FI83573B - Med kaernvaermereaktor foersedd anordning. - Google Patents

Description

7 1 83573

Ydinlämpöreaktorilla varustettu laitteisto

Keksintö koskee ydinlämpöreaktorilla varustettu laitteistoa, jossa on paineastia, johon sisältyvät reak-5 torisydän sekä vähintään yksi jäähdytysväliainetta siirtävä primäärilämmönvaihdin, joka paineastian läpi kulkevien jäähdytysväliainejohtojen kautta yhdessä vähintään yhden sekundäärilämmönvaihtimen kanssa muodostaa jäähdy-tyskierron, johon on muodostettu syöttövälineet jäähdytys-10 väliaineen kierrättämistä varten, jolloin paineastia on lämpönielun ympäröimä.

Tunnetaan sellainen laitteisto, jolla on suhteellisen pieni teho, nimittäin alueella 10-50 MW ja soveltuu sijoitettavaksi kulutuskeskusten läheisyyteen. Tunnetussa 15 laitteistossa paineastiaa ympäröivä lämpönielu koostuu vedellä täytetystä altaasta, joka on betonisen suojaraken-nuksen rajoittama, joten aikaansaadaan tyydyttävä säteily-suojaus. i.aitteiston hyvän hyötysuhteen saavuttamiseksi lämpöreaktori on lämpöeristetty lämpönielun suhteen. Reak-20 torin jäähdytyksen häiriön tapauksessa syntyy ns. lähi-lämpöä, joka siirretään pois erityisen lämmönsiirtimen avulla, on sovitettu paineastian ulkopuolelle, mutta suo-jarakennuksen sisäpuolelle lämpönielun veteen. Tämä läm-mönvaihdin on siten yhdistetty johtojen kautta paineas-25 tiaan, jotta reaktorin jäähdytysaine voi kiertää sydämessä ja lämmönvaihtimessa. Lisäksi tämän lämmönvaihtimen täytyy maanjäristyskestoisuuden johdosta olla mekaanisesti lujasti kiinnitetty paineastiaan. Käytetään myös välineitä, joiden avulla lämmönvaihdin on normaalikäytössä 30 kytkettynä irti reaktorin jäähdytysaineesta ja tulee mainituissa häiriötapauksissa kytketyksi reaktorin jäähdy-tysaineen jäähdytyskiertoon.

Erityisen lämmönvaihtimen varaaminen mekaanisine ja johdinyhteyksineen paineastiaan sekä välineet lämmön-35 vaihtimen kytkemiseksi päälle ja pois vaativat suuren konstruktiivisen panoksen, joka myös kustannuksiltaan 2 83573 on merkittävä. Lämmönvaihtimen tai yhdysjohdon murtuman yhteydessä voi saastunutta reaktorin jäähdytysainetta päästä lämpönielun veteen, mikä säteilyturvallisuussyistä ei ole sallittua.

5 Siten keksinnön tarkoituksena on parantaa jo mai nitun laatuista laitteistoa siten, että yksinkertaisella ja hinnaltaan edullisella tavalla reaktorin sydämen normaalin jäähdytyksen teknisen vahingon yhteydessä varmistetaan lähilämmön poisto ympäröivään lämpönieluun ja että samalla 10 täytetään laitteiston käytöstä kulutuskeskuksen läheisyydessä aiheutuvat erityisen ankarat turvallisuusvaatimukset.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisesti siten, että paineastia on muodostettu kaksiseinämäiseksi, jolloin molemmat seinämät rajoittuvat välitilaan, että välitila on 15 yhteydessä vähintään yhden juoksevan lämpöä eristävän aineen varaston kanssa ja vähintään yhden juoksevan lämpöä johtavan väliaineen varaston kanssa ja että on aikaansaatu välineet, jotka lämpöreaktorin normaalia käyttöä varten täyttävät välitilan lämpöä eristävällä aineella ja reak-20 torin sydämen ja jäähdytyksen häiriön yhteydessä täyttävät välitilan lämpöä johtavalla aineella.

Tällä rakenteella tulee mahdolliseksi korvata normaalikäytön aikaisen hyvän hyötysuhteen ylläpitämiseen vaadittava lämpöeristys reaktorisydämen jäähdytyksen häiriön 25 tapauksessa lämpöä johtavaa ainetta olevalla täytteellä, siten että tällöin lähilämpö voidaan johtaa pois kaksi-seinämäisen paineastian kautta suoraan sitä ympäröivään lämpönieluun. Enää ei ole siten tarpeellista aikaansaada tätä tarkoitusta varten erityinen lämmönvaihdin. Täten 30 laitteistoa varten tarvittava konstruktiivinen panos vähenee merkittävästi ja sitä paitsi ovat turvallisuusvaatimukset täytetyt paremmin kuin tunnetussa laitteistossa, koska mainitussa häiriötapauksessa paineastiasta ei tarvitse lähilämmön poisjohtamista varten johtaa lainkaan 35 pois reaktorin jäähdytysainetta. Myös muutoin aikaansaadaan kaksiseinämäisen paineastian rakenteen avulla h 3 83573 suurempi turvallisuus. Sitä paitsi tarjoaa uusi laitteisto mahdollisuuden varustaa se luontaisella turvallisuudella, ts. että tämä turvallisuus toimii luonnollisella tavalla itsenäisesti ja ulkoisista vaikutuksista riippu-5 mattomasti. Keksinnön mukainen rakenne on myös käyttökelpoinen laitteistoissa, joissa paineastiaa ympäröivä lämpö-nielu ei koostu vedestä, vaan luonnollisesta kivilajista, esimerkiksi rakennettaessa laitos kallion sisään.

Keksinnön edullinen suoritusmuoto on annettu pa-10 tenttivaatimuksessa 2. Koska lämpöä eristävänä aineena toimii ilma, voidaan häiriötapauksissa puhaltimen poiskyt-kemiseen käyttää painovoimaa välitilan täyttämiseksi vedellä - ilman samanaikaisesti syrjäytyessä.

Patenttivaatimuksen 5 mukainen suoritusmuoto tar-15 joaa erityisen hyvän pääsyn paineastian sisätilaan aiheuttamatta haittoja lämpöreaktorin yleiselle turvallisuudelle .

Patenttivaatimuksen 6 mukainen ohjausseinämä mahdollistaa luonnollisen konvektiovirtauksen välitilan sisässä 20 sylinterimäisessä osassa, jolloin lämpöreaktorin kaikkien jäähdytysjärjestelmien teknisen häiriön yhteydessä lämmön siirtyminen välitilan kautta kauttaaltaan parantuu.

Lisäparannus lämmön siirtymiseen välitilan kautta jäähdytysjärjestelmien teknisen häiriön yhteydessä kytkey-25 tyneenä oleelliseen lämpöreaktorin turvallisuuden parantumiseen - erityisesti kuljetuksen yhteydessä - saavutetaan patenttivaatimuksen 8 mukaisen kehitysmuodon avulla.

Patenttivaatimuksen 9 mukainen säteilysuojus parantaa edelleen lämpöreaktorin kompaktia rakennetta.

30 Patenttivaatimuksen 10 mukaisen suoritusmuodon avul la käytetään vettä lämpönielusta välitilan täyttämisen apuna, ilman että vaikutettaisiin turvallisuusnäkökohtiin.

Patenttivaatimuksen 11 mukainen sulkuelementti mahdollistaa lisäksi luontaisen turvallisuuden oleellisen 35 parantamisen.

4 83573

Keksinnön suoritusmuotoesimerkkiä ja siihen liittyviä etuja kuvataan seuraavassa viitaten piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 esittää kaaviollisen pystyleikkauksen kek-5 sinnön mukaisesta laitoksesta, jossa on lämpöreaktori,

Kuvio 2 esittää pienemmässä mittakaavassa kuin kuvio 1 kaaviollisen päällikuvan laitoksesta, jolloin lämpö-reaktorin kansi on poistettu,

Kuvio 3 esittää lämpöreaktorin sulamissuojuksen 10 suuremmassa mittakaavassa kuin kuvio 1,

Kuvio 4 on leikkaus kuvion 3 linjaa IV-IV pitkin, Kuvio 5 on perspektiivinen kuva kuvion 3 mukaisen sulamissuojän osasta osittain leikattuna, ja

Kuvio 6 esittää perspektiivisen kuvan sulamissuo-15 juksen toisesta osasta samoin osittain leikkauksena.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisesti ydinlämpöreaktori sijaitsee mineraaleista puhdistetulla vedellä täytetyssä altaassa 2, joka on betonista balmistetun seinän 1, lattian 3 ja piirustuksessa esittämättömän poisotettavan kannen 20 rajoittama. Nämä betoniosat muodostavat suojarakennuksen, joka yhdessä vesitäytteen kanssa tunnetulla tavalla estää kaiken säteilyn lämpöreaktorista 1 ja samalla suojaa läm-pöreaktoria vahingollisia ulkoisia vaikutuksia vastaan -esimerkiksi maanjäristysten tai lentokoneiden alassyöksy-25 misten johdosta. Altaan vesi muodostaa sitä paitsi lämpö-reaktoria ympäröivän lämpönielun.

Lämpöreaktorissa on paineastia 4, johon reaktorin sydän 5 on sovitettu, joka tunnetulla tavalla sisältää useita johteita 51 lämpöä kehittäviä elementtejä varten, 30 joihin lämpöä kehittävät elementit 50 on sovitettu. Piirustuksessa esittämättömät välineet mahdollistavat tunnetulla tavalla reaktorin purkamisen ja lataamisen sekä ydinreaktorin ohjaamisen reaktorin sydämessä 5. Sydän 5 on säteilysuojan 52 ympäröimä, jossa samoin kuin sydämessä, 35 on alaosassa useita läpivientiaukkoja sydämessä kiertävää vettä varten. Oleellisesti sylinterimäinen paineastia 4 on

II

5 83573 muodostettu kaksiseinämäiseksi, jolloin siinä on sisempi seinä 41, ulompi seinä 42 ja nämä seinät yhdistävä pääty-seinä 43. Seinien 41 ja 42 välissä on välitila 40. Paineastiaan kuuluu kansi 14, joka esittämättä jätetyillä veto-5 ankkureilla on kiinnitetty päätyseinään 43. Kansi 14 koostuu ulkoisesta kalotista 141, sisäpuolisesta kalotista 142 ja nämä molemmat kalotit yhdistävästä renkaasta 143, nämä osat sulkevat sisäänsä kansiontelon 140, joka on yhdistetty välitilaan 40 porauksilla 145 ja 45. Rengas 143 ulottuu 10 päätyseinän 43 alueella astian 4 sylinterimäiseen osaan, jolloin poraukset 45 ja 145 ovat tiivistetyt altaan 2 suhteen laippatiivisteellä 15 ja paineastian 4 sisätilan suhteen säteittäisellä tiivisteellä 15*. Pystysuoran pituus-akselin omaava paineastia 4 päättyy alhaalta puolipallo-15 maiseen pohjaan. Tilaan 40 on sovitettu ohjausseinä 44, joka on kiinnitetty säteittäisten portaiden 44' kautta seinään 41.

Astian 4 sisätilaan sovitettu primäärilämmönvaih-din 6 on kiinnitetty pystysuorilla kannatuslevyillä 61 20 kanteen 14 ja koostuu ruuvilinjan muotoon taitetuista putkista 60, jotka ulottuvat sydämen 5 yläosan ympäri suteilysuojuksen 52 yläpuolella. Putkista 60, jotka on ruuvattu kiinni kannatuslevyihin 61, muodostettu putki-nippu on kannatuslevyihin 61 liitetyn sylinterimäisen vai-25 pan 62 ympäröimä. Kannen 14 läpi kulkeva jäähdytysaine-johto 9, joka ei-esitetyllä kerääjällä on tunnetulla tavalla liitetty putkiin 60, johtaa näissä putkissa kuumenneen veden sekundäärilämmönvaihtimeen 7. Samalla tavoin yhdistää kierrätyspumpun 8 sisältävä jäähdytysjohto 9' 30 sekundäärilämmönvaihtimen 70 putkiin 60 ja johtaa näihin jäähtyneen veden. Primäärilämmönvaihdin 6, sekundääri-lämmönvaihdin 7, jäähdytysjohdot 9 ja 9' sekä pumppu 8 muodostavat siten suljetun jäähdytysjärjestelmän. Kiitos primäärilämmönvaihtimen, kiinnityksestä kanteen 14 on se 35 purettavissa kansi 14 poistettaessa yhdessä tämän kanssa. Paineastian 4 sisäosa on täytetty käsitellyllä, 6 83573 mineraaleista puhdistetulla vedellä ja siinä on yläosassaan kannen 14 ja altaan 2 veden läpi kulkeva kaasunpois-toputki 49.

Paineastian 4 ulkosivulla on kehänsä ympäri jaettu-5 na joukko pystysuoria jäähdytysripoja 46, jotka on alapääs-tään liitetty jäykästi oleellisesti neliömäiseen pohjale-vyyn 48. Pohjalevy 48 on varustettu useilla aukoilla 48' (kuvio 2), joiden kautta viedään esittämättä jätetyt kiin-nityselementit, esimerkiksi ruuvit, lämpöreaktorin ankku-10 roimiseksi pohjaan 3. Jäähdytysrivat 46 on varustettu aukoilla 47, joihin voidaan liittää välineet lämpöreaktorin kohottamista ja siirtoa varten. Jäähdytysrivat 46 ja pohjalevy 48 on sovitettu siten, että ne muodostavat törmäyk-senvaimennusvyöhykkeen reaktorin suojaamiseksi ulkoisia 15 mekaanisia vaikutuksia vastaan.

Laitokseen kuuluu lisäksi tulvasäiliö 36, joka alaosastaan on täytetty juoksevalla, lämpöä johtavalla aineella, tässä vedellä, ja yläosastaan juoksevalla, lämpöä eristävällä aineella, tässä ilmalla, joka otetaan il-20 makehästä johdon 35 kautta. Tulvasäiliön 31 ilmapuoli on liitetty johdon 30 välityksellä, joka sisältää puhalti-men 10, kansiontelon 140 ylimpään alueeseen. Tulvasäiliön 31 vesipuoli on liitetty päätyseinän 43 läpi tunkeutuvalla hätäjäähdytysjohdolla 17 välitilaan 40, johto päättyy 25 lähelle tilan 40 syvintä kohtaa. Hätäjäähdytysjohdon 70 ympärille sovitettu tiiviste 17' tiivistää päätyseinässä 43 välitilan altaan 2 suhteen. Hätäsyöttöjohto 33, jossa on aseteltavissa oleva takaiskuventtiili 34, päättyy päätyseinän 34 ja tulvasäiliön 31 välille hätäjäähdytysjoh-30 toon 17 ja voi siten päästää veden juoksemaan altaasta 2 hätäjäähdytysjohtoon 17. Tulvasäiliöllä 30 on tilavuus, joka on likimain kaksi kertaa niin suuri kuin välitilojen 40 ja 140 tilavuus. Ilmansyöttöjohdossa 35 on takaisku-venttiili 36, joka päästää ilman virtaamaan ilmakehästä 35 johtoon 30.

Il 7 83573 Sähkömoottori 11 käyttää sekä kiertopumppua 18 että myös puhallinta 10. Paineanturi 12, joka on liitetty jäähdy ty sai ne johtoon 9' ja on signaalijohdon 13 kautta käyttöyhteydessä sähkömoottoriin 11 tarkkailee jäähdytysaineen 5 painetta jäähdytysjärjestelmässä ja kytkee moottorin irti tietyn paineen alituksen yhteydessä. Yhteisen moottorin 11 asemasta voitaisiin myös sekä pumpulle että puhaltimelle kullekin asentaa moottori, jotka tällöin voidaan samanaikaisesti kytkeä päälle ja pois.

10 Veden syöttöä varten, joka jäähdyttää reaktorin sydämen 5, käytetään vesijohtoa 18, joka sisäseinän 41 syvimmästä kohdasta päättyy paineastian 4 sisätilaan ja ulottuu ylhäällä välitilan 40 läpi, se tunkeutuu pääty-seinän 43 sekä altaan 2 veden läpi ja on samalla tavoin 15 tiivistetty kuin hätäjäähdytysjohto 17 seinään 43. Johdon ! 18 kautta voidaan vesi myös poistaa astian 4 sisätilasta. , Päätyseinälle 43 on jaettu tasaisesti kahdeksan tiiviisti ! suljettavissa olevaa tarkastusaukkoa 19 (kuvio 2) ja ne palvelevat välitilan 40 tarkastusta tarkastussondien ja 20 -laitteiden avulla.

Kannen 14 keskelle on sovitettu sulamissuoja 144, joka koostuu pääasiassa kaksiosaisesta kotelosta 147 ja 148, sylinterimäisestä, kotelossa 147 pystysuuntaan liikkuvasta sulkuelementistä 146 ja sulavasta tukielementis-25 tä 16.

Kaksiosaisen kotelon 147, 148 kansi 148 muodostaa kuvioiden 3 ja 5 mukaisesti onton sylinterin, jonka alapäähän on sovitettu ulkoinen laippa, jonka kautta kansi on kiinnitetty ei lähemmin esitetyllä tavalla kannen ulom-30 paan kalottiin 141. Sylinterin yläpäähän on liitetty sen kanssa samankeskinen ilmanpoistojohto 149, joka ei esitetyn suodatinjärjestelmän kautta on yhteydessä ilmakehään. Sisätilastaan kansi 148 on kuudella kehän ympäri jaetulla, säteittäisellä seinällä 151 jaettu kuuteen osatilaan, jot-35 ka ulottuvat sylinterin keskialueen yli ja päättyvät ylhäällä poikittaisseinään 150. Osatiloilla on vaihtelevasti 8 83573 säteittäinen aukko 158 sylinteriseinässä ja aksiaalinen aukko 159 poikittaisseinässä 150. Kolme säteittäistä aukkoa 158 yhdistävät asianomaisen osatilan altaaseen 2 ja kolme aksiaalista aukkoa 159 asianomaiset osatilat kokoo-5 matilan 152 kautta ilmanpoistojohtoon 149. Kannen 148 keskellä on poikittaisseinän 150 alapuolella tila, joka on avoin kuhunkin kolmeen osatilaan, joissa on säteittäi-set aukot 158. Muiden kolmen osatilan suhteen keskeinen tila on erotettu seinien 151' kautta. Kansi 148 ulottuu 10 alapäällään jonkin verran koteloon 147 ja on tiivistetty tiivisteellä 15" ulkoiselle kalotille 141. Tiivistysren-gas 153 sulkuelementtiä 146 varten on sovitettu kannen 148 alempaan sisäreunaan. Ulkoiselle kalotille 141 kiinnitetty pystysuora nasta 160 ulottuu kannen 148 laipassa 15 olevaan poraukseen ja aikaansaa, että kansi voidaan koota vain yhdessä ainoassa asennossa.

Kotelossa 147 on aksiaalinen laajennettu poraus, joka on avoin kanteen 148 päin. Tässä laajennetussa porauksessa on aksiaalisessa suunnassa kolme ohjausripaa 20 154, jotka ohjaavat sulkuelementtiä 146. Ohjausrivat 154 ulottuvat kotelon 147 pohjalta lähtien etäisyydelle "h" (kuvio 6), joka mitataan kotelon 147 ylemmästä päätypin-nasta. Ne on kulloinkin sovitettu kannen 148 poikittaisseinässä 150 olevan kolmen aukon 159 alapuolelle. Kunkin 25 ohjausrivan 154 yläpuolelle on muodostettu säteittäinen ylempi aukko 155 kotelon 147 seinään, joka päättyy kannen onteloon 140 ja lähelle ulkoista kalottia 141 sen alapuolelle. Aina kahden ohjausrivan 154 välissä on kotelon 147 seinässä säteittäinen aukko 156, joka sisemmän kalotin 30 142 lähellä sen yläpuolella päättyy kannen onteloon 140.

Kolme aukkoa 156 ovat siten säteittäisen aukon 158 alapuolella kannessa 148.

Sulkuelementissä 146 on yläpäässä kartiomainen tiivistyspinta, joka toimii tiivistävästi yhdessä tiivis-35 tysrenkaan 153 kanssa. Sulkuelementin 146 alapäähän on aikaansaatu kartiomainen jatke, jonka alaspäin suuntautuva li 9 83573 kärki lepää tukielementillä 16, joka lepää porauksen pohjalla. Sulkuelementti 146 voi kaikissa kysymykseen tulevissa lämpöreaktorin lämpötiloissa liukua helposti kotelossa 147. Tukielementti 16 koostuu tinalejeeringistä, 5 joka sulaa lämpötilassa n. 230°C. Alempien aukkojen 156 alueella sulkuelementissä 146 on kolme ripaa 146', jotka täyttävät tilan kolmen ohjausrivan 154 välissä, ilman että elementin 16 liikkuvuus vaarantuu ja joiden ylemmät pinnat tukiclemcntin 16 poistuessa sijaitsevat juuri ja juuri 10 alempien aukkojen 156 alapuolella. Yläpäähän on sulku-elementtiin 146 kiinnitetty silmukka 157.

Kotelo 147 ulottuu alaosallaan paineastian 4 sisätilaan. Tässä osassa on kotelossa 147 ulkopuolisia vaakasuoria rengasmaisia jäähdytysripoja 147' ja alapuolella 15 pystysuoria suorakulmaisia jäähdytysripoja 147", jäähdy-tysrivat 147' ja 147" parantavat lämmön siirtymistä vedestä paineastian 4 sisätilassa tukielementtiin 16. Porauksen yläpinnan alue, joka tukielementin 16 sulaessa voi mahdollisesti joutua kosketukseen sulaneen aineen kanssa, on 20 päällystetty - mahdollisesti keraamisella - materiaalilla, joka huonosti liittyy sulaneeseen materiaaliin siten, että tukielementin 16 sulamisen jälkeen sen materiaali voidaan helposti poistaa.

Kuvattu laitos toimii seuraavasti: 25 Lämpöreaktorin käyttö tapahtuu tunnetulla tavalla, jolloin lämpöä kehittävien elementtien 50 muodostama lämpö kuumentaa veden paineastian 4 sisäpuolella ja saattaa sen konvektion kautta liikkeeseen siten, että vesi nousee sydämen 5 sisäpuolella, poikkeutetaan tämän yläpuolella ulos-30 päin ja lopuksi virtaa alaspäin primäärilämmönvaihtimen 6 läpi, tämän jälkeen vesi päätyy sydämen 5 ja säteilysuo-juksen 52 alaosassa olevien aukkojen kautta jälleen lämpöä kehittävien elementtien luo. Primäärilämmönvaihtimen 6 läpi virratessaan siirretään lämpöä kehittävien element-35 tien 50 tuottama lämpö putkissa 60 virtaavaan jäähdytysveteen. Pumppu 8 kuljettaa jäähdytysveden jäähdytysjohdon 10 83573 9 kautta sekundäärilämmönvaihtimelle 7, joka luovuttaa lämmön ja sitä käytetään lämmitystarkoituksiin, jäähdytetty jäähdytysvesi johdetaan sitten johdon 9' kautta jälleen primäärilämmönvaihtimelle 6.

5 Puhallin 10 imee tällöin ilmaa tulvasäiliöstä 31 ja painaa sen johdon 30 kautta kannen ontelotilaan 140 ja välitilaan 40. Täten joutuu jokin vesimäärä tulvasäiliön 31 ja mahdollisesti ainakin johonkin hätäjäähdytysjohdon 7 osaan, säiliö 31 ja johto 17 ovat kyllin isoja ottamaan 10 vastaan koko vesimäärän tiloista 40 ja 140. Hätäsyöttöjohdon 33 ja aseteltavissa olevan takaiskuventtiilin 34 kautta varmistetaan automaattisesti riittävän korkea taso 32 säiliössä 31.

Jäähdytysvesikierron teknisen häiriön tapauksessa, 15 esimerkiksi vaurion johdosta pumpussa 8 tai sähkömoottorissa 11, pysäytetään samanaikaisesti pumppu 8, sähkömoottori 11 ja puhallin 10. Tällöin laskee ilmanpaine tiloissa 140 ja 40 ja painovoiman vaikutuksesta tulvii vesi tulva-säiliöstä 31 mainittuihin tiloihin. Ilma painetaan tällöin 20 johdon 30 ja pysäytetyn puhaltimen 10 - tai avattavan, pu-haltimen ohi kulkevan ohitusjohdon - kautta tulvasäiliöön 31. Ilmansyöttöjohto 35 estää alipaineen syntymisen tulva-säiliöön 31, jolloin takaiskuventtiili 36 katkaisee mahdollisen radioaktiivisten aineiden ulosvirtauksen ilmake-25 hään.

Normaalikäytön aikana ilmatäytteiset tilat 40 ja 140 muodostavat hyvän lämmöneristyksen lämpöreaktorin ja altaan 2 veden välille, ja jäähdytyksen pettämisen yhteydessä näiden ontelotilojen täyttämisen avulla lämpöä joh-30 tavalla vedellä varmistetaan lämmön poisjohtaminen lämpö-reaktorista 1. Jälkimmäisessä tapauksessa sisäseinällä 41 lämpenevä vesi kohoaa tällöin tämän seinän 41 ja ohjaus-seinän 44 välissä ja aikaansaa siten järjestetyn konvek-tiovirtauksen välitilan 40 sisällä, joka edelleen parantaa 35 lämmönsiirtymistä ulommalle seinälle 42. Lämmönsiirtymi-nen ulommasta seinästä 42 altaassa 2 olevaan veteen li 11 83573 paranee edelleen jäähdytysripojen 46 johdosta. Tarvittaessa voidaan myös altaan 2 vettä jäähdyttää, mikä kuitenkin vain poikkeustapauksissa on tarpeellista, koska allas 2 on mitoitettu niin suureksi, että kaikissa kuviteltavissa 5 olevissa häiriötapauksissa muodostuvat lämpömäärät voidaan vastaanottaa siihen.

Sähkömoottori 11 voidaan sammuttaa myös riippuvaisesti lämpötilasta, esimerkiksi sekundäärilämmönvaihtimen 7 jälkeen tai paineastian 4 sisällä.

10 Jotta tilojen 40 ja 140 täyttymisen vedellä jälkeen voidaan jälleen saavuttaa normaalit käyttöolosuhteet, riittää, että puhallin 10 asetetaan toimintaan, jolloin jälleen ilmaa painetaan johdon 40 kautta tiloihin 40 ja 140, minkä aikana vesi pääsee näistä tiloista hätäjäähdytys-15 johdon 17 kautta takaisin tulvasäiliöön 31.

Säteilyvaikutuksen seurauksena syntyy tunnetusti paineastian 4 sisälle kaasuje, jotka tavanomaisella tavalla johdetaan pois ilmanpoistoputken 49 läpi.

Sulamissuoja 144 tarjoaa ylimääräisen luontaisen 20 turvallisuuden, joka ulkoisista vaikutuksista riippumattomasti aikaansaa automaattisesti tilojen 40 ja 140 vesitäy-tön myös puhaltimen 10 ollessa käynnissä siinä tapauksessa, että lämpötila paineastian 4 sisäpuolella saavuttaa raja-arvon 230°C. Tässä lämpötilassa tukielementti 16 su-25 laa ja virtaa jäähdytysripojen 154 välistä siten, että sul-kuelementti 146 siirtyy oman painonsa johdosta alaspäin. Tällöin aukeaa yhteys tilan 147 ja kannen 148 välillä ja jakokannessa 148 olevien säteittäisten aukkojen 158 kautta vesi pääsee altaasta 2 kanteen 148 ja putoaa ohjausri-30 pojen 154 välistä alaspäin aukkoihin 156, joiden kautta se sitten virtaa kannen ontelotilaan 140 ja sieltä edelleen porausten 145 ja 45 kautta välitilaan 40. Kaasunpoistojoh-don 149 tyhjenemisen jälkeen virtaavan veden aikaansaaman injektoripumppuvaikutuksen johdosta virtaa välitilasta 40 35 poistyöntyvä ilma ylempien aukkojen 155 kautta - alaspäin putoavien vesisuihkujen välistä ja näihin nähden 12 83573 vastakkaissuuntaisesta (kannen 148 alueella pystyseinien 151 ja 151' erottamina vedestä) - poikittaisseinän 150 aukkojen 159 läpi kokoomatilaan 152 ja lopulta näistä il-manpoistojohtoon 149. Rivat 146' estävät sulkuelementin 5 146 liikkeen aikana jäähdytysveden pääsyn tukielementin 16 alueelle ja siellä häiritsemään sulamistapahtumaa, vähäinen ripojen 146' ja kotelon 147 välistä vuotava vesi höyrystyy välittömästi korkean lämpötilan johdosta ja virtaa ylöspäin raon läpi takaisin ja tällöin vaikuttaa veden 10 lisätunkeutumista vastaan. Sen jälkeen kun sulkuelementti 146 on täysin auki, ei ole enää väliä, virtaako jäähdyttävä vesi tukielementin 16 alueelta alaspäin. Sulkuelementin 146 mahdollisen ylöspäisen liikkeen mahdollisen höyrynmuo-dostumisen johdosta ripojen 146 alapuolella estää sulku-15 elementin oma paino.

Muutoin toimii lämpöreaktori sulamissuojan 144 sulamisen jälkeen, kuten jo yllä on kuvattu puhaltimen 10 pysähtymisen tapausta varten. Ennen kuin sulamissuojan 144 sulamisen jälkeen lämpöreaktori 1 voidaan jälleen ot-20 taa käyttöön, täytyy kansi 148 purkaa, nostaa sulkuelementti 146 silmukan 157 avulla kotelosta 147 ja sulanut tukielementin 16 materiaali poistaa. Tämän jälkeen johdetaan uusi tukielementti 16 koteloon 147 ja sulamissuoja 144 kootaan jälleen. Tukielementin 16 korkeus on mitoi-25 tettu siten, että syntyy riittävä sulkuelementin 146 puristusvoima tiivistysrenkaalle 153.

On myös ajateltavissa yhdistää säteittäiset aukot 158 tulvasäiliön 31 alaosaan tai hätäjäähdytysjohdon 17 yläalueeseen ja siten täyttää sulamissuojan 144 sulami-30 sen yhteydessä 140 ja 40 vedellä tulvasäiliöstä 31.

Kuvatusta esimerkistä poiketen on myös mahdollista varustaa pumppu 8 ja puhallin 10 erilaisilla käyttövälineillä, jotka on sähköisesti, elektronisesti, hydraulisesti tai pneumaattisesti tahdistettu keskenään. On myös 35 mahdollista toteuttaa kaikki turvallisuuslaitteet monin-kerroin redundanttisiksi. On lisäksi mahdollista varustaa li 13 83573 sulamissuoja kahdella sulkuelementillä, joista toinen ohjaa veden sisäänlaskua ja toinen ilman poistoa.

Hätäjäähdytysjohtoa 17 voidaan kuristaa siten, että suhteellisen korkea paine tiloissa 40 ja 140 vaikuttaa mah-5 dollisia vuotoja vastaan paineastian 4 sisätilasta.

Sulamissuojan sijasta voidaan myös käyttää muun laatuisia varmuusventtiilejä ylimääräisen luontaisen turvallisuuden antamiseksi lämpöreaktorille.

Kuten jo on mainittu, voi reaktori olla jonkin muun 10 aineen kuin veden ympäröimä, joka on sopiva lämpönieluksi. Veden sijasta voidaan käyttää muuta hyvin lämpöä johtavaa ainetta tilojen 40 ja 140 huuhtomista varten. Myös muita lämmöneristysaineita kuin ilmaa voidaan käyttää, jolloin tyhjö on katsottava erityisen hyväksi lämmöneristysaineek-15 si.

Keksintö soveltuu periaatteessa käytettäväksi kaikissa reaktorityypeissä, kuten kiehutusvesireaktori, painevesireaktori, kaasujäähdytetty reaktori, hvötöreaktori, korkealämpötilainen reaktori jne.

Claims (10)

14 83573

1. Laitos, jossa on ydinlämpöreaktori, jossa on paineastia (4), johon sisältyvät reaktorin ydin (5) sekä 5 vähintään yksi jäähdytysväliainetta johtava primääriläm-mönvaihdin (6), joka paineastian (4) läpi kulkevien jääh-dytysväliainejohtojen (9, 9') kautta yhdessä vähintään yhden sekundäärilämmönvaihtimen (7) kanssa muodostaa jäähdy-tyskierron, johon on sovitettu syöttövälineet (8) jäähdy-10 tysväliaineen kierrättämistä varten, jolloin paineastia (4) on lämpönielun (2) ympäröimä, tunnettu siitä, että paineastia (4) on muodostettu kaksiseinäiseksi, jolloin molempiin seiniin (41, 42) rajoittuu välitila (40), että välitilan (40) kanssa on yhteydessä varasto vähintään 15 yhtä juoksevaa lämmöneristysainetta ja varasto vähintään yhtä juoksevaa lämpöä johtavaa ainetta ja että on sovitettu välineet (10), jotka lämpöreaktorin normaalikäyttöä varten täyttävät välitilan (40) lämmöneristysaineella ja jotka reaktorin (5) sydämen jäähdytyksen häiriön yhteydes-20 sä täyttävät välitilan (40) lämpöä johtavalla aineella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitos, tunnettu siitä, että lämmöneristysaine on ilma ja lämpöä johtava aine on vesi, että molemmat aineet pidetään geo-deettisesti lämpöreaktoria korkeammalle sijoitetussa tul- 25 vasäiliössä (31) ja että välineenä välitilan täyttämiseksi ilmalla tulvasäiliön ja välitilan yläosan väliin on sovitettu puhallin (10), jolloin tulvasäiliön (31) kokonaistilavuus on suurempi kuin välitilan (40) kokonaistilavuus ja tulvasäiliön (31) maksimaalisesti veden täyttämä tilavuus 30 on vähintään niin suuri kuin välitilan (40) tilavuus.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitos, tunnettu siitä, että puhaltimelle (10) ja syöttöväli-neelle (8) on sovitettu yhteinen käyttömoottori (11).

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen laitos, 35 jossa on pystyakselisen sylinterimäisen osan omaava paine- il is 83573 astia (4), tunnettu siitä, että paineastia (4) on varustettu irrotettavissa olevalla, samoin kaksiseinäisek-si muodostetulla kannella (14), jonka välitila (140) on yhdistetty paineastian (4) sylinterimäisessä osassa ole-5 vaan välitilaan (40), että jäähdytysväliainejohdot (9, 9f) primäärilämmönvaihtimen (6) ja sekundäärilämmönvaihtimen (7) välillä tunkeutuvat kannen (14) läpi ja että ilmaa sisältävä tulvasäiliön (31) puoli on liitetty kannen (14) välitilaan (140), kun taas vettä sisältävä tulvasäiliön 10 (31) puoli on yhdistetty paineastian (4) sylinterimäisessä osassa olevaan välitilaan (40) johdon (17) kautta, joka tunkeutuu paineastian sylinterimäisessä osassa molemmat seinät (41, 42) yhdistävän päätyseinän (43) läpi ja ulottuu välitilan (40) alimpaan alueeseen asti.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitos, tun nettu siitä, että paineastian (4) välitilaan (40) sy-linterimäisen osan alueelle on sovitettu sylinterimäinen ohj ausseinä (44).

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitos, t u n -20 n e t t u siitä, että primäärilämmönvaihdin (6) muodostuu ruuvilinjan muotoiseksi kierretystä putkesta (60) ja on kiinnitetty kanteen (14), siten että se on yhdessä tämän kanssa purettavissa.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen laitos, 25 tunnettu siitä, että paineastiassa (4) on ulkoiset jäähdytysrivat (46), jotka on muodostettu tuki- ja kulje-tusrakenteeksi ja samalla muodostavat törmäyksenvaimennus-vyöhykkeen reaktorin suojaamiseksi ulkoisia mekaanisia vaikutuksia vastaan.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 2-7 mukainen laitos, jolloin lämpönielu (2) on vedellä täytetty, suojarakennuk-sen rajoittama allas (1), tunnettu siitä, että tulvasäiliön (31) vettä sisältävä puoli on yhdistetty ta-kaiskuventtiilillä (34) altaan veteen, siten että vesi 35 välitilan (40) täyttämiseksi voidaan korvata vedellä altaasta (1) - ie 83573

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen laitos, tunnettu siitä, että on muodostettu vähintään yksi oman painonsa johdosta normaalikäyttöasennosta turva-asentoon siirtyvä sulkuelementti (146), joka paineastian (4) 5 sisätilaan termisesti yhdistetyn, siitä muutoin kaasutii-viisti erotetun tukielementin (16) avulla painetaan nor-maalikäyttöasennossa tiivistyspesää (153) vasten ja että tukielementti (16) koostuu aineesta, joka ennaltamäärätty turvallisuuslämpötila ylitettäessä sulaa.

10. Patenttivaatimusten 2, 8 ja 9 mukainen laitos, jossa on pystysuuntaan siirtyvä sulkuelementti (146), tunnettu siitä, että tiivistyspesän (153) yläpuolella on ensimmäinen tila, joka vähintään yhden pystysuoran seinän (151) avulla on jaettu vähintään kahteen toi-15 sistaan erotettuun, tiivistyspesään (153) päin avoimeen osatilaan, joista toisessa osatilassa on vähintään yksi säteittäinen, lämpönieluun (2) johtava aukko (158) ja toisessa osatilassa vähintään yksi aksiaalinen, ilmakehään johtava aukko (159), että tiivistyspesän (153) alla on 20 toinen tila, jossa on yläalueessaan vähintään yksi säteittäinen, välitilaan (140) päättyvä aukko (155), joka sulku-elementin (146) ollessa avoimessa tilassaan, on yhteydessä toisen osatilan aksiaaliseen aukkoon (159) ja että toisessa tilassa on ala-alueessaan vähintään yksi säteittäinen, 25 myös välitilaan (140) päättyvä aukko (156), joka sulkuele-mentin (146) ollessa avoimessa asennossaan, on yhteydessä toisen osatilan säteittäiseen aukkoon (158). Il I? 83573