöstä.

Nykyiset ovirakenteet, joiden mitat tavanomaisesti ovat: 2,3-2,5 m korkea, 1 m leveä ja 20 cm paksu, synnyttävät huomattavasti energiaa, kun paine avaa ovet suurella nopeudella. Käytetään iskunvaimenninta rajoittamaan voimia, koska muutoin voimat, joita kääntyvä ovi aiheuttaa jääkondensoriosaston ovikehyksiin ja viereiseen seinään voivat vahingoittaa rakenneosia riittävästi vaatiakseen laajoja rakenteen korjauksia.

Alkuaan suunniteltiin iskunvaimennin, joka asianmukaisesti suoritti tarkoitetun valmennustoiminnan, mutta joka oli monimutkainen ja kallis valmistaa. Tämä on yksityiskohtaisesti selitetty suomalaisessa 3 66997 patenttihakemuksessa 750750. Mainitun hakemuksen mukaisen iskun-vaimentimen muodosti olennaisesti fenolivaahto, joka oli jäykkä-haurasta tyyppiä ja rikkoutui paineessa. Kuitenkin koska tällainen vaahto hajoaa hyvin pieniksi osasiksi puristuksessa, sillä on taipumus valua säiliön kokoamisaltaaseen ja tuketa virtausalueita. Tämän vuoksi sijoitettiin vaahto erityisesti valmistettuun muovipussiin ja pussi suljettiin metallilankaverkkopussiin. Edelleen, jotta aikaansaataisiin tarpeellinen redundanssi ja säilytettäisiin vaahdon geometria puristuksen aikana, käytettiin ruostumatonta terästä olevaa levyä peittämään iskunvaimentimen iskupinta ja ylä- ja pohjapinnat. Tässä rakenteessa on monimutkainen ryhmä komponentteja, ja rakenne, vaikkakin sillä saavutetaan toiminnalliset kriteerit, on monimutkainen ja kallis.

Tämä vuoksi on esillä olevan keksinnön pääkohteena saada aikaan parannettu iskunvaimennin ilman aikaisempien rakenteiden varjopuolia, joka vaimennin kuitenkin säilyttää aikaisempien iskunvaimenti-mien kaikki positiiviset toiminnalliset ominaisuudesta.

Tämä aikaansaadaan keksinnön mukaisesti siten, että kuhunkin iskun-vaimentimeen kuuluu taustaelin, joka on hieman suurempi kuin kukin ovista, ennalta sisäänpäin laskostettu etuelin, johon ovi on sovitettu osumaan, ja yläpään elin ja p9h.jael.in, jotka on sijoitettu sillä tavoin, että ennä 1 tamäärätty välys on olemassa yläpään elimen ja etuelimen välissä sekä pöhjaelimen ja etu-elimen välissä ilman poistumisen mahdollistamiseksi ennalta määrätyllä nopeudella.

Erityisen edullinen on sellainen järjestelmä, jossa etu-, yläpään ja pohjaelimet ovat ruostumatonta terästä olevia levyjä ja että jäykistimiä on sijoitettu iskunvaimentimen sisään kosketukseen etu- ja taustaelimien kanssa.

Keksinnön mukaisesti voidaan myös pidätintanko sijoittaa mainitun etuelimen ulkopinnalle ja kiinnittää taustaelimeen pidätyshihnoilla tarkoituksella estää ainakin osaa sisäänpäin laskostetusta etueli-mestä laskostumasta ulospäin, kun ovi iskee etuelimeen.

Keksintö käy selvemmin ilmi seuraavasta sen edullisen suoritusmuodon selityksestä, joka esimerkkinä on kuvattu oheisissa piirustuksissa.

4 66997

Kuvio 1 esittää komponenttien yleisjärjestelyä ydinreaktorijärjestelmässä ja jääkondensoriosastoa, joka on asennettu betonisen suoja-kuoren sivuseinille.

Kuvio 2 on yksinkertaistettu pohjakuva, joka kuvaa iskunvaimenti-mien suhdetta sisäänmeno-oviin ja tukirakenteeseen.

Kuvio 3 on isometrinen kuva iskunvaimentimesta.

Kuvio 4 on pohjakuva iskunvaimentimesta ja sisäänmeno-ovesta ja kuvaa lisäksi ovensaranaa.

Kuvio 5 on kaaviollinen pohjakuva sisäänmeno-ovesta ja iskunvaimen-timesta kuvaten kulmasuhteita.

Kuvio 6 on kuva iskunvaimentimen pohjaelimen ulkopinnasta.

Kuvio 7 esittää päätynäkymää kohdasta VII-VII kuviossa 6.

Kuvio 8 on osittainen kuva iskunvaimentimesta päältä katsottuna.

5 66997

Kuvio 9 on kaaviollinen kuva testirakenteesta ja kuvaa erityisesti kuormituskennojen sijaintia.

Kuvio 10 on testin graafinen esitys, joka esittää leikkausvoimaa ajan funktiona.

Kuvio 11 on testin graafinen esitys, joka kuvaa normaalivoimaa ajan funktiona.

Kuviossa 1 on kuvattu ydinreaktori ja siihen liittyvät komponentit, jotka sijaitsevat sen seinän sisäpuolella, joka sulkee sisäänsä jää-kondensoriosaston. Jääkondensorin päätehtävänä on absorboida energia, jonka reaktori irrottaa jäähdytysaineeseen siinä epätodennäköisessä tapauksessa, että reaktorin primäärijärjestelmässä tapahtuu suurehko rikkoutuma. Kuvattuun tyypilliseen rakenteeseen kuuluu kupolimainen betoninen suojakupuseinä 10, joka on pohjan 12 kantama. Sylinteri-mäinen seinä 14 ulottuu suojakuvun sisällä ympäri noin 300° kulman verran ja sylinterimäisen seinän 14 ja betonisen suojakuvun seinän 10 välinen tila määrittää jääkondensoriosaston 15. Lattia 16 jakaa suojakuoren sisätilan ylempään ja alempaan reaktoriosastoon 18 ja 20. Ydinreaktorin paineastia 22 on välin 26 päässä betonisesta suojakuo-resta 24 ja altaan 28 tehtävänä reaktorin alla on toimia sen veden säiliönä, joka voi päästä putkistosta primäärijärjestelmän rikkoutuessa sekä sen veden säiliönä, joka muodostuu jään sulaessa kondensori-osastossa 15. Tavallisesti kierrättävät reaktorin jäähdytyspumput 30 jäähdytysainetta reaktorin lävitse höyryngeneraattoriin 32 putkiston 34 lävitse primäärisessä suljetussa silmukassa. Jäähdytysainee-seen siitä fissioprosessista tuleva lämpö, joka tapahtuu reaktorissa, siirretään höyryngeneraattorissa sekundääripiiriin, joka antaa höyryä esittämättä jätetyn turbogeneraattorilaitteiston käyttöä varten.

Kuten kuviossa 1 on esitetty, suljettu alue reaktorin yläpuolella sisältää aukot 36, jotka johtavat sisäänmenoaukkoihin 38, jotka normaalisti on suljettu saranoiduilla ovilla 40, jotka sijaitsevat jääkondensoriosaston 15 pohjalla. Vaakasuorasta saranoidut ovet 42 kondensoriosaston yläpäässä myös pidetään normaalisti suljetussa asennossa. Edullisessa muodossaan jää kondensoriosastossa 15 on sylinterimäisinä pylväinä (ei esitetty), tätä järjestelyä on kuvattu US-patentissa 3 726 759.

Jääkondensorin tehtävänä on absorboida sekä radioaktiiviset kaasut että energia, joita vapautuu, jos reaktorin jäähdytysainetta pääsee 6 66997 suljetusta primäärisilmukasta, johon kuuluvat reaktori, pumput, höy-ryngeneraattorit ja putkisto. Jäähdytysainetta kierrätetään suhteellisen korkealämpötilaisena ja korkeapaineisena reaktorijärjestelmän lävitse ja suurehkon rikkoutuman tapahtuessa vapautunut jäähdytysaine "leimahtaa" höyryksi. Äkillinen paineen nousu reaktoriosastossa 18 on riittävä avaamaan kaikki noin neljäkymmentäkahdeksan ovea 38, jotka sijaitsevat kondensoriosaston sisäsivulla. Jos höyrypurkaus on massiivinen,tulevat ovet rajusti pakotetuiksi auki ja'höyry virtaa jääkondensorin 15 sisään ja ylöspäin ja kondensoituu kosketuksessa jäähän, mikä pienentää painetta osastossa. Sulanut jää virtaa sitten alaspäin reaktorin alempaan osastoon 20 ja kokoamisaltaaseen 28.

Ovet 42 jääkondensoriosaston yläpäässä tulevat myös siirretyiksi aukiasentoon ja sallivat täten ilman ja vesihöyryn uudelleenkierron läpi reaktoriosaston ja jääkondensoriosaston.

Edellä esitetty tarkastelu, joka koskee ydinreaktorin jääkondensori-järjestelmää jäähdytysaineesta päässeen energian absorboimiseksi, on tehty tarkoituksella tehdä esillä oleva keksintö paremmin ymmärrettäväksi. Tämä keksintö on suunnattu oven iskunvaimentimen 44 (kuvio 2) suunnitteluun ja rakenteeseen, joka iskunvaimennin on asennettu kondensorin puolelle kutakin sisäänmeno-ovea 40. Kunkin oven karkeat mitat ovat: korkeus 2,5 m, leveys 1 m paksuus 20 cm ja paino 160 kg. On arvioitu, että suurehko rikkoutuma reaktorin putkistos-

O

sa synnyttää äkillisen paineen noin 1 kg/cm oven pinnalle. Tällainen paine on riittävä pakottamaan ovet auki suurella kulmanopeudella, so. kulmanopeudella likimain 50 radiaania sekunnissa, mikä vaatii olennaista iskunvaimenninta ja tukirakennetta kondensoriosastossa ovivoimien absorboimiseksi. Tällaisten suurien voimien vastaanottamiseksi on ilmakotelotyyppinen iskunvaimennin, joka on hieman suurempi kuin kukin ovi, asennettu reaktorin alemmalle tukirakenteelle asentoon, jossa se tulee kosketukseen oven kanssa, kun tämä nopeasti liikkuu aukiasentoon.

Kuvioissa 2-5 on esitetty yksi ovi 40 ripustettuna saranoilla 46 tavanomaiseen tapaan ja rakennettuna kääntymään sisäänpäin kohti iskunvaimenninta 44. Saranoiden 46 toinen pää on kiinnitetty seinään 50, joka suuntautuu sisäänpäin jääkondensoriosastoon. On ymmärrettävä, että joko yksinkertaisesti tai kaksinkertaisesti saranoidut ovet voivat olla asennetut kuhunkin sisäänmenoaukkoon 38 ja siinä tapauksessa, että käytetään kaksoisripustettuja ovia, kaksi iskunvai- 66997 menninkoostumusta, yksi kummallekin ovelle, asennetaan jääkondensori-osaston alaseinään 50 jotta mahdollistettaisiin oven tuleminen kosketukseen iskunvaimentimen kanssa kun ovi kääntyy aukiasentoon. Edelleen nämä ovet voivat olla palautettavat kiinniasentoon keveällä jousella alalla tunnettuun tapaan. Iskunvaimentiineen, joka yksityiskohtaisemmin selitetään jäljempänä, kuuluu takalevyelin 48 ja koostumus on sitten pulteilla tai muulla tavoin kiinnitetty seinään 50 takalevyn 48 kautta. Sen mitat ovat likimain: leveys 1,25 m, korkeus 2,5 m ja paksuus 70 cm.

Vaikka iskunvaimentimelle asetettavat vaatimukset voivat vaihdella riippuen käyttöympäristöstä ja odotettavissa olevista ja vaimennettavista iskuvoimista, on seuraavassa kuvattu keksinnön edullista suoritusmuotoa. Vaatimuksiin, jotka on toteutettava, kuuluu aine, jossa on vähemmän kuin 50 miljoonasosaa uuttuvia halideja, sen tulee olla hydrolyyttisesti stabiilia ja tulenkestävää ja san tulee pystyä absorboimaan energia iskevästä ovesta, jonka korkeus on 2,5 m, leveys 1 m ja paksuus 20 cm ja joka painaa 160 kg ja liikkuu nopeudella likimain 50 radiaania sekunnissa, mikä on ekvivalenttinen nopeuden noin 135 km/h kanssa oven iskukeskuksessa. Oven iskun tapahtuessa painuu ilmakoteloabsorberin (iskunvaimentimen) etuelin 51 kasaan pakottaen ilmaa ulos ja sen tulee absorboida riittävästi energiaa estääkseen 2 iskevää ovea ylittämästä 3,5 kg/cm murskaantumislujuuttaan ja se ei saa aiheuttaa suurempaa kuin 27 000 kg kokonaisvoimaa alempaan tukirakenteeseen. On myös tärkeää, että vaimennin ei aiheuta takaisin-ponnahtavaa energiaa iskevään oveen. Takaisinponnahtamisen vähentämiseksi iskunvaimentimena tulee olla ominaiskäyrä, jonka mukaan on mahdollista absorboida olennaisesti koko energia.

Tieto sen energian määrästä, joka odotettavasti sisältyy oviin, kun nämä kääntyvät kohti aukiasentoa ja reaktorin tukirakenteen suhteellisen rajoitettuun tilaan, mahdollistaa iskunvaimentimen vaaditun energiatiheyden määräämisen. Kuvio 5 esittää päältä katsottuna oven ja iskunvaimentimen geometrioita. Iskunvaimentimen poikkileikkaus on A, B, C, D ja ehyillä viivoilla on kuvattu ovea 40 suljetussa asennossa ja pistekatkoviivoilla ovea sen ollessa juuri siinä kohdassa, missä se iskee iskunvaimentimen pintaan. Oven sallitaan liikkua 55° ennen kuin se tulee kosketukseen iskunvaimentimen pinnan kanssa. Sen jälkeen aloittavat puristusvoimat iskunvaimentimen 44 kasaan painamisen. Koska 75 % kokoonpuristuminen on käytännössä maksimaalinen poikkeama, joka voidaan saavuttaa ennen kuin tapahtuu iskunvaimentimen "lyöminen 66997 pohjaan", on iskunvaimennin 44 valittu sallimaan oven 85° kääntyminen, joka on suunniteltu pysäytysasento. Kuten piirustuksesta ilmenee, tila, joka on käytettävissä oven kääntymiseen,on 95°, mutta koko käytettävissä olevan tilan hyväksikäyttöä ei suoriteta, koska iskunvaimennin on suunniteltu vastaanottamaan kaikki ennustettavat voiman suuruudet oven 85° kääntöalueella.

Kuvio 3 esittää iskunvaimenninyhdistelmää 44 tämän pystyasennossa ennen kuin se on asennettu kondensoriosaston seinälle 50. Tässä esitetty ilmakotelotyyppinen iskunvaimennin 44, vaikka se on suhteellisen yksinkertainen ja helppo valmistaa, tyydyttää tarkoitetut toiminnalliset vaatimukset. Iskunvaimentimen 44 komponentit nähdään parhaiten kuviosta 3. Näihin kuuluu takalevyelin 48, sisäänpäin ennalta-laskostettu etuelin 51, yläpään elin 56, pidättävä tanko 58, pidätys-hihna 60, sidetangot 62, ennaltalaskostettu jäykistin 64 ja levyn etu-elimeen kiinnittävät pultit 66, jotka myös kiinnittävät sidetangon 86 rakenteeseen. Pohjaelin 68, jolla on oikeakätinen-vasenkätinen suhde yläpään elimeen 56 nähden, on vain osittain esitetty kuviossa. Säädetyt välykset 70, joiden kautta ilma poistuu vaimentimesta 44 kokoonpuristuksen aikana, sijaitsevat yläpään elimen 56 ja etuelimen 51 välissä ja pohjaelimen 68 ja etuelimen 51 välillä ja on parhaiten esitetty kuviossa 8.

Takalevyelimen 48 tulee olla riittävän jäykkä estämään etulevyelimen 51 vahingoittuminen johtuen taipumisesta ennen asennusta ja asennuksen aikana. Sen tulee myös olla riittävän luja mahdollistamaan vaimentimen 44 kiinnitys tukirakenteeseen ja siirtämään staattinen ja iskukuormitus. Levyn 48 aineena voi olla puu, lujitemuovi tai metalli. Koestuksessa käytettiin menetyksellisesti sekä vaneria että metallia. Alumiinikomponentteja yleensä vältetään ydinreaktoriympä-ristössä, vaikka alumiini olisi sopivaa ainetta vaimentimelle 44 käytettynä toisiin tehtäviin.

Yläpään elin 56 ja pohjaelin 68 on hitsaamalla tai muilla kiinnitys-keinoilla kiinnitetty pohjalevyyn 48. Ne ovat identtiset mutta käännetty toisiinsa nähden oikeakätisesti-vasenkätisesti kuten on esitetty kuvioissa 6 ja 7. Yläpään elimen 56 ja pohjaelimen 58 tehtävänä on muodostaa säädetty välys 70 ilman poistumista varten. Niiden muoto on suurin piirtein kolmiomainen ja, kuten taustalevy 48, ne voivat olla mm. metallilevyä tai lujitemuovia. Esitetty elin on 9 66997 ruostumatonta teräslevyä, joka pohjasta on vahvistettukulmalla 74 ja pitkin pintaa kulmatukielimillä 76. Elimien 56 ja 68 tulee olla riittävän lujia kestämään iskunvaimentimen 44 sisälle kehitetty paine, 2 joka voi tulla niin suureksi kuin 1,2-1,4 kg/cm . Koska näihin elimiin vaikuttavat voimat vaikuttavat vastakkaisiin suuntiin, on side-tankoja 62 käytetty liittämään yläpään elimet 56 ja pohjaelimet 68 toisiinsa reikien 78 kautta voimien neutraloimiseksi. Sidetankojen 62 tulee sijaita riittävän etäällä etuelimestä, jotta vältettäisiin niiden häiritsevä vaikutus iskunvaimentimen 44 kokoonpuristuessa.

Pidätystankoa 58 ja hihnaa 60 käytetään estämään etuelimen 51 sisäänpäin suunnatun laskostuksen kääntymisen ulospäin iskun aikana. Tanko 58 voi olla metallia, joka pidetään paikallaan metallilevyhihnoilla 60. Hihnat 60 on kiinnitetty taustalevyelimeen 48 yhdessä etuelimen 51 kanssa. Tämä tekee tangolle 58 mahdolliseksi liikkua pitkin ympy-ränkaarta, jonka säteenä on hihnan pituus. Tankoon 58 vaikuttavan kuormituksen tasaamiseksi olisi käytettävä kahta tai kolmea hihnaa 60 välin päässä toisistaan pitkin tankoa 58. Koestuksessa käytettiin valurautaputkea yhdessä kolmen ruostumatonta teräslevyä olevan hihnan kanssa.

Etuelimessä 51 on iskupinta 82 ja laskostettu sivu 84. Elin 51 voi olla valmistettu yhtenä kappaleena tai yhdistetty ilmatiiviillä liitoksilla, esim. hitsaamalla iskupinnan 82 ja sisäänpäin laskostetun sivun 84 yhtymäkohdassa. Metallilevyn tulee olla venyvää, niin että se ei petä kuormitettaessa. Etuelin 51 voi olla metallilevyä, esim. ruostumatonta terästä, ja sen tulee olla riittävän lujaa kestämään sisäpuolinen paine eikä se saa leikkaantua kiinnityskohdassa taustalevyyn 48. Metallilevyn tulee vastakkaisista reunoista olla kiinnitetty taustalevyyn 48 ilmatiiviillä tavalla. Tällaisia kiinnityksiä ovat hitsaus tai puristustangot 86 ja pultit 66, kuten on esitetty kuviossa 3.

Ovi 40 iskee iskupintaan 82. Iskupinta 82 on hieman suurempi kuin ovi tarkoituksella estää häiritsevä vaikutus oven 40 ja yläpään elimen 56 ja pohjaelimen 68 välillä ja sen varmistamiseksi, että ovi ei sulkeudu säädetyn välyksen 70 päälle. Koestuksessa esiintyi vähäistä paikallista muodonmuutosta iskupinnassa 82 siinä kohdassa, jossa oven 40 reuna tuli kosketukseen pinnan 82 kanssa. Sisäänpäin oleva laskostus 80 taipuu sisäänpäin, kun iskupinta 82 liikkuu kohti 10 66997 taustalevyä. Oikean toiminnan varmistamiseksi tulee esilaskostuksel-la muodostetun kulman olla tylppä. Iskunvaimentimen 44 sisään suljettu ilma puristuu, kun etuelin 5llaskostuu. Tämä puristus ja sisäisen paineen nousu aiheuttaa sen, että esilaskostetun sivun 84 pidät-tämättömät osat laskostuvat ulospäin.

Esilaskostettuja jäykistimiä 64 on myös kiinnitetty iskupintaan 82 ja sijoitettu tämän pinnan ja taustalevyn väliin. Nämä jäykisteet ehkäisevät iskupinnan kasaanpainumisen pienten tilapäiskuormien vaikutuksesta. Ne myös aikaansaavat vastusta, ilmanpaineen lisäksi, iskupinnan 82 liikettä vastaan. Ne voivat olla konstruoidut metalli-levystä ja varustetut ennaltamäärätyllä taivutuksella 88 käyristymisen varmistamiseksi haluttuun suuntaan ja liiallisen jäykkyyden ehkäisemiseksi. Jäykisteiden 64 tehtävänä on myös vähentää iskunvaimentimen mahdollista takaisinponnahtamista. Ne voivat olla perusmuodoltaan Z-muotoisia levyjä, joissa on reunat kiinnitystä varten, taikka poikkileikkaukseltaan hatunmuotoisia varustettuna kiinnitysreunoilla, kuten on esitetty kuviossa 3. Kiinnitystapana voi olla hitsaus.

Toiminta

Kun alemmat sisäänmeno-ovet 40 avautuvat johtuen paineen äkillisestä noususta suojakuoren sisällä, ne iskevät iskunvaimentimen 44 iskupintaan 82. Sen jälkeen iskupinta liikkuu oven mukana. Johtuen pito-tangosta 58 sisätilavuus pienenee nopeasti. Tästä tilavuuden pienenemisestä seuraa sisäisen paineen nousu. Kääntyvän oven 40 liike-energiaa käytetään puristamaan ilmaa. Paineen liiallisen nousun ehkäisemiseksi ilmaa päästetään poistumaan säädettyjen välyksien 70 kautta. Pieni määrä ilmaa poistuu myös esilaskostetun sivun 84 niiden aukkojen kautta, joiden lävitse pidätyshihnat 60 kulkevat.

Osaa liike-energiasta käytetään myös taivuttamaan jäykisteitä. Säädettyjen välyksien 70 pinta-ala on hyvin kriitillinen. Jos välykset 70 ovat liian pienet, tapahtuu liiallista paineen nousua ja sen vuoksi liian suuri voima tulee jaetuksi taustaelimelie 51 ja sille tukirakenteelle, johon taustaelin on kiinnitetty. Jos välykset 70 ovat liian laajat, paineen nousu ei ole riittävä pysäyttämään ovea, mistä on seurauksena liiallinen iskukuormitus. Parannettu laatu, joka tekee ilmakotelotyyppisen iskunvaimentimen toiminnallisesti ylivoimaiseksi ennestään tunnettuihin vaahtoiskunvaimentimiin verrattuna, perustuu siihen, että ilmajärjestelmä muuttuu iskukuormituksen mukana, mikä ei pidä paikkaansa vaahtojärjestelmän ollessa kysymyksessä. Ilman 1 1 66997 puristusvastus on pienempi pienemmälle iskukuormitukselle ja suurempi suuremmalle iskukuormitukselle. Lisäksi oven 41 tulee päästä vapaasti kääntymään saranoissaan 46 ja jäädä vahingoittumattomaksi iskun jälkeen. Tämä mahdollistaa sen palaamisen osittain avoimeen asentoon esimerkiksi jousien vaikutuksesta. Jos ovet 41 jäisivät täysin auki iskun jälkeen, olisi mahdollista höyryn epätasainen jakaantuminen sen kiehuntajakson aikana, joka seuraa paineenalkuryöpsähdystä.

Tästä olisi seurauksena suuri paikallinen sulaminen kondensoriosaston 15 yhdellä alueella, mikä avaisi virtaustien ilman tondensointitoimintaa.

Koestus

Sen varmistamiseksi, että iskunvaimentimen toiminnalliset vaatimukset tulevat toteutetuiksi ja erityisesti säädetyn välyksen 70 tarkistamiseksi suoritettiin laaja testaus. Näitä testejä tehtiin olosuhteissa, jotka olivat ekvivalentteja 100 prosenttisesti ja 140 prosenttisesti ankarimmalle kuvun painetransientille, analyyttisesti määrättynä. Testit osoittivat iskunvaimentimen menestyksellistä toimintaa molemmissa kuormitusolosuhteissa. Säädetty välys 70 oli likimain noin 2,5 cm kummallakin sivulla.

Testausjärjestelmään (kuvio 9) sisältyi haihdutuskammio 95, johon oli asennettu oviyhdistelmän prototyyppi 40a. Suuripaineista typpeä, joka oli varastoitu seitsemässä paineastiassa, vietiin haihdutuskat-tilaan putkiston kautta ja etäältä aktivoitiin kaksi räjähdysmäisesti toimivaa murtokiekkoa. Iskunvaimennin oli asennettu tukirakenteelle 97 ja tukirakenne oli kiinnitetty reaktiorakenteeseen 96 kuormitusken-nojen avulla. Painemuuntimia ja muita kuormituskennoja oli sijoitettu kautta koko järjestelmän. Laajaa instrumentointia ja huippunopeaa valokuvausta sisällytettiin myös testaukseen.

Viisi kuormituskennoa, LC1-LC5 on esitetty asennettuina reaktiora-kenteelle 96. Kuormituskennot LC2, LC4 ja LC5 asennettiin osoittamaan normaalikuormituksia ja kuormituskennot LC1 ja LC3 asennettiin osoittamaan leikkausvoimia. Suurimman huipun omaavat leikkausvoimat on esitetty kuviossa 10, jossa graafisesti on kuvattu aika millisekunteina ja vastaava kuormitus kilogrammoina osoitettuna kuormitus-kennolla LC1. Suurimman huipun omaava normaalivoima on esitetty kuviossa 11, jossa graafisesti on kuvattu kennon LC2 osoittama kuormitus ajan funktiona. Molemmat käyrät esittävät arvoja, jotka saatiin tes- 12 66997 tistä, joka suoritettiin 140 prosentin tasolla ja arvot on suodatettu 50 hertsiin. Kuten nähdään, oli maksimaalinen leikkausvoima noin 4500 kg ja maksimaalinen normaalivoima oli noin 12800 kg. Näiden maksimien vektoriyhteenlasku antaa maksimaaliseksi kuormitukseksi reaktiorakenteella 13000 kg. Tämä on vähemmän kuin rakenteellinen kuormitus, joka on tuloksena samanlaisesta testistä käytettäessä ennestään tunnettua vaahtotyyppistä iskunvaimenninta ja selvästi kuvun kuormitusrajojen sisällä.

Tästä voidaan havaita, että tässä käsiteltävänä oleva ilmakotelotyyp-pinen iskunvaimennin pystyy absorboimaan suuren liike-energian minimaalisella takaisinponnahduksella. Jääkondensoriosastossa jäävät sisäänmeno-ovet vapaiksi ja vahingoittumattomiksi siinä epätodennäköisessä tapauksessa, että reaktorin primäärijärjestelmässä syntyy murtuma. Iskunvaimennin on suhteellisen huokea valmistaa ja asentaa. Voidaan myös todeta, että vaikka tässä käsiteltävänä oleva iskunvaimennin alkuaan tarkoitettiin erityistä toimintaa varten, samanlaisia iskunvaimentimia voidaan käyttää muissa järjestelmissä kuin tässä erityisesti kuvatuissa jääkondensoriosastoissa.

On ilmeistä, että monet muunnokset ja muutokset ovat mahdollisia edellä esitetyn selityksen valossa. Iskunvaimennin voitaisiin esimerkiksi asentaa oven takapinnalle taikka erilaisia ainekombinaatioi-ta voidaan käyttää iskunvaimentimen komponenteissa.

»

Claims (2)

13 66997

1. Iskunvaimenninjärjestelmä jääkondensoriosastoa varten ydinreaktorissa, johon kuuluu reaktoriosastoa (18, 20) ympäröivä kupu (10), joka sisältää ydinreaktorin, jolla on suljettu jäähdytysjärjestelmä, joka käsittää putkiston (34), joka yhdistää reaktorin (22), pumput (30) ja höyrygeneraattorin (32) suljettuna silmukkana, jääkondensoriosaston (15), joka on erotettu reakto-riosastosta (18, 20) välin päässä kuvun (10) sisäseinästä olevalla seinällä (14) , useita seinän (14) ala-osassa olevia aukkoja (38), kuhunkin aukoista (38) asennetut ovet (40), aukkojen (38) muodostaessa pääsyn reaktoriosastosta (18, 20) jääkonden-soriosastoon (15), niin että rikkoutumisen tapahtuessa putkistossa (34) jäähdytysaine, joka pääsee reaktoriosaston (18, 20) sisälle, synnyttää höyrynpaineen, joka pakottaa ovet (40) suurella nopeudella aukiasentoon siten aikaansaaden höyrylle pääsytien jääkondensoriosastoon (15), ja erillinen ilmakoteloiskun-vaimennin (44) , joka on asennettu kondensoriosaston (15) sisäpuolelle kunkin aukon (38) kohdalle, tunnettu siitä, että kuhunkin iskunvaimentimeen (44) kuuluu taustaelin (48) , joka on hieman suurempi kuin kukin ovista (40), ennalta sisäänpäin laskostettu etuelin (51), johon ovi (40) on sovitettu osumaan, ja yläpään elin (56) ja pohjaelin (68) , jotka on sijoitettu sillä tavoin, että ennaltamäärätty välys (70) on olemassa yläpään elimen (56) ja etuelimen (51) välissä sekä pohjaelimen (68) ja etu-elimen (51) välissä ilman poistumisen mahdollistamiseksi ennalta määrätyllä nopeudella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen iskunvaimenninjärjestelmä, tunnettu siitä, että etu- (51), yläpään (56) ja pohja-elimet (68) ovat ruostumatonta terästä olevia levyjä, ja että jäykistimiä (64) on sijoitettu iskunvaimentimen (44) sisään kosketukseen etu- (51) ja taustaelimien (48) kanssa. 1 Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen iskunvaimennin, tunnettu siitä, että pidätintanko (58) on sijoitettu etuelimen (51) ulkopinnalle ja kiinnitetty taustaelimeen (48) pidätyshih-noilla (60) tarkoituksella estää ainakin osaa sisäänpäin laskostetusta etuelimestä (51) Daskostumasta ulospäin, kun ovi (40) iskee etuelimeen (51). 14 66997