NO159404B - Anordning ved forflytning av roer mellom et borehull og etroerlager. - Google Patents

Description

Anordning ved kjernereaktor med termisk skjerm.

Den foreliggende oppfinnelse angår kjernereaktorer som har en termisk skjerm, og hvor der i minst ett kretsløp føres et fluidum som helt eller delvis er i væskefase i en del av kretsløpet.

Det nevnte fluidum kan generelt være av en hvilken som helst art, og det kan f. eks. tjene som kjølemiddel og/eller moderator og/eller reflektor og/eller regulator-fluidum og/eller «mellemledds»-fluidum for overføring av varme. For enkelthets skyld vil fluidet i det etterfølgende bli kalt «primærf luidum».

Ved uttrykket «termisk skj erm» forstås der en skjerm som er dannet av et mate-riale med høy tetthet og god varmeled-ningsevne og er anordnet nær reflektoren for reaktorkjernen. Formålet med en slik skjerm er å absorbere mesteparten av den energi som skyldes utstråling fra kjernen.

Den foreliggende oppfinnelse angår nærmere bestemt kj ernereaktorer hvor be-handlingen av primærfluidet omfatter en kokeoperasjon. Ved uttrykket «behandling» menes der en hvilken som helst operasjon som tillater herredømme over innholdet i primærvæsken av stoffer som holdes i oppløsning og/eller suspensjon. Slike stoffer kan generelt være av en hvilken som helst art og kan nærmere bestemt være forurensninger, korrosjonsprodukter, neutron-absorberende stoffer, radiolyseprodukter, oppløste gasser, midler til regulering av pH-verdien etc.

Den foreliggende oppfinnelse går ut på en anordning ved kj ernereaktorer av den

ovenfor angitte art, karakterisert ved at skjermen er utført i det minste delvis som en lukket hul konstruksjon som har inn-løps- og utløpsledninger henholdsvis fra og til primærfluidets kretsløp, og hvori kokningen finner sted.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det mulig å anvende den varme-energi som avgis i den termiske skjerm, til fordamp-ning av en del av primærfluidet. I denne hensikt er de deler som danner den termiske skjerm, anordnet på en slik måte at der dannes ett eller flere innesluttede rum som kokningen finner sted i, og som i det etter-følgende vil bli betegnet som «kokere». Slike innesluttede rum kan generelt ha en hvilken som helst form og dimensjoner og foreligge i et hvilket som helst antall. Kokeren har to funksjoner, nemlig å beskytte beholderen mot betråling og sikre over-føring av den varme som avgis i veggene, til primærfluidet som fordampes i kokeren. Det kretsløp som kokningen finner sted i, består hovedsakelig av en koker og av ledninger som forbinder denne med hoved-kretsløpet for primærfluidet, og som tjener til på den ene side å føre primærfluidum i væskeform bort fra hovedkretsløpet og på den annen side å føre det samme fluidum tilbake til hovedkretsløpet i form av damp.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse kan skjermen være anbragt nedenfor et væskenivå av primærfluidet og nedentil kommu-nisere med sirkulasjonssystemets væskerum, mens den øvre del kommuniserer med damprummet over væskenivået.. Kokeren blir isåfall matet fra den nedre del av skjermens hulrum, mens den damp som dannes i kokeren, føres inn i den øvre del av rummet.

Skjermen kan være forynt med anordninger til tilleggsoppvarmning, f. eks. elektriske mostander, rør hvorigjennem der strømmer et varmefluidum, og/eller kjernebrenselelementer anordnet inne i skjermen og utsatt for en fluks av neutroner utsendt fra reaktoren.

Kokningen i kokeren finner sted ved metningstemperaturen Ts for fluidet ved et trykk som er hovedsakelig lik det samlede trykk av primærfluidet i hovedkrets-løpet.

For at der lokalt i et kretsløp skal finne sted en kokning, er det nødvendig å ha til disposisjon en kuldekilde som kondenserer den dannede damp og således holder, det samlede trykk som hersker i fluidet, hovedsakelig lik metningstrykket ved fluidets temperatur. Kuldekilden kan være en hvilken som helst termisk masse med en temperatur som er lavere enn Ts. Den termiske masse kan f. eks. betå av en kondensator hvis kjølefluidum befinner seg utenfor reaktoren.

Oppfinnelsen vil nu bli beskrevet under henvisning til tegningen. Fig. 1 og 2 viser skjematisk kretser ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 viser skjematisk en kjernereaktor forsynt med en termisk skjerm i over-ensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse. På fig. 1 betegner 1 kjernen for en kjernereaktor hvorigjennem der strømmer primærfluidum, idet strømningsretningen er vist ved piler 2. Primærkretsen utgjøres av kjernen 1, en varmeveksler 3 og en sir-kulasjonspumpe 4. 5 betegner en termisk skjerm som danner et lukket rum eller en koker 6. Kokeren er forbundet med et lukket rum 8 ved hjelp av ledninger 9 og 10. Rummet 8 er forbundet med primærkretsen ved hjelp av ledninger 11 og 12. I sin øvre del inneholder rummet 8 en damp. En del av det primærfluidum i væskefase som tas ut fra rummet 8, føres gjennem ledningen 9 til den nedre del av kokeren 6. Takket være varmekilden 7 i kokeren 6 blir væsken bragt til kokepunktet, og dampen blir over-ført til rummet 8 gjennem en ledning 10, hvor den kondenseres. Diagrammet på fig. 2 viser en kjerne 21 for en kjernereaktor

som sender ut en stråling 22, så der unnslipper energi til en termisk skjerm 23 som danner et lukket rum eller en koker 24. Frir mærfluidet, hvis strømningsretning er visl ved piler 25, strømmer gjennem et kammei

26, en varmeveksler 27 og en sirkulasjpns-pumpe 28. En ledning 29 fører en del av primærfluidet i væskefase fra kammeret 26 til den nedre del av kokeren 24. Takket

være den varme som utvikles i den termiske skjerm 23, blir væsken bragt til kokepunktet, og dampen overføres til kammeret 26 gjennem ledningen 30. Dampen kondenseres i kammeret 26 ved hjelp av en kuldekilde 19. 18 betegner et renserør for kokeren 24. Ledningene 29 og 30 som fører henholdsvis væske og damp mellem kokeren 24 og kammeret 26, kan ha en hvilken som helst form og foreligge i et hvilket som helst antall. De kan eventuelt hver for seg være forsynt med en innretning, f. eks. separatorer eller avbøyningsplater, som gjør det mulig å unngå at fluidet i kokeren føres med av dampen.

Tilførselen av væske til kokeren kan finne sted ved hjelp av tyngdekraft, og matningsstrømmen bør svare til mengden av den. fremstilte damp. Det må naturligvis påses at fluidet i kokeren ikke skal kunne slippe ut gjennem mateledningene.

Den' krets som dannes av kokeren 24, kammeret 26 og ledningene 29 og- 30;. kan ha naturlig eller tvungen- sirkulasjon.

Det konsentrat som inneholdes'i kokeren 24, kan fjernes ved kontinuerlig, eller diskontinuerlig rensning ut til ett eller flere egnede rum.

I det etterfølgende vil der bli beskrevet

et ikkebegrensende utførelseseksemepel' på anvendelsen av den foreliggende oppfinnelse i en trykkvannsreaktor som reguleres ved endring av moderatorens1 sammenset-ning, og hvor primærvannet tjener- som moderator og kjølemiddeli Trykkholdérum-met kan antas å være plasert inne i den trykkbeholdér som inneholder- kjernen, hvorigjennem der passerer-en strøm av pri-mærvann som er forstøvet i trykkholderummet. På fig. 3 er reaktorbeholderen vist ved 31, kjernen ved 32 og trykkholdemm-met ved 33. 34 og 35 angir* varmevekslere, og 36 er hovedsirkulasjonspumper. En termisk skjerm som angitt ovenfor består av en ringformet hulkonstruksjon som omgir kjernen og er betegnet med<1>37. Trykkholderummet, som- samtidig- er kondénsasjons-kammer, er forbundet med kokeren- 37' ved hjelp av ledninger 38 og 39; Ledningen 39 er forsynt med en dampseparator-40. Kuldekilden i kondensasjonskammeret utgjøres av forstøvet vann (vist ved; 41). Det skal bemerkes at veggene og konstruksjonsma-terialet i trykkholderummet samt det: vann som er tilstede i bunnen av dette; også' kan betraktes som en kuldekilde. Rør 42 tillater utførelse av en rensning av det- kondensat

