DE2430735C2 - Nuclear reactor with a containment - Google Patents

Description

Dir Erfindung betrifft einen Kernreaktor mit einer Sicherheitshülle, die einen Dampferzeuger enthalt und uns der eine von dem Dampferzeuger ausgehende, mit einem Ventil absperrbare Frischdampfleitung herausführt, wobei über zwei Sicherheitsventile eine Druckentlastung des Dampferzeugers möglich ist.The invention relates to a nuclear reactor with a Safety cover, which contains a steam generator and us the one emanating from the steam generator, with a valve which can be shut off live steam line leads out, with pressure relief via two safety valves of the steam generator is possible.

Nach der Zeitschrift »Alomwirtschaft«. Februar 1968. S. 96. ist bei Siedewasserreaktoren der oben genannten Art die Abblaseleitung des einen Sicherheitsventils in eine wassergefüllle Kondensationskaiiinier geführt. Das andere Sicherheitsventil führt unmittelbar in die Atmosphäre im Inneren der Sicherheitshiille. Daraus ergibt sich, daß eine Druckentlastung im Falle eines Überdrucks, der beispielsweise auf den Ausfall der von der Frischdampfleitung gespeisten Verbraucher zurückzuführen ist, für die beiden .Sicherheitsventile offenbar nicht gleich sein soll. Die Sichcrheitsvcnii-Ie sollen demnach unabhängig voneinander wirksam sein und können daher, wie bei Sicherheitsventilen bisher üblich, nicht abgesperrt werden. Deshalb kann, wenn ein Sicherheitsventil hängen bleibt, d. h. nach dem Ansprechen nicht wieder schließt, die im Inneren der Sicherheitshüllc freigesetzte Energie zu Schaden führen. Darüber hinaus können sogenannte Folgeschäden entstehen, wenn die beim Ansprechen des Sicherheitsventils stattfindende Druckentlastung wegen zu großer Abblasemengcn Schäden am Dampfer/enger zur Folge hat.According to the magazine »Alomwirtschaft«. February 1968. p. 96. is the one mentioned above for boiling water reactors Type the blow-off line of a safety valve into a water-filled condensation tank guided. The other safety valve leads directly into the atmosphere inside the safety envelope. It follows that a pressure relief in the event of overpressure, for example on the failure the consumer fed by the main steam line can be traced back to the two .safety valves apparently not supposed to be the same. The Sicherheitvcnii-Ie should therefore be effective independently of each other and can therefore, as with safety valves so far common not to be cordoned off. Therefore, if a safety valve gets stuck, i. H. after Response does not close again, the energy released inside the safety envelope lead to damage. In addition, so-called consequential damage can occur if the response of the safety valve Pressure relief that takes place due to excessive blow-off quantities, resulting in damage to the steamer / narrower has.

Bei dem aus der Zeitschrift »Atomwirtschaft«, November 1971, S. 580 bekannten Druckwasserreaktor sind die Sicherheitsventile einzeln unmittelbar an jeweils eine Frischdampfleitung bzw. an den Dampfraum des Druckhalter angeschlossen. Sie sind deshalb von vornherein nicht redundant und dürften mithin nicht absperrbar sein, so daß sie bei einem Versagen zu unