DE2355903A1

DE2355903A1 - CORE REACTOR SAFETY SHUTDOWN DEVICE

Info

Publication number: DE2355903A1
Application number: DE19732355903
Authority: DE
Inventors: Claude Malaval
Original assignee: Alsacienne Atom
Current assignee: Alsacienne Atom
Priority date: 1972-11-21
Filing date: 1973-11-08
Publication date: 1974-05-22
Also published as: BE807174A; SE373450B; GB1450784A; IT1001679B; FR2207329B1; NL7315962A; CA1019846A; JPS4986791A; BR7309039D0; FR2207329A1

Description

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GfBOUEEMBHT ATOMIQUE ALSACIEME ATLANTIQUE 20, Avenue Edouard Herriot, 92350 LE PLESSIS EOBINSON (Frankreich)GfBOUEEMBHT ATOMIQUE ALSACIEME ATLANTIQUE 20, avenue Edouard Herriot, 92350 LE PLESSIS EOBINSON (France)

KEBRBEAEEOE-SICHEBHEITSABSCHALT-VOHBIOHTÜNGKEBRBEAEEOE SAFETY SHUTDOWN VOHBIOHTÜNG

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung mit Feststoffabsorber für Kernreaktoren.The invention relates to a safety device with Solid absorbers for nuclear reactors.

Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, mit denen sehr rasch ein Feststoffabsorberstab ins Innere eines Kernreaktors eingefahren werden kann, ohne dass eine äussere Energiequelle oder eine von aussen einwirkende Bedienung notwendig ist« Der Absorberstab wird in diesem Fall unmittelbar über dem Reaktorkern angebracht und braucht im Bedarfsfall als Wegstrecke nur die Höhe des Reaktorkerns zurückzulegen; die Ansprechzeit kann dabei äusserst gering sein, wozu auch die automatische Auslösung dieser Sicherheitsvorrichtung in erheblichem Masse beiträgt.Devices are already known with which a solid absorber rod can very quickly be inserted into the interior of a nuclear reactor can be retracted without an external energy source or an external operator is necessary «In this case, the absorber rod is positioned directly above the reactor core appropriate and only needs to cover the height of the reactor core as a distance if necessary; the response time can be extremely small, to which the automatic triggering of this safety device also contributes to a considerable extent.

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Eine solche Vorrichtung besteht im allgemeinen aus einem senkrecht stehenden zylindrischen Behälter, der mit Druckgas gefüllt ist; ein oberer Abschnitt des Behälters liegt.oberhalb des Reaktorkerns und ist mit Organen ausgestattet, mit denen der Feststoffabsorberstab etwas oberhalb des Kerns" festgehalten wirdj ein unterer Teil des Behälters besitzt Verbindungsmittel nach aussen und läuft in ein Schliessorgan aus, das im Kern angebracht ist und dessen Funktionsbereitschaft von den Betriebsbedingungen des Reaktors abhängt. Der Behälter "besitzt im allgemeinen denselben Durchmesser wie eine BrennelementhUlse· um eine zufriedenstellende Wirkung zu erzielen, muss eine relativ hohe Anzahl von Brennelementen durch Sicherheitselemente ersetzt werden, die somit einen grossen Raum einnehmen.Such a device generally consists of a vertical cylindrical container, which is filled with pressurized gas is filled; an upper portion of the container is above of the reactor core and is equipped with organs with which the solid absorber rod is held slightly above the core A lower part of the container has connecting means to the outside and runs out into a closing element which is attached to the core and its operational readiness depends on the operating conditions of the reactor. The container "generally has the same diameter as a fuel assembly sleeve To achieve a satisfactory effect, a relatively large number of fuel elements must be replaced by safety elements be replaced, which thus occupy a large space.

Die Erfindung ist besonders, aber nicht ausschliesslich fur wassergekühlte Kernreaktoren geeignet, und sie soll im wesentlichen die Form solcher Sicherheitsvorrichtungen an wassergekühlte Reaktoren anpassen und den Raumbedarf der Absorptionselemente verringern. The invention is particularly, but not exclusively, suitable, and essentially intended, for water-cooled nuclear reactors adapt the shape of such safety devices to water-cooled reactors and reduce the space requirements of the absorption elements.

Bei der Arbeitsweise der erfindungsgemässen Sicherheitsabschaltvorrichtung wurde auch der physikalische Zustand des Wassers im Primärkreislauf berücksichtigt, d.h. seine Temperatur und sein Druck. Darüber hinaus wird der Absorber, der in fester Form, aber nicht in einem Stuck vorliegt, direkt Über Binnen in die Führungsrohre der Steuerstabbündelj mit denen dieser Reaktortyp ausgestattet ist, geleitet« Es ist damit möglich, den Absorber in einem einzigen Behälter zu lagern, der oberhalb derIn the operation of the safety shutdown device according to the invention the physical state of the water in the primary circuit was also taken into account, i.e. its temperature and its pressure. In addition, the absorber, which is in solid form, but not in one piece, is directly inside into the guide tubes of the control rod bundles with those of these Reactor type is equipped, piped «It is possible to store the absorber in a single container, which is above the

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Brennelementbundel angebracht ist, die nicht mit mechanisch betätigten Steuerstabbundeln versehen sindj im Bedarfsfall bedient dieser Behälter Über Rinnen mehrere FUhrungsrohre gleichzeitig, wodurch der im Kern des Beaktors benötigte Raumbedarf verringert wird. Diese Rinnen können auch mit eigens im Kern des Reaktors vorgesehenen Hohlräumen verbunden werden, insbesondere bei einem-Reaktor, der nicht mit Führungsrohr en fur die SteuerstabbUndel ausgestattet ist.Fuel assembly is attached, which is not mechanically operated bundles of control rods are operated if necessary this container several guide tubes at the same time via channels, whereby the space required in the core of the beactor is decreased. These channels can also be connected, in particular, to cavities specifically provided in the core of the reactor in the case of a reactor that does not have guide tubes for the control rod bundle is equipped.

Gegenstand der Erfindung ist also eine Sicherheitsabschaltvorrichtung mit Peststoffabsorber fur wassergekühlte Kernreaktoren, die aus einem senkrecht stehenden zylindrischen Behälter besteht, der oberhalb des Reaktorkerns angeordnet ist · und an seiner Unterseite Rinnen aufweist, die in den Reaktorkern fuhren, wobei im oberen Bereich des zylindrischen Kerns ein unter Druck stehendes Medium enthalten ist, im Innern des Behälters zwei senkrechte, konzentrisch angeordnete Wände vorhanden sind, die mit der Behälterwandimg von der Mittelachse nach aussen hin einen zylindrischen und zwei ringförmige Räume bilden, die miteinander verbunden sind und so das Austreten des unter Druck stehenden Mediums ermöglichen, wobei einer dieser Räume zur Lagerung des Absorbers als Pulver, Granulat, kleine Kugeln oder in ähnlicher Form dient, und am unteren Ende des Behälters ein Schliessorgan sowie Betätigungsorgane für dieses Schliessorgan angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Behälter mehrere Rinnen mit dem Absorber versorgt, die in jeweils in ein im Reaktorkern angeordnetes Rohr fuhren,The invention therefore relates to a safety shutdown device with pesticide absorbers for water-cooled nuclear reactors, which consists of a vertical cylindrical container, which is arranged above the reactor core and has grooves on its underside which lead into the reactor core, with the cylindrical core in the upper region a pressurized medium is contained, two vertical, concentrically arranged walls are present inside the container are, with the container wall from the central axis to the outside, one cylindrical and two annular spaces form, which are connected to each other and thus allow the escape of the pressurized medium, one of these Rooms are used to store the absorber as powder, granules, small balls or in a similar form, and at the lower end of the Container a closing member and actuating members for this closing member are attached, characterized in that each container supplies several channels with the absorber, which each lead into a tube arranged in the reactor core,

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Das verwendete-Schliessorgan hängt in seiner Ausführung von den Bedingungen ab, unter denen es arbeiten soll.The closing device used depends on its design on the conditions under which it is supposed to work.

Will man sich gegen die Polgen eines Druckabfalls schützen, so wird wie in bekannten Vorrichtungen ein Uranplättchen verwendet, das auf Neutronenstrahlung reagiert und mit Hilfe eines schmelzbaren Metalls aufgelötet ist. Bei normalen Betriebsbedingungen eines wassergekühlten Reaktors wird das Plättchen zum Teil durch den Druck des PrimärkUhlmittels an seinem Platz gehalten; dieser Druck kann höher sein als der des Gases, das sich im die Sicherheitsvorrichtung bildenden Behalter befindet, unter der Wirkung des Neutronenflusses wird das Uranplättchen aufgeheizt, jedoch durch das PrimärkUhlmittel, das man über eine der Plättchenseiten leitet, gekühlt. Bei einem plötzlichen Druckabfall im Primärkühlkreis wird durch das Kuhlmittel kein Gegendruck auf das Plättchen mehr ausgeübt. Da darüber hinaus das Plattchen nicht mehr gekühlt wird, erwärmt sich die lötstelle und verliert plötzlich ihre mechanische Festigkeit, so dass das--Plättchen sich löst und das unter Druck stehende Gas die Sicherheitsvorrichtung betätigen kann.If one wants to protect oneself against the poles of a pressure drop, as in known devices a uranium plate is used, which reacts to neutron radiation and with the help of a fusible metal is soldered on. Under normal operating conditions of a water-cooled reactor, the platelet partly due to the pressure of the primary coolant on his Held place; this pressure can be higher than that of the gas in the container forming the safety device, Under the effect of the neutron flux, the uranium plate is heated, but by the primary coolant, the is passed over one of the platelet sides, cooled. At a sudden pressure drop in the primary cooling circuit is caused by the coolant no more counter pressure exerted on the plate. In addition, since the plate is no longer cooled, it heats up the soldering point and suddenly loses its mechanical strength, so that the - plate loosens and that which is under pressure Gas can operate the safety device.

Wie ersichtlich, wirkt bei der erfindungsgemässen Vorrichtung der Druckabfall des Primärkühlsystems gleichzeitig auf die Temperatur und auf den auf das Uranplättchen ausgeübten Druck, während bei bekannten Vorrichtungen lediglich die Temperatur des Plättchens verändert wurde. Die Wirkung,ist also sicherer und schneller.As can be seen, it works with the device according to the invention the pressure drop of the primary cooling system simultaneously on the temperature and on that exerted on the uranium platelet Pressure, while in known devices only the temperature of the platelet was changed. So the effect is safer and faster.

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Bei einem normalen Abschalten des Reaktors steht zwar das Kühlmittel des Primärkühlsystems nicht mehr unter Druck, aber es bedeckt immer noch die Brennelemente und das Uranplättchen. Der Neutronenfluss ist schwach und die Berührung des Plättchens mit dem Kuhlmittel genügt, um es auf einer normalen Temperatur zu halten und der Lötstelle eine ausreichend hohe mechanische Festigkeit zu verleihen, um dem Druck des Mediums zu widerstehen.In the case of a normal shutdown of the reactor, it is true the coolant of the primary cooling system is no longer under pressure, but it still covers the fuel assemblies and the uranium platelet. The neutron flux is weak and the touch of the plate with the coolant is enough to make it normal Maintain temperature and give the solder joint a sufficiently high mechanical strength to withstand the pressure of the medium to resist.

Zum Schutz gegen die Polgen einer natürlichen oder zufälligen Erschütterung des Reaktors besitzt das Schliessorgan einen Giessaufsatz, der einen Schlagbolzen freigibt,* dieser Giessaufsatz wird in Bewegung versetzt, wenn er eine Erschütterung erfährt, deren Amplitude oder Beschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht. Der Schlagbolzen zerreisst eine Membrane, wodurch das Sicherheitssystem ausgelöst wird.To protect against the poles of a natural or accidental vibration of the reactor, the closing element has a pouring attachment that releases a firing pin, * this pouring attachment is set in motion when it experiences a shock whose amplitude or acceleration reaches a predetermined value. The firing pin ruptures a membrane, which triggers the safety system.

Zum Schutz schliesslich gegen eine übermässige Druckerhöhung besitzt der unter Druck stehende Behälter eine verformbare Wand, die sich unter der Wirkung des äusseren Drucks nach innen wölbt und so das Innenvolumen des Behälters verringert, wodurch gleichzeitig im Innern des Behälters der Druck erhöht wird. Das Schliessorgan besteht in diesem Fall aus einer Membrane, die unter dieser Druckerhöhung reisst und so die Sicherheitsvorrichtung auslöst»Finally, to protect against excessive pressure increase the pressurized container has a deformable wall that changes under the action of external pressure bulges inwards and thus reduces the internal volume of the container, which at the same time reduces the pressure inside the container is increased. In this case, the closing element consists of a membrane that tears under this increase in pressure and so the Safety device triggers »

Zum Schutz gegen mehrere dieser Risiken enthält die verwendete Sicherheitsvorrichtung ein Schliessorgan, das die oben angeführten Mittel in sich vereinigt,To protect against several of these risks, the safety device used contains a locking device that the the above-mentioned means combined,

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Im folgenden werden an Hand der beigefügten Zeichnungen die günstigsten Kombinationen, die die erfindungsgemässe Vorrichtung bilden, beschrieben,The following are based on the accompanying drawings the cheapest combinations that the invention Form device, described,

Fig. 1 stellt ein Schliessorgan dar, das sich bei Druckabfall öffnet.Fig. 1 shows a closing member which opens when the pressure drops.

Fig. 2 stellt eine Sicherheitsabschaltvorrichtung dar, die im Falle von überdruck oder Erschütterungen ausgelöst wird.Fig. 2 shows a safety shutdown device, which is triggered in the event of overpressure or vibrations.

Fig. 3 entspricht einer Sicherheitsabschaltvorrichtung desselben Typs wie in Fig. 2, aber mit einer grösseren Empfindlichkeit. FIG. 3 corresponds to a safety shutdown device of the same type as in FIG. 2, but with greater sensitivity.

Die in Fig. 1 gezeigte Sicherheitsabschaltvorrichtung bezieht sich insbesondere auf einen Eeichtwasser-Druckreaktor des sog. PWR-Typs und enthält ein Schliessorgan, das bei Druckabfall freigegeben wird.The safety shutdown device shown in FIG. 1 relates in particular to a calibrated water pressure reactor of the so-called PWR type and contains a closing element that is released when the pressure drops.

In bekannter Weise ist hier ein senkrecht stehender zylindrischer Behälter 1 vorhanden, der an seiner Unterseite durch ein Schliessorgan 2 verschlossen wird. Durch zwei zylindrische, senkrecht stehende Wände 3 und 3* wird im Innern des Behälters eine Zwischenkammer 4 abgetrennt, deren Unterseite durch eine Wandung 9 gebildet wird; diese Kammer dient zur Aufnahme des Feststoffabsorbers in Form von Pulver, Granulat oder kleinen Kugeln. Die Kammer 4 enthält eine schneckenförmig verlaufende Bippe 4". Sie ist mit der unteren Karamer 5 durch eine ringförmige Leitung 7 verbunden, die seitlich durch die Wandung 1 des Behälters und die Wandung 3 begrenzt wird. Die ringförmigeIn a known manner, a vertical cylindrical container 1 is present here, which is on its underside is closed by a closing member 2. The interior of the Container separated an intermediate chamber 4, the underside of which is formed by a wall 9; this chamber is used for recording of the solid absorber in the form of powder, granules or small balls. The chamber 4 contains a helical one Bippe 4 ". It is connected to the lower Karamer 5 by an annular line 7 which runs laterally through the wall 1 of the container and the wall 3 is limited. The ring-shaped

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Leitung enthält ebenfalls eine schneckenförmige Rippe 7¹· Es sei darauf hingewiesen, dass der axiale und vertikale Querschnitt durch die untere Kammer 5 sich nach unten hin erheblich verbreitert, wie es in der Fig. 1 deutlich gezeigt wird. Die obere Kammer 6 des Behälters, die das unter Druck stehende Medium enthält, steht mit der mittleren Kammer 4 Über ein Rohr in Verbindung.The conduit also contains a helical rib 7 ^1. It should be pointed out that the axial and vertical cross-section through the lower chamber 5 widens considerably downwards, as is clearly shown in FIG. The upper chamber 6 of the container, which contains the pressurized medium, is in communication with the middle chamber 4 via a pipe.

Die untere Kammer 5 wird durch die innere kegelstumpffdrmige Fläche 8, die die Fortsetzung der Wand 3 bildet, und durch die ebenfalls kegelstumpfförmige untere Behälterwand 16 begrenzt, deren Boden durch das Sehliessorgan 2 verschlossen wird. Der untere Teil des Geräts enthält einen Atischlag 14, gegen den das Schliessorgan 2 nach seiner Freigabe st'össt, sowie die Verteilungsrinnen 11, die unter dem zylindrischen Behälter angeordnet sind und den Absorber den Fuhrungsrohren 12 des Steuerstabbündels des Brennelementbündels 13 im Reaktorkern zufuhren. Das wintere Ende der Steuerstabführungsrohre ist mit Siebeinsätzen 15 ausgerüstet, die das Medium 6^f bei seinem Austreten aus dem Behälter durchlassen, aber die Partikel des FestkiJrperabsorbers zurückhalten. Der untere Bereich der Vorrichtung besitzt auch Offnungen 20, durch die das Primärkühlmittel fliessen soll. Das Kühlmittel fliesst infolge des Druckunterschieds zwischen dem unteren und oberen Bereich des Kerns oben aus den Steuerstabführungsrohren 12, kühlt das Schliessorgan 2 und fliesst durch die Öffnungen 20 ab.The lower chamber 5 is delimited by the inner frustoconical surface 8, which forms the continuation of the wall 3, and by the likewise frustoconical lower container wall 16, the bottom of which is closed by the closing element 2. The lower part of the device contains a blower 14 against which the closing element 2 abuts after its release, as well as the distribution channels 11, which are arranged under the cylindrical container and supply the absorber to the guide tubes 12 of the control rod bundle of the fuel assembly 13 in the reactor core. The winter end of the control rod guide tubes is equipped with sieve inserts 15 ^{which let the medium 6f} through when it emerges from the container, but hold back the particles of the solid absorber. The lower region of the device also has openings 20 through which the primary coolant is intended to flow. As a result of the pressure difference between the lower and upper areas of the core, the coolant flows out of the control rod guide tubes 12 at the top, cools the closing element 2 and flows through the openings 20.

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Vorteilhafterweise wird das Schliessorgan aus einem Uranplättchen 2^f gebildet, das in einem kegelstumpff'drmigen Stopfen 2 liegt, der an den Boden 16 des zylindrischen Behälters mit einem bei einer vorbestimmten Temperatur schmelzenden Metall angelötet ist. Der kegelstumpff'drmige Stopfen 2 besitzt an seiner Oberseite eine Stange 17 sowie FUhrungsrippen 18. Wenn sich das Schliessorgan löst, gleitet die Stange 17 im Lager 19» die I?ippen rutschen auf den Rand der öffnung im Boden 16 und verleihen so dem Schliessorgan e±ne senkrechte Abwärtsbewegung, The closing element is advantageously ^{formed from a uranium plate 2 f} which lies in a frustoconical stopper 2 which is soldered to the bottom 16 of the cylindrical container with a metal that melts at a predetermined temperature. The truncated cone-shaped stopper 2 has a rod 17 and guide ribs 18 on its upper side. When the closing element is released, the rod 17 slides in the bearing 19 ± ne vertical downward movement,

Die Arbeitsweise der Sicherheitsabschaltvorrichtung ist äusserst einfach. Das Gerät wird zunächst mit einem neutralen Gas, beispielsweise Helium, unter Druck gesetzte das Schliessorgan wird angelötet und der Absorber in den mittleren Behälter 4 gebracht. Beim Beschicken des Kernreaktors wird das Gerät an einer Stelle, wo keine mechanisch betätigten Steuerstäbe vorhanden sind, auf dem Kern befestigt. Rinnen wie beispielsweise 11 werden mit den Steuere lernen tfuhrungs rohren 12 verbunden. Damit ist die Vorrichtung funktionsbereit. Bei plötzlichem Druckabfall mit einem Kuhlverlust des Reaktorkerns löst sich, wie weiter oben beschrieben, der angelötete Stopfen und gibt das Schliessorgan frei, das durch das Gas ausgestossen wird und auf den Anschlag 14 trifft. Das Gas dehnt sich aus und reiset den Absorber mit sich in die Steuerelementfuhrungsrohre,The operation of the safety shutdown device is extremely simple. The device initially comes with a neutral Gas, for example helium, pressurized the closing member is soldered on and the absorber is placed in the middle container 4. When loading the nuclear reactor, the device is switched on a place where there are no mechanically operated control rods attached to the core. Gutters such as 11 are connected to the control learn guide tubes 12. The device is now ready for use. In the event of a sudden drop in pressure with a loss of cooling in the reactor core, the as described above, the soldered stopper and releases the closing element, which is ejected by the gas and hits the stop 14. The gas expands and travels the absorber with it into the control element guide tubes,

Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Sicherheitsabschaltvorrichtung spricht auf überdruck und zusätzlich auf Erschütterungen an,The safety shutdown device shown schematically in FIG. 2 speaks to overpressure and additionally to vibrations at,

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Sie besteht wie zuvor aus einem Zylinder 1, der an seinem unteren Ende durch eine Membran 24 geschlossen wird. Im Innern enthält dieser Zylinder zwei zylindrische Wände 3 und 3^f< Die mittlere Kammer 4, die eine schraubenförmige Bippe 4" besitzt, steht mit der unteren Kammer 5 durch eine ringförmige leitung 7 in Verbindung, die ebenfalls mit einer· schneckenförmigen Rippe 7¹ versehen ist. Diese ringförmige Leitung kann darüber hinaus zur Aufnahme des Absorbers dienen, der wie zuvor in Form von Pulver, Granulat oder kleinen Kugeln vorliegt. Die untere Kammer, die wie zuvor durch die kegelstumpfförmige Innenseite der Wand 3 und die kegelstumpf förmige Wand 16 des Behälterunterteils begrenzt wird, wird durch eine Membrane 24 verschlossen. Durch die Binnen 11, die unterhalb des zylindrischen Behälters angebracht sind, gelangt der Absorber in die zu diesem Zweck im Reaktorkern angebrachten Bohre 38, die zwischen den mit Brennstoff gefüllten Rohren bzw. anstelle einiger von ihnen vorhanden sind. Die Bohre 38 sind hermetisch dicht mit dem unteren Teil der Sieherheitsabschaltvorrichtung verbunden. Im ganzen Raum unterhalb der Membrane herrscht Unterdruck oder Vakuum. Im unteren Bereich begrenzt die Wand 3 darüber hinaus einen Baum 23, in dem ein Biegelsystem 34 vorhanden ist, das bei beispielsweise Erdbebenstössen ein Gegengewicht 25 durch Drehung um eine Achse 26 freigibt. Eine normalerweise zusammengedrückte Feder 27 lässt einen Schlagbolzen durch die Membrane 24 stossen.As before, it consists of a cylinder 1, which is closed at its lower end by a membrane 24. Inside this cylinder comprises two cylindrical walls 3 and 3 ^f <The middle chamber 4 which has a helical Bippe 4 ", communicates with the lower chamber 5 through an annular conduit 7 in combination, which is also provided with a · helical rib 7 ¹ This annular conduit can also serve to accommodate the absorber, which is in the form of powder, granules or small spheres as before is closed by a membrane 24. Through the interior 11, which are attached below the cylindrical container, the absorber gets into the bore 38 made for this purpose in the reactor core, which is between the pipes filled with fuel or instead of some of them The bores 38 are hermetically sealed to the lower part of the safety shutdown device The entire space below the membrane is under pressure or vacuum. In the lower area, the wall 3 also delimits a tree 23 in which a bending system 34 is present, which releases a counterweight 25 by rotating about an axis 26 in the event of earthquake impacts, for example. A normally compressed spring 27 causes a firing pin to push through the diaphragm 24.

Der obere Teil 6 des Zylinders enthält ein unter Druck 409821/0824The upper part 6 of the cylinder contains a pressurized one 409821/0824

.stehendes Medium sowie eine verformbare Wandung 29 innerhalb der Wandung 30, die die Fortsetzung des Zylinders 1 bildet. Der durch die Wandung^. 29 und 30 begrenzte Baum steht in direkter Verbindung mit der Primärflüssigkeit, Der Deckel 31 des Behälters kann wie ein Kolben im Innern des von der Wandung 30 umschlossenen Baums gleiten und das Volumen 6 zusammendrücken. In diesem Volumen 6 befindet sich wie zuvor ein unter Druck stehendes Medium, beispielsweise Helium.. Standing medium and a deformable wall 29 within the wall 30, which forms the continuation of the cylinder 1. Through the wall ^. 29 and 30 limited tree stands in direct Connection with the primary liquid, the lid 31 of the container can slide like a piston inside the tree enclosed by the wall 30 and compress the volume 6. As before, a pressurized medium, for example helium, is located in this volume 6.

Bei plötzlichem Druckabfall in der Primärflüssigkeit senkt sich der Deckel 31 und die Wandung 29 wird zusammengedrückt, wobei das Medium im Volumen 6 zusammengepresst wird. Dieser überdruck wird durch das Medium an die Membran 24 weitergeleitet, an deren Aussenseite Vakuum oder ein sehr geringer Druck herrscht.In the event of a sudden drop in pressure in the primary fluid the lid 31 lowers and the wall 29 is compressed, whereby the medium in volume 6 is compressed. This overpressure is passed on through the medium to the membrane 24, on the outside of which there is a vacuum or a very low pressure.

Das Beissen der Membrane 24 ermöglicht das Ausströmen des Gases und den Durchgang des festen Absorbers, der so in die Kanäle, wie beispielsweise 38, gelangt,The biting of the membrane 24 allows the gas to flow out and the solid absorber to pass through, which is so in the Channels, such as 38,

Es sei darauf hingewiesen, dass die Membran nur in aussergewöhnlichen Fällen die Sicherheitsabschaltvorrichtung auslösen soll: bei zu hohem Druck im Primärwasserkreis, wodurch der Primärkühlkreislauf gefährdet werden könnte; bei Erdbeben, bei denen es im Reaktorkern zu Schwingungen kommt, durch die das mechanische Einführen der Sicherheitsstäbe behindert werden könnte, bei Erschütterungen, die sich aufgrund eines Druckabfalls im Primärkühlmittel nach einem Leck ergeben und dieIt should be noted that the membrane is only exceptional Cases that the safety shutdown device should trigger: if the pressure in the primary water circuit is too high, which means the primary cooling circuit could be endangered; in the case of earthquakes that cause vibrations in the reactor core the mechanical insertion of the safety rods could be hindered in the event of vibrations caused by a drop in pressure result in the primary coolant after a leak and the

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befürchten lassen, dass die mechanisch betätigten Sicherheitsst'äbe oder andere Sicherheitssysteme nicht funktionieren.give rise to fear that the mechanically operated safety bars or other security systems do not work.

Dagegen wird die Sicherheitsabschaltvorrichtung nicht ausgelöst, wenn die Bedingungen auftreten, die zu einem Abschalten des Reaktors mit Hilfe der mechanisch betätigten Stäbe führen, beispielsweise bei einer Temperaturerhöhung oder einer Arbeitsdrucküberschreitung.In contrast, the safety shutdown device is not triggered if the conditions occur that lead to a shutdown of the reactor with the help of the mechanically operated rods, for example in the event of a temperature increase or an excess of working pressure.

Fig. 3 zeigt schematisch im Schnitt eine Vorrichtung mit einer doppelten, verformbaren Wandung. Der gasgefUllte Raum 6 liegt innerhalb einer verformbaren Wandung 33, die hier genauso angeordnet ist wie in der Vorrichtung gemäss Fig. 2. Wie zuvor kann der Deckel 31 entlang der Wandung 30 gleiten. Bei Überdruck senkt sich der Deckel 31 'und drückt wie zuvor das Gasvolumen 6 zusammen. Der Unterschied im Durchmesser der beiden verformbaren Wandungen 32 und 33 erzeugt eine Multiplikationswirkung für den Druck. Es ist in diesem Falle nicht notwendig, die Kanäle, in die der Absorber geschüttet werden soll, unter Unterdruck zu halten°, der durch'den Multiplikationseffekt erzielte überdruck ermöglicht es, Rohre zu benutzen, die zum Kern gehören. Um das Austreten des Mediums zu ermöglichen, besitzen diese Bohre Siebeinsätze, die die festen Partikel des Absorbers wie in dem an Hand von Fig. 1 beschriebenen Beispiel zurückhalten°, als Siebeinsätze werden Gitter benutzt, falls der verwendete Absorber in Form-von kleinen Kugeln vorliegt.Fig. 3 shows schematically in section a device with a double, deformable wall. The gas-filled space 6 lies within a deformable wall 33, which is arranged here exactly as in the device according to FIG. 2. As before, the cover 31 can slide along the wall 30. In the event of excess pressure, the cover 31 ′ lowers and, as before, compresses the gas volume 6. The difference in the diameter of the two deformable walls 32 and 33 creates a multiplication effect for the pressure. In this case it is not necessary to keep the channels into which the absorber is to be poured under negative pressure , the overpressure achieved by the multiplication effect makes it possible to use pipes that belong to the core. In order to allow the escape of the medium, this Drill have strainers that the solid particles of the absorber as to restrain in the process described with reference to FIG. 1, ° when strainers are grating used if the absorber used in form of small balls present .

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Die Bauteile der schematisch in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung befinden sich an denselben Plätzen und üben die- . selben Punktionen aus, wie in der an Hand der Pig. 2 beschriebenen Vorrichtung, Polglich sind diese Bauteile in dieser Zeichnung mit denselben !Referenzen versehen wie in Pig. 2, ausgenommen die Bohre 12, die zum !Reaktorkern gehören.The components of the shown schematically in FIG Device are located in the same places and practice the. the same punctures as in the Pig's hand. 2 described Apparatus, these components have the same references in this drawing as in Pig. 2, except for the bore 12, which belong to the reactor core.

Bei der Beschreibung der erfindungsgemässen Vorrichtung an Hand der drei Figuren wurde darauf hingewiesen, dass das unter Druck stehende Medium ein neutrales Gas ist.When describing the device according to the invention on the basis of the three figures it was pointed out that the pressurized medium is a neutral gas.

Diese Bedingung muss nicht unbedingt erfüllt sein. Es kann vorteilhaft sein, das Gas durch Wasserdampf oder ein Gemisch aus Gas und Wasserdämpf zu ersetzen. Um den Transport des festen Absorbers zu erleichtern, scheint es in bestimmten Fällen vorteilhaft zu sein, den Innenraum des zylindrischen Behälters zum Teil mit Wasser anzufüllen und zusätzlich unter Druck stehendes Gas in den Behälter zu leiten. Auf diese Weise erreicht, man eine bessere Kühlung der inneren Organe der Vorrichtung. Darüber hinaus wird das Wasser, wenn die Vorrichtung ausgelöst wird, mit dem Druckgas in Bewegung versetzt, so dass der feste Absorber leichter mitgenommen wird.This condition does not necessarily have to be met. It It can be advantageous to replace the gas with water vapor or a mixture of gas and water vapor. To the transportation To facilitate the solid absorber, it seems to be advantageous in certain cases to use the interior of the cylindrical Part of the container to be filled with water and additionally to lead pressurized gas into the container. In this way achieves better cooling of the internal organs of the device. In addition, when the device is triggered, the water is set in motion with the compressed gas, so that the solid absorber is easier to take with you.

Im Bahmen der Erfindung können die Siebeinsätze 15 durch Gitter ersetzt werden, wenn der feste Absorber nicht in Form von feinem Pulver vorliegt.In the context of the invention, the sieve inserts 15 be replaced by grids if the solid absorber is not in the form of fine powder.

- Patentansprüche -- patent claims -

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Claims

PATENTANSPRÜCHE.PATENT CLAIMS.

1. ) Sicherheitsabschaltvorrichtung mit Feststoffabsorber für wassergekühlte Kernreaktoren, die aus einem senkrecht stehenden zylindrischen Behälter besteht, der oberhalb des Reaktorkerns angeordnet ist und an seiner Unterseite Rinnen aufweist, die in den Reaktorkern führen, wobei im oberen Bereich des zylindrischen Kerns ein unter Druck stehendes Medium enthalten ist, im Innern des Behälters zwei senkrechte, konzentrisch angeordnete Wände vorhanden sind, die mit der Behälterwandung von der Mittelachse nach aussen hin einen zylindrischen und zwei ringförmige Räume bilden, die miteinander verbunden sind und so das Austreten des unter Druck stehenden Mediums ermöglichen, wobei einer dieser Räume zur Lagerung des Absorbers als Pulver, Granulat, kleine Kugeln oder in ähnlicher Form dient, und am unteren Ende des Behälters ein Sohliessorgan sowie Betätigungsorgane für dieses Schliessorgan angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Behälter (1) mehrere Rinnen (11) versorgt, die in jeweils in ein im Reaktorkern angeordnetes Rohr (12) führen.1.) Safety shutdown device with solids absorber for water-cooled nuclear reactors, which consist of a vertical standing cylindrical container, which is arranged above the reactor core and on its underside gutters which lead into the reactor core, with a pressurized medium in the upper region of the cylindrical core is included, two vertical, concentrically arranged walls are present in the interior of the container, which are connected to the container wall from the central axis outwards form a cylindrical and two annular spaces, which are connected to each other are connected and thus allow the escape of the pressurized medium, one of these rooms for storage of the absorber is used as powder, granulate, small balls or in a similar form, and at the lower end of the container Sole closing element and actuating elements for this closing element are attached, characterized in that that each container (1) supplies several channels (11) which each lead into a tube (12) arranged in the reactor core.

2. Sicherheitsabschaltvorrichtung gemäss Abspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Reaktorkern vorhandenen Rohre (12), in die die von der unteren Kammer (5) des zylindrischen Behälters (1) kommenden Rinnen (11) münden, Führungsrohre für Steuerstabbündel sind, mit denen die Brennelementbunde1 von Druckwasserreaktoren ausgestattet sind.2. Safety shutdown device according to claim 1, characterized in that the tubes (12) present in the reactor core into which those from the lower Chamber (5) of the cylindrical container (1) coming channels (11) open, are guide tubes for control rod bundles with which the Fuel element bundles1 are equipped with pressurized water reactors.

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3. Sicherheitsabschaltvorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Reaktorkern vorhandenen Rohre (12), in die die von der unteren Kammer (5) des zylindrischen Behälters (1) kommenden Rinnen (11) münden, Kanäle sind, die unter den Brennelementbunde In (13) im Reaktorkern verteilt sind und an ihrem Ende einen Filtereinsatz (15) tragen.3. Safety shutdown device according to claim 1, characterized in that the in the reactor core existing pipes (12) into which the channels coming from the lower chamber (5) of the cylindrical container (1) (11) open, are channels that under the fuel bundles In (13) are distributed in the reactor core and one at its end Carry the filter insert (15).

4. Sicherheitsabschaltvorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unter den Brennelementbündeln (13) verteilten Rohre (12) im Reaktorkern Kanäle sind, die unter Vakuum oder einem geringen Gasdruck stehen.4. Safety shutdown device according to claim 1, characterized in that the under the fuel element bundles (13) distributed tubes (12) in the reactor core Channels are that are under vacuum or a low gas pressure.

5. Sicherheitsabschaltvorrichtung gemäss Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Betätigungsmittel fur das Schliessorgan (2) aus einem Schlagbolzen (28) besteht, der durch eine Feder (27) nach unten gedruckt wird, wenn der Schlagbolzen durch die Bewegung eines G-iessaufsatzes (25) freigegeben wird, der unter der Wirkung einer Erschütterung infolge seiner Trägheit wirksam wird, wobei das Schliessorgan eine Membran (24) ist, deren Beissen das Sicherheitssystem auslöst.5. Safety shutdown device according to claim. 1, characterized in that one of the Actuating means for the closing element (2) from a firing pin (28), which is pressed down by a spring (27) when the firing pin is activated by the movement of a G-iessaufsatzes (25) is released under the effect a shock due to its inertia becomes effective, the closing element being a membrane (24), the biting of which the Safety system triggers.

6. Sicherheitsabschaltvorrichtung gemäss den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf das Verschluss organ (2) einwirkendes Mittel aus einer verformbaren Membran (29) gebildet wird, die auf über-6. Safety shutdown device according to the claims 4 and 5, characterized in that a means acting on the closure member (2) consists of a deformable membrane (29) is formed, which on over-

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druck des KlJhlmediums anspricht und im Oberteil des zylindrischen Behälters (30) angeordnet ist, wo sie das Volumen des unter Druck gehaltenen Mediums umgibt und einen auftretenden Überdruck an das unter Druck stehende Medium weitergibt, wodurch die Membran (24) platzt und das Sicherheitssystem aus-pressure of the cooling medium responds and in the upper part of the cylindrical Container (30) is arranged where it surrounds the volume of the pressurized medium and an occurring Relays excess pressure to the pressurized medium, causing the membrane (24) to burst and the safety system to

löst. ... "solves. ... "

7. Sicherheitsabschaltvorrichtung gemäss den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekenn ze ichnet, dass ein auf das Schliessorgan einwirkendes Mittel aus zwei verformbaren, konzentrisch angeordneten Wänden (32) und (33) im oberen Teil (30) des zylindrischen Behälters gebildet wird, wobei die äussere Wand (33) auf Überdruck der Kühlflüssigkeit Einspricht und diesen überdruck an das innerhalb der inneren verformbaren Wand (32) befindliche Medium mit einem Verstärkungseffekt leitet, was ein Zerreissen der Membrane (24) des Verschlussorgans zur Folge hat, wodurch das Sicherheitssystem ausgelöst wird.7. Safety shutdown device according to the claims 2 and 5, identified by the fact that a Means acting on the closing element and consisting of two deformable, concentrically arranged walls (32) and (33) in the upper one Part (30) of the cylindrical container is formed, the outer wall (33) responding to excess pressure of the cooling liquid and this overpressure to what is inside the deformable Wall (32) located medium conducts with a reinforcement effect, which tears the membrane (24) of the closure member Result, which triggers the safety system.

8. Sicherheitsabschaltvorrichtung gemäss Anspruch 2, die bei Druckabfall im Primärkühlwasser ausgelöst wird und bei der .das Verschluss organ aus einem Uranplättchen gebildet wird, das mit Hilfe eines schmelzbaren Metalls in die durch dieses Plättchen zu verschliessende öffnung gelötet ist, dadurch gekennzeichne-t, dass das Plättchen (2') in dauernder Berührung mit dem primären Kuhlwasserkreislauf steht und dass es sich bei Druckabfall im Wasserkreislauf und bei Erhitzung löst.8. Safety shutdown device according to claim 2, which is triggered in the event of a pressure drop in the primary cooling water and at the .the closure organ is formed from a uranium plate which is soldered with the help of a fusible metal into the opening to be closed by this plate, marked by the fact that the plate (2 ') is in constant contact with the primary cooling water circuit and that there is a pressure drop in the water circuit and dissolves when heated.

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/Ό/ Ό

9. Sicherheitsabschaltvorrichtung gemäss jedem der9. Safety shutdown device according to each of the

AnsprUche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,· dass es sich bei dem im Behälter (6) unter Druck gehaltenen Medium (6¹) um.ein neutrales Gas handelt.Claims 1 to 8, characterized in that the medium (6 ¹ ) kept under pressure in the container (6) is a neutral gas.

10. Sicherheitsabschaltvorrichtung gemäss Jedem der AnsprUche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das im Behälter (6) unter Druck gehaltene Medium (6¹) aus Wasserdampf und einem zweiten Stoff besteht, der bei normalen Betriebsbedingungen des Reaktors gasförmig vorliegt,10. Safety shutdown device according to each of claims 1 to 8, characterized in that the medium (6 ¹ ) kept under pressure in the container (6) consists of water vapor and a second substance which is in gaseous form under normal operating conditions of the reactor,

11. Sicherheitsabschaltvorrichtung gemäss 10, dadurch gekennzeichnet, dass das unter Druck gehaltene Medium (6^f) Wasser im flüssigen Aggregatzustand enthält. 11. Safety shutdown device according to 10, characterized in that the pressurized medium (6 ^f ) contains water in the liquid state.

12. Sicherheitsabschaltvorrichtung gemäss jedem der Ansprüche 1 "bis 11, dadurch. gekennzeichnet, dass der axiale Querschnitt der unteren Kammer (5) des zylindrischen Behälters (1) sich nach unten ausweitet.12. Safety shutdown device according to any one of claims 1 "to 11, characterized in that, that the axial cross-section of the lower chamber (5) of the cylindrical Container (1) expands downwards.

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