FI87848C - Inre anordningar foer kaernreaktor - Google Patents

Description

5 87848

Ydinreaktorin sisälaitteet Inre anordnlngar för kärnreaktor Tämän keksinnön kohteena on ydinreaktorin sisälaitteet, jotka käsittävät paineenkestävän jäähdytysaineastian, joka on suljettu irrotettavalla 10 kannella ja jossa on vähintään yksi syöttöputki ja vähintään yksi poisto-putki jäähdytysainetta varten, jotka on sijoitettu kannen läheisyyteen, sydämen, joka on muodostettu polttoaine-elementeistä ja jossa jäähdy-tysaine virtaa pohjalta yläosaan, useita säätöelementtinippuja, joita käytetään käyttö tango il la reaktorin kannen läpi, jotka mainitut sisälait-15 teet sisältävät yläsisälaitteet sydämen ja kannen välissä ja jotka sisältävät laitteiston sydämestä kohti poistoputkea poistuvan jäähdytysaineen keräämistä varten, joka mainittu laitteisto sisältää ohjausputket säätö-elementtinippujen käyttötankoja varten, laitteen jäähdy tysaineen virtauksen erottamiseksi, joka laite sisältää ohjaimet säätöelementtinippujen ja 20 niiden käyttötankojen ohjaamista varten niiden pystysuuntaisen liikkeen aikana, joka laite sijaitsee mainitun keräyslaitteiston ja sydämen välissä ja sisältää alalevyn, johon on muodostettu kanavia sydämestä poistuvaa jäähdytysainetta varten, ylälevyn, johon on muodostettu reikiä jäähdytysaineen kulkemisen mahdollistamiseksi keräyslaitteistoon, ja ···' 25 vaipan, joka yhdistää mainitut virtauksen erotuslaitteen levyt niiden kehien kohdalta.

: : Keksinnön eräs erityisen tärkeä sovellus liittyy painevesiydinreaktorei- ·;·,. hin (PWR) .

30

Keksintö voi olla kuitenkin sovellettavissa minkä tahansa tyyppisen ^ ; reaktorin yhteydessä, jossa reaktorissa on paineenkestävä astia paineis- ... tetun jäähdytysaineen suojarakenteeksi, mainitun paineastian irrotetta- *. vissa oleva kansi, mainitun paineastian läpi sovitettu jäähdytysaineen '· V 35 syöttösuutin ja mainitun paineastian läpi sovitettu jäähdytysaineen : : poistosuutin, jotka on sijoitettu kannen lähelle, paineastiassa sijaitse- - va sydän, jonka poikki jäähdytysaine virtaa ylöspäin käytön aikana ja joka käsittää useita vierekkäin olevia polttoainenippuja, useita säätö- 2 87843 elementtinippuja, joita käyttöakselit liikuttavat pystysuuntaisesti reaktorin kannen läpi siirtääkseen säätöelementit mainitun sydämen sisään ja sieltä ulos, ja sisällä olevat laitteet, joihin kuuluvat ylemmät sisäpuoliset laitteet, jotka sijaitsevat sydämen ja kannen välissä.

5

Keksinnön kohteena ovat myös reaktorit, joiden sisällä olevat laitteet käsittävät sydämen ja paineastian pohjan välissä sijaitsevat alemmat sisäpuoliset laitteet, joissa on mittapään ohjausvälineet, jotka ohjaavat pitkänomaiset mlttapäät sydämen sisään ja sieltä pois ja jotka työntyvät 10 sydämeen polttoainenippujen alaosan kautta.

Ennestään tunnetaan jo erityyppisiä ydinreaktoreita ja niiden vastaavat sisäpuoliset laitteet.

15 EP-julkaisussa 0 125 126, jonka kohteena on painevesireaktoreiden ylemmät sisäpuoliset laitteet, esitetään rakenne, jossa jäähdytysaine tulee reaktoriin yhden tai useamman jäähdytysaineen syöttösuuttimen kautta. Jäähdytysaine virtaa paineastian sisäpintaa pitkin tunkeutuakseen reaktorin sydämeen sydämen pohjaosan kautta, kulkee mainitun sydämen poikki ja 20 poistaa näin osan sydämen lämmöstä ja tulee sitten ulos mainitusta sydämestä tunkeutuakseen kammioon, jossa on säätöelementtinippujen ohjausputket, ennen joutumistaan jäähdytysaineen jakokalanteriin, joka .···. ohjaa jäähdytysaineen sivuun kohti jäähdytysaineen poistosuuttimia.

Ohjausputket ohjaavat nippuja ja niiden käyttösauvoja tai -akseleita. ].I 25 Sydämestä poistuva jäähdytysaine virtaa nippujen tai nippuohjäimien ohjausputkien läpi.

" Tällä ratkaisulla on erilaisia haittapuolia. Nippuohjäimiin, joiden poikki jäähdytysaine kulkee, kohdistuu mainitusta jäähdytysaineen läpiku-30 lusta johtuvia sysäyksiä ja häiriöitä. Tämä voi esimerkiksi vaurioittaa ‘ säätöelementtinippujen käyttösauvoja. Lisäksi, jos primäärinen jäähdytys- : järjestelmä vaurioituu tilapäisesti kylmästä osastaan ennen paineastiaan menemistä, sydämen yläpuolella ylemmissä sisäpuolisissa laitteissa ' sijaitseva vesimäärä auttaa huonosti sydämen hätäjäähdytyksessä, koska - 35 toisaalta mainitun vesimäärän lämpötila on korkea (sydämen poistolämpöti- 3 87843 la) ja toisaalta mainittu vesimäärä häviää helposti nopeasti halkeaman kautta.

Mitä tulee ennestään tunnettujen ydinreaktoreiden alempiin sisäpuolisiin 5 laitteisiin, ne käsittävät tyypillisesti paineastian alaosassa ohjausput-kiksi muotoillun rakenteen pitkänomaisten mittapäiden ohjaamiseksi polttoainenippujen sisään ja ulos niistä sydämen alapuolelta käsin. Pitkänomaisten mittapäiden ohjausputket työntyvät tiivistyväsi! reaktorin paineastiaan alapuolelta käsin paineastian pohjan lävitse ja ne järjeste-10 tään ohjausputkien pidennykseen. Tämä muodostaa heikkoja kohtia, jotka voivat helposti saada aikaan paineastian tyhjentymisen ja veden poistumisen sydämestä, mikäli muodostuu useita säröjä.

Toinen ratkaisu muodostuu sydämen valvontavälineistön liittämisestä 15 paineastian kannen läpi. Tämä vaatii mainitun välineistön kytkemisen irti, aina kun paineastian kansi on tarpeen poistaa. Alaa tuntevasta saattaisi kuitenkin näyttää siltä, että edellä esitetynlaiset sisäpuoliset laitteet olisivat riittävät.

20 Tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan parannettu reaktori, erityisesti tavoitteena on saada aikaan reaktori, jonka sisäpuoliset laitteet saavat aikaan: • · · -· - paremman suojauksen nippuohjäimille, jotka ohjaavat säätöelementti- 25 nippuja ja niiden käyttöakseleita, välttämällä sitä, että jäähdytysaine poistuu sydämestä mainittujen nippuohjäimien poikki, ♦ “ - paremman turvallisuuden siinä tapauksessa, että primäärinen jäähdytys- *..· järjestelmä murtuu piirin kylmästä osasta, joka on jäähdytysaineen 30 syöttösuuttimen puolella, siten että luodaan huomattava vesivarasto, : jonka muodostaa sydämen yläpuolella oleva vesimäärä, jonka vesivaraston ;*·*; läpi jäähdytysaine ei kulje ja jonka vesimäärän tyhjennysaikaa voidaan säädellä ja jonka lämpötila on lähellä sitä lämpötilaa, jossa Jäähdy-tysaine syötetään paineastiaan.

35 4 87843 Tästä syystä on mahdollista poistaa paineastian ulkopuoliset varmuus -suihkutusvaraajat, joita tunnetuissa reaktoreissa käytetään tällaisessa mur tumi s onne t tomuude s s a.

5 - ohjaavan paineen käyttämisen, joka ohjaava paine vallitsee paineastian huipun ja nippuohjaimet sisältävän kammion välillä ja johtuu hydraulisesta paineesta ja differentiaalipaineen alenemisista; tämä saa aikaan alaspäin suunnatun virtauksen, joka on apuna laskeutuville nipuille ja jota voidaan käyttää myös kypsien säätöelementtien jäähdyttämiseen, 10 että säätöelementtinippujen käyttöakseleita käyttävien mekanismien tunkeutumisten määrä paineastian kannen läpi minimoidaan.

Tämän tavoitteen saavuttamiseksi keksinnössä esitetään patenttivaatiftuk-15 sen 1 mukaiset ydinreaktorin sisälaitteet, joille on pääasiallisesti tunnusomaista se, että mainittu virtauksen erotuslaite sisältää väliput-ket, jotka yhdistävät toisiinsa mainituissa levyissä olevat jäähdytys -ainekanavat ja jotka on sijoitettu ohjaimien väliin.

20 Edellä kuvatuista sisäpuolisista laitteista on erityisesti etua sellaisissa reaktoreissa, joissa on lukuisia säätönippuja, kuten spektrinmuun-telureaktoreissa (RVS) ja/tai alihidastetuissa reaktoreissa (RSM), joissa .···„ käytetään säännöllisten säätöelementtien nippuja ja elementtinippuja, . joiden elementit muuntelevat neutronienergiaspektriä.

25 ... Keksinnössä esitetään myös ydinreaktorin sisälaitteet, joissa sydäntä kannattaa alatukilevy, johon on muodostettu kanavareiät elementeissä ylöspäin virtaavaa jäähdytysainetta varten ja joka on sylinterimäisen ulkovaipan tukema, joka vaippa on välimatkan päässä astian sisäpinnasta 30 rengasmaisen kanavan muodostamiseksi alaspäin suuntautuvaa jäähdytysaine-virtaa varten ja mainituissa laitteissa on ohjauslaite sydämen mitta-antureiden tuntoelimien ohjaamiseksi, jotka työntyvät sydämeen element-tien alaosan kautta, joka mainittu laite sisältää ohjausputket, joihin kuhunkin on tarkoitettu sovitettavaksi vähintään yksi tuntoelin, jotka 35 ohjausputket työntyvät reaktorin astiaan astiassa olevan vähintään yhden * tiivistetyn läpikulkumuhvin kautta, joka muhvi sijaitsee jäähdytysaineen 5 87843 syöttöputken ja poistoputken yläpuolella, jotka ohjausputket kulkevat pitkin sylinterimflistä vaippaa, joka tukee ohjausputkia, jotka sitten kulkevat alaspäin sydämen alalevyn alapuolelle ja jotka on sovitettu poikittain siten, että mittapaat jakautuvat kohti elementtejä.

5 Tämä järjestely mahdollistaa jäähdytysaineen syöttö- ja poistosuuttimien alapuolella, esimerkiksi paineastian pohjassa, tapahtuvien paineastian läpäisyjen poistamisen, ja tama seikka on lisänä jo mainittuihin tuloksiin.

10

Keksinnössä esitetään myös joitakin edullisia toteutusmuotoja, kuten esimerkiksi: - ydinreaktorin sisälaitteet, jotka sisältävät sylinterimäisen ulkovai-15 pan, joka on välimatkan päässä astian sisäpinnasta siten, että syöttö-putken kautta tuleva jäähdytysainevirta pääsee virtaamaan astian ja vaipan välissä niin, että se työntyy sydämeen elementtien alempien osien kautta. Mainitut sisälaitteet sisältävät kanavaelimet kylmän jäähdytys-aineen tuomiseksi korkeammassa paineessa kuin sydämestä lähtevä jäähdy-20 tysaine käyttötankojen ohjausputkien yläpuolelta virtauksen jakolaitteen syöttöä varten. Virtauksen erotuslaitteessa olevat säätöelementtinippuoh-jaimet sisältävät rei'itetyt, poikittaiset ohjauslevyt, jotka on jaettu useille tasoille säätöelementtinippua kohti, jolloin osaa levyistä pidetään säteittälskosketuksessa väliputkiin.

25 Säätöelementtinippujen tai "nippuohjäimien" ohjausvälineet hitsataan mekaanisesti ja niihin muotoillaan poikittaiset reikälevyt tai "ohjaus-kortit", jotka on liitetty toisiinsa yhtäjaksoisilla ohjaushylsyillä ja neliötangoilla, jotka ulottuvat nippuohjaimen koko korkeudelle. Jotkin 30 ohjauskortit rajoittuvat lisäksi sivusuunnassa säteittäisesti väliputkiin, jolloin ne antavat ohjausvälineille ja yleisemmin erotusvälineille hyvän poikittaisjäykkyyden.

.- · Säteittäiskosketus on järjestetty kuuteen mainituista väliputklsta, jotka 35 sijaitsevat kuusikulmion kuuden huipun kohdalla, jonka kuusikulmion keskipisteessä on säätöelementtinipun ohjaimen akseli.

6 87843

Virtauksen erotuslaite muodostaa yläsisälaitteiden alaosan ja että mainitut sisälaitteet on tuettu astiassa kannen ja astian välisellä puristuksella.

5 Säätöelementtinippujen ohjaimet työntyvät virtauksen erotuslaitteen alalevyyn reikien kautta, jotka reiät vastaanottavat mainitun päätykappaleen alapuolelta.

Laitteet sisältävät veden suihkutuslaitteen jäähdytysveden johtamiseksi 10 suoraan reaktorin astian ulkopuolelta virtauksen erotuslaitteen alaosaan.

Ohjausputkien kaarevuussäteet ovat riittävän suuria mahdollistamaan mittapäiden tuntoelimien poistamisen ja kytkemisen reaktorin ulkopuolelta.

15

Alasisälaitteissa on suljettu osa, jonka muodostaa sydämen (6) alatukile-vy ja seinämä, johon on muodostettu jäähdytysaineen kanavareiät, joka seinämä erottaa mainitun levyn astian pohjasta, jossa suljetussa osassa on putket, jotka yhdistävät seinämässä olevat jäähdytysainekanavan reiät 20 ja mainitussa tukilevyssä olevat reiät toisiinsa, jolloin muodostuu rauhoitettu suljettu osa, jossa mitta-antureiden tuntoelimien ohjausput-ket jakaantuvat.

Keksintö tulee paremmin ymmärretyksi, kun luetaan seuraava kuvaus keksin-25 non erityisistä toteutusmuodoista, joita ei esitetä rajoittavana esimerk--·- kinä. Kuvauksessa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa: - kuvio 1 on yleinen leikkauskuva keksinnön mukaisesta reaktorista; 30 - kuvio 2 on suurennettu osittaiskuva kuviosta 1 ja se esittää tarkemmin ylemmät sisäpuoliset laitteet; : : : - kuvio 3 on leikkauskuva, jossa esitetään keksinnön mukaiset paine- astiaan tehdyt läpitulot pitkänomaisten mittapäiden ohjausputkia varten; 35 - kuvio 4 on leikkauskuva kuvion 1 leikkausviivaa IV-IV pitkin; 7 B7843 - kuvio 5 on puolikas pohjaleikkauskuva säätöelementtinippuohjaimesta, jota ympäröivät keksinnön mukaiset väliputket; - kuvio 6 on osittainen suurennettu pystyleikkauskuva kuviosta 2 ja se 5 esittää keksinnön mukaisessa erotuslaitteessa olevan nippuohjaimen alaosan; - kuvio 7 on osittainen pohjakuva kuvion 2 leikkausviivaa VII-VII pitkin; ja 10 - kuvio 8 on osittainen suurennettu kuva pystysuuntaisena puolileikkauksena kuvion 1 mukaisesta reaktorista ja se esittää erotuslaitteessa olevan nippuohjaimen yläosan.

15 Kuviosta 1 käy ilmi, että painevesireaktori 1 käsittää paineenkestävän astian 2, joka sisältää jäähdytysainetta ja on suljettu irrotettavissa olevalla kannella 3, jäähdytysaineen syöttösuuttimet 4 ja jäähdytysaineen poistosuuttimet 5, sydämen 6, jossa on rei'illd 8 lävistetty alempi kannatinlevy 7, jonka levyn läpi jäähdytysaine kulkeutuu ylöspäin poltto-20 ainenippuihin 9, ja säätöelementtiniput 10, joita käyttöakselit 11 siirtävät pystysuunnassa reaktorin 1 kannen 3 läpi.

Reaktori käsittää myös sydämen 6 ja kannen 3 välissä sijaitsevat ylemmät .1·1. sisäpuoliset laitteet 12. Lieriömäinen ulkopuolinen astia 13, joka 25 sijaitsee jonkin matkan päässä paineastian 2 sisäpinnasta 14 ja jossa on kannen 3 ja paineastian 2 välissä ylälaippa 15, kuljettaa syöttösuuttimen 4 kautta sisään tulevaa jäähdytysainevirtaa ja ohjaa sen paineastian 2 " sisäpintaa 14 pitkin siten, että se tunkeutuu sydämeen 6 polttoainenippu- : jen 9 alaosan kautta.

:-V 30

Laipan 15 tasolla olevat käytävät 16 on tehty jäähdy tysaineen pienen osan !/·· viemiseksi sydämen ohi. Jäähdytysaine suunnataan reaktorin 1 kannen 3 ja reaktorin ylempien sisäpuolisten laitteiden 12 yläosan 18 rajaamaan tilaan 17.

•’..I1 35 • 1 « φ • « · 8 37843

Syöttökammio 19 kokoaa sydämestä tulevan jäähdytysaineen ja suuntaa sen poikittaissuuntaisesti jäähdytysaineen poistosuutinta 5 kohti ja ulos paineastiasta. Se virtaa lieriömäisen astian 13 poikki poistosuuttimien 5 kanssa samaan linjaan sijoitettujen reikien 20 kautta. Ohjausputket 21 5 ohjaavat säätöelementtinippujen 10 käyttöakselit 11 kammion 19 läpi ja suojaavat mainittuja käyttösauvoja jäähdytysaineen aiheuttamilta häiriöiltä.

Ylemmät sisäpuoliset laitteet käsittävät lisäksi erotusvälineen tai -10 laitteen 22, jossa on ohjaimet 23 nippuja 10 ja akseleita 11 varten. Erotuslaite on sijoitettu sydämen 6 ja syöttökammion 19 väliin.

Mainittu laite 22 käsittää lisäksi alalevyn 24, joka on lävistetty rei'illa 25, joiden läpi jäähdytysaine pääsee virtaamaan sydämestä 6 15 mainittuun laitteeseen 22, ja rei'illä 26, joiden kautta niput 10 ja niiden säätösauvat 11 pääsevät liikkumaan alalevyn läpi sydämen polttoainenippuihin 9 ja niistä pois. Laitteessa 22 on ylälevy 27, joka on lävistetty rei'illä 28, joiden kautta jäähdytysaine pääsee menemään kammioon 19, ja rei'illä 29, jotka on sijoitettu samaan linjaan säätöele-20 menttinippujen käyttöakselien 11 ohjausputkien 21 kanssa.

Laitteen 22 molemmat levyt on liitetty toisiinsa niiden kehältä vaipan 30 avulla muodostaen täten suojuksen, joka muodostaa erotuslaitteen 22 .·**. säteittäisen ulkorajan. Laitteen 22 ja lieriömäisen ulkopuolisen astian 25 13 välille saadaan minimaalinen vapaa väli.

Väliputket 31 liittävät toisiinsa alalevyn 24 jäähdytysaineen läpi-menoreiät 25 ja ylälevyn 27 jäähdytysaineen läpimenoreiät 28 ja väliput-- ” ket on sijoitettu nippuohjäimien 23 väliin.

:.V 30

Keksinnön edullisessa toteutusmuodossa, mutta ei välttämättä, nämä nippuohjaimet ovat avoimia, mekaanisesti hitsattuja putkia, jotka on : tehty rei'itetyistä levyistä tai "ohjauskorteista" 32, joiden välissä ovat yhtäjaksoiset ohjaushylsyt 33 ja neliötangot 34, jotka ulottuvat 35 nippuohjäimien koko korkeudelle ja niitä pitkin. 1 · · , 87848

Kuviot 4 ja 5 esittävät edullisen toteutusmuodon, jossa väliputket on sijoitettu kolmikulmaisen jaon mukaan. Väliputket on sijoitettu symmetrisesti kuusikulmaisen verkoston kuuteen solmukohtaan kuusikulmioiden keskipisteiden sijaitessa vastaavan nippuohjaimen 23 keskiviivalla.

5

Kuviossa 5 esitetään tarkemmin puolikkaana leikkauskuvana "kortti" 33 ja kolme kuudesta siihen liittyvästä väliputkesta 31. Nippuohjain 23 rajoittuu säteittäisesti kuhunkin kuuteen ympärillä olevaan putkeen välitanko-jen 35 kautta, jotka tangot sijaitsevat erillään toisistaan putkia 10 pitkin; nippuohjain on kiinnitetty laitteen 22 ylälevyyn 27 sinänsä tunnetulla tavalla.

Kuviossa 7 esitetään päältäpäin otettu osakuva ylälevystä 27.

15 Nippuohjain 23 esitetään kaavamaisesti siten, että sen ääriviiva on esitetty katkoviivalla. Se on kiinnitetty levyyn 27 jäykästi kolmen ruuvin 39 avulla. Reikä 29 on tehty nippuohjaimen 23 ohjaaman nipun käyttösauvan 11 läpikulkua varten.

20 Kuviossa 6 ei-rajoittavana esimerkkinä esitetyssä toteutusmuodossa nippuohjain on keskitetty joustavasti ja se voi kiristyä itsestään alempaan levyyn 24 nippuohjaimen ollessa asennettu liukuvasti reikiin 26. Nämä reiät vastaanottavat alhaalta päin vastaavien polttoainenippujen 9 ylemmät päätykappaleet 37.

.y. 25 _···_ Väliputket 31 on lisäksi kiinnitetty jäykästi alalevyyn 24 siinä olevien ruuvien 36 avulla. Jäähdytysainetta johtavien väliputkien 31 alaosaan on //* lopuksi tehty vahvisteet 38.

·'·' 30 Keksinnön toisessa edullisessa toteutusmuodossa erotusvälineet 22 muodos tavat ylempien sisäpuolisten laitteiden 12 alemman osan, joita laitteita paineastian kannattama ja kannen 3 puristuksen avulla pitämä laippa 15 : : kannattaa.

'..1 35 Erotusvälineeseen voidaan tuoda suoraan lisää jäähdytysvettä vesijäähdyt- '** täen suihkutusvälineellä 40 ainakin yhdellä putkella 41, jonka poistoauk- 10 87848 ko sijaitsee edullisesti erotusvälineen alaosan läheisyydessä sydämen yläosan lähellä.

Keksinnön mukaisesti reaktoriin 1 sisäpuolisiin laitteisiin kuuluu 5 lisäksi mittapään ohjausvälineet tai -laite 42 pitkänomaisten mittapäiden ohjaamiseksi sisälle sydämeen ja sieltä ulos polttoainenippujen 9 alaosan 43 kautta. Tämä laite käsittää mittapäiden ohjauskanavat 44, joiden jokaisen on tarkoitus viedä läpi ainakin yksi pitkänomainen mittapää (ei esitetty).

10 Nämä ohjauskanavat 44 työntyvät tiivistyväsi! reaktorin 1 paineastiaan 2 kuviossa 1 pistekatkoviivoilla ja kuviossa 3 esitettyjen istukoitten 45 kautta.

15 Nämä istukat 45 sijaitsevat jäähdytysaineen syöttösuuttimien 4 ja pois-tosuuttimien 5 yläpuolella.

Putkikanavat 44 kulkevat sitten alaspäin sydämen alalevyn 7 alapuolelle pitkin ulkopuolista astiaa 13, Johon mainitut putket on kiinnitetty, ja 20 laitteen 22 ja mainitun astian välissä on vapaa väli, joka mahdollistaa putkien läpikulun. Levyn 24 nesteenpitävyys astiaan 13 nähden taataan huolellisesti, jolloin estetään polttoainenipuista tulevaa jäähdy-tysainetta lähtemästä vaipan 30 ja astian 13 väliselle reitille. Siihen rajattu tila on suhteellisen liikkumaton. Sitten ohjauskanavat 44 jaotel-.·.·. 25 laan poikittaissuunnassa ja suunnataan kulkemaan sydämen kannatinlevyn 7 poikki alhaaltapäin ja päättymään aivan polttoainenippujen 9 alaosan lähelle.

Jotta pitkänomaista mittapäätä voitaisiin siirtää ja siihen tarttua 30 reaktorin ulkopuolelta, ohjauskanavien 44 kaarevuussäteet tehdään riittävän suuriksi.

‘ : ' Keksinnön edullisessa toteutusmuodossa alempien sisäpuolisten laitteiden 46 alaosa käsittää tilan, joka muodostuu sydämen alemmasta kannatinlevys-35 tä 7 ja seinämästä 47, jonka läpi menevät jäähdy tysaineen kulkureiät 48.

» · · 11 87 843

Kanavat 49 liittävät seinämän 47 mainitut kulkureiät 48 alempaan levyyn 8 ja kanavoivat jäähdytysaineen sydäntä kohti.

Näin on määritelty häiriöiltä suojattu tila 51, jossa mittapään ohjaus-5 kanavat 44 jaotellaan ennen kuin ne päättyvät aivan polttoainenippujen alaosan lähelle. Tila täytetään seinämään 47 tätä tarkoitusta varten tehtyjen reikien 50 kautta ja ilma tyhjennetään reaktorin alkutäytön aikana sydämen kannatinlevyyn asennetun välineen avulla.

10 Tässä keksinnössä kuvatuilla sisäpuolisilla laitteilla varustetun ydinreaktorin normaalitoimintaa kuvataan seuraavana. Kuvioissa 1 ja 2 mustat nuolet osoittavat pääjäähdytysainevirran noudattaman reitin reaktorissa.

Kylmä jäähdytysaine tulee reaktoriin 1 syöttösuuttimien 4 kautta. Ulko-15 puolinen astia 13 ohjaa pääjäähdytysainevirran sivuun ja suurimmalta osin alaspäin reaktorin pohjaan, jossa se tunkeutuu kanaviin 49, joiden läpi se virtaa, ennen kuin se kulkee reaktorin sydämen 6 polttoainenippujen 9 poikki ylöspäin. Kunkin nipun ylempi päätykappale 37 ohjaa sitten mainitusta nipusta tulevan jäähdytysainevirran laitteen 22 väliputkien 31 20 syöttöreikiä 25 kohti.

Sitten sydämen kuumentama jäähdytysainevirta kulkee laitteen 22 poikki mainittujen putkien 31 läpi ja tulee syöttökammioon 19, jossa se käänne-tään taas poikittaissuuntaan käyttöakselien 11 ohjausputkien 21 keskellä 25 poistosuuttimia 5 kohti, sen jälkeen kun se on kulkenut lieriömäisen astian 13 poikki poistosuuttimien kanssa samaan linjaan sijoitettujen reikien 20 läpi.

12 3 7 8 4 8 virtaus auttaa laskeutuvia säätöelementtinippuja, mikä on tärkeä turvallisuusetu. Se voi myös jäähdyttää nippuja, jos jotkut niistä ovat esimerkiksi kypsiä nippuja, kuten spektrinmuuntelureaktoreiden tapauksessa.

5 Lieriömäisen astian 13 laipan 15 tasolle tehdään läpikulkuväylät 16, jotka suuntaavat syöttösuuttimesta tulevan vähemmän kylmän jäähdytys-ainevirran kohti reaktorin kannen alla olevaa tilaa 17. Tämä osoitetaan kuviossa 1 ohuella mustalla nuolella.

10 Reaktorin ollessa suljettuna polttoainevarastojen täyttämiseksi pitkänomaisten mittapäiden ohjaamisesta huolehtivaa laitetta ei tarvitse poistaa, kun ylemmät sisäpuoliset laitteet siirretään paikaltaan, jotta polttoainenippuihin päästään käsiksi.

15 Mittapäiden ohjauskanavat 44 työntyvät paineastiaan syöttö- ja poisto-suuttimien alla sijaitsevien istukoitten 45 kautta. Sitten ulkopuolinen astia 13 kannattaa niitä alaspäin sydämen alapuolelle. Siitä syystä ne ovat ylemmistä sisäpuolisista laitteista riippumattomia.

20 Joissakin onnettomuusolosuhteissa keksinnön mukaisesta ydinreaktorista on erityisesti etua. Turvallisuuden kannalta yksi vaarallisimmista tilanteista on primäärisessä jäähdytysainepiirissä syntyvästä halkeamasta johtuva jäähdytysaineen häviäminen. Keksinnön mukaisen reaktorin sisäpuoliset laitteet tekevät mahdolliseksi, että edellä kuvattu kuvioissa 1 ja 25 2 valkoisilla nuolilla esitetty virtaus tulee sydämeen alaspäin, vaikka mainittuun primääriseen jäähdytysainepiiriin ilmestyisi halkeama aivan jäähdytysainetta paineastiaan tuovan syöttösuuttimen yläpuolelle.

.!'* Erotusvälineessä ja kannen 3 alla olevassa liikkumattomassa tilassa 17 , 30 oleva suhteellisen kylmä jäähdytysaine täyttää sydämen onnettomuustilan- ’ teessä suoraan käyttöakselien 11 ohjausputkien 21 kautta.

·. ·· Painovoima ja onnettomuuden alkaessa laitteessa 22 ja tilassa 17 val litseva ylipaine suuntaavat Jäähdytysaineen sydämeen säätöelementti- 35 nippuohjäimien 23 ja laitteen 22 alalevyn läpi.

13 87843 Välittömästi onnettomuuden jälkeen laitteessa 22 ja tilassa 17 oleva, lämpötilaltaan paineastian syöttölämpötilan lämpöinen jäähdytysainemäärä huolehtii sydämen jäähdytyksestä suunnilleen 30 sekunnin ajan, mikä on riittävän kauan, jotta keskipaineturvasuihkutuspumput 52 (eli MPSI), 5 jotka ovat ennestään tunnettuja ja jotka muodostavat osan suihkutusvälineistä 40, voivat käynnistyä ja saavuttaa nimellissyöttöasteensa.

Edullisessa toteutusmuodossa, joka ei mitenkään ole rajoittava, MPSI-puraput 52 suihkuttavat Jäähdytysainetta laitteen 22 alaosaan. Kaksi 10 paineastian laippaan tehtyä reikää 53 ja kuusi putkea 41 jakavat jäähdy-tysaineen aivan sydämen yläosan läheisyyteen.

Jäähdytysaineen suihkuttaminen laitteen 22 alaosaan rajoittaa lämmön-vaihtoja MPSI-pumppujen syöttämän kylmän nesteen ja laitteen 22 ja tilan 15 17 sisältämän, paineastian syöttölämpötilassa olevan nesteen tai höyryn välillä, jolloin vältetään paineen aleneminen, minkä seurauksena turva-suihku tusnes teen virtaus saattaisi hidastua ja virtaus saattaisi jopa estyä pääsemästä sydämeen mainitun sydämen jäähdyttämiseksi.

20 MPSI-pumppujen ja levyssä 24 olevien jäähdytysaineen läpikulkukohtien ja ohjausputkien syöttötahti on määritetty sellaiseksi, että se pitää tietyn jäähdytysainetason laitteessa 22 ja saa täten aikaan MPSI-pumppujen toimittaman jäähdytysaineen tasaisen jakautumisen sydämen kaikkiin polttoainenippuihin.

.***; 25 Täten on mahdollista pitää polttoainenippujen elementtien lämpötila hyväksyttävällä tasolla, kunnes sydän täytetään uudelleen vedellä onnet-... tomuuden lopputilanteessa, mikä tapahtuu sinänsä tunnetuilla välineillä, .1" kuten esimerkiksi matalapaineisilla turvasuihkupumpuilla (LPSI).

: " 30

Ulkopuolisia varaajia ei enää tarvita veden uudelleentäyttöajan lyhentämiseksi ja ne voidaan jättää pois. LPSI-pumppujen kokoja voidaan myös • · *’.*·; pienentää.

35

Claims (10)

1* 87848

1. Ydinreaktorin sisälaitteet, jotka käsittävät paineenkestävän jäähdy-tysaineastian (2), joka on suljettu irrotettavalla kannella (3) ja jossa 5 on vähintään yksi syöttöputki (4) ja vähintään yksi poistoputki (5) jäähdytysainetta varten, jotka on sijoitettu kannen (3) läheisyyteen, sydämen (6), joka on muodostettu polttoaine-elementeistä (9) ja jossa jäähdytysaine virtaa pohjalta yläosaan, useita säätöelementtinippuja (10), joita käytetään käyttötangoilla (11) reaktorin kannen (3) läpi, 10 jotka mainitut sisälaitteet sisältävät yläsisälaitteet (12) sydämen (6) ja kannen (3) välissä ja jotka sisältävät laitteiston (19) sydämestä (6) kohti poistoputkea (5) poistuvan jäähdy-tysaineen keräämistä varten, joka mainittu laitteisto sisältää ohjausput-15 ket (21) säätöelementtinippujen (10) käyttötankoja (11) varten, laitteen (22) jäähdytysaineen virtauksen erottamiseksi, joka laite sisältää ohjaimet (23) säätöelementtinippujen (10) ja niiden käyttötanko-jen (11) ohjaamista varten niiden pystysuuntaisen liikkeen aikana, joka 20 laite sijaitsee mainitun keräyslaitteiston (19) ja sydämen (6) välissä ja sisältää alalevyn (24), johon on muodostettu kanavia (25) sydämestä (6) poistuvaa jäähdytysainetta varten, ylälevyn (27), johon on muodostettu reikiä (28) jäähdy tysaineen kulkemisen mahdollistamiseksi keräyslaitteis-... toon (19), ja vaipan (30), joka yhdistää mainitut virtauksen erotuslait- ‘ - : 25 teen (22) levyt niiden kehien kohdalta, tunnettu siitä, että mainittu virtauksen erotuslaite (22) sisältää väliputket (31), jotka yhdistävät toisiinsa mainituissa levyissä olevat jäähdytysainekanavat (25;28) ja jotka on sijoitettu ohjaimien väliin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukaiset ydinreaktorin sisälaitteet, jotka . . sisälaitteet sisältävät sylinterimäisen ulkovaipan (13), joka on välimat- ‘ ' kan päässä astian (2) sisäpinnasta (14) siten, että syöttöputken (4) kautta tuleva jäähdytysainevirta pääsee virtaamaan astian (2) ja vaipan (13) välissä niin, että se työntyy sydämeen (6) elementtien alempien 35 osien kautta, tunnettu siitä, että mainitut sisälaitteet sisältävät kenavaolimet (14) kylmän jäähdytysaineen tuomiseksi korkeammassa is 87848 paineessa kuin sydämestä lähtevä jäähdytysaine käyttötankojen (11) ohjausputkien (21) yläpuolelta virtauksen jakolaitteen (22) syöttöä varten.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukaiset ydinreaktorin sisälaitteet, tunnettu siitä, että virtauksen erotuslaitteessa (22) olevat säätöelementtinippuohjaimet (23) sisältävät rei'itetyt, poikittaiset ohjauslevyt (32), jotka on jaettu useille tasoille säätöelementtinippua (10) kohti, jolloin osaa levyistä (32) pidetään säteittäiskosketuksessa 10 väliputkiin (31). A. Patenttivaatimuksen 3 mukaiset ydinreaktorin sisälaitteet, tunnettu siitä, että säteittäiskosketus on järjestetty kuuteen mainituista väliputkista (31), jotka sijaitsevat kuusikulmion kuuden 15 huipun kohdalla, jonka kuusikulmion keskipisteessä on säätöelementtinipun (10) ohjaimen (23) akseli.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 2,3 tai 4 mukaiset ydinreaktorin sisälaitteet, tunnettu siitä, että virtauksen erotuslaite (22) muodostaa 20 yläsisälaitteiden (12) alaosan ja että mainitut sisälaitteet on tuettu astiassa kannen (3) ja astian (2) välisellä puristuksella.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukaiset ydinreaktorin sisälaitteet, joiden elementit (9) on varustettu yläpäätykappaleella (37), : : 25 tunnettu siitä, että säätöelementtinippujen (10) ohjaimet (23) ; ; ; työntyvät virtauksen erotuslaitteen (22) alalevyyn (24) reikien kautta, jotka reiät vastaanottavat mainitun päätykappaleen (37) alapuolelta. • - 7. Patenttivaatimuksen 2 mukaiset ydinreaktorin sisälaitteet, 30 tunnettu siitä, että laitteet sisältävät veden suihkutuslaitteen (40) jäähdytysveden johtamiseksi suoraan reaktorin astian (2) ulkopuolel- * ”· ta virtauksen erotuslaitteen (22) alaosaan. ·*”: 8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukaiset ydinreaktorin 35 sisälaitteet, tunnettu siitä, että sydäntä (6) kannattaa alatu-• . kilevy (7), johon on muodostettu kanavareiät (8) elementeissä (9) ylös- 1« 87843 päin virtaavaa jäähdytysainetta varten ja joka on sylinterimäisen ulkovaipan (13) tukema, joka vaippa (13) on välimatkan päässä astian (2) sisäpinnasta (14) rengasmaisen kanavan muodostamiseksi alaspäin suuntautuvaa jäähdytysainevirtaa varten ja että mainituissa laitteissa on 5 ohjauslaite (42) sydämen mitta-antureiden tuntoelimien ohjaamiseksi, jotka työntyvät sydämeen (6) elementtien (9) alaosan (43) kautta, joka mainittu laite sisältää ohjausputket (44), joihin kuhunkin on tarkoitettu sovitettavaksi vähintään yksi tuntoelin, jotka ohjausputket (44) työntyvät reaktorin astiaan astiassa (2) olevan vähintään yhden tiivistetyn 10 läpikulkumuhvin (4) kautta, joka muhvi sijaitsee jäähdytysaineen syöttö-putken (4) ja poistoputken (5) yläpuolella, jotka ohjausputket (44) kulkevat pitkin sylinterimäistä vaippaa (13), joka tukee ohjausputkia (44), jotka sitten kulkevat alaspäin sydämen alalevyn (7) alapuolelle ja jotka on sovitettu poikittain siten, että mittapäät jakautuvat kohti 15 elementtejä.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukaiset ydinreaktorin sisälaitteet, tunnettu siitä, että ohjausputkien (44) kaarevuussäteet ovat riittävän suuria mahdollistamaan mittapäiden tuntoelimien poistamisen ja 20 kytkemisen reaktorin ulkopuolelta.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukaiset ydinreaktorin sisälaitteet, jotka sisältävät alasisälaitteet (46), jotka sijaitsevat sydämen (6) ja astian pohjan välissä, tunnettu siitä, että mainituissa : : : 25 alasisälaitteissa on suljettu osa, jonka muodostaa sydämen (6) alatukile- vy ja seinämä (47), johon on muodostettu jäähdytysaineen kanavareiät ·. (48), joka seinämä erottaa mainitun levyn astian pohjasta, jossa sulje tussa osassa on putket (49), jotka yhdistävät seinämässä (47) olevat jäähdytysainekanavan reiät ja mainitussa tukilevyssä (7) olevat reiät 30 toisiinsa, jolloin muodostuu rauhoitettu suljettu osa (51), jossa mitta-antureiden tuntoelimien ohjausputket (44) jakaantuvat. 17 87848