SE433271B - Kernreaktor for uppvermningsendamal - Google Patents

Description

7807529-8 2 Emellertid är bassängen vid en dylik reaktor öppen upptill, varför det ej är praktiskt möjligt att uppnå något väsentligt övertryck på vattnet.

Man har därför tidigare sökt finna enkla medel för uppnå- ende av det nödvändiga övertrycket.

Ett dylikt försök visas i franska patentskriften nummer 2 283 523.

Emellertid uppvisar dessa lösningar vissa nackdelar, och särskilt märkes svårigheten att upprätthålla detta övertryck in- om förutbestämda gränser vid ändringar av reaktorns driftspara- metrar.

Vid den nyssnämnda franska patentskriften beror exempelvis övertrycket av hur primärpumparna fungerar.

Syftet med föreliggande uppfinning är just att åstadkomma en värmealstrande kärnreaktor av pooltyp, där nyssnämnda nack- del kan undvikas, samtidigt som man erhåller diverse fördelar, särskilt med hänsyn till säkerheten.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom en kärnreaktor för uppvärmningsändamâl av inledningsvis nämnt slag, vilkenär ut- rustad såsom anges i den kännetecknande delen av krav 1.

Man tillförsäkrar därmed på fördelaktigt sätt vid en dy- lik reaktor ett övertryck på vätskan i reaktorkärlet genom en vätskekrets mellan reaktorkärlet och bassängen eller tryck- förhöjningskretsen, som funktionerar hela tiden och är obero- ende av vätskekretsloppet i reaktorkärlet eller primärkretsen för reaktorkärnans kylning.

Man kan likaså lägga märke till att på grund av en per- manent förbindelse mellan reaktorkärlet och bassängen åter- fyllning av reaktorkärnan snabbt erhålles,om reaktorkärlet skulle råka få sänkt tryck.

För att erhålla automatisk tryckreglering har reaktorn dessutom lämpligen styrmedel för reglermedlen för injektions- 7807529~8 strömningen jämte detektionsmedel för vätsketrycket i det nedre området eller reaktorkärlet, vilka påverkar dessa styrmedel.

I enlighet med ett föredraget utförande av uppfin- ningen kan vidare väggen mellan utrymmena bestå av ett av- delat utrymme, som står i förbindelse med det undre områ- det och begränsas av en vertikal ring och två horisontella väggar, en undre och en övre, varvid den vertikala ringen och den övre väggen står i kontakt med vätskan i det övre området. Vidare kan den vertikala ringen och den övre väg- gen ha sådana dimensioner och sådan termisk resistans, att de möjliggör värmeväxling mellan vätskorna i det undre och det övre området, motsvarande en procentandel av reaktorns termiska effekt mellan 0,5 och 1.

Genom de nämnda kännetecknen kan man evakuera kvar- stående effekt från reaktorkärnan, efter ett reaktorstopp, vilket snabbt uppnås genom att värmen upptages av vätskan i det undre området och överföres av denna till vätskan i det övre området, vilken senare naturligtvis måste ha sådana dimensioner, att den termiska trögheten är tillräcklig. En dylik borttransport av värme kan för övrigt uppnås utan att använda något mekaniskt organ, som erfordrar en yttre energi- käll i.

I enlighet med ett annat lämpligt kännetecken kan värmeväxlarna och pumparna anordnas vid en högre nivå än reaktorkärnans, så att man i det undre området, om pumparna stannar, erhåller cirkulation genom naturlig konvektion i kylningsvätskan.

I enlighet med en särskilt utföringsform kan reaktorn dessutom innefatta en gasackumulator, vars vattenparti står i förbindelse med det undre omrâdet.

Vid denna utföringsform kan man använda en förenklad tryckkrets med lång tidskonstant. Han kan lägga märke till att med en snabb tryckkrets, ackumulatorn blott är avsedd för att samverka med den tryckalstrande kretsen vid mycket stora variationer i vätskevolymen i reaktorkärlet, vilka har fel- eller olycksbakgrund.

I enlighet med denna utföringsform bör reaktorkär- nan företrädesvis vara omgiven med ett rör, varvid gasackumu- 78071529-8 latorn är monterad ovanför och en förlängning av röret ovan- för reaktorkärnan upptar och uppbär den detta utrymme genom- gående ackumulatorn.

Det må i klarhetens intresse angivas, att reaktorn bör ha minst två ledningar, varav den ena är försedd med de nämnda injektionsmedlen och medlen för injektionsströmnings- reglering. Emellertid kan reaktorn med fördel innefatta tre ledningar, varav en är försedd med nyssnämnda medel och de två andra ledningarna mynnar i respektive en högt och en lågt belägen zon i det övre området. Om sålunda en trycksänlcning leder till kokning av vätskan i reaktorkärlet, kan man efter hand få en vätskeströmning från bassängen till reaktorkärlet via den ledning som mynnar i den undre delen av den senare, medan ångan fortsätter att slippa ut via den ledning som myn- nar i den högre belägna zonen.

I enlighet med ett annat föredraget kännetecken kan reaktorn dessutom innefatta ett kärl, som står i förbindelse å ena sidan med. det övre området via de nämnda ledningarna och å andra sidan med det undre området, vilket kärl har så anordnade baffelplattor, att en kylvätskeström ej upprättas mellan det undre området ooh det övre området annat än vid en minskning av injektionsströmningen av vätska till det undre utrymmet. I Detta arrangemang medför den fördelen, att man kan begränsa de effektförluster, som hänger samman med den konti- nuerliga inmatningen och utmatningen, och vilka uppträder i märkbar grad endast vid uppvärmning av vätskan i det undre utrymmet.

Detta kärl kan vara så monterat, att det sträcker sig, med läcktät montering, genom överdelen av den horison- tella väggen, varvid översidan av denna behållare har minst två hål, genom vilka rören mynnar, och vid den undre änden hål, vilka mynnar i det nämnda utrymmet.

Vid en reaktor, där reaktorkärnan är omgiven av ett rör, vars förlängning ovanför reaktorkärnan uppbär en gas- aokumulator, kan detta kärl även vara anordnat vid överdelen av ackumulatorn och vid sin övre yta vara försedd med minst två hål, genom vilka de nämnda rören mynnar och vid sin underdel ha hål, som mynnar i den ringformiga passage, som 7807529-8 är avgränsad runt ackumulatorn genom förlängningen av det reaktorkärnan omgivande röret, och vilken ringformiga passage står i förbindelse med det nämnda utrymmet.

Uppfinningen avser även en regleringsanordning för trycket i en vätska befintlig i ett tätt rum, som kommunice- rar med en lagringsreservoar för vätskan.

Denna anordning omfattar en recipient, som dels står i förbindelse med den nämnda reservoaren via minst två led- ningar, benämnda den första och den andra ledningen, dels med det nämnda rummet, medel för injiceríng av vätska (fluid) till recipienten via den första ledningen och regleringsmedel för att reglera strömningshastigheten för injiceringen, och varvid recipienten är försedd med bafflar, så anordnade att en fluidström ej upprättas från rummet till reservoaren annat än vid minskning av injiceringshastigheten för fluid till recipienten.

Denna anordning är särskilt lämplig för att reglera trycket för en varm vätska, som skall avge sitt värmeinnehåll i en användningsanordning, t ex kylvätskan i härden till en värmeproducerande reaktor av tidigare nämnt slag. han kan -faktiskt därmed genom att tillförsäkra omedelbar àtercykling mot reservoaren av en del av den injicerade fluid, som ej behövs för att kompensera en minskning i vätszans tryck i rummet, åstadkomma en begränsning av utväzlingen av värme mellan den varma vätskan i rummet och den kalla vätskan i reservoaren, varvid exempelvis rummet och reservoaren kan be- stå av det undre respektive övre utrymmet i en reaktor av det slag som beskrivits ovan.

Närmare bestämt är dessa bafflar så anordnade i re- cipienten, att den däri via den första ledningen injícerade fluiden riktas mot den andra ledningen och motverkar en di- rikt strömning av vätska mellan var och en av ledningarna ooh det nämnda rummet. För att kunna fungera automatiskt är det lämpligt om regleringsanordningen har medel för styrning av reglermedlen, som reglerar injektionsströmningshastighe- ten samt medel för att detektera vätsketryoket i utrymmet, vilka påverkar dessa styrmedel.

I enlighet med ett föredraget utföringsexempel av ivaovszs-s r anordningen befinner sig recipienten åtminstone delvis inom det nämnda rummet.

Ytterligare kännetecken och fördelar i enlighet med uppfinningen och dess utföringsformer framgår tydligare vid läsning av beskrivningen av utföringsexempel av uppfinningen, vilka lämnas för att förklara uppfinningen utan begränsande avsikt. Fig. 1 visar en vertikal genomsnittsvy genom en reaktor. Pig. 2 visar en vertikal genomskärningsvy genom det parti av reaktorn, som motsvarar partiet Å i fig. 1, i en- lighet med ett första, föredraget utföringsexempel. Fig. 3 visar en vertikal genomskärningsvy genom partiet R i den i fig.t1 visade reaktorn, i enlighet med ett andra, föredraget utföringsexempel. lig. 4 visar en genomskärningsvy genom en reglerinåtanordningfiör reglering av trycket för en fluid, be- fintlig i ett tätt rum, som kommunicerar med en lagringsre- servoar för vätskan. Fig. Sa och 5b visar funktionen för recipienten i den i fig. 4 visade anordningen.

Av fig. 1 framgår att anläggningen ifråga befinner sig i en behållare 2, som är sluten undertill och öppen vid överdelen samt anordnad i en kassun 4 av betong och fylld med en kylvätska.

Behållaren 2 är avdelad medelst en skiljevägg 8, som uppvisar två horisontella väggar Bb och 8h samt ett vertikalt anordnat rör Sf, så att man får två avgränsade områden, ett övre område och ett undre område,varvid det undre området tillsammans med avdelningsväggen 8 bildar reaktorkärlet 10, som är avsett att innehålla primärkretsen för kylvätska till reaktorkärnan, vilken vätska i detta exempel utgöres av vat- ten, benämnt primärvatten, och där det övre omrâdet utgör reaktorbassängen 12, vilken även den är fylld med vatten.

Man kan lägga märke till att behållaren 2, som före- trädesvis är gjord av rostfritt Stål, är utförd i två distinkta delar 2b (sidoväggen till reaktorkärlet 10) och 2h (sidoväg- gen till bassängen 12), varvid båda vilfar Pi en betongmur 6, anordnad inuti kassunen 4.

Han kan även lägga märkåtill att avdelningsväggen 8 gjorts solidarisk med väggen 2b till reaktorkärlet 10 på god- tyckligt, känt sätt. Han urskiljer därmed ett stationärt bot- tenparti till reaktortanken 10, som kan undervatteninspekte- '7807529-8 F' ras, och ett överparti av reaktortanken, som kan borttagas för eventuell undersökning.

Reaktorkärlet 10 innefattar reaktorkärnan eller här- den 14, som består av bränslestavar eller liknande och omges med ett cylindriskt rör 16, som kan benämnas härdrör. Detta härdrör 16 är anordnat solidariskt vid underdelen med kär- lets 10 botten, på sådant sätt att det avgränsas en passage för styrstavar såsom den med referenssiffran 18 visade, och vid sin överdel med ett skorstensrör 17, som passerar genom avdelningsväggen S och är avsett för att upptaga och uppbära en gasackumulator 20.

Det betonas att detta härdrör 16 har hål 22 och 24, vilka är avsedda för respektive införande i reaktorkärnan av prinärvatten för kylning och för dess uttagning, varvid ut- matningshålen 24 är kopplade till en pump 26, som bringar kyl- vattnet i cirkulation och leder in det i utrymmet S.

I reaktorkärlet 10 finnes vidare värmeväxlare, såsom den i fig. 1 schematiskt visade värmeväxlaren 28, En reaktor, sådan som visas i fig. 1, kan exempelvis ha fyra värmeväxlare och fyra pumpar, anordnade omkretsvis i kärlet 10 runt om här- den. Naturligtvis är detta antal ej begränsande och beror bl a på storleken av reaktorns effekt.

Värmeväxlaren 28 visas schematiskt i fig. 1 med sin cylindriska yttervägg 30, inuti vilken primärvattnet cirku- lerar, inkommande via hålen 32. rå insidan av den oylindriska väggen 50 finner vi U- -formade rör, såsom 54, där vatten cirkulerar, benämnt sekundär- vatten, och vilket införes i vattenlådan 26 genom ledningen 58 och uttages därifrån genom ledningen 40. Han kan i fir. 1 läg- ga märke till att skforstensröret 17, som utgör en förläng- ning av härdröret 16, liksom den cylindriska väggen 30 till värmeväxlaren 26 är upphängda i väggarna 8b och Sh till skil- jeväggen 8.

Han kan vidare lägga märke till att vid den i fig. 1 visade utföringsformen av en reaktor, det för vatten avsedda partiet av gasackumulatorn 20 står i förbindelse med det om- råde av kärlet 10, som ligger innanför härdröret 16 via en öppning 44, upptagen i dess botten 42.

I enlighet med ett väsentligt kännetecken av uppfin- 7807529-8 8 r ningen har reaktorn en vattenkrets anordnad mellan kärlet 10 och bassängen 12, utgörande en tryckanordnande krets för pri- märvattnet i kärlet 10. Denna krets innefattar dels en led- ning, benämnd laddningsledning 46, som vid sin överdel myn- nar i bassängen 12 och vid sin undre ände i utrymmet 8, och denna ledning 46 är försedd* med en injektionspump 48 för in- tryckning av vatten från bassängen till reaktorkärlet, samt en ventil 50 för reglering av inj ektionsströmningshastigheten till reaktorkärlet via ledningen 46, och dels två ledningar 52 och 54, benämnda utmatningsledningar, och vilka vid sina nederändar mynnar i utrymmet 8 och vilkas ytterändar mynnar i bassängen 12 på olika nivåer.

Tryckanordningskretsen innefattar även, för att möjlig- göra automatiskíunktion, ett styrorgan 51 för ventilen 50, som påverkas av en tryckdetektor 49 för primärvattnets tryck i kärlet 10. Som kommer att förklaras mera i detalj nedan, är utmatningsledningen 52 ej helt nödvändig. Avsikten med denna är att åstadkomma en reguljär påfyllning av kärlet 10, om trycket på primärvattnet av någon händelse skulle sjunka.

Man kan likaså lägga märke till att i enlighet med ett kännetecken, det vertikala röret Sf och väggen 8h i skil- j j eväggen S, vilka företrädesvis är gjorda av rostfritt stål, över hela sin yta står i kontakt med vattnet i bassängen 12.

Han kan vidare lägga märke till att röret 8? och väg- gen 8h är beträffande dimensioner och värmeledningsförmåga så avjpassade, att en värmeutväxling är möjlig mellan primärvatt- net i kärlet 10 och vattnet iebassängen 12, motsvarande en procentandel av reaktorns effekt vid normal funktion, som ligger mellan 0,5 och 1. Vid en reaktor, där kärlet 10 och bassängen 12 har diametrarna omkring 10 respektive 11 meter, och deras höjd uppgår till vardera ungefär 9 meter, röret Se normalt har en höjd av omkring 1 meter. Som kommer att förkla- ras nedan, är denna värmeutväzcling särskilt lämplig för att möjliggöra en nödkylning av reaktorhärden, sedan denna stop- pats, utan att man för den skull stör reaktorns normala funk- tion.

Vidare kan man lägga märke till att man vid ett dy- likt sätt för nödkylning av reaktorhärden ej behöver ha något mekaniskt organ, som behöver drivas med en yttre energikälla, 7807529-8 eftersom pumparna 26 och värmeväxlarna 28 är anordnade på en högre nivå än kärnan 44, vilket efter det att pumparna stannat möjliggör cirkulation genom naturlig konvektion i primärvattnet.

Kylkretsens funktion i kärlet 10 eller primärkretsen fungerar på följande sätt. Vattnet kommer in i härdröret 46 via hålen 22 och går ut därifrån via hålen 24 efter att ha värmts vid kontakt med bränslestavarna (motsvarande). Vatt- net går sedan via pumpen 26 in i utrymmet 8 för att gå in i värmeväxlaren 28 via hålen 52. I denna värmeväxlare 28 av- ger vattnet sitt värme till det sekundärvatten, som cirku- lerar i U-rören 54. Vid utgången till värmeväxlaren 28 åter- går vattnet till härdröret 16 via hålen 22. han inser att reaktorns effekt normalt kommer att variera, i beroende av vilken effekt som användaren behöver, och detta medför variationer i temperaturen på primärvattnet, vilka i sin tur orsakar sammandragningar eller utvidgningar för primärkretsens vattenvolym.

Tack vare tryckpåläggningskretsen i reaktorn är det möjligt att vid dylika variationer av primärvattnets tem- peratur hålla trycket på primärvattnet inom förut bestämda gränser.

Tryckpåläggningskretsen fungerar pà följande sätt.

Under reaktorns funktion kommer reglerventilen 50 att i enlighet med temperaturvariationerna för primärvattnet för- ändra den injicerade vattenströmningens storlek i röret 46, så att trycket på primärvattnet i kärlet 10 hálles vid ett börvärde, motsvarande reaktorns normala funktion.

Vid en reaktor, där höjden på reaktorkärlet och på bassängen vardera uppgår till 9 meter, injiceras vatten från bassängen 42 till reaktorkärlet 10 via ledningen 46 under ett tryck av storleksordningen 8 - 9 bar.

Vid en sammandragning av primärvattnets volym er- fordras en ökning av injektionshastigheten, medan en utvidg- ning erfordrar en minskning därav.

Det är givet att insprutningen av en viss mängd vat- ten via ledningen 46 motsvaras av en utmatning av en viss mängd primërvatten från reaktorkärlet via ledningarna 52 och 54, med hänsyn till utvidgningen eller sammandragningen T3Û7529'8 f' av primärvattenvolynen, varvid ledningarna 52 och 54 uppvi- sar ett tillräckligt tryckfall.

På samma sätt kommer vid ett reaktorstopp, vilket medför sammandragning av primärvattenvolymen, en ökning av injektionsinströmningen att möjliggöra upprätthållande av primärvattentryoket vid ett givet värde.

Det är värt att nämna att efter ett normalt stopp eller ett säkerhetsstopp för reaktorn, det är lämpligt att bortföra den kvarstående effekten från reaktorkärnan 14. För att åstadkomma detta är det vanligt att antingen på bästa sätt använda de möjligheter till efiektabsorption som använ- daren har, eller att ha en extra kylkrets.

Enligt uppfinningen kan en säkerhetskylning av här- den.lïn@ligen leda till att överskottnvürmet uppsamlas av primärvattnet, vilket förmår cirkulera genom naturlig kon- vektion genom reaktorkärnan 14, varefter värmet från primär- vattnet övergår till bassängens 12 vatten via väggen Bh och röret Sf , ingående i skiljeväggen 8, varvid bassängen 12 är så dimensionerad, att den förmår uppsamla värmemängd under tillräcklig tid.

Det förtjänar vidare att nämna, att ackumulatorn 20 bidrar till tryckregleringen för vattnet i kärlet 10, för det fall tryckkretsen.har för lång tidskonstant. Om det vi-_ dare uppstår en funktionsincident för reaktorn, medförande variationer i primärvattenvolymen, vilka ligger utanför reg- lerintervallet för ventilen 50, så kan genom variationer i dess vattennivå primärvattentrycket i kärlet 10 hållas inom de förutbestämda gränserna, under tillräckligt lång tid för att slå av reaktorn, om detta är nödvändigt. Det kan vidare påpekas att vid en incident i tryckkretsen, en minskning av primärvattentrycket'åtföljes av dettas kokning, varvid den därvid alstrade ångan evakueras via utmatningsledningarna 52 och 54. När trycket på primärvattnet sjunker under trycket i bassängen, kommer denna att ånyo förse kärlet med vatten via ledningen 54, samtidigt som ångan fortsätter att strömma ut via utmatningsledningen 52.

Genom att det finns två utmatningsledningar 52 och 54 får man därför en likformig âterfyllning av kärlet 10, efter- som tryckfallet i ledningen 54 ej förhindrar en tillfreds- '7807529-8 11 F' ställande återmatning av vatten till kärlet 10.

Han ser vidare att när tryckkretsen fungerar på be- skrivet sätt, en viss primärvattenmängd, vars temperatur överstiger temperaturen för bassängen, kommer att evakueras till denna.

I fortsättningen kommer vfiatt kalla primärvattnet i kärlet 10 för "varmt" vatten och vattnet i bassängen 12 för "kallt" vatten.

Man inser att tryckregleringen genom tryckkretsen kommer att leda till en viss effektförlust. Följaktligen har de ßöredragna utförandena av reaktorn, àtergivna i fig. 2 och 3, slrskilda anordningar, varigenom effektförlusterna kan miu;has i största möjliga grad.

Dessa anordningar består väsentligen av en recipient, som står i förbindelse med kärlet 10 och med bassängen 12 via minst endera av ledningarna 52, 54 och ledningen 46, samt är försedd med baffelanordningar, så anordnade, att de ej till- låter att det uppstår en ström av "varmt" vatten från kärlet mot bassängen 12 annat än vid minskning av injicerings- hastigheten för det genom röret 46 inkommande vattnet.

Nan ser i fig. 2, som motsvarar partiet A i den i fig. 1 visade reaktorn, den zon av skiljeväggen 8, som lig- ger mellan väggen 16 till ackumulatorn 20 ooh väggen 50 till värmeväxlaren 28.

Han ser i denna figur att en reoipient 58 är monte- rad med tätning i den övre väggen 8h till skiljeväggen S, och denna recipient har vid sin överdel två hål 60 och 62, där ledningen #6 och utmatningsledningen 54 mynnar, och att vid underdelen mynnar hål 64, som mynnar i skiljeväggen.

Vidare finnes bafflar 66, som är vinkelräta mot sidoväggarna och anordnade att styra det vatten som inji- ceras genom hålet 60 mot hålet 62 och att motverka direkt strömning av vatten mellan hålet 60 och hålen 64.

En recipient 58 som den beskrivna fungerar sålunda på följande sätt. Vid ökning av injiceringshastigheten för vattnet via ledningen 46 kommer bafflarna 66 att avböja den införda vattenströmmen i enlighet med pilen f från hålet 60 mot hålet 62, så att blott en andel av den injicerade vätske- strömmen,motsvarande den vätskeström som behövs för att kom- 7807529-8 12 Fpensera en sammandragning av primärvattnets volym, passerar förti de hindrande bafflarna i enlighet med pilarna f' och vidare till utrymmet 8.

När hastigheten för vatteninjiceringen via ledningen 46 minskar, kommer bafflarna att medföra att man får en di- rekt evakuering via hålet 52 i enlighet med pilen f av allt det injicerade vattnet, samtidigt som en primärvattenström då erhålles utefter bafflarna från hålen 64 mot hålet 62 i en- lighet med pilarna í".

Han ser därför att insättandet mellan bassängen 12 och reaktorkärlet 10 av recipienten 58 möjliggör en minsk- ning av effektförlusterna vid tryckregleringen, genom att man å ena sidan undviker ett utbyte av "varmt" vatten från primärkretsen mot "kallt", injicerat vatten, samt å andra sidan blandning genom turbulens av "kallt" vatten från re- cipienten med primärvatten.

I fig. 5, som motsvarar partiet B i den i fig. 1 visade reaktorn, ser man hur skiljeväggen 8 till kärlet 10 passeras av ackumulatorn 20.

I denna figur ser man att en platta 21, som är soli- darisk med väggen till ackumulatorn 20, vid överdelen av denna avgränsar en recipient 58', avsedd att fullgöra samma funktioner som recipienten 58 i fig. 2.

Man ser att denna ackumulator 20 vid översidan har hål 68a, 68b och 68c, där ledningarna 46, 52 och 54 mynnar, samt att plattan 21 vid sin kant har hål 25, vilka mynnar i en ringformig passage, som avgränsas runt ackumulatorn 20 av skorstensröret 17, vilken passage har förbindelse med ut- rymmet 8 via hål 72, varigenom man i passagen 70 kan erhål- la en cirkulation av varmt vatten i form av en liten andel av pumparnas strömningshastighet.

Vidare har recipienten 58' bafflar 7¶, som är på lämp- ligt sätt anordnade mellan hålen 68a, b, c och 25.

Vid detta alternativa utföríngssätt enligt fig. 5 kommunicerar vattendelen av ackumulatorn med recipienten 58' via en ledning 74.

I fig. 4 visas en tryckregleringsanordning för en varm vätska, innesluten i ett tätt rum 102, och som är avsedd att upptaga värmemängd från en värmekälla och avge en del av det erhållna värmet till en användningskrets 104. 7807529-8 Han ser att rummet 102 står i förbindelse, via en led- ning 106, med en reservoar 107, som är öppen uppåt och inne- håller vätska Ef eller kall vätska, som bara skiljer sig från vätskan 30 i det slutna utrymmet 102 genom olika temperatur och tryck.

Regleranordningen i fig. 4 består väsentligen av en svätskekrets mellan reservoaren 107 och det slutna utrymmet 102, med en recipient 118, varvid ledningen 106 vid sin und- re ände via hålet 126 mynnar i recipienten 118, och en led- ning 108, som vid ändarna mynnar i reservoaren 108 respek- tive i recípienten 118 via hålet 124, varvid ledningen 108 är försedd med en pump 110 för injicering till rummet 102 av en del av vätskan šf, jämte en reglerventil 112 för in- jektionsströmmen av kall vätska Ef till rummet 102.

I Den nämnda vätskekretsen innefattar likaså, för att möjliggöra automatisk funktion, ett styrorgan 114 för ven- tilen 112, vi ket påverkas av en tryckdetektor 116 för vätskan Zc.

Han ser att recipienten 118, som är tätt monterad i väggen till rummet 102 och vid sin underdel har hål 120, är försedd med en samling bafflar, vilkas funktion kommer att beskrivas.

Den nyss beskrivna anordningen möjliggör upprätt- hållande av trycket på den varma vätskan i rummet 102 inom bestämda gränser, oavsett variationerna i dess temperatur, exempelvis kring ett börvärde, vid vilket den förblir vid vätskeform, därest dess temperatur, som är en funktion av värmebehovet i kretsen 104, överstiger kokpunkten vid atmo- sfürstryck. keglerventilen 112 kommer att i enlighet med tempe- raturvariationerna för vätskan 50 ändra insprutningshastighe~ ten för vätskan if via ledningen 108 till recipienten 113 och därmed till rummet 10?, så att man upprätthåller trycket för vätskan 50 nära ett börvärde. En sammandragning av vütskevolymen 30 nödvändiggör sålunda en ökning av injek- tionshastigheten via röret 108, medan en utvidgning nöd- vändiggör en minskning av injektionshastigheten.

Recipienten 118 är insatt i tryckkretsen mellan det 7807529-8 14 r slutna utrymmet 102 och reservoaren 107 på sådant sätt, att en injektion av en viss mängd vätska Ef ej motsvaras av en utmatning av en viss kvantitet vätska šc, annat än vid en utvidgning av denna. Hed andra ord är avsikten med recipien- ten att maximalt minska värmeförlusterna vid tryckregleringen av vätskan šc.

För att uppnå detta är baíflarna 122 till kärlet 118 så anordnade, att man ej får någon strömning av vätska Zc i det slutna utrymmet 102 mot reservoaren 107 annat än vid minskning av injektionshastigheten för vätskan šf.

Närmare bestämt är dessa bafflar 122, vilka är vin- kelräta mot recipientens 118 sidoväggar, så anordnade, att vätskan Ef, som insprutas i recipienten 118, genast vid in- trädet i denna, riktas från hålet 124 mot hålet 126, samt motverkar en direkt strömning av vätska mellan hålet 124 och ett vart av hålen 120.

Verkningssättet för recipienten 118, som visas i fig. 5a och 5b, är identiskt med det för recipienterna 58, 58' i fig. 2 och 5 beskrivna. Vid en ökning av insprutningshastig- heten av vätska Ei via ledningen 108 (fig. Ba) kommer så- lunda den översta baffeln 122a att avböja den injioerade vätskeströmmen šf i enlighet med pilen F från hålet 124 mot hålet 126, så att blott en liten del av den injicerade vätskeströmmen, motsvarande den nödvändiga mängden för att kompensera en sammandragning av volymen av vätskan šc, passerar bafflarna 122 i enlighet med pilen F'.

När injektionshastigheten för vätska šf minskar, kommer baffeln 122a att tillförsäkra direkt utmatning via hålet 126 i enlighet med pilen F för hela den injicerade vätskemängden šf, i vilket fall man får en strömning av varm vätska 50 förbi bafflarna 122 i enlighet med pilen F", från hålen 120 mot hålet 126.

Recipienten 118 möjliggör sålunda en minskning av värmeförlusterna vid tryckreglering, därigenom att man à ena sidan undviker ett utbyte av varm vätska Bo mm kall vätska šf och å andra sidan väsentligen eliminerar bland- ning genom turbulens av vätska i recipienten och vätska i rummet.

Claims (10)

-- 7807529-'8 Iš Patentkrav

1. Kärnreaktor för uppvärmningsändamål, som omfattar ett kärl (2), fyllt med vatten såsom kylvätska och uppdelat medelst en horisontell vägg (É) i ett övre omrâde (12) och ett undre om- råde (10), vilket innehåller reaktorns härd (14), minst en värmeväxlare (28), minst en primärpump (26) för cirkulering av en del av kylvätskan mellan en utgång (24) och en ingång till reaktorhärden och via värmeväxlaren, samt medel för upp- rättande av ett övertryck i det undre området, k ä n n e - t e c k n a d av att nyssnämnda medel omfattar minst två rör (46, 52, 54), vilka med sina båda ändar mynnar i det undre och det övre området, varvid ett av rören (46) har minst en pump (48) för insprutning av en del av vätskan från det övre området till det undre området och för att därigenom upprätta över- trycket i det undre omrâdet, oberoende av primärpumpens till- stånd, vilket nyssnämnda rör dessutom är försett med medel (50) för att reglera insprutningshastigheten av vätska till det und- re området, vilka reglermedel är aktiverade av styrmedel (51) anordnade att styras av en signal alstrad av medel (49) för detektion av vätsketrycket i det undre området.

2. Kärnreaktor enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den nämnda, horisontellt anordnade väggen består av ett utrymme (8), som står i förbindelse med det undre området och avgränsas av ett vertikalt skal (8) och två horisontella väggar, varav den ena är anordnad undertill (8b) och den andra övertill (8h), och varvid det vertikala skalet och den övre väggen står i kon- takt med vätskan i det övre omrâdet och med hänsyn till dimen- sioner och termiskt motstånd är så anordnade, att en utväxling av värme är möjliggjord mellan vätskorna i det undre och det övre området, vilket motsvarar en procentandel av reaktorns termiska effekt, som ligger mellan 0,9 och 1.

3. Kärnreaktor enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att de nämnda pumparna (48) och värmeväxlarna (Ed) är anordnade vid en nivå, som ligger över reaktorhärdens #14) nivå, varvid vär- meväxlarnas ingång och pumparnas utgång mynnar i det nämnda ut- rymmet (8). 2 vsovszs-s Ab

4. Kärnreaktor enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att den innefattar tre rör, varvid ett av dessa rör är försett med nämnda insprutningspump (48) och reglermedel och de två andra rören (52, 54) mynnar med var sin ände i det övré'området (12) vid en lägre respektive en högre nivå.

5. Kärnreaktor enligt något av krav 1 - 3, k ä n n e t e c k - n a d av att däri ytterligare ingår en gasackumulator (20), vars för vatten avsedda parti står i förbindelse med det undre området (10).

6. Kärnreaktor enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att dess hära (14) är omgiven av' en cyiinarisk manual (16) och att gasackumulatorn (20) är monterad ovanför härden, varvid en förlängning av nyssnämnda mantel ovanför härden är anordnad att upptaga och uppbära ackumulatorn, vilken genomgår skiljeväggen.

7. Kärnreaktor enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a dl av att däri ingår en recipient (58, 58'), som står i direkt förbindelse med det undre området (10) samt med det övre utrymmet via de nämnda rören, varvid recipienten är för- sedd med däri så anordnade bafflar (66, 71), att en ström av kylvätska är förhindrad att uppstå från det undre omrâdet till det övre området med undantag av det fall, då en minsk- ning föreligger av injektionsströmmen av vätska till recipi- enten.

8. Kärnreaktor enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att recipienten (58, 58') är tätt monterad så att den genom- tränger den övre vä99en (8h) till den nämnda horisontella väggen samt pâ_sin översida uppvisar minst tvâ hål (60, 62; 68a, 68b, 68c), där de nämnda rörfin (46, 52, 54) mynnar och vid sin underdel har hål (64, 23), vilka mynnar i det nämnda utrymmet (8).

9. K@ealctorenlig'tkrav8, kännetecknad av att 7807529-8 reaktorhärden är omgiven av en cylíndrisk mantel (16) och över süqhar en gasackumulator (20), vars vattensektion kom- municerar med det undre området (10) och recipienten (58') är placerad i den övre delen av ackumulatorn, varvid hålen (23) vid nederänden-av recipienten öppnar sig mot en ring- formig passage (70) som är avgränsad runt ackumulatorn ge- nom kärnmantelns förlängning, och den ringformiga passagen kommunicerar med det nämnda utrymmet (8).

10. Känzreaktorenligtkrav9, kännetecknad av att gasackumulatorns (20) vattensektion kommunicerar med behållaren.