NO138351B - Kjernekraftverk. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår kjernekraftverk av den art som er bygget opp med en flerhet av modulære varmeutvekslerenheter som hver har et dampsamlekammer og et føde-vannskammer i avstand fra hverandre, og et reaktortrykkar s.om omslutter den nevnte flerhet av modulære varmeutvekslere og et fødevannsløpsmanifold som stikker gjennom trykkaret og er i- fluidumforbindelse med mer. enn en av de nevnte modulære' varmeutvekslerenheter gjennom enkelte ledninger som tillater varmeutvidelse og -sammentrekning av de nevnte enheter, hvilke - varmeutvekslere også har et par rørplater i avstand fra hverandre og forbundet med de enkelte kammere for å.danne et fødevannsinnløpskammer og et damputløpskammer, sammen med de nevnte samlekammere, mens en flerhet av rør danner fluidum-'

forbindelse mellom fødevannsinnløpskammeret og damputløps-kammeret.

Det er tidligere foreslått systemer der modulære dampgeneratorer er anbrakt i trykkar for en atomreaktor for å redusere varmeutvekslerens størrelse og antallet av hjelpe-systemer som er tilknyttet varmeutvekslerne.

I de tidligere kjente systemer blir.en gruppe forholdsvis små dampgenererende enheter anbrakt inne i trykkam-meret for atomreaktoren. I hver av disse varmeutvekslere skal videre varmt trykkvann fra atomreaktorens kjerne overføre sin

■varme til et sekundært kjølemiddel. Det sekundære kjølemiddel tillates å fordampe og benyttes til drift av .kraftanleggets turbiner og liknende for generering av elektrisitet.

Vanligvis har slike atomdrevne dampgeneratorer et trykkar som inneholder en kjerne av fisjonerbart materiale satt sammen i- et.gitterverk av brenselelementer. Gitterverket fastlegger også strømningsbanene for det primære kjølemiddel i kjernen. De modulære varmeutvekslere eller dampgeneratorer er plasert i atomreaktorens kjerne og inne i trykkaret. Det primære kjølemiddel som også kalles kjernekjølemiddel, sirkuleres gjennom kjernen og dampgeneratoren via disse strømningsbaner. Naturligvis må man ha innløp for det sekundære kjølemiddel

og utløp for damp" fra trykkaret slik at det sekundære kjøle-middel kan strømme inn i og.ut av de modulære varmeutvekslere. Disse modulære varmeutvekslere er foreslått utført som separate og utskiftbare- rørsatser. Det primære kjølemiddel strømmer forbi utsiden av rørene i hver av rørsatsene, mens det sekundære kjølemiddel strømmer gjennom og endrer sin tilstand fra vann til damp inne i disse rør. Varmeutvekslerne er videre anbrakt i en ring inne i trykkaret over reaktorkjernen.

Med modulære dampgenereringsenheter anbrakt i reaktorens trykkar må det forholdsvis kjølige fødevann som tilføres varmeutvekslerne under høyt trykk passere gjennom den meget tykke vegg i reaktorens trykkar, gjennom innløpsledninger for fødevann. Fødevannet og den varme vegg i reaktorens trykkar kan imidlertid føre til farlige varmespenriinger i karets vegg. Innløpsledningene for fødevann må også passere gjennom det primære kjølemiddel og absorbere varme fra dette før fødevannet strømmer inn i rørene i de separate rørsatser. Enhver fordamp-ning av vannet i fødevannsledningene er imidlertid tilbøyelig til å skape ustabile damp/vanntilstander inne i modulære dampgeneratorer.

Et annet problem som kjennetegner-det sekundære kjølemiddelsystem angår innløps- og utiøpsledninger eller kanaler for dette kjølemiddel. Hvis en dampledning eller en kanal skulle svikte, er det f.eks. mulig at fluidene som har høy temperatur og høyt trykk vil strømme fra den frie ende av den ledning som har sviktet og kan føre til at ledningen slår rundt seg og spruter ut het damp under trykk. Hvis vannet i denne tilstand blir utsatt for ordinære atmosfæriske omgivelser vil det øyeblikkelig eksplodere tii het damp, og det er.klart at. et system der man ikke har disse problemer er meget ønskelig.

I henhold til oppfinnelsen er disse problemer i stor utstrekning overvunnet ved at fødevannsrørene som stikker gjennom damputløpskamrenes rørplater er forsynt med en skjerm hvis begge ender stikker inn i motstående rørplater mens de tidligere nevnte primær- og sekundærstrømningsbaner er i mot-strøm i forhold til hverandre.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-gitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere- under henvisning til tegningene der:'

Fig. 1 viser en modulær varmeutveksler bygget etter prinsippene.. f or oppfinnelsen sett fra siden og delvis i snitt og

fig. 2 viser en annen varmeutveksler etter prinsippene for oppfinnelsen, sett fra siden.

På fig. 1 innbefatter den modulære varmeutveksler

et skjermet fødevannsinnløpsrør 100 som trenger, gjennom rør-platen 101 på en slik måte at røret kan gli. i platen,, og. røret 100 går videre gjennom damputløpssamleren 102 for å skaffe fluidumforbindelse med et fødevannsinnløpskammer 103 som ligger mellom en rørplate 104 for innløpsrøret og en fødevannssamler 105. Det har vist seg at en skjerm eller et skjold demper damp-dannelsen i et innenforliggende konsentrisk anordnet fødevanns-rør 107. Dette trekk ved oppfinnelsen tjener til å regulere ustabilitet ved dampfrembringelsén -og i fluidumstrømmen i varme-utvekslermoduler.

Som vist på tegningen ligger skjermen eller skjoldet 106 i fordypninger i overflaten av rørplatene 101 og 104. Føde-vannsrøret 107 strekker 'Seg i motsetning til dette gjennom åpninger i varmerørplater. Fødevannsrøret 107 er videre fast forbundet med rørplatene ved at de er utvidet,sveiset eller liknende.

Avstandsgitteret 108 er forsynt med ettergivende inntrykninger 109 som stikker inn mot rørene varmeutveksleren er bygget opp av. Inntrykningene ligger an mot overflatene av varme-utvekslerrørene med tilstrekkelig kraft t.il å hindre rørvibra-sjoner ved høye strømningshastigheter. Således vil f.eks. strøm-ningshastigheten i vanlige varmeutvekslere på utsiden av varme-ut vekslerrørene være begrenset til omtrent 1,5 m/sek. Ved høyere hastigheter oppstår det rørvibrasjoner som vil kunne føre til sammenbrudd og i-alminnelighet forkorte levetiden for varmeutveksleren. Ved de nevnte avstandsgittere kan imidlertid strøm-ningshastigheten økes med en faktor på minst 3 og til en hastig-

Claims (2)

1. het på ikke mindre enn 4,5 m/sek. uten at det oppstår særlige vibrasjoner eller redusert levetid for varmeutvekslermodulen.

   Gitterne 108 kan festes til rørene i rørsatsen ved' innføring og dreining av låser (ikke vist) som midlertidig fører inntrykningene 109 bort fra rørene. På denne måte kan de avbøyde inntrykninger beskytte rørene mot å bli skrubbet opp eller repet. Etterat gitterne er satt på plåss på varmeutveksler-rørene dreies låsene en gang til og trekkes deretter ut fra gitter og varmeutveksler.

   En annen utførelsesform for oppfinnelsen er vist på fig. 2. Et dampgrenrør 111 er her festet direkte til den indre .vegg 112 i reaktorens trykkar. Et mategrenrør 113 står imidlertid direkte over varmeutvekslerens modulgruppeJl4. Fødevannsrør 110 ligger i slynger mellom samleren 113 og de enkelte moduler i gruppen 114 for å tillate forskjellig utvidelse av rørene i forhold til modulen ved innvendige dampgrenrør 115 og selve trykkaret. Det skal her nevnes at modulargrupper 114 tett inntil trykkarets vegg i stor utstrekning understøttes av rørene som-danner det innvendige dampgrenrør i stedet for en bæreplate som man i alminnelighet gjør bruk av. Patentkrav. 1. Kjernekraftverk med adskilte strømriingsbaner for primærfluidum og sekundærfluidum, omfattende en flerhet av modulære varmeutvekslerenheter som hver har.et dampsamlekammer (102) og et fødevannskammer (105) i avstand.fra hverandre, og et reaktortrykkar som omslutter den nevnte flerhet av modulære varmeutvekslere og et fødevanns innløpsmanifold (113) som stikker gjennom trykkaret og er i fluidumforbindelse med mer enn en av de nevnte modulære varmeutvekslerenheter gjennom enkelte ledninger som tillater varmeutvidelse og -sammentrekning av de nevnte enheter, samt et par rørplater (101, 104) i avstand fra hverandre og forbundet med de enkelte kammere for å danne et fødevannsinnløpskammer og et damputløpskammer sammen med de nevnte samlekammere, der innløpskammeret og damputløps-kammeret er forbundet med hverandre ved hjelp av rør,karakterisert vedat et fødevannsrør (107) som stikker gjennom damputløpskammerets rørplate og er festet til rørplaten ved fødevannsinnløpet for å danne en fluidumforbindelse til fødevannsinnløpskammeret, er omgitt av en skjerm (106) som har ender stikkende inn i rørplatene, idet primær- og sekundær-strømningsbanene er i motstrøm i forhold til hverandre med hvert av rørene i den nevnte flerhet av rør med sine ender forbundet med den tilstøtende av rørplatene.
2. 2. Kjernekraftverk som angitt i krav 1,karakterisert vedat de deler som ligger nærmest endene av hvert

   ■ av rørene i den nevnte flerhet av rør er drevet sammen-til en redusert diameter i forhold til diameteren av midtpartiet av hvert av rørene.