SE451516B - Huvudangledning i en kernreaktor - Google Patents

Description

10 451 516 2 termiska nivåer. ökningen av det termiska neutronflödet åstadkommer en motsvarande ökning av kärnreaktionshastig- heten, vilket får kärnbränsleelementens temperatur att uppnå en oacceptabelt hög nivå. Som en konsekvens av detta ökar temperaturen hos kylmedelsmoderatorn i härd- kanalerna dramatiskt, vilket leder till en ytterligare ökning av tryckkärlstrycket. _ Ändamålet med föreliggande uppfinning är att dämpa en tryckvåg, som uppstår i den rörledning, som matar ånga till en turbin från ett ånggeneratortryckkärl, när en huvudångventil stänges.

Detta ändamål uppnås med en huvudångledning, vars särdrag framgår av efterföljande patentkrav 1.

Uppfinningen kommer nu att_beskrivas närmare nedan med hjälp av ett utföringsexempel under hänvisning till medföljande ritningar.

Fig 1 visar schematiskt en kärnreaktorstation av kok- vattentyp, vid vilken en huvudångledning enligt förelig- gande uppfinning utnyttjas. " Fig 2 visar ett diagram över tryckvågsdämpningseffek- ten hos en ånguppsamlare som funktion av dennas place- ring.

Fig 3 visar ett diagram över nämnda behållares tryck- vågsdämpningseffekt som funktion av behållarkapaciteten.

Fig 1 visar ett tryckkärl 10, som innehåller ett kyl- medel ll och en härd 12 innefattande bränsleelement och tillhörande kylkanaler, vilket är väl känt för fackmannen.

En styrstav 13 styr reaktionshastigheten i härden 12.

Kylmedlet 11 upphettas i härden 12 och ånga produceras och samlas i tryckkärlet 10. Ångan strömmar från kärlet till en turbin 14 via en huvudângledning 15. Turbinen 14 drivs medelst ångan och driver i sin tur generatorn 16, som är drivansluten till turbinen 14 för alstring av elektricitet. 7 I föreliggande utföringsexempel är huvudångledningen sammansatt av en rörledning 17, en huvudångventil 18 och en ånguppsamlare eller dämpbehållare 19. Rörledningens in» 451 516 3 17 ena ände är ansluten till tryckkärlet 10 och dess andra ände är ansluten till turbininloppet. Huvudångventilen 18 är placerad i rörledningen 17 mellan tryckkärlet 10 och turbinen 14. Behållaren 19 är placerad i rörledningen 17 mellan tryckkärlet 10 och huvudångventilen 18, Behållaren 19 visas schematiskt i fig 1. Ideellt sett bör behållaren 19 konstrueras för dämpning av den tryck- våg, som alstras i rörledningen 17, när huvudångledningen 18 stänges, under kortast möjliga tid. Absorptionen eller dämpningseffekten hos behållaren 19 på tryckvågen beror på både behållarens 19 volymkapacitet och placeringen av behållaren 19 i förhållande till huvudångventilen 18.

Företrädesvis bör sträckan L i meter mellan behålla- ren 19 och huvudventilen 18 göras mindre än A-Tv, där A är ljudets utbredningshastighet i ångan i meter/sekund och där Tv är den kortaste stängningstiden av huvudång- i sekunder. Således är Tv tiden från pâbörjan- fullbordandet av huvudångventilens stängnïngs- ventilen det till förlopp. Även om huvudångventilen stänges snabbt, när turbi- nen l4 eller generatorn 16 befinner sig i ett abnormt' tillstånd, kommer för huvudångledningen enligt förelig- gande uppfinning ökningstakten hos trycket i tryck-_ kärlet 10 på grund av tryckvågen i rörledningen 17 att vara mycket liten.

Tryckvågen från huvudångventilen 18 dämpas genom reflektion och absorption i behållaren 19. Tack vare kapaciteten och placeringen av behållaren 19 kan tryck- vågen således effektivt dämpas.

Effekten av och fördelarna med föreliggande uppfin- ning kommer att förklaras genom nedan redogjorda experi- ment utförda i en simulerad huvudångledning och beräkningar erhålles enligt en beräkningsmetod (“method of characteris- tics“). Under dessa experiment hölls huvudångventilens 18 stängningstid Tv, fluidumets temperatur och flödeshastighet konstanta. Ökningstakten hos trycket i tryckkärlet 10 bestäm- des 9%nom ändring av behållarens 19 placering längs rör- 451 516 4 ledningen l7. Fig 2 visar ett resultat av detta. I fig 2 visar abskissan förhållandet mellan sträckan L mel- lan behållaren 19 och huvudångventilen och rörledning- ens l7 längd LB mellan tryckkärlet l0 och huvudång- ventilen 18. Ordinatan är förhållandet mellan ökningen i tryck P i det simulerade tryckkärlet och det stationära trycket PB i rörledningen; I fig 2 är den med X beteck- nade kurvan resultatet av en beräkning enligt nämnda beräkningsförfarande och cirklarna är mätvärden.

Av fig 2 framgår att om sträckan L mellan behållaren 19 och huvudångventilen 18 är liten, reduceras väsentligt den tryckökning i tryckkärlet l0, som härrör från tryck- vågen. Värdet 0,25 på abskissan visar tydligt placering- ens inverkan på behållarens dämpningseffekt. Produkten mel- lan A och Tv dividerat med LB för experimentanordningen blev i stort sett 0,25. Följaktligen visar fig 2 att om behållaren kan placeras på en sträcka L från huvudång- ventilen, där L är mindre än A~Tv, maximeras tryckdämp- ningseffekten av behållaren 19. Följaktligen kan tryck- ökningen i tryckkärlet 10 hållas på en mycket låg nivå. Även fig 3 uppnåddes som resultat av experiment.

Fig 3 visar förhållandet mellan ökningen i tryck i tryck- kärlet l0 och behållarens l9 volymkapacitet. Abskissan visar förhållandet mellan behållarens 19 kapacitet V och rörledningens 17 kapacitet VB exkluderat behållarens 19 kapacitet och ordinatan är förhållandet mellan ökningen i tryck P i det simulerade tryckkärlet och det stationära trycket PB_i rörledningen. Den med X betecknade kurvan i fig 3 är beräkningsresultatet, som erhållits med nämnda räknemetod och cirklarna utgör experimentella mätresultat.

Fig 3 visar att förmåga hos behållaren att undertryc- ka en ökning i tryck hos tryckkärlet ökar om behållarens kapacitet göres stor. '-1

Claims (1)

10 15 -451 516 PATENTKRAV Huvudàngledning för transport av ånga från ett tryck- kärl till en turbin i en kokvattenkärnreaktor, vilken ledning innefattar dels en rörledning, som förbinder tryckkärlet med turbinen, dels en huvudångventil för snabbt stoppande av ângflödet, som matas till tubinen via rörledningen, varvid huvudàngventilen är placerad i rörledningen mellan tryckkärlet och turbinen, dels en ånguppsamlare (19) för dämpning av den tryckväg, som uppstår i rörledningen (17), när huvudångventilen (18) stänges snabbt, och för undertryckning av ökningen i tryck i tryckkärlet (10) på grund av tryckvågen, var- vid ånguppsamlaren är placerad i rörledningen mellan huvudàngventilen och turbinen (14), k ä n n e t e c k - n a d därav, att avståndet mellan ânguppsamlaren (19) och huvudångventilen (18) är mindre än A-Tv, där A är ljudets utbredninqshastighet i ångan och Tv är huvudång- ventilens stängningstid.