SE428611B - Nodkylningsanordning vid kokarvattenreaktor - Google Patents

Description

»a 7910355-21 v50 55 2 *Figd 4 visar en detalj av nödkylningsventilernas styrsystem vid en utförings- form av uppfinningen som avviker från den i samband med fig 3 beskrivna. .

-På ritningama betecknar 1 reaktorhärden hos en kokarreaktor och 2 en i be- tong utförd trycktank som är dimensionerad för ett tryck på minst 5,5 MPa.

Tryck-bankens lock är .betecknat med 2' . Trycktanken 2 är anordnad i ett bassäng- utrymme äfsom bildats av betongväggar 4. Trycktanken 2 behöver ej direkt om- ' ges av vatten. Huvudsaken att vatten finnes i tillräcklig mängd i ett bassänugutrymme, beläget över härdens nivå. Bassängen fylld med vatten till en nivå. angiven av nivåsymbolen S. Den vattenfyllda delen av bassängen 3 anordnad ien grop i marken, t ex i berg, och omsluten t ex av ett tätt ler- lager 6, vars tjocklek är betydligt större än tjockleken av väggarna 4. Bassäng- utrymmet 5 är företrädesvis försett med en påfyllningsledning som står i för- bindelse 'med havet eller någon annan stor vattenreservoar. Éå fig 1 är en dylik påfyllning-sledning betecknad med 'I och försedd med en ventil 8 som styrs av en ejïvisad nivåvakt. Trycktanken 2 är utförd i armerad betong. har invändigt ett relativt tjockt vämeisolerande skikt 9 och innanför detta ett tunt metall- iskt foder 10. Vid normal drift är trycktanken 2 vattenfylld upptill en nivå som antydd med nivåsymbolen 11. Vattnet drivas med hjälp av ej visade cirku- lationspumpar genom härden1 som antytts med pilar. Även självcirbilation kan förekomma.. Den i härden utvecklade ångan passerar genom ångseparatom 12 och en dångtork 15 och lanmar därefter tryoktanlcen 2 genom ett flertal med en turbin förbundna ångledningar 14, vilka är försedda med var sin ångventil 15. Matar- vatten kommer in i trycktanken genom ett flertal matarvattenledzzingar -16, vilka är försedda med var sin matarvattenventil 17. På. ritningen ej visade, med hydraul- iska drivdon? försedda styrstavar är anordnade i ett fvattenfyllt utrymme 18 ovan- 7 för härden. Den del av 'oassängens 5 vattenfyllda utrymme som 'befinner sig på- större höjd än högsta punkten hos reaktorhärden 1, innehåller en vattenmängd “ som är större reaktortankens vattenmängd vid normal drift. mrycktankens 2 summera vägg är försedd maa mm: en öm nömqrlnmgsieaning 19 och med minst en nedre nödkylningslednizzg 20, vilka mynnar ut i bassängen 3 I via var sin ventil 19' , respektive 20', vilka är stängda vid normal reaktor-drift.

”Ventilerna 19' och 20' är manövrerbara med hjälp av var sitt hydrauliskt diffe- rentialstyrdon 23 respektive 24, på sådant sätt att ventilerna är stängda så länge en tryckdifferens, som tillföras vart och ett av styrdonen, ligger över ett visst värde, men öppnar helt när tryckdifferensen sjunker under detta värde. - i Dentillstyrdonen 25 och 24 tillförda tryckdifferensen åstadkommas av en utan- för :systemen '2 anordnas avkamnngspmp 22, vars ingångssiaa a: minnen nu en avkänningsledning 21, som utmynnar i trycktanken 2 på en nivå., som ligger under nomalnivån 11, men ej under den lägsta tillåtna vattennivån i trycktanken 2. 2G 50 55 . -_.,..«..~..- . v “vsfioáss-25 Nódkylningsledningen 19 är avsedd för utströmnande ånga, medan nödkylnings- ledningen 20 är avsedd för i trycktanken inströnnnande bassängvatten. Vid haveri skall så mycket ånga kunna strömma ut genom ledningen 19 och ventilen att åzxgtrycket i trycktanlren sjunker från normalt driftstryck till ett tryck som bara i liten grad, t ex med en skillnad på. 2 m vattenpelare skiljer sig från det hydrostatiska 'trycket på det ställe i bassängen 5, där nödkyl- ningsledningen 19 går genom trycktanlcens vägg. Jämför man detta. hydrcstatiska tryck med trycket på. det ställe i bassängen där nödkvlningsledningen 20 går genom trycktankens vägg, ser men att vatten strömmar in i trycktanken genom ledningen 20 när differensen mellan förstnämnda och sistnämnda tryck över- stiger äng-ans tryckfall genom ledningen 19 och ventilen 19'.

Den princip enligt vilken de hydrauliska differentialdonen 25 och 24 fungerar framgår av fig 5.

Vid normal drift går avkänningspzmxpen 22 kontinuerligt. Vart och ett av differentialdonen 25 och 24 tillföras via två. koncentriska ledningar 25 och 26 dels ett tryck Pr, som är trycket i reaktortrycktaziken 2 på. det ställe där reglerpxnnpledningen 21 mynnar ut i trycktanken, dels ett _ tryck Pt som är summan av Pr och ett tryck Ap som åstadkonmes med hjälp av avkäxmingspumpen 22. Trycket Pr tillföres de båda tryckdifferentialdonen 25 och 24 via ledningen 26 och trycket Pt via ledningen 25. Vart och ett av donen 25 och 24 består av en sluten, cirkulär, cylindrisk tryckbehållare 27 och en i denna innesluten, koaxiellt anordnad bälg 28, som är flexibel i axiell riktning. Bälgens 28 ena ändvägg är mekaniskt förbunden med en plan, cirkulär irmeryta hos behållaren 27 med hjälp av ett flertal fästklackar 29, medan bälgens andra ändvägg är försedd med en manöverstång 50 som är förd trycktätt genom tryckbehållarens vägg med hjälp av en till denna och manöver- stången fastsvetsad tätningsbälg 51. Hos var och en av differentialtryckdonen och 24 står tryckbehållaren 27 i hydraulisk förbindelse med ledningen 25, och bälgen 28 i hydraulisk förbindelse med ledningen 26. Vid normal reaktor- drift har varje bälg 28 ett invändigt tryck Pr, som är lika med trycket i reaktortrycktazxlcen 2 på. det ställe där avkännzmgsledningen 21 mynnar ut i denna, medan det utvändiga. trycket Pt på var och en» av bälgaina 28 är lika med Pr + Ap. Detta innebär att varje bälg 28 utsättas för en axiell kraft som är proportionell med Pt-Pr, dvs med pumptrycket Ap. Vid normal reaktor- drift är pumptrycket np konstant den dess värde iigger 1 området 2-25 at, företrädesvis 3-15 92 av angtz-ycket 1 trycktanken 2. ovannämnda. med mp- trycket proportionella kraft upptages till största delen av ventilen 19' resp 20', på, sådant sätt att ventilen hålles stängd. Varje manöverstång 50 .'10 30k 7910355-2 4 är förbunden med motsvarande ventil' med hjälp av en mekanisk koppling^19"- respektive 20" . ¿ När tryckdifferensen Ap minskar under ett visst värde- reduceras drag- kraften i var och en av manöverstängerna 30 så mycket att ventilerna 19' och _ ' öppnar. Till skillnad från ventilen' 19' öppnar ventilen 20' med- en viss för- dröjning. Detta åstadkonnnes med hjälp av en fördröjningsanordningsomfbestår p aven till behållaren 27 ansluten hjälptryckbehållare 32 i kombination med ett strypningsdon-Bá, anordnat i den tjockaste av de båda till differensdonet * 24 anslutna trycmeaningarna. njäiptryakbanåzlaran 32 innenanen en luft- kudde 35.

Om rörbrott skulle inträffa på. en ängledning 14 eller en matarvattenledningf f 16 kan vattennivån i trycktanken 2 komna att sjxmka väsentligt under normal- nivån 11. Om Wvattennivån sjzmker under en viss tillåten nivå, dvs så. lågt, att avkänningsledxxingens 21 insugningsöppning icke längre mynnar ut i vatten, inträffar en markant reduktion av utgångstrycket hos avkänningspumpen 22, dvs avftryckdifferensen Ap, med det resultat att den övre nödkylningsledning- ens 19 nedrylningnvantii 19* öppnar, van-via ånga husen i basaängvattnet nan kondenseras i detta. Efter ett kort tidsintervall (10-15 min) har så. mycket ånga blåst ut, att trycket i tryartanken 2 nan sjunkit från att namn-ande på. minst 5,5 MPa till ett värde som bestämmas av vattennivån 5 i bassängen 5, ann nn öppnar även den :anna_-jaa naarylningaventiien 205 van-via bannängvattan strömmar i trycktanken 2 genom den nedre nödlqlningsledningen 21 som antytt på fig 2.

Genom att ledningen 26 omslutes av ledningen 25 är den förra väl skïddad' mot rör-brott. Om ett rärbrott skulle inträffa på. ledningen 25 resulterar detta i att nödkvlningsventilema öppnas. e - En snabb ablåsning, dvs en hlåsning med relativt stor ångmängd per tidflênhetn ' *medför lätt' att det i trycktanken befintliga vattnet blir så. starkt uppblandat medfånga att det knappast finns någon väldefinierad gräns mellan vatten och ånga. vid beskrivning av det sätt på. vilket nödkyhzingen fungerar vid en reaktor enligt uppfinningen är det följaktligen inte tillräckligt att slå. fast att av- käzmarpumpens tryck reduceras starkt om vattennivån sjuke: under en viss Om det i tryckkärlet befintliga vattnet blir starkt uppblandat med ånga, är e detta, vid en reaktor enligt uppfinningen ett kriterium på att den beskrivna 50 .M _ .. _' - _ 1:, .ammar Jtwstml-“azn- i7šiozss-2 nödlçylningen bör utlöses och utlösning komer även att ske, eftersom trycket på utgångssiden hos avkännarpumpen 22 komer att reduceras starkt när av- kännarledningens mynning insuger en ånga-vattenblandning som endast vid grava störningar förekommer på. detta ställe.

När nödlqlningsventilerna har öppnat, och vatten strömmar in i trycktanken och ånga. ut på ovan 'beskrivna sätt, blir härden säkert kyld genom naturlig cirkulation mellan härd och bassäng. Reaktortanken görs så stor att härden i alla förekoande fall förblir täckt av vatten under hela nedblâsnings- förloppet och även efter nedblåsningen. Torrläggzing av härden, som är en förutsättning för härdsmälta, kan nu ske först sedan bassäng-ens vatten kokat bort. Bassängen görs så stor att torrläggning kan ske tidigast efter flera veckor. Om vatten tillföres genom ledningen 7 förhindras , torrkokzzing helt. Reaktortaxaken 2 förses företrädesvis med ett flertal övre nödlqrlningsledningar 19 och med ett flertal nedre nödlqrlningsled- ningar 20, under det att varje nödlqlningsledning förses med nödlqylnings- ventil och tillhörande differentialtryekdon. * I stället för det på. fig 5 visade arrangemanget kan man använda en något avvikande version, där avkännarpumpen 22 och ledningarna 21, 25 och 26 är anordnas i förhållande till varandra och realctortryektanken 2 som visat på fig 5, men där ett flertal, inbördes lika enligt fig 4 utförda nödlql- ningsventiler 56, är anordnade att styras med hjälp av en gemensam tryck- iufträila, som på sig 4 nu beteckningen 35. rrymurtkanan 35 kan 1amp- ligen vara ansluten till ett antal övre ooh till ett antal nedre nödlqrl- ningsventiler, varvid de senare är arxslutna till tryckluftkällan 55 via en gemensam fördröjningsanordning, som är utförd enligt samma princip som den på. fig 5 visade. Ventilen 56 har ett ventilhus 57 med två. urborrningar 58 och 59, varvid urborrningen 58 myrmar i bassängvattnet, medan urborr- ningen 59 är avsedd att anslutas till en nödkylningsledning. En ventiltall- rik 40 är via en manöverstång 41 förbunden med en manöverkolv 42, 90111 är anordnad i en manövercylinder 45. m fjäder 44 är anordnad att utöva en tryckkraft på undersidan av kolven 42. Vid normal reaktordrift är fjädern 44 hoppressad och ventilen stängd genom att tryckluft från källan 55 ger ett hålltryok på manöverkolvens- 42 översida.. Om avkämaarpumpens 22 tryck ap minskar under ett visst värde öppnar differensialtryckdonet 25 en ej visad tömningsventil hos tryckluftkällan 55, med det resultat att håll- trycket bortfaller, och samtliga till tryckkällan 35 anslutna nödkylníflëfl” ventiler öppnas .

Claims (4)

1. 79ïO355-2 - . »_._-.'-/..-., v.. - ._ . -.. V... .I . .......f».«-~...o...->. .-,-.<~u.._u...._» .._.-.. 6 Det under manöverkolven 42 befintliga tryckcylinderutrymmet är försett med en anslutning för manövertryck vid normal 'blåsníng och vid provning under drift .V V ' nom ovan-beskrivna mödlqflnimgsorimolpom innebar att temperaturen' m' gon i det av trycktanken omslutna utrymmet blir stor och kan äga rum på. mycket mott tid- Eftersom tryoktamkem a: om betong-tank som 1- likhet med kända 'betong-tanker är försedd med inre värmeisolation, kan trycktanken uthärda - den snabba. temperatur-ändringen. ' Förutom de *i samband med ritning-arna. beskrivna konstrulctionerna finns det andra tänkbara utföríngsformer av en reaktor enligtuppfinningen. I stället för det visade, med bälg utförda tryckdifferensdonet kan man t ex använda t i en tryckcdylinder med samma funktion. Och i stället för avkänningsplmpen 22 kan man använda en konventionell nivåmätningsanordxling. I PATENTHAV 1_.. lKokar-realctor innehållande en reaktorhärd (1) och en denna inneslutande tryoktaml: (2) som am försedd med minst om mömlodmsmg (14) för avglt-on ånga ooh minst en rörledrümg (16) för matarvatten och som vid .normal drift fylld med vatten upp till en viss normalnivå (11), under det att ångtrycket i trycktanken har ett i huvudsak konstant värde på minst 5 MPa, under det attonämmda tmyoktmuk är anordnad gå sådant sätt i förhållande till en vatten- reservoar _(5),fatt en ovanför reaktorhärden befintlig del av reservoarens vattenfyllda utrymme är större' än den i tryoktanken befintliga vattenvoly- men, k ä n n e t e .c k n a. d därav, att trycktank är utförd som en 'I i huvudsak hålcylindrisk kropp med vertikal axel och med ett inre välmeiso- lerande skikt (9) och ett radiellt :Lzmanför detta. anordnat metalliskt foder (10), att must om övre mödkylmimgmlodmimg (19), som i nämnda. tryoktamm (2) omymnar ut ovanför nämnda not-mamma (11), am förd genom tmyoktamkems vägg och anordnad att mynna ut i nämnda. reservoar via en* första nödkylnings- ventil (19'), medan minst en nedre, i trycktanken utmynnande nödlqlnings- ledning (20) är anordnad att myrma ut i nämnda reservoar via en andra nödkylningsventíl (20'),, varvid det ställe där nämnda nedre nödkylningsled- ning (20) går genom nämnda foder ligger lägre än motsvarande genomgtångs- _ ställe för nämnda övre mödkylmimgsledming (19), under det att nämnda första _ nödlqlningsventiler är försedda med var sin första. styranordnirlg (23) och 7910355-2 nämnda andra nödkylningsventiler med var sin andra styranordxxing (24), och att nämnda trycktanlc (2) är försedd med en nivågívare (22), som är anordnad att ge öppningssignal till nämnda första (23) och nämnda andra (24). styranordztingar vid en vattennivâ som ligger under nämnda normalnivå (11 ) men .över reaktorhärden.

2. Kokarreaktor enligt patentkrav 1, k ä. n n e t e c k n a d därav, att nämnda andra nödkylningsventiïez) (20') är anordnad(e) att manövreras med fördröjning på sådant sätt att ett öppnande av nämnda. första nödkylnings- ventil(er) (19') efter ett visst tidsintervall efterföljes av ett öppnande sv nämnas andra nöakyinmgsvsstmes) (2o' ).

3. 5. Kokarreaktor enligt patentkrav 1, k ä. n n e t e o k n a d därav, att minst es av nämde fars-ts (19') ssn minst ss sv nämde andra (2o') sami- ningsventiler är styrda med hjllp av minst ett med en första. (26) och en andra (25) hydraulisk manöverledning försett hydraulisk-t tryckdifferensorgan (25, 24) på sådant sätt att nämnda nadkyinmssvestiisr (193 em) är stängas. när differensen mellan trycken i de båda. manöverledningama (26, 25) hållas över ett visst värde, men öppnas när nämnda tryckdifferens sjunker under detta värde, oss att en svkässssisdsing (21) är dsssdssd stt med sin ess 'ände ntyzma. ut i nämnda tryekkärl (2) ovanför reaktorhärden (1) och nedanför nämnda nomalnivâ (11), medan avkännarledníngens (21) andra. ände är ansluten tm samsas första (26) mssöverlsdning samt t111 ingångssidan nos en utanför tryoktanken (2) anordnad avkännarpump (22), som med sin utgångssida är an- sluten till nämnda andra (25) manöver-ledning.

4. Kokarreaktor enligt patentkrav 1, k ä. n n e t e c k n a d därav, att nämnda nödkylningsventiler (19, 20) innehåller manöverdon för en ventiltall- rik (40) vilket manöverdon innehåller en fjäder (44) som ger en manöverkraft i ventilens öppningsriktning och en kolv (42) som påverkas av ett tryckmedim i ventilens (19, 20) stängningsrilctning, och att avtappníngsventiler för detta tryckmedium styras i beroende av vattennivån (11) i reaktorn, varvid för låg vattennivå initierar öpplnlng av nämda avtappningsventiler och därigenom öpp- ning av nödkylningsventilerna (19, 20).