som oppstår ved fordampningen. Den termiske kjerm 37 dannes av yttervegger 43 og er innvendig forsynt med varme-ele-menter 44, slik at både veggene 43 og elementene 44 utgjør den termiske skjerm.

Det vann som skal renses, tas ut fra bunnen, av trykkholderummet 33 og strøm-mer ned i kokeren 37 gjennem ledninger 38 som følge av tyngdekraften. Væskestrøm-men er direkte avhengig av den damp-mengde som føres ut. Den væske som føres inn i kokeren 37, bringes til kokning ved berøring med elementene 44, og den fremstilte damp unnslipper gjennem ledningene 39. Ledningene 39 har en diameter som er avpasset etter den dampstrøm som svarer til den energi som utvikles i veggene 43 og elementene 44 ved stråling. Ledningene strekker seg opp over vann-nivået i trykkholderummet og er forsynt med en dampseparator 40 som gjør det mulig å sende tilbake til kokeren 37 den oppløsning som medføres av dampen. Dampen blir konden-sert i trykkholderummet hovedsakelig ved berøring med det forstøvede fluidum, som har en stor kontaktflate.

Kokeren er dessuten utstyrt med elektriske varmeelementer 45 som kan tilføre ytterligere varme hvis det finnes nødven-dig, og som tillater fortsettelse av fordampningen ved avstengning av reaktoren.

Det vil bemerkes at der i kretsen for det fluidum som skal fordampes, finner sted naturlig sirkulasjon. Den damp som dannes i kokeren, skilles fra væsken og de tilstedeværende forurensninger og føres over til trykkholderummet, hvor den kondenseres. Den væskenmengde som svarer til den damp som forlater kokeren, erstattes med væske som kommer fra trykkholderummet, som kokeren står i direkte for-bindelse med, idet det trykk som hersker i disse to innesluttede rom, er hovedsakelig det samme.

Claims (5)

1. Anordning ved kjernereaktor forsynt med en termisk skjerm som er anbragt rundt reaktorkjernen og nær reflektoren og fjerner en betydelig del av den fra kjernen utsendte strålingsenergi, og med et primærfluidum som sirkulerer gjennem reaktorkjernen, og som underkastes en behandling som innbefatter kokning, karakterisert ved at skjermen er utført i det minste delvis som en lukket hul konstruksjon, som har innløps- og utløpsledninger henholdsvis fra og til primærfluidets krets-løp, og hvori kokningen finner sted.

2. Anordning som angitt i påstand 1, karakterisert ved at skjermen er forsynt med anordninger til tilleggsoppvarmning, f. eks. elektriske motstander, rør hvorigjennem der strømmer et varmefluidum, og/eller kjernebrenselelementer anordnet inne i skjermen og utsatt for en fluks av neutroner utsendt fra reaktoren.

3. Anordning som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at skjermen er anbragt nedenfor et væskenivå av primærfluidet og nedentil kommuniserer med sirkulasjonssystemets væskerum, mens dens øvre del kommuniserer med damprummet over væskenivået.

4. Anordning som angitt i påstand 3, karakterisert ved en damputskiller i forbindelsen fra skjermen til damprummet.

5. Anordning om angitt i påstand 3 eller 4, karakterisert ved at væskenivået er væskeoverflaten i et trykkholderum for reaktoren.