DE1806183A1 - Kernkraftwerksanlage und Verfahren zu deren Betrieb - Google Patents
Kernkraftwerksanlage und Verfahren zu deren BetriebInfo
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21D—NUCLEAR POWER PLANT
- G21D3/00—Control of nuclear power plant
- G21D3/08—Regulation of any parameters in the plant
- G21D3/12—Regulation of any parameters in the plant by adjustment of the reactor in response only to changes in engine demand
- G21D3/14—Varying flow of coolant
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Description
DIPL.-ING. H. MARSCH 1806183 4 Düsseldorf,
TBLBFON «783
Beschreibung zum Patentgesuch
Atomic Power Constructions Limited, Vigilant House, 6/l4 Sutton Court Road, Sutton, Surrey, England
betreffend:
"Kernkraftwerksanlage und Verfahren zu deren Betrieb"
"Kernkraftwerksanlage und Verfahren zu deren Betrieb"
Die Erfindung bezieht sieh auf eine Kernkraftwerksanlage
mit einem Kernreaktor vom gasgekühlten graphitmoderierten
Typ, insbesondere mit einem Hochtemperatur-Reaktor. Die Erfindung befaßt sich mit einem belastungsabhürir-i^en
Reaktor für derartige Anlagen.
Es ist bekannt, eine Einheitsbelastungkontrolle vorzusehen für die gleichzeitige Einstellung der Kauptsteuerungen,
nämlich der Turbinenventilöffnns, der Spelsewa.TGerpunipen^eschwindigkeit
und des primären hauptkühlmittülaurchflusses.
Die Anwendung einer Temperaturmessung f des Dampfes am Auslaß der Wärmetauscher des Reaktors für
Jifc steuerung der hauptkühlmittelströir.ung ist nicht allgemein
üb 11 üii. In konventionellen Reaktorsystemen, uei aenen die
Ajüla^astemperatur auf einen konstanten Wert ."gesteuert
wird, Lünnte jedoch eine solche Kontrolleinrichtung vorfjeoeheri v/erden, vorausgesetzt, daß die tatsächliche
Änuerun;jsrate der Haupt strömung nicht diejenige über-
;;c:irc-it'3t, die das Reaktorsteueraystem zu beherrschen
_ ρ —
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vermag. Eine derartige Ausbildung; läge noch im Ermessen
eines Fachmannes auf diesem Cebiet.
Gemäß der Erfindung wird eine Kernkraftwerksanlage
mit einem belastungsabhängiger, gasgekühlten graphitmoderierten
Kernreaktor vorgeschlagen rat einem Reaktor-Core„,
dem Primärkühlmittel, das durch das Reaktor-Core zirkuliert.zugeordneten Wärmetauschern für die Dampferzeugung,
weiche Anlage gemäß der Erfindung gekennzeichnet
ist dadurch, daß im unmittelbaren Ansprechen auf eine änderung in den Dampfströmungsrateanforderungen entsprechende
Einstellungen am Dampf steuerventil, an. Primärkühlmitteldurchfluß
durch das Core, und air. Speisewasserdurchfluß
von der Speisewasserpumpe der Anlage vorgenommen vier den, und daß aie Anlage ferner als sekundäres
Korrektiv, ansprechend auf die genannte unmittelbare Steuerung, gesteuert wird durch eine weitere Einstellung
der Primärkühlmitteldurchflußrate in Abhängigkeit von einem Steuersignal, das abgeleitet ist von der x'er.peratur
des aus den Wärmetauschern austretenden Dampfes.
Wenn die Kraftwerksanlage für die Erzeugung von Elektrizität ausgebildet ist·, wird der erzeugte Dar.pf ■
über ein Turcinendrosselventil einer r.it einem Wechselstromgenerator
gekuppelten Turbine zugeführt. In Abhängigkeit von einer Änderung der Generatorbelastung- ;/eraen
dann Einstellungen an dem Turbinendrosselventil vorgenommen, welches das genannte Darxfsteuerventil ist.
Die Anlage wirkt mit einem Reaktor zusammen3 der
einen "kurzzeitigen" oder "prompten" negativen Teir.peraturkoeffizienten
aufweist, und gestattet eine änderung- der Auslaßtemperatur des primären Reaktorkühlmittels.
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bei welcher Betriebsart sich ergibt, daß keine Steuerstabbewegungen
erforderlich sind, um die Reaktorladung im Ansprechen auf Anforderungen vom System zu ändern.
Ferner wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Kerndampfkraftwerksanlage vorgeschlagen,
die einen Kernreaktor mit einem Primärkühlmittelkreislauf und zugeordneten UnuSlzeinrichtungen sowie mit diesem
Kreislauf zusammenwirkende Dampferzeugeniärmetauscher aufweist einschließlich eines Dampfspeiseventils und
einer Speisewasserversorgung , welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß im unmittelbaren Ansprechen auf !
eine Änderung des Dampfbedarfs eine Linstellung des Dampfspeisevontils, der Primärkreislaufströnungsrate>
i und der Speisewasserversorgung erfolgt, ohne einstellung ■ j
der Reaktorsteuerstäbe, um eine Anpassung an die Bedingungen des neuen Danpfbedarfs zu bewirken, und daß
als sekundäre !!abnähme eine weitere Einstellung der
Priir.cirLühlnittelstivr.unr vorgenommen v.-lrd ir Ansprechen
auf ein Korrektursipnal, das abgeleitet wird von der
Dampftemperatur.
Line Kraftwerksanlage, bei der die Erfindung ausgeführt
ist, soll naci.stehend unter Ijezuonahne auf die bei;:ef
ii^ttn Zeichnungen nilaer erläutert werden, v;eiche
in Dia.:ranmform die Anlage darstellen, wenn die Fig. la, j
Ib und Ic ausannfengefügt wercen, wie in Fig. 1 angedeutet. j·
?as Steuersyster. für die Anlage ist für flexiblen
3etrioc Lestir^.t und so aus.-ele^t, ca". \rirl:sam. von der :
natürlicher; Charakteristik der Anlage Gelrauch gemacht i
v;ird, nl'r.lic: von der ir.hürenter. lerr.peraturstabilität
_ 4 —
des Reaktors. Der Reaktor ist vom Hochtemperaturtyp, dessen Einzelheiten in der britischen Patentanmeldung
^1694/68 beschrieben sind.
In der Zeichnung ist das Reaktor-Core durch einen Block 1 angedeutet; mit ihm sind vier Paare von Wärmetaus
eher einhei ten in Wirkverbindung mit dem Kühlgas angeordnet,
das durch das Core und die Wärmetauscher mittels Umwälzgebläse umgewälzt wird. Eine Wärmetausehercinheit
eines Paares ist in Fig. 1 angedeutet und umfaßt die Teile 2 und 2a, von denen der letztere ein Überhitzer
ist. Line einzige Umwälzeinrichturig ist bei la angedeutet.
Die Auslässe von den Paaren von Wärmetauschereinheiten sind, wie schematisch bei Ib angedeutet, miteinander
kombiniert und v/erden über die Speiseleitung lc dem Ilochdruckabschnitt einer Dampfturbine zugeführt,
welche schematisch durch die. Blöcke Id und Ie wiedergegeben
ist, von denen Id der Hochdruckabschnitt ist und Ie der Kitteldruck- und Hiederdruckabschnitt. Der Dampfauslaß
vom Kochdruckabschnitt Id ist aufgeteilt,und ein Teil wird zum überhitzerteil des Wärmetauschers, wie bei
If angedeutet, zurückgeführt, wobei entsprechende Durchflußsteuerventile
Ig vorgesehen sind.
Die Turbine treibt einen Wechselstromgenerator, angedeutet durch den Elock 3a, wobei Einrichtungen für
die Wechselfrequenz und die Belastung auf den Leitungen 4 und 5 vorgesehen sind. Die Leitungen 4 und 5 sind mit
einer Einheitsbelastungssteuerung 3 verbunden, in der Änderungen der Frequenz und der Belastung ermittelt werden
und entsprechende Steuersignale auf den Leitungen 3b,3c
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erzeugt werden. Die Leitung 3b ist mit einem durch den
Block 6 wiedergegebenen Mechanismus für die Betätigung eines Satzes von Gebläseblenden verbunden, die den Paaren
von Wärmetauschereinheiten zugeordnet sind und beweglich sind zur Regulierung der Ducchflußrate des Kühlgases über
die Wärmetauschereinheiten und damit zur Regulierung der Qualität des erzeugten Dampfes. Die Leitung 3b ist ferner
mit einer Pumpendrehzahlsteuereinheit verbunden, dargestellt als Block* 7 j welche ein Ventil 7a steuert zur
Regulierung des Stromes des anderen Teils aus dem aufgeteilten Dampfauslaß von dem Hochdruckabschnitt Id der
Turbine zu einer Turbine 7b, welche eine Speisewasser- ™
pumpe 7c antreibt zur Umwälzung des Speisewassers zu dem Wärmetauscherteil; ein Teil dieses Wassers stammt-aus
einem Kondensator lh, der der Niederdruckturbine zugeordnet ist. Die Pumpensteuereinheit 7 wird von Signalen
zur Festlegung der Pumpendrehzahl der Pumpe 7c über die
Leitung 7d angesteuert.
Die Regulierung der Dampf temperatur für den Ilittel-
und Niederdruckabschnitt Ie wird mittels eines überhitzer-Bypass-Ventils
erreicht, von welchen Ventilen eines, verbunden mit dem überhitzer 2a,bei 10 angedeutet ist. Die
Steuerung der Ventileinstellung wird von Signalen abgeleitet, J welche die Überhitzertemperatur anzeigen, was in der Zeichnung
schematisch bei 10a angedeutet ist.
Eine weitere Verbindung von der Leitung 3a besteht zu einem Durchflußsteuerventil Ij, das die Strömung des
überhitzten Dampfes.in den Mitteldruckabschnitt Ie der
Hauptturbine steuert. !.
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Die Einstellung der Gebläseblenden durch den Mechanismus 6 wird von der Temperatur des aus dera Wärmetauscher
austretenden-Dampfes beeinflußt, und diese
Steuerung ist schematised bei 6a angedeutet. Demnach
hängt die Eins teilung" der Blenden nicht nur ab von
der Belastung und der Frequenz des Wechselstromgenerator, sondern auch von der Dampfauslaßtemperatur, wie eben angegeben.
Eine Änderung in den Eelastungsanforderungen
wird über die Einheitskontrolleinrichtung 3 so wirken, daß eine gleichzeitige und schnelle Einstellung der
Kühlmittelmassenstrcmung über die Einstellung der Gebläseblenden durch den ."iechanismus c, der Speisewasserdurchflußrate
über die PumpenarehEahlsteuereinheit 7, der Turbiner.leistung über das Ventil 6 unc aer Strömung
des überhitzten Dampfes über das Ventil Ij in einer ;ieise
erfolgt, daß diese Ilaßnahmen gemeinsam genügen, um den
Betrieb der Anlage entsprechend der genannten änderung der Belastungsanforderungen zu regulieren.
Infolge einer Änderung der Belastungsanforderungen
führt eine Änderung in der Massendurchflußrate des primären
Kühlmitteis durch das Reaktor-Core, veranlaßt; durch ein
Signal von der Einheitubelastungskontrolleinrichtun- 3{
zu Übergangsänderungen in der Auslaßtemperatur des primären Reaktorkühlmittels. Diese übergangsänderungen werden jedoch
in angemessener Weise und in stabiler Art abgefangen, ohne daß Zuflucht zu einer Eteuerstabbewegung wie bei konventionellen
Anlagen genommen v.-erc.en muß. Dieses Herkmal wird
erreicht, indem von der Charakteristik des Reaktors, nämlich seines negativen Temperatur/Reaktivitätskoeffizienten(gemäß
der Erfindung in vorteilhafter&eise Gebrauch gemacht wird.
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BAD ORIGINAL
Die Funktion des Steuerstabnec-ianionus 9 besteht darin,
die Auslar>ter.]\eratur des primären -lühiniittels -..'leder auf
die gewünschte Hauptr.assenterfüratur ir. stabilen Zustand
zu bringen (d.h. auf eine dem maximalen thermischen V.'irkun^sgrad
entsprechende Temperatur/, nachdem eine 3elastun£:sänderung
stattgefunden hat, und es ist festzuaalten, daß die oteuerstübe nicht der übernan^steruperatursteuerungdienen.
Einzelheiten der rr.it dem Reaktor 1 verbundenen Steuerung, die in der Zeichnung links von Reaktor angedeutet
sinuj sind ir. dei' britischen Patentanmeldung (|
*il692/G3 beschrieben.
Die Zeichnung -zei(-t ferner ein Hilfssteucrsysten.
für das Speisewasser, deinen Einzelheiten in der britischen
Patentanmeldung 1Mi^/C^ zu finden stid. Die
Punktion des Hilfcsteuernystems bestellt in der Stabilisierung
des L'peisewassersystems und in Ausgleich der |
StrCmunr; z^-iscLen den beiden parallel^esciialteten V.'ilrmetauschern,
die je\;eils eine mit dem prirülren Kühlmittel i
in \.'irkverbindunL; stehende Viärnetauscr.ei'einkeit umfassen. I
Line Änderung der primären Kühlraitteiiaassenstrünunn
kann durch Elenden erreicht werden oder durch andere ™
Drosseleinrichtun--ren oder auch durch eine /inderunr; der
Kühlnittelnebitlseärehzai;l.
Die Gteuerun- der Turbinenlelstung kann durch
Düsensteuerunc oder Drosselöffnungssteuerung erreicht ι
werden, je nach den Turbinentyp.
Patentansprüche :
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8AD
Claims (1)
- 806183- 8 Patentansprüche1) Kernkraftwerksanlage mit einem der Belastung folgenden gasgekühlten graphitmoderierten Kernreaktor, umfassend ein Reaktor-Core und Wärmetauscher in Wirkverbindung mit das Reaktor-Core durchströmendem primären Kühlmittel zur Erzeugung von Dampf, dadurch gekennzeichnet, daß im unmittelbaren Ansprechen auf eine Änderung der Dampfstromanforderungen entsprechende Einstellungen an einem Dampfsteuerventil, in der Ilassendur&flußrate des das Core durch strömenden primären Kühlmittels und der Massendurchflußrate des von einer Speisepumpe der Anlage geförderten Speisewassers vorgenommen werden, und daß eine weitere Steuerung als sekundäres Korrektiv zu dem unmittelbaren Ansprechen durch eine weitere Einstellung der Massendurohflußrate des primären Kühlmittels erfolgt im Ansprechen auf ein von der Temperatur des aus den heißen Wärmetauschern austretenden Dampfes abgeleitetes Steuersignal^.2) Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine von dem Dampf über ein Dampfsteuerventil gespeiste Dampfturbine. :''J) Verfahren zum Betrieb einer Anlage nach Anspruch 1 r.it einem primärer. Kühlmittelkreislauf und einer zugeordneten Umwälzeinrichtunp- und einem Wärmetauscher-Dampferzeuger in V.'irkverbir.cunr r.it diesem Kreislauf sowie mit uinen Üar.pfspeiseventil und einer Epeisewascerversorgung, daaurch ~ekennzeicr.net, daß im unmittelbarer; Ansprechen auf eine- .-!nderun;- des Dar.pfbedarfs eine Linsteilung009810/038$BAD ORIGINALdes Dampfspeiseventils, der primären Kühlmittelströmungsrate und der Speisewasserzufuhrrate erfolgt, ohne Veränderung der Reaktorsteuerstäbe derart, daß deren Quantitäten dem neuen Dampfbedarf entsprechen, und daß zusätzlich als sekundäre Maßnahme eine weitere Einstellung der primären Kühlmittelströmungsrate erfolgt im Ansprechen auf ein von der Temperatur des in dem Wärmetauscher erzeugten Dampfes abgeleitetes Signal.4) Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,daß der erzeugte Dampf einer Turbine mit Hoch- und Mittel- (| druckstufen zugeführt wird, daß der Wärmetauscher einen überhitzer umfaßt, und daß die Strömung des überhitzten Dampfes zur Mitteldruckstufe zusätzlich gesteuert wird entsprechend der Änderung des Dampfbedarfs.5) Verfahren nach Anspruch 1J, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine einen Wechselstromgenerator antreibt und die Änderungen des Dampfbedarfs bestimmt werden durch Änderungen im Ausgang und in der Frequenz des Wechselstromgenerators.009816/03886AD ORIGINALAO
Leerseite
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DE2337354C3 (de) * | 1973-07-23 | 1981-06-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung zur Regelung eines Druckwasserreaktors mit verstellbaren Steuerstäben |
FR2493582A1 (fr) * | 1980-11-03 | 1982-05-07 | Framatome Sa | Procede de conduite d'un reacteur nucleaire par deplacement, dans le coeur de ce reacteur, de groupes de barres de commande |
-
1968
- 1968-08-30 GB GB41691/68A patent/GB1284871A/en not_active Expired
- 1968-10-30 DE DE19681806183 patent/DE1806183A1/de active Pending
- 1968-10-31 BE BE723300D patent/BE723300A/xx unknown
- 1968-10-31 FR FR1591208D patent/FR1591208A/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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GB1284871A (en) | 1972-08-09 |
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