SE508996C2 - Kärnreaktoranläggning - Google Patents

Description

l5 508 996 tennivån i reaktortanken hamnar under reaktorhärdens nivå.

Om vidare de öppningar och passager, som normalt finns i inneslutningen in till utrymmet under reaktortanken, inte är riktigt tillslutna kommer det vatten som läcker ut ur reaktortanken dessutom att försvinna ut ur inneslutningen.

Det skall noteras att under avställning och revisionsarbete är dessa öppningar och passager normalt öppna för att ge tillträde åt underhållspersonal och transport av material. skulle det reaktorhärden Vid en sådan vattenförlust i reaktortanken således kunna inträffa att temperaturen i stiger till en sådan nivå att härden smälter vid en öppen reaktorinneslutning.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att undanröja ovan nämnda problem och närmare bestämt att tillhandahålla en re- aktoranläggning med vilken vattenförlust i reaktortanken på ett säkert och passivt sätt kan förhindras.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna kärnreak- toranläggningen som kännetecknas av att inneslutningen är så utformad att primärutrymmet är fullständigt tillslutet mot omgivningen åtminstone upp till en nivå som motsvarar reak- torhärdens högst belägna del och att det övre utrymmet är inrättat att hysa en volym av en vätska, vilken volym är tillräckligt stor för att medge fyllning av primärutrymmet med nämnda vätska till en nivå som sträcker sig upp till Eftersom helt inte uppvisar åtminstone reaktorhärdens högst belägna del. inneslutningen i enlighet med uppfinningen är tillsluten i sin nedre del och där således nâgra öppningar eller passager förhindras det vatten som vid ett missöde eventuellt kan läcka Lu: i primärutrymmet från att lämna inneslutningen under härdens högst belägna del.

Eftersonl det öppningsbara lockarrangemanget avlägsnas när 508 996 underhåll strömma ner i reaktoranläggningen avställs för revision och kommer vätskan i det övre utrymmet att reaktortanken. Med den i det övre utrymmet tillgängliga vätskevolymen är det således möjligt att säkerställa att reaktorhärden alltid komer att befinna sig i vätska även om reaktortankens botten skulle vara öppen. Således kan man med de uppfinningsenliga åtgärderna på ett helt passivt sätt, kraft förhindra friläggning av reaktorhärden. dvs utan att någon yttre eller åtgärd behöver tillgripas, Enligt en utföringsform. av 'uppfinningen begränsas primär- utrymmet nedåt av ett golvorgan och av en grop som är öppen uppåt och sträcker sig nedåt från golvorganet, varvid reak- tortanken åtminstone delvis är anordnad i gropen. På så vis kan den volym av primärutrymmet vilken omger reaktortanken reduceras. Därvid är med fördel reaktortanken anordnad i primärutrymmet på så sätt den sträcker sig så långt ned i gropen att reaktorhärdens högst belägna del befinner sig i gropen nedanför golvorganet. En sådan grop kan definieras av ett bottenparti och ett väggparti vilka fullständigt avgrän- sar gropen från omgivande delar av inneslutningen upp till den nivå vid vilken golvorganet befinner sig. På så vis kom- mer gropen att vara helt tillsluten mot omgivande delar av de utrymmen som befinner sig i inneslutningen, dvs gropen saknar passager genom 'vilka vatten, sonl vid ett missöde eventuellt läcker ut, kan lämna gropen. Däremot kan åtmins- tone en transportpassage sträcka sig nællan gropens nedre del och den del av primärutrymmet som befinner sig ovanför golvorganet. En sådan transportpassage kan innefatta medel för transport av människor och material. På så sätt är utrymet nedanför reaktortanken tillgängligt och arbete är möjligt att utföra pá reaktorkomponenter som befinner sig på reaktortankens undersida.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen inneslu- ter inneslutningen även ett sekundärutrymme som är åtskilt 508 996 fràn. primärutrymmet och anordnat nedanför golvorganet och inrättat att hysa ett kylmedium. Därvid kan åtminstone en kanal sträcka sig igenom golvorganet och förbinda primär- utrymmet och sekundärutrymmet, varvid nämnda kanal har en i sekundärutrymmet anordnad mynning som är inrättad att be- finna sig i nämnda kylmedium.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är pri- märutrymmet tillgängligt utifrån via en öppningsbar passage som sträcker sig genom inneslutningen på en nivå som befin- ner sig ovanför golvorganet.

Enligt en ytterligare utföringsfonn av uppfinningen är åt- minstone en reaktorkomponent tättslutande och löstagbart an- ordnad i en genomgående öppning i ett bottenavsnitt hos re- aktortanken. En sådan reaktorkomponent kan innefatta åtmins- tone en av en pumpanordning som är inrättad att cirkulera vätska i reaktortankens inre, och ett drivdon som är inrät- tat att förskjuta en styrstav in i och ut ur reaktorhärden för styrning av kärnreaktionen i reaktorhärden.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefat- tar lockarrangemanget ett första lock som är inrättat att tillsluta en övre begränsningsvägg' hos inneslutningen och ett andra lock som är inrättat tillsluta reaktortanken.

Ytterligare särdrag och fördelar hos den uppfinningsenliga kärnreaktoranläggningen framgår av den efterföljande be- skrivningen av olika utföringsformer. lO sus 996 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning skall nu förklaras närmare med hjälp av olika utföringsformer, som visas enbart såsom exempel, och med hänvisning till de bifogade ritningarna.

Fig 1 visar ett snitt genom en kärnreaktoranläggning enligt en utföringsform av uppfinningen i en normal driftsituation.

Fig 2 visar ett snitt genom kärnreaktoranläggningen i Fig l efter ett missöde.

DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER Fig l visar schematiskt en kärnreaktoranläggning enligt fö- religgande uppfinning. Anläggningen innefattar en inneslut- ning l som innesluter ett primärutrymme 2 och ett sekundär- utrymme 3, vilka är åtskilda från varandra med hjälp av ett skiljeorgan 4 i form av en mellanvägg. Skiljeorganet 4 bil- dar ett perifert, väsentligen plant golvorgan 5 och en cent- ralt anordnat grop 6 som definieras av ett bottenparti 7 och ett väggparti 8 som sträcker sig runt bottenpartiet 7 och förbinder bottenpartiet 7 med golvorganet 5. En reaktortank 9 är anordnad i primärutrymmet 2 och på så sätt att reaktor- tanken 9 åtminstone delvis sträcker sig ned i gropen 6. Re- aktortanken 9 inhyser en schematiskt visad reaktorhärd 10.

Den visade kärnreaktoranläggningen är av s.k. kokarvattentyp och innefattar en àngledning ll som sträcker sig ut ur inne- slutningen l till en turbinanläggning (ej visad) for genere- ring av elektrisk energi. Från turbinanläggningen sträcker sig en matarvattenledning 12 for kondensatet tillbaka genom inneslutningen l och in i reaktortanken 9. Vidare visas schematiskt ett antal drivdon 13 som är anordnade i ett bottenavsnitt hos reaktortanken 9 och inrättade att forskjuta styrstavar (ej visade) in i och ut ur reaktorhärden 10 for styrning av kärnreaktionen i reaktorhärden 10. Vidare visas två stycken pumpanordningar 508 996 14 som är inrättade att cirkulera vätska i reaktortankens 9 inre.

Den nedre delen av gropen 6 är tillgänglig via en transport- passage 15 som sträcker sig mellan gropens 6 nedersta del och den del av primännxymmet 2 som befinner sig ovanför golvorganet 5. Transportpassagen 15 innefattar medel för transport av personal och material, exempelvis en schematiskt antydd hissanordning 15a och en trappa (ej visad). Primärutrymmet 2 är tillgängligt utifrån via en passage 16 genonm inneslutningen 1. Passagen 16 innefattar dörrar 17 som medger passagens öppnande och stängande. Det skall här noteras att inneslutningen 1 i enlighet med före- liggande uppfinning inte innefattar några öppningar eller passager från gropen 6, vilka är anordnade på en lägre nivå än den visade, d.v.s. alla sådana öppningar skall befinna sig ovanför golvorganet 5 och närmare bestämt ovanför reaktorhärdens 10 högst belägna del. Vidare finns, i enlighet med föreliggande uppfinning, ingen öppning eller passage genom väggen 8 och golvet 7 in till sekundärutrymmet 3. När något arbete skall utföras vid reaktortankens 9 nedre delar måste således personal och material transporteras via passagen 16 och transportpassagen 15 ner till gropens 6 nedersta del.

Inneslutningen 1 begränsas uppåt av en övre begränsningsvägg 18. Ovanför denna begränsningsvägg 18, och således ovanför inneslutningen 1, finns ett övre utrymme 19 som hyser en vo- lym av en vätska. I det visade exemplet är detta övre ut- rymme 19 förbundet med en bassäng 20 som. är avsedd för tillfällig förvaring av bränslestavar och som. är belägen utanför inneslutningen 1. Reaktortankens 9 inre, d.v.s. reaktorhärden 10, är tillgängligt från det övre utrymmet 19 via ett öppningsbart lockarrangemang som innefattar ett första kupolformat lock 21 som utgör en del av inneslutningen 1. och den övre begränsningsväggen 18, samt 508 996 ett andra kupolformat lock 22 som utför en del av reaktortanken 9.

Sekundärutrymmet 3 är inrättat att hysa ett kylmedium i form av en vätska och står i förbindelse med primärutrymmet 2 via ett antal kanaler 23, Kanalen 23 sträcker sig genom golvorganet 5 och har en mynning i sekun- av vilka en visas i Fig l. därutrymmet 3, vilken är inrättad att befinna sig i den i sekundärutrymmet 3 befintliga vätskan.

I Fig 2 har det första locket 21 och det andra locket 22 av- lägsnats för att exempelvis möjliggöra underhåll eller revi- sion av kärnreaktoranläggningen. Ett väggavsnitt 24 sträcker sig runt reaktortankens 9 övre del och förbinder reaktortanken 9 med den övre begränsningsväggen 18 så att primärutrymet 2 är àtskilt från det övre utrymmet 19. I Fig 2 visas vidare hur man av misstag har monterat bort en av pumpanordningarna 14 på ett sådant sätt att reaktortanken 9 har en öppning eller ett hål i sitt bottenavsnitt. Därigenom kommer den vätska som befinner sig i reaktortanken 9 att strömma ut ur denna och ner i gropen 6. Eftersom reaktortanken 9 är öppen upp mot det övre utrymmet 19 kommer den vätska son1 befinner sig i det övre utrymet 19 att strömma ner genom reaktortanken 9 och fylla på den sama i samma utsträckning som vätskan strömmar ut genom öppningen i bottenavsnittet. Således kommer vätskenivån i gropen 6 att stiga tills dess att den slutliga vätskenivån 25 som visas i Fig 2 har uppnåtts. Såsom framgår av Fig 2 befinner sig den högst ovanför reaktorhärdens 10 övre kant. Det slutliga vattennivàn 25 ovanför reaktorhärdens belägna del, d.v.s. betyder att nedsänkt i reaktorhärden 10 fortfarande är fullständigt vatten. Därmed kan man trots en öppning i reaktortankens 9 bottenavsnitt säkerställa kylning av reaktorhärden 10. 508 996 lO l5 Det skall noteras att det uppfinningsenliga arrangemanget bygger på helt passiva åtgärder, d.v.s. det förutsätter inte skall fungera för att vätska skall tillföras reaktortankens 9 inre att några pumpar eller andra aktivt drivna organ vid ett läckage i reaktortankens 9 bottenavsnitt.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till den visade utföringsformen utan kan varieras och modifieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis skall här noteras att fler än en transportpassage 15 kan vara anordnade för att säkerställa tillräcklig utrym- ningskapacitet för den personal som befinner sig i gropen 6 vid det ovan beskrivna scenariot. Även om den visade utfö- ringsformen hänför sig till en kokarvattenreaktor skall no- teras att de uppfinningsenliga principerna även är tillämp- liga på andra typer av kärnreaktorer, exempelvis en tryck- vattenreaktor.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 508 996 Patentkrav

1. Kärnreaktoranläggning som innefattar - en inneslutning (1) som innesluter ett primärutryme (2), - en reaktortank (9), som är anordnad i primärutrymet, - en reaktorhärd (10) som är anordnad i reaktortanken, och - ett övre utryme (19) som är anordnat ovanför inneslut- ningen (l), varvid reaktorhärden (10) är åtskild från det övre utrymet medelst ett öppningsbart lockarrangemang (21, 22), varvid primärutrymet (2) begränsas nedåt av ett golvorgan (5) och av en. grop (6) soul är öppen. uppåt och sträcker sig nedåt från golvorganet (5) och varvid reaktortanken (9) är åtminstone delvis anordnad i gropen (5), kännetecknad av att inneslutningen (1) är så utformad att primärutrymmet (2) är fullständigt tillslutet mot omgiv- ningen åtminstone upp till en nivå som motsvarar reaktor- härdens (10) högst belägna del, att det övre utrymet (19) är inrättat att hysa en volym av en vätska, vilken volym är tillräckligt stor för att medge fyllning av primärutrymet (2) med nämnda vätska till en nivå (25) som sträcker sig upp till åtminstone reaktorhärdens (10) högst belägna del, och att åtminstone en transportpassage (15) sträcker sig mellan gropens (6) nedre del och den del av primärutrymmet (2) som befinner sig ovanför golvorganet (5).

2. Kärnreaktoranläggning enligt krav 1, kännetecknad av att reaktortanken (9) är anordnad i primärutrymet (2) på så sätt den sträcker sig så långt ner i gropen (6) att reak- torhärdens (10) högst belägna del befinner sig i gropen (6) nedanför golvorganet (5).

3. Kärnreaktoranläggning enligt något av kraven 1 och 2, kännetecknad av att gropen (6) definieras av ett bottenparti (7) och ett väggparti (8) vilka fullständigt avgränsar gro- pen (6) från omgivande delar av inneslutningen (1) upp till den nivå vid vilken golvorganet (5) befinner sig. 9/ 508 996 10 15 20 25 30 35 10

4. 4 Kärnreaktoranläggning enligt något av de föregående känn§tegknad__ay att nämnda transportpassage (15) innefattar medel för transport av människor och material. kraven,

5. Kärnreaktoranläggning enligt något av de föregående kännemmflnnnL__ay att sekundärutrymme (3) kraven, inneslutningen (1) även innesluter ett som är åtskilt från primärutrymmet (2) och anordnat nedanför golvorganet (5) och inrättat att hysa ett kylmedium.

6. Kärnreaktoranläggning' enligt krav' 5, känne;ggknad__ay åtminstone en kanal (23) som sträcker sig igenom golvorganet (5) och förbinder' primärutrymmet (2) och sekundärutrymmet (23) anordnad mynning som är inrättad att befinna sig i nämnda (3) och att nämnda kanal har en i sekundärutrymmet (3) kylmedium.

7. Kärnreaktoranläggning enligt något av de föregående kraven, kännetegknad___ay att primärutrymmet (2) är tillgängligt utifrån via en öppningsbar passage (16, 17) som sträcker sig genom inneslutningen (1) på en nivå som befinner sig ovanför golvorganet (5).

8. Kärnreaktoranläggning enligt något av de föregående kraven, kännetegknad_ay åtminstone en reaktorkomponent (13, 14) som är tättslutande och löstagbart anordnad i en genom- gående öppning i ett bottenavsnitt hos reaktortanken (9).

9. Kärnreaktoranläggning enligt krav 8, kännetegknad__ay att nämnda reaktorkomponent innefattar åtminstone en av en pumpanordning (14), som är inrättad att cirkulera vätska i reaktortankens (9) inre, och ett drivdon (13), som är inrät- tat att förskjuta en styrstav in i och ut ur reaktorhärden (10) för styrning av kärnreaktionen i reaktorhärden (10). 508 996 ll

10. Kärnreaktoranläggning enligt något av de föregående kraw-ren, kännetecknad av att lockarrangemanget innefattar ett första lock (21) som är inrättat att tillsluta en övre be- gränsningsvägg (18) hos inneslutningen (1) och ett andra lock (22) som är inrättat tillsluta reaktortanken (9).