DE2026217A1 - Pressure vessel for reactor - using pressurised water - cooling with separate upper pressure chamber - Google Patents
Pressure vessel for reactor - using pressurised water - cooling with separate upper pressure chamberInfo
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Abstract
Description
Druckhalt er für Druckwrasser-Reaktoren Es ist bekannt, mit Hilfe eines Druckhalters den Druck im Primärkreislauf eines Kernreaktors innerhalb bestimmter Grenzen zu regeln. Dabei ist im allgemeinen ein einziger gesondert angeordneter Druckhalter auch bei mehreren Kühlschleifen für den Primärkreislauf vorgesehen. Der Bau eines derartigen Druckhalters ist jedoch sehr aufwendig, da der Druckhalter für den vollen Betriebsdruck und für ein Volumen von etwa 50 m3 ausgelegt werden muß.It is known to use pressure maintenance for pressurized water reactors a pressurizer the pressure in the primary circuit of a nuclear reactor within certain To regulate boundaries. In general, a single one is arranged separately Pressurizer also provided for the primary circuit in the case of several cooling loops. However, the construction of such a pressure holder is very expensive, since the pressure holder designed for the full operating pressure and for a volume of approx. 50 m3 got to.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Druckhalter zur selbstregelnden Druckhaltung des Kühlmittels im Primärkreislauf eines Druckwasser-Reaktors zu schaffen, der sich durch besonders geringen Raumbedarf auszeichnet.The invention is therefore based on the object of a pressurizer for self-regulating pressure maintenance of the coolant in the primary circuit of a pressurized water reactor to create, which is characterized by particularly small space requirements.
Die Erfindung besteht dabei darin, daß im Druckbehälter des Kernreaktors der Raum oberhalb der oberen Tragplatte des Kerngerüstes als Druckhalter ausgebildet ist. Das bedeutet, daß der Druckhalter jetzt nicht mehr als gesondertes Druckgefäß ausgebildet ist, sondern vielmehr in den Druckbehälter des eigentlichen Reaktors integriert werden kann. Durch den Einbau des Druckhalters direkt in den Kessel wird damit der normalerweise ungenützte Raum oberhalb der oberen Tragplatte des Kerngerüstes vollständig ausgenützt.The invention consists in that in the pressure vessel of the nuclear reactor the space above the upper support plate of the core frame is designed as a pressure holder is. This means that the pressurizer is no longer a separate pressure vessel is formed, but rather in the pressure vessel of the actual reactor can be integrated. By installing the pressurizer directly in the boiler thus the normally unused space above the upper support plate of the core structure fully used.
Zur einwandfreien Funktion dieses Sammelraumes im oberen Teil des Druckbehälters ist es erforderlich, daß der Druckhalterraum durch die druckdicht ausgebildete obere Tragplatte vom Hauptkühlmittel getrennt ist Diese Tragplatte ist dabei mit mindestens einem in Richtung vom Druckhalter- zum Haupt3cuhlmittelraum öffnenden Rückschlagorgan versehen, damit bei Volumenkontraktion des Kühlmittels das Wasser in den eigentlichen Kühlmittelraum zurückströmen kann.To ensure that this collecting space in the upper part of the Pressure vessel, it is necessary that the pressure holder space by the pressure-tight upper support plate is separated from the main coolant The support plate has at least one in the direction from the pressurizer to the main coolant space opening non-return device provided, so in the event of a volume contraction of the coolant the water can flow back into the actual coolant compartment.
Zur Kühlung des Dampfvolumens im Druckhalterraum ist es fernes zweckmäßig, wenn der Druckhalterraum mit einer angenähert der Innenkontur des Druckbehälters folgenden und im oberen Bereich Sprühborungen aufweisenden Auskleidung versehen ist, und der Raum zwischen Auskleidung und Bruckbehälter mit dem Hauptkühlmittelraum zur direkten Einsprühung zumindest eines Teiles des dem Druckhalter zuströmenden Kühlmittels bei Druckanstieg in Verbindung steht.To cool the steam volume in the pressurizer room, it is also advisable to when the pressurizer space approximates the inner contour of the pressure vessel the following lining with spray holes in the upper area and the space between the liner and the pressure vessel with the main coolant space for the direct injection of at least part of the flow flowing into the pressurizer Coolant communicates when the pressure rises.
Zur Isolierung des Druckbehälterdeckels kann diese Auskleidung auch doppelwandig ausgeführt und eine Zuführung des Eühlmittels über den Zwischenraum der Doppeiwandung vorgesehen sein.This lining can also be used to isolate the pressure vessel cover Double-walled and a supply of the coolant via the space the double wall be provided.
Dabei kann der Kühlmittelzuführungsspalt über eine regelbare Verbindungsleitung mit dem Eintrittsstutzen für das Hauptkühlmittel oder aber über eine regelbare Offnung in der Tragplatte mit dem aufgewärmten Hauptkühlmittel in Verbindung stehen.The coolant feed gap can be controlled via a controllable connecting line with the inlet nozzle for the main coolant or via an adjustable opening are in connection with the heated main coolant in the support plate.
Zur einfacheren Montage ist es zweckmäßig, wenn die Auskleidung im Bereich des Druckbehälterdeckels mit dem übrigen Teil der Auskleidung nur lösbar verbunden ist.For easier assembly, it is useful if the lining in the The area of the pressure vessel cover with the remaining part of the lining is only detachable connected is.
Eine weitere Möglichkeit zur Einsprühung des Kühlmittels in den Dampfraum besteht darin, daß in dem Druckhalteraum ein gesondertes, die obere Tragplatte durchdringendes und am oberen Ende mit Sprühöffnungen versehenes Zuführungsrohr vorgesehen istO Dabei kann als Zuführungsrohr mindestens eines der Steuerstabführungsrohre dienen, sodaß dieses gleichzeitig Sur-die Kühlmittel zuführung ausgenutzt wird.Another possibility for spraying the coolant into the vapor space is that in the pressure holding space a separate, the upper support plate penetrating and a feed tube provided with spray ports is provided at the upper end At least one of the control rod guide tubes can serve as the feed tube, so that this at the same time sur-the coolant supply is used.
Zur Aufwärmung des Wasservolumens im Druckhalter kann dabei eine an sich bekannte Heizung in Form von Stäben oder Röhren verwendet werden.To warm up the volume of water in the pressurizer, a known heating in the form of rods or tubes can be used.
An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung näher erlautert. Dabei zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Halfte des Druckbehälters eines Kernreaktors mit einem entsprechenden Druckhalter im Oberteil und Zufluß der Sprühmenge vom aufgewärmten Kühlmedium, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Druckbehälter mit Zufluß der Sprühmenge vom Kühlmitteleintrittsstutzen, Fig. 3 einen Ausschnitt aus'dem Oberteil des Druckbehälters mit doppelwandigem Einsatz und Fig. 4 einen Druckhalter mit Zuführung des Sprühmediums über die Steuerstabführungsrohre.A schematic drawing shows the structure and mode of operation of embodiments according to the invention explained in more detail. Fig. 1 shows a longitudinal section through half of the pressure vessel of a nuclear reactor a corresponding pressurizer in the upper part and inflow of the spray amount from the warmed up Cooling medium, Fig. 2 shows a longitudinal section through a pressure vessel with inflow of the spray amount of the coolant inlet nozzle, FIG. 3 shows a section from the upper part of the pressure vessel with a double-walled insert and FIG. 4 shows a pressure holder with a supply of the spray medium via the control rod guide tubes.
Nach Figur 1 besteht der Druckbehälter 1 im dargestellten Balbschnitt aus dem zylindrischen Unterteil 2, das den eigentlichen Reaktorkern 8 aufnimmt, den Kühlmittelableitungsstutzen 4, 4, dem Deckelflansch 5 sowie dem Druckbehalterdeckel 6, der sphärisch gewölbt ist. In das Unterteil 2 des Druckbehälters 1 ist der Kernbehälter 7 eingehängt, der den eigentlichen Reaktorkern 8 trägt. Der Kernbehälter 7 ist dabei oberhalb der Kühlmittelzuführungs- und -abführungsstutzen 3 und 4 aufgehängt und bildet mit dem Druckbehälter-Unterteil 2 einen Ringspalt 9 zur Zuführung des über den Stutzen 3 zugeS en Kühlmittels in den unteren Sammelraun 10, von wo das Kühlmittel nach oben entlang der Brennelemente im Reaktorkern 8 wieder zum Kühlmittelaustrittsstutzen 4 strömt.According to Figure 1, the pressure vessel 1 consists in the bellows section shown from the cylindrical lower part 2, which receives the actual reactor core 8, the coolant discharge nozzle 4, 4, the cover flange 5 and the pressure vessel cover 6, which is spherically curved. The core container is in the lower part 2 of the pressure vessel 1 7, which carries the actual reactor core 8. The core container 7 is included suspended above the coolant supply and discharge nozzles 3 and 4 and forms with the pressure vessel lower part 2 an annular gap 9 for feeding the over the nozzle 3 supplied coolant into the lower collecting space 10, from where the coolant upwards along the fuel assemblies in the reactor core 8 back to the coolant outlet nozzle 4 flows.
Den eigentlichen Kernbehälter 7 schließt oben die obere Tragplatte 11 ab, die als oberes Haltegitter für das Kerngerüst dient.The actual core container 7 closes at the top of the upper support plate 11, which serves as the upper holding grid for the core structure.
Erfindungsgemäß ist nunmehr der Raum 12 oberhalb dieser oberen Tragplatte 11 als integrierter Druckhalter ausgebildet. Dazu ist es erforderlich, daß die obere Tragplatte 11 druckdicht åusgebildet ist und lediglich Rückschlagorgane 27 aufweist, die einen Durchtritt des Wassers in Richtung vom Druckhalterraum 12 zum Hauptkühlmittelraum 8 im Bereich des Reaktorkerns zulassen.According to the invention, the space 12 is now above this upper one Support plate 11 designed as an integrated pressurizer. For this it is necessary that the upper Support plate 11 is formed pressure-tight and only has non-return elements 27, one passage of the water in the direction of the pressurizer space 12 to the main coolant space 8 in the area of the reactor core.
Um eine selbstregelnde Druckhaltung zu ermöglichen, ist es erforderlich, daß das bei Druckanstieg dem Druckhalter zuströmende Wasser direkt zur Sprühung verwendet wird. Aus diesem Grunde ist der Druckhalterraum 12, wie in dem dargestellten Schnitt gezeigt, mit einer Auskleidung 13 versehen, die im oberen Bereich des Druckbehälterdeckels 6 Sprühbohrungen 14 aufweist, durch die das über einen Spalt 15 in der oberen Tragplatte 11 zuströmende Kühlmittel in den Dampfraum 16 des Druckhalters 12 eingesprüht wird. Durch dieses Einsprühen wird sich ein Teil des Dampfes im Dampfraum 16 kondensieren und somit der Druck wieder abgebaut werden.To enable self-regulating pressure maintenance, it is necessary to that the water flowing to the pressurizer when the pressure rises is sprayed directly is used. For this reason, the pressurizer space 12 is as shown in that Section shown, provided with a lining 13, which is in the upper region of the pressure vessel cover 6 has spray holes 14 through which the via a gap 15 in the upper support plate 11 inflowing coolant is sprayed into the vapor space 16 of the pressure holder 12. As a result of this spraying in, some of the steam will condense in the steam space 16 and thus the pressure can be reduced again.
Darüber hinaus ist es möglich, wie aus dem Schnitt nach Fig. 2 ersichtlich, eine Sprühung mit kälterem Kühlmittel vorzunehmen, das direkt aus dem an den Kühlmittelzuführungsstutzen 3 anschließenden Zuführungsspalt 9 für-das Primärkühlmittel entnommen und über eine mit einem Ventil 17 absperrbare Zuleitung 18 in den Dampfraum 16 eingeleitet wird.In addition, it is possible, as can be seen from the section according to FIG. 2, make a spray with colder coolant directly from the to the coolant supply nozzle 3 subsequent feed gap 9 for the primary coolant removed and via a With a valve 17 lockable feed line 18 is introduced into the steam chamber 16.
Um jedoch den Deckel 6 des Druckbehälters 1 besser isolieren zu können, ist es zweckmäßig, wenn die-Auskleidung 13 - wie das in Figur 3 gezeigt ist - doppelwandig ausgeführt ist, wobei das Kühlmittel im Spalt 19 zwischen den Begrenzùngswänden 13 und 20 dieser Auskleidung geführt wird. Dabei ist dieser Zwischenraum 19 ebenfalls über eine absperrbare Öffnung 15 in der oberen Tragplatte 11 mit dem Kühlmittel im eigentlichen Reaktorraum 8 in Verbindung.However, in order to be able to better insulate the cover 6 of the pressure vessel 1, it is useful if the lining 13 - as shown in Figure 3 - is double-walled is executed, the coolant in the gap 19 between the boundary walls 13 and 20 of this lining is performed. This gap 19 is also here Via a lockable opening 15 in the upper support plate 11 with the coolant in the actual reactor space 8 in connection.
Da es bei einer Druckminderung im Kühlkreislauf erforderlich ist, daß der Druck im Druckhalter durch Einschalten einer Heizung und Verdampfung eines Teils des Wassers wieder erhöht wird, ist es selbstverständlich, daß auch in diesem integrierten Druckhalter eine Heizung angeordnet sein muß. Diese kann nach pig. 2 bei.-spaelsweise in Form von waagerecht liegenden Heizrohren 21 ausgebildet sein, die an einen senkrecht nach oben und den Deckel durchdringenden Anschluß 22 oder einen waagerecht nach außen durch den Behälterflansch 5 führende Zuleitung 23 angeschlossen sind.Since it is necessary to reduce the pressure in the cooling circuit, that the pressure in the pressurizer by switching on a heater and evaporation of a Part of the water is increased again, it is Of course, that a heater must also be arranged in this integrated pressurizer. These can after pig. 2 in the form of horizontally lying heating pipes 21 be formed, which penetrates a vertically upward and the cover Connection 22 or one leading horizontally to the outside through the container flange 5 Supply line 23 are connected.
Eine weitere Möglichkeit zur Zuführung des Sprühmittels in den Druckhalter 12 besteht darin, daß gesonderte, die obere Tragplatte 11 durchdringende Zuführungsrohre dieses Kuh.lmittel aus dem eigentlichen Reaktorraum 8 in den Druckhalterraum 12 über leiten. Besonders einfach gestaltet sich die Zuführung des Sprühmittels, wenn - wie in Fig. 4 dargestellt - als Zuführungsrohre die Steuerstabführungsrohre 24, die zur Aufnahme der von oben durch den Druckbehälterdeckel 6 über Stutzen 25 einge-ührten Steuerstäbe dienen, verwendet werden. Dazu muß jedoch das Oberteil des Steuerstabführungsrohres 24 mit einer Abdichtung gegenüber dem Steuerstab und Sprühöffnungen 26 zum Einsprühen des Kühlmittels versehen sein. Die hier gezeigte Auskleidung 13 kann als Abgrenzung gegenüber einem zusätzlichen Zuführungsspalt für Sprühmittel oder lediglich als Isolierung des Druckbehälterdeckels und des Behälterflansches dienen.Another possibility for feeding the spray into the pressurizer 12 consists in that separate, the upper support plate 11 penetrating feed pipes this Kuh.lmittel from the actual reactor space 8 into the pressure holding space 12 over direct. The supply of the spray is particularly simple if - as shown in Fig. 4 - the control rod guide tubes 24 as feed tubes, those for receiving the introduced from above through the pressure vessel cover 6 via nozzle 25 Control rods are used. For this, however, the upper part of the control rod guide tube must 24 with a seal against the control rod and spray openings 26 for spraying of the coolant. The lining 13 shown here can be used as a delimitation compared to an additional feed gap for spray or just as Serve insulation of the pressure vessel cover and the vessel flange.
Durch die beschriebene Anordnung des Druckhalters im eigentlichen Druckbehälter des Kernreaktors ergibt sich ein erheblich einfacherer Aufbau der Gesamtanlage, die sich insbesondere in geringeren Kosten und erhöhter Sicherheit auswirkt. Das ist insbesondere dadurch bedingt, daß für den Druckhalter jetzt kein zusätzlicher Raum mehr zu schaffen ist, sondern er in dem normalerweise ungenutzten Raum zwischen Druckbehälterdeckel und oberer Tragplatte des Kerngerüstes eingebaut ist.Due to the described arrangement of the pressurizer in the actual The pressure vessel of the nuclear reactor results in a considerably simpler structure Overall system, which in particular results in lower costs and increased security affects. This is due in particular to the fact that now no additional space has to be created, rather it is in the normally unused Built-in space between the pressure vessel cover and the upper support plate of the core structure is.
11 Patentansprüche 2 Figuren11 claims 2 figures
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2026217A DE2026217C3 (en) | 1970-05-29 | 1970-05-29 | Pressurizer for pressurized water reactors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2026217A DE2026217C3 (en) | 1970-05-29 | 1970-05-29 | Pressurizer for pressurized water reactors |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2026217A1 true DE2026217A1 (en) | 1971-12-09 |
| DE2026217B2 DE2026217B2 (en) | 1974-01-31 |
| DE2026217C3 DE2026217C3 (en) | 1974-08-22 |
Family
ID=5772390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2026217A Expired DE2026217C3 (en) | 1970-05-29 | 1970-05-29 | Pressurizer for pressurized water reactors |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2026217C3 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2630248A1 (en) * | 1988-04-13 | 1989-10-20 | Rolls Royce & Ass | IMPROVED COMPRESSOR ASSEMBLY AND WATER COOLED NUCLEAR REACTOR |
| FR2634939A1 (en) * | 1988-08-01 | 1990-02-02 | Rolls Royce Plc | IMPROVED WATER COOLED REACTOR WITH DIAPHRAGM PRESSURIZER FOR LOW PRESSURES AND TEMPERATURES |
| FR3143824A1 (en) * | 2022-12-20 | 2024-06-21 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Modular type pressurized water nuclear reactor (PWR) with pressurizer without water spray. |
-
1970
- 1970-05-29 DE DE2026217A patent/DE2026217C3/en not_active Expired
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| FR2630248A1 (en) * | 1988-04-13 | 1989-10-20 | Rolls Royce & Ass | IMPROVED COMPRESSOR ASSEMBLY AND WATER COOLED NUCLEAR REACTOR |
| US5053190A (en) * | 1988-04-13 | 1991-10-01 | Rolls-Royce And Associates Limited | Water cooled nuclear reactor and pressurizer assembly |
| FR2634939A1 (en) * | 1988-08-01 | 1990-02-02 | Rolls Royce Plc | IMPROVED WATER COOLED REACTOR WITH DIAPHRAGM PRESSURIZER FOR LOW PRESSURES AND TEMPERATURES |
| FR3143824A1 (en) * | 2022-12-20 | 2024-06-21 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Modular type pressurized water nuclear reactor (PWR) with pressurizer without water spray. |
| WO2024133455A1 (en) * | 2022-12-20 | 2024-06-27 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Pressurized water nuclear reactor (pwr) of modular (smr) type having a pressurizer without water sprinkling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2026217B2 (en) | 1974-01-31 |
| DE2026217C3 (en) | 1974-08-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |