DE1514437C - Safety shut-off device - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsabsperrorgan für großflächige Druckausgleichsöffnungen in den Wandungen zwischen benachbarten Räumen eines eine Kernreaktoranlage enthaltenden, dichten Reaktorsicherheitsgebäudes, das beim Überschreiten eines' einstellbaren Überdruckes schlagartig und vollständig öffnet und das aus einem scheibenförmigen Verschlußteil besteht, welches an seinem Umfang gegen die Trennwand der benachbarten Räume abgedichtet und in dieser Lage durch auswechselbare Bauelemente bis zur Erreichung eines einstellbaren Überdruckes gehalten ist (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 078 247).The invention relates to a safety shut-off device for large-area pressure equalization openings in the Walls between adjacent rooms of a sealed reactor safety building containing a nuclear reactor facility, this suddenly and completely when an adjustable overpressure is exceeded opens and which consists of a disc-shaped closure part, which on its periphery sealed against the partition wall of the adjacent rooms and in this position by replaceable Components is held until an adjustable overpressure is reached (see German Auslegeschrift 1 078 247).

Kernreaktoren sind innerhalb des Reaktorsicherheitsgebäudes nochmals in hermetisch abgeschlossenen Räumen untergebracht, damit austretende Spaltprodukte und Strahlungen nicht die übrigen begehbaren Räume der Reaktoranlage verseuchen können. Im^% Falle eines Reaktorschadens, also z. B. beim Reißen einer Kühlmitteldampfleitung, würde der dadurch in solchen Räumen verursachte hohe Überdruck die Zerstörung desselben bewirken. Es ist daher notwendig, dem austretenden Dampf in solchen Fällen einen größeren Raum zur Ausdehnung zur Verfügung zu stellen, damit der Enddruck tatsächlich aufgefangen werden kann. Zu diesem Zweck befinden sich zwischen der eigentlichen Reaktorkammer und den übrigen Räumen Sicherheitsabsperrorgane z. B. in Gestalt von Glaswänden oder Platzmembranen, die beim Auftreten eines bestimmten Überdruckwertes innerhalb der Reaktorkammer reißen und einen Übertritt des Dampfes in das übrige Reaktorgebäude ermöglichen. Häufig wird dieser übertretende Dampf zunächst über eine Wasservorlage geleitet, worin er zum größten Teil bereits kondensiert, es ist dies also ein weiteres Mittel zur Druckunterdrückung innerhalb des Reaktorsicherheitsgebäudes. Nuclear reactors are again housed in hermetically sealed rooms within the reactor safety building so that escaping fission products and radiation cannot contaminate the other accessible rooms of the reactor plant. In the ^% case of reactor damage, e.g. B. when a coolant vapor line ruptures, the high pressure caused in such rooms would destroy the same. It is therefore necessary in such cases to provide a larger space for the emerging steam to expand so that the final pressure can actually be absorbed. For this purpose there are safety shut-off devices between the actual reactor chamber and the other rooms. B. in the form of glass walls or space membranes, which tear when a certain overpressure value occurs within the reactor chamber and allow the steam to pass into the rest of the reactor building. Often this overflowing steam is first passed over a water seal, in which it is already condensing for the most part, so this is a further means of pressure suppression within the reactor safety building.

Da aber bei derartigen Unfällen sehr große Energiemengen frei werden, ist es notwendig, die Querschnittte des Sicherheitsabsperrorgans sehr groß zu machen, sie betragen unter Umständen mehrere Quadratmeter. Das bisher geübte und vorbeschriebene Verfahren verwendet als Absperrorgane verhältnismäßig teure Einrichtungen, deren Justierung auf den entsprechenden Ansprechdruck sehr umständlich und auch kostspielig ist. Außerdem müssen derartige Elemente in ihrer Gesamtheit nach dem Ansprechen wieder ersetzt werden, was ebenfalls vom betrieblichen Standpunkt aus nicht vorteilhaft ist.But since very large amounts of energy are released in such accidents, it is necessary to To make cross-sections of the safety shut-off element very large, they may amount to several Square meters. The previously practiced and described method used as shut-off devices proportionally expensive facilities whose adjustment to the corresponding response pressure is very cumbersome and is also costly. In addition, such elements must in their entirety after the Response can be replaced again, which is also not advantageous from an operational point of view.

Auf dem Gebiet der Kernreaktortechnik muß, wie allgemein bekannt, dem Sicherheitsbedürfnis größte Aufmerksamkeit geschenkt werden. So muß gewährleistet sein, daß die Kettenreaktion im Reaktorkern nicht außer Kontrolle gerät. Für den Notfall muß hier z. B. ein Neutronengift automatisch in den Kühlmittelkreislauf eingebracht werden. Hierzu ist nach der deutschen Auslegeschrift 1 078 207 eine Sicherheitsarmatur vorgeschlagen worden, die in eine Rohrleitung eingesetzt wird. Die auf Druckunterschiede ansprechende Sollbruchstelle befindet sich dabei in einer abdichtenden Membrane, die also in einem solchen Falle zerstört wird.In the field of nuclear reactor technology, as is generally known, the need for safety must be greatest Attention should be paid. So it must be ensured that the chain reaction in the reactor core does not get out of control. In case of emergency z. B. a neutron poison automatically enters the coolant circuit be introduced. According to German Auslegeschrift 1 078 207, a safety fitting is required for this purpose has been proposed that is inserted into a pipeline. The on pressure differences appealing predetermined breaking point is located in a sealing membrane, that is, in a such trap is destroyed.

Dieses System ist jedoch für großflächige Sichcrheitsabsperrorgane nicht gut geeignet.However, this system is for large-area safety shut-off devices not well suited.

Der Hrf'indiing liegt die Aufgabe zugrunde, die Auswirkungen eines Schadensfalles im Hinblick auf auftretende Druck- und Temperaturspitzen in einzelnen Räumen des Reaktorgebäudes auf ein Mindestmaß zu beschränken, wobei das eigentliche, großflächige Verschlußteil eines Sicherheitsabsperrorgans beim Ansprechen der Sicherheitseinrichtung nicht zerstört werden soll und nur, baulich einfache Teile der Halterung des Verschlußteils, deren Dimensionierung rechnerisch leicht möglich ist und deren Ersatz keine Schwierigkeiten bereitet, zerstört werden.Hrf'indiing is based on the task of Effects of a damage case with regard to occurring pressure and temperature peaks in individual cases To restrict the rooms of the reactor building to a minimum, whereby the actual, large-area closure part of a safety shut-off device when the safety device is triggered should not be destroyed and only structurally simple parts of the holder of the closure part, their dimensions is easily computationally possible and its replacement does not cause any difficulties, destroyed will.

ίο Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- ■ löst, daß das Verschlußteil aus einem Stück besteht, starr ist und nach einem Öffnungsvorgang wieder verwendbar ist.ίο This object is achieved according to the ■ solves that the closure part consists of one piece, is rigid and again after an opening process is usable.

Die dieses Verschlußteil haltenden und auswechselbaren, z. B. stabförmigen Bauelemente sind so dimensioniert, z. B. auch mit Hilfe einer sogenannten Sollbruchstelle, daß sie beim Auftreten bzw. Überschreiten des sogenannten Ansprechdruckes in dem einen angrenzenden Raum des Reaktorgebäudes infolge des auf dem scheibenförmigen Verschlußteil lastenden Druckes brechen. Beim Wiederverschließen dieser Öffnung braucht also nur dieses Bauelement erneuert zu werden. Es ist dabei besonders vorteilhaft, das scheibenförmige Verschlußteil als eine Art Klappe mit einem Scharnier in der Wandöffnung zu befestigen und an dem dem Scharnier gegenüberliegenden Begrenzungsrand des Verschlußteils den druckempfindlichen Verschluß mit einem Reißstift, der z. B. nicht nur auf Zug, sondern auch auf Scherung beansprucht sein kann, anzubringen. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß es selbstverständlich auch möglich ist, eine andere Verschlußart, ζ. Β. eine Art federbelasteten Klinkenverschluß, zu wählen. Auch hier bewirkt das Auftreten eines bestimmten Druckgrenzwertes die Freigabe des scheibenförmigen Verschlußteils oder dieser Klappe.The holding this closure part and replaceable, z. B. are rod-shaped components so dimensioned, e.g. B. also with the help of a so-called predetermined breaking point that it occurs or Exceeding the so-called response pressure in the one adjoining room of the reactor building break as a result of the pressure on the disc-shaped closure part. When reclosing this opening only needs this component to be renewed. It is particularly advantageous the disc-shaped closure part as a kind of flap with a hinge in the wall opening to attach and to the hinge opposite the boundary edge of the closure part pressure-sensitive closure with a tear pen, the z. B. not only on tension, but also on shear can be claimed to attach. In this context it should be mentioned that it goes without saying Another type of closure is also possible, ζ. Β. some kind of spring-loaded latch lock to choose. Here, too, the occurrence of a certain pressure limit causes the disk-shaped pressure to be released Closure part or this flap.

Zur näheren Erläuterung sei auf die F i g. 1 bis 9 verwiesen.For a more detailed explanation, refer to FIG. 1 to 9 referenced.

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Wirkungsweise des eingangs erwähnten Druckunterdrückungssystems, das als wesentliches Element ein derartiges Sicherheitsabsperrorgan enthält. Der Reaktor ist mit 1 bezeichnet, die Reaktorkammer'mit 2. Der im Schadensfall durch das Sicherheitsabsperrorgan 5 entweichende Dampf tritt vor seinem Eintritt in den Reaktorbehälter 4 durch eine Wasservorlage 3 hindurch, wodurch eine ganz wesentliche Druckherabsetzung innerhalb des Reaktorsicherheitsgebäudes 4 erfolgt. Derartige Sicherheitsabsperrorgane können aber auch zwischen anderen Räumen angebracht sein, wobei nicht immer unbedingt mit einer Wasservorlage gearbeitet werden muß. Es sind zur Kondensation des austretenden Wasserdampfes auch andere Einrichtungen, wie z. B. Sprühanlagen usw. bekanntgeworden.F i g. 1 shows a schematic representation of the mode of operation of the pressure suppression system mentioned at the beginning, which contains such a safety shut-off device as an essential element. The reactor is denoted by 1, the reactor chamber with 2. In the event of damage by the safety shut-off device 5 escaping steam passes through a water seal 3 before it enters the reactor vessel 4 through which a very substantial pressure reduction within the reactor safety building 4 takes place. Such safety shut-off devices can also be used between other rooms be appropriate, although it is not always necessary to work with a water seal. There are for the condensation of the escaping water vapor also other facilities, such as. B. Spray systems etc. became known.

Fig.2 und 3 zeigen als Ansicht und als Querschnitt ein derartiges Sicherheitsabsperrorgan, das hier als runde Scheibe 5 dargestellt ist. Es liegt über eine Dichtung 6 an dem die Wandöffnung begrenzenden Rahmen 7 an. In seiner Mitte ist ein stabförmiges Element 9 befestigt, das z. B. mit Hilfe einer ^; Schraube am Bügel 8 befestigt ist. Dieses stabförmige ?' Element ist in seiner Dicke so bemessen, daß es bei '" einem vorbestimmten Druck reißt und so die Öffnung "^k' freigibt. Dieses Ziel kann z.B. dadurch erreicht wer- ^m den, daß dieses stabförmige Element 9 eine Sollbruchstelle in Form einer Einkerbung od. dgl. erhält. In den F i g. 4 und 5 ist ein Sicherheitsabsperr-2 and 3 show as a view and as a cross section such a safety shut-off device, which is shown here as a round disk 5. It rests against the frame 7 delimiting the wall opening via a seal 6. In its center a rod-shaped element 9 is attached, which z. B. with the help of a ^; Screw is attached to bracket 8. This rod-shaped ? ' The element is so dimensioned in its thickness that it ruptures at '"a predetermined pressure and thus ^{exposes the opening" k} '. This objective can, for example, advertising achieved by the ^m that this rod-shaped element 9 od a predetermined breaking point in the form of a notch. Like. Obtained. In the F i g. 4 and 5 is a safety shut-off

organ mit rechteckiger Bauart dargestellt, das auf der unteren Seite mit Hilfe der Scharniere 15 im Rahmen 7 befestigt ist. In diesem Fall befindet sich das stabförmige Bauelement 9 mit gegebenenfalls einer Sollbruchstelle auf der den Scharnieren gegenüberliegenden Seite der Absperrscheibe 5. Eine Dichtung, ähnlich wie in F i g. 1 und 2, ist hier nicht mehr anbringbar, dafür wird einfach eine dünne Membrane 10 über die Öffnung gedeckt und z. B. mittels Klebung verbunden. Diese Membrane hat als solche keinerlei Festigkeit, sie reicht jedoch aus, den schmalen Spalt zwischen den Bauteilen 5 und 7 abzudichten.Organ shown with a rectangular design, which is on the lower side with the help of the hinges 15 in Frame 7 is attached. In this case, the rod-shaped component 9 is optionally located a predetermined breaking point on the opposite side of the hinge of the shut-off disk 5. A Seal, similar to that in FIG. 1 and 2, can no longer be attached here, a thin one is used instead Membrane 10 covered over the opening and z. B. connected by gluing. This membrane has as such, no strength whatsoever, but it is sufficient, the narrow gap between the components 5 and 7 to seal.

Die F i g. 6 zeigt den Verschluß des Absperrorgans mit Hilfe des Bauteils 9, das in ähnlicher oder in praktisch gleicher Weise wirkt, wie in den Beispielen nach den F i g. 2 und 3. In den bisher besprochenen Beispielen kommt der öffnungsdruck immer nur von einer Seite. Soll jedoch eine Öffnungsmöglichkeit nach beiden Seiten bestehen, so kann eine Konstruktion gemäß F i g. 7 und 8 Verwendung finden, wobei die F i g. 8 einen Querschnitt der Einrichtung nach Fig. 7 entlang der Linie VIII-VIII darstellt. In diesem Fall besitzt die Scheibe 5 eine Nase 11, die sich über beiderseitige Hülsen 13 und den Zugstab 9 jeweils auf eine der beiden in Ausnehmungen des Rahmens 7 lose liegenden Rechteckscheiben 12 abstützt. Die Dichtung erfolgt hier beiderseits durch Folien 10.The F i g. 6 shows the closure of the shut-off element with the aid of the component 9, which is shown in a similar or in FIG acts practically in the same way as in the examples according to FIGS. 2 and 3. In the previously discussed For example, the opening pressure always comes from one side. However, should be an opening option exist on both sides, a construction according to FIG. 7 and 8 are used, with the F i g. Figure 8 shows a cross-section of the device according to Figure 7 along the line VIII-VIII. In In this case, the disc 5 has a nose 11 which extends over two-sided sleeves 13 and the pull rod 9 is supported in each case on one of the two rectangular disks 12 lying loosely in recesses of the frame 7. The seal is made here on both sides by foils 10.

F i g. 9 zeigt eine weitere Möglichkeit einer Sperre. Hier ist das scheibenförmige Bauteil 5 wieder über eine Dichtung 6 gegenüber dem Rahmen 7 abgestützt. Es ist jedoch ein starker Haken 51 vorgesehen, der im geschlossenen Zustand in die drehbar gelagerte Klinke 72 einrastet. Diese ist mit ihrer Achse 73 drehbar gelagert und wird über die Feder 74 gegen die Nase des Hakens 51 gepreßt. Beim Auftreten eines Überdruckes von rechts verursacht der Haken 51 mit dem Deckel 5 nach links auszuweichen und drückt dabei die Klinke 72 so lange nach links, bis sie den Haken 51 freigibt und der Deckel schlagartig öffnet. Der Grenzdruck oder Ansprechdruck ist dabei gegeben einmal durch die Federkraft und zum anderen durch die Größe des Hebelarmes, an dem die Feder angreift. Über die Veränderung des Hebelarmes kann dabei auch der Auslösedruck eingestellt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, diese oder eine ähnliche Einrichtung doppeltwirkend auszubilden, wobei dann zur Dichtung wieder eine Folie 10, wie in den Beispielen nach F i g. 4 bis 8, Verwendung finden kann. Alle Darstellungen sind nur rein schematischer Natur, so wird insbesondere auch hinsichtlich F i g. 9 darauf hingewiesen, daß der Abstand des Drehpunktes 73 von der Klinkennase, die mit dem Teil 51 im Eingriff steht, wescnt-Hch kleiner ist, damit die Bewegung des Deckels 5 zur Öffnung des Verschlusses noch innerhalb der Dichttoleranzen des Dichtungsringes 6 oder einer anderen Dichtungseinrichtung erfolgt.F i g. 9 shows a further possibility of a lock. Here the disk-shaped component 5 is over again a seal 6 is supported with respect to the frame 7. However, a strong hook 51 is provided which engages in the rotatably mounted pawl 72 in the closed state. This is with its axis 73 rotatably mounted and is pressed against the nose of the hook 51 via the spring 74. When occurring an overpressure from the right causes the hook 51 with the cover 5 to move to the left and presses the pawl 72 to the left until it releases the hook 51 and the cover abruptly opens. The limit pressure or response pressure is given on the one hand by the spring force and on the other by the size of the lever arm on which the spring engages. About changing the lever arm the trigger pressure can also be set. Of course it is also possible to do this or to form a similar device double-acting, then again a Foil 10, as in the examples according to FIG. 4 to 8, can be used. All representations are only of a purely schematic nature, in particular with regard to FIG. 9 pointed out that the distance of the pivot point 73 from the pawl nose which is in engagement with the part 51, wescnt-Hch is smaller, so that the movement of the lid 5 to open the closure is still within the Sealing tolerances of the sealing ring 6 or another sealing device takes place.

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Sicherheitsabsperrorgan für großflächige Druckausgleichsöffnungen in den Wandungen zwischen benachbarten Räumen eines eine Kernreaktoranlage enthaltenden, dichten Reaktorsicherheitsgebäudes, das beim Überschreiten eines einstellbaren Überdruckes schlagartig und vollständig öffnet und das aus einem scheibenförmigen Verschlußteil besteht, welches an seinem Umfang gegen die Trennwand der benachbarten Räume abgedichtet und in dieser Lage durch auswechselbare Bauelemente bis zur Erreichung des einstellbaren Überdruckes gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil aus einem Stück besteht, starr ist und nach einem Öffnungsvorgang wieder verwendbar ist.1. Safety shut-off device for large-area pressure equalization openings in the walls between adjacent rooms of a sealed reactor safety building containing a nuclear reactor facility, this suddenly and completely when an adjustable overpressure is exceeded opens and which consists of a disc-shaped closure part which is attached to his Perimeter sealed against the partition wall of the adjacent rooms and in this position through exchangeable components are held until the adjustable overpressure is reached, characterized in that the closure part consists of one piece, is rigid and reusable after opening is. 2. Sicherheitsabsperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auswechselbaren Bauelemente so dimensioniert sind, daß sie beim Erreichen des einstellbaren Überdruckes 'in dem einen angrenzenden Raum des Reaktorgebäudes infolge des- auf dem Verschlußteil lastenden Druckes reißen bzw. brechen.2. Safety shut-off device according to claim 1, characterized in that the interchangeable Components are dimensioned so that they can be reached when the adjustable overpressure 'in the one adjoining room of the reactor building as a result of the on the closure part tear or break under the load. 3. Sicherheitsabsperrorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auswechselbaren Bauelemente eine Sollbruchstelle aufweisen. 3. Safety shut-off device according to claim 2, characterized in that the interchangeable Components have a predetermined breaking point. 4. Sicherheitsabsperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil in seiner Mitte durch ein stabförmiges auswechselbares Bauelement, das sich an seinem anderen Ende gegen einen starren Bügel abstützt, gehaltert ist.4. Safety shut-off device according to claim 1, characterized in that the closure part in its center by a rod-shaped replaceable component that is attached to his the other end is supported against a rigid bracket, is supported. 5. Sicherheitsabsperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil an einem Begrenzungsrand mit Hilfe eines Scharniers beweglich vor der abzuschließenden Öffnung befestigt ist und an dem dem Scharnier gegenüberliegenden Rand mit Hilfe einer auf den gewünschten Ansprechdruck eingestellten Einrichtung gehalten ist. ·5. Safety shut-off device according to claim 1, characterized in that the closure part movable at a boundary edge with the help of a hinge in front of the opening to be locked is attached and on the edge opposite the hinge with the help of a on the desired Response pressure set device is maintained. · 6. Sicherheitsabsperrorgan nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung einen auf Scherung beanspruchten auswechselbaren Bolzen enthält.6. Safety shut-off device according to claim 4, characterized in that this device contains a replaceable bolt that is subjected to shear stress. 7. Sicherheitsabsperrorgan nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung aus einer unter Federdruck stehenden an sich bekannten Sperre besteht.7. Safety shut-off device according to claim 4, characterized in that this device consists of a spring-loaded lock known per se. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings