SE424779B - Behallare for stralskydd och tryckdempning for ett sammanbyggt anggenererande kernreaktor - Google Patents

Description

i1o .so 'g 40 7803310-1 a 2 utsläpp vid ett kylmedelshaveri. Reaktorns kylmedelsutsläpp, i form av ånga och vatten, strömmar ut i primärutrymmet vid ett kylmedelshaveri, blandas med luften där och sätter avdelningen under tryck. En upp- sättning avloppsrör leder vanligtvis utsläppet från primärutrymmet till den tryckdämpande vätskebassängen. Rörens mynningar är nedsänkta i sekundärutrymmets vatten i avsikt att kondensera utsläppet, för att begränsa maximitrycket och temperaturen} Vattnet í tryckdämpnings- bassängen fungerar också som strålskärm.

Ett antal variationer av tryckdämpande och inneslutande system, som använder ovan beskrivna principer, är kända inom kärnkraft-7 teknologin. I några utföranden är behållarkärlet en fristående stål- cylinder ställd på högkant med ett huvudarbetsgolv ungefär halvvägs upp och som delar den i tvâ avdelningar. Ett ringformigt sekundär- utrymme bildas med hjälp av en andra cylindrísk mantel, placerad 'under arbetsgolvet lagom nära reaktorn och behâllarens vägg eller yttre cylindriska mantel. Den undre delen av sekundärutrymmet fylls med vatten och bildar en kondensatíonsbassäng. Det ringformade sekundär- utrymmet är avdelat i separata rum av vertikala skvalpplåtar, som sträcker sig upp från behållarens botten, och ett avloppsrör mynnar_i varje rum. Rummen är anordnade så att rörets mynning förblir nedsänkt under_fartygets rörelser, Emellertid är en luftficka vanligtvis anordnad ovanför kondensationsbassängen i sekundärutrymmet för att kompensera för komprimering av den luft som tvingas in i sekundär- utrymmet från primärutrymmet av reaktorns utsläpp under ett kylmedels- haveri. Under normal drift kommer tryckdämpningsvattnet att strömma fram och åter på grund av fartygets stampningar och rullníngar. Låg- trycksbrytbrickor i rören skiljer normalt primärutrymmet från sekundär- utrymmet i avsikt förhindra dämpningsvattnet att strömma till primär- utrymmet vid extrema krängnings- och_lutningsvinklar.V _ .u cBtt_huvudsyfte med behållarens konstruktion för ett sammanbyggt reaktoraggregat för fartygsinstallation är att erhålla maximalt skydd mot joniserande strålning från reaktorhärden med minimal vikt hos strålskärmen. Prímärskärmen omfattar allt material hos behållarkärlet och, enligt ovan, den ringformiga skärmen av vatten i kondensations- bassängen. Om en del av vattnet i sekundärutrymmet förskjuts i takt med fartygets stampningar och rullningar uppkommer en-diskontinuitet hos strålskärmon runt härdcn. Vid kända anordningar har'reaktor- -behållaren omgärdats med en tung biologisk betongskärm för att begränsa strâldoserna i omgivande fartygsutrymmen.

Uppfinningen avser en behållare och kondensationsanordning för en Zš 40 7805310-7 sammanbyggd reaktor.

Sekundärutrymmet, som har skvalpskott i sin övre del, har en betydligt mindre luftficka över kondensationsbassängen i avsikt att minimera diskontinuiteten hos strålskyddet av vattnet i bassängen under fartygets rörelser. Utrymmet är försett med anordningar för att upp~ taga verkan av den minskade luftvolymen ovanför kondensations~ bassängen.

Den totala behållaren är konstruerad för att tillfredsställa 7 de biologiska strålskyddskraven med användning av vattenfyllda dubbla väggar och övre täckanordningar.

Den bifogade ritnigen visar ett vertikalsnitt genom en ång- genererande reaktor som exemplifierar uppfinningen. Ritningen är schematisk och för enkelhetens skull har åtskilliga delar som ej berör uppfinningen utelämnats. Ritningen visar en föredragen utföringsform av en ånggenererande reaktor 10 med en vertikalt placerad trycktank 11 i en behållare 12, som har cirkulärt tvärsnitt. Trycktanken 11 utgör en behållare till en sammanbyggd ånggenererande reaktoranläggning (ej visad i detalj).

Behållaren 12 består av en yttre cylindrisk vägg 13 täckt av ett yttre övre lock 14, och en inre cylindrisk vägg 15 täckt av ett inre övre lock 16. En ringkammare 20 begränsas av de yttre och inre väggarna 13 resp. 15 och av det inre övre locket 16. En övre kammare 17 bildas mellan de inre och yttre locken 16 resp. 14 och den övre delen av ytterväggen 13. Det yttre locket 14 och det inre locket 16 är för- sedda med borttagbara sektioner 18 resp. 19.

En vertikal cylindrisk mantel 21 på litet radiellt avstånd runt den undre delen av trycktanken 11 samverkar med ett horisontellt golv 22 till att dela behållaren i två avdelningar, ett primärutrymme 23 och ett sekundärutrymme 24. En andra cylindrisk mantel ZS är placerad i sekundärutrymmet 24, radiellt mellan den cylindriska manteln 21 och den lägre delen av den inre behàllarväggen 15 och delar därmed sekundärutrymmet i en inre ringformig region 26 och en yttre ringformig region 27. Kondensationsbassängens vatten befinner sig-endast inuti den inre ringformiga regionen 26 upp till en nivå 30, så att det väsentligen fyller regionen. I utföringsexemplet sammanfaller inte centrumlinjen 51 hos trycktanken 11 med centrumlinjen 52 för behållaren 12. Fastän into väsentlig för uppfinningen är contrumlinjernas 51, 52 förskjutning till för att underlätta inplaccringcn av hjälputrustning (ej visad) i primärutrymmet 23. Cylindermanteln 21 är vid utförings- exemplet således inte koncentriskt omgiven av cylindermunteln 25. _ 30 ' 40 7803310-7 4 Ett flertal vertikalt anordnade perfererade tryckdämpningsrör 31, ,av vilka endast två 3lA, 31B är utritade för tydlighetens skull, är o i huvudsak placerade inuti den ringformiga regionen 26 och sträcker sig upp genom golvet 22 så att deras övre ändar mynnar i primärutrymmet 23. Den undre änden av varje tryckdämpningsrör 31 sticker delvis in i en ringhylsa 32, som är placerad däromkring med radiellt mellanrum för att tillåta förlängning av röret men hindra överdrivna sidorörelser.

Lågtrycksbrytbrickor 33 förseglar den övre änden av tryckdämpnings- rören. Den övre volymen av den ringformiga regionen 26 är runt om delad av skott 34, som sträcker sig nedåt från golvet 22 till en nivå under vätskenivån 30. Skotten 34 är runt om placerade mellan tryckdämpnings~ rören 31. Brytbrickorna 35 är placerade ovanför vattennivån 30ii den cylindriska manteln 25. En brytbricka 35 placeras normalt mellan I .varje par närliggande skott 34.

In- och utgående kylrörsförbindelser Sö resp. 37 mynnar i'den inre ringformiga regionen 26 och är anslutna till ett kylsystem (ej visat). Kylrören 36 resp. 37 är till för cirkulation och kylning av vattnet i kondensationsbassängen, som värms upp av värmestrålning från trycktanken och av absorbtion av gammastrålning från härden. _ Ett matarvatteninlopp 40 och ett ângutlopp 41 går igenom de yttre och inre behållarväggarna_l3 resp. 15, passerar primärutrymmet 23 och inií trycktanken 11. Fastän endast ett inlopp och ett utlopp är utritade skulle normalt ett flertal sådana rör vara fördelade runt trycktanken i hela behållaren.

En sluten kanal 42 går genom den yttre ringformiga regionen 27 och ansluter till en fluidumtät passage 43, som leder till en lägre rregion 44 under trycktanken ll. Instrumentledningar 45 från utsidan (ej visade) av behållaren är dragna genom primärutrymmet 23 till den e lägre regionen 44 och in i reaktorns botten via kanalen 42, passagen 43 och den undre regionen 44% _ I drift är reaktorhärden S0 placerad väsentligt under kondensa- tíonsbassängens vattennivâ 50 i den ringformiga regionen 26, som direkt omgärdar den lägre delen av trycktanken. Rummen 17 och-20 är vatten- fyllda för att ge biologiskt strâlskydd mot den joniserande strål- ningen frân reaktorhärden.

Vid tillämpningar för framdrivning av fartyg förebygger under normala förhållanden vattennivåns 30 höjd väsentligtuminskningen av strâlskyddet vid extrema Eartygslutningar och krüngvinklar skotten 34 i den övre delen av tryckdämpningsbassängen hindrar effektivt att luft ovanför vattennivân 30 förskjuts till den högre delen av den inre ring~ ' 7803310-7 formiga regionen under stampning eller rullning hos det fartyg vari reaktorn är inbyggd. _ Alla processanslutningar in till trycktanken 11 är utförda i primärutrymmet 23, trots att prímärutrymmet i början tar emot utsläppet vid ett kylmedelshavori. När trycket i primärutrymmet stiger brister brytbrickorna 33 och tillåter flöde av vätska och luft genom tryck- dämpningsrören 31 och in i kondensationsbassängen där kondenserbara gaser, som släppts ut från trycktanken, kondenseras. I den inre ring- formiga regionen ökas trycket i sin tur varigenom brickorna 35 brister ut mot den yttre regionen, varigenom tryckstegringen i den inre ring~ formíga regionen nvlastas.

Det övre rummet 17 är försett med anordningar (ej visade) för dränering. De centrala sektionerna 18 och 19 i de övre yttre och inre locken 14 resp. 16 är demonterbara för service, installationer och byte av huvudkomponenter och bränslebyte i reaktorn. ' Användningen av en dubbelväggig behållare med vatten mellan väggarna tillåter uteslutande eller väsentlig tjockleksreducering av den normalt använda biologiska betongskärmen (ej visad), och detta resulterar i en total minskning av behållarvíkten. Delningen av sekundärutrymmet och utnyttjande av den vattenfria yttre ringformiga regionen 27 resulterar i en ökad kondensationsbassänghöjd, som i si själv och i kombination med skotten 34 i den inre regionen förstärker "a a den strålskärm som utgörs av kondensationsbassängen.

Det inses av fackmannen att ändringar kan göras, t.ex. användning av sand som biologisk avskärmning i rummet 20. _ _ _ _ _ _ _ ....~..__-........_-_-

Claims (9)

7soss1o-7 1 6 Patentkrav I

1. Behållare för strålskydd och tryckdämpning för ett samman- byggt ånggenererande kärnreaktoraggregat, k ä n n e t e c k n a d av ett primärutrymme (23) med en trycktank (11), ett flertal kon- centriska väggar inneslutande åtminstone tre ringformiga rum (20, 27, 26) omkring primärutrymmet (23), ett första ringformigt rum (20) med behållaren för strålskydd, ett andra huvudsakligen torrt ring- formigt rum (27), ett tredje ringformigt rum (26) med ett sekundär- utrymme (ZH) för bortförande av fluider som från trycktanken (11) frisläppts till primärutrymmet (23), en vätskemängd, delvis fyllande det tredje ringformiga rummet (26), de övre ändpartierna hos de and- ra och tredje ringformiga rummen försedda med en inneslutning, och ett flertal skärmplåtar (BU) nedskjutande vertikalt från inneslut- ningen i det tredje ringformiga rummet (26) i vätskemängden och i omkretsriktningen indelande det övre partiet av det tredje ríngformiga 'rummet (26) i ett flertal segment.

2. Behållare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en yttre cylindrisk vägg (13) avslutad med ett yttre lock (14), och en inre cylindrisk vägg (15) avslutad med ett inre lock (16), den yttre cylindriska väggen (13) är radiellt skild från den inre cy- lindriska väggen (15) så att det första ringformiga rummet (20) bildas däremellan, och det inre locket (16) är skilt från det yttre locket (14) så att det bildas ett övre rum (17) däremellan och biologiskt strålskyddsmaterial är anordnat i det första ringformiga rummet (20) och det övre rummet (17). I

3. Behållare enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att det biologiska strålskyddsmaterialet utgöres av vatten.

4. Behållare enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att åt- minstone en röranslutning sträcker sig vertikalt genom en av delarna i den övre delen och ner i vätskemängden. _

5. Behållare enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att röranslutningen innefattar ett perforerat rör (31A, 31B),

6. ; Behållare enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar åtminstone en ringhylsa (32), och att varje röranslut- ning sticker delvis in i en av ringhylsorna (32), som har radiellt av- _stånd till densamma för att tillåta longitudinell expansion men före- bygga överdrivna sidorörelser hos röranslutningen, _

7. Behållare enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar åtminstone en brytbricka (33), och att den ände av det per- forerade röret (31A, 31B) som mynnar i primärutrymmet (23) är till- sluten av brytbrickan. 7 7803310-7

8. Behållare enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar ett flertal brytbrickor (33), och att åtminstone en av dessa är anordnad i väggen som delar sekundärutrymmet (2#) på ett ställe inom var och en av de övre omkretsdelarna.

9. Behållare enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att den innehåller instrumentanordningar, en ledning (H2), en fluidtät passage (43), en lägre region (#4) under trycktanken, där ledningar går genom det andra ringformiga rummet (27), och att den fluidtäta passagen utgör en förbindelse genom det tredje ringformíga rummet (26) och kommunicerar med ledningen (42) och den lägre regionen (HH), så att instrumentanordningarna (H5) kan dras från primärutrymmet (23) genom ledningen (42) och via passagen (H3) till den lägre regionen (HU). ÅNFÖRDA PUBLIKATIONER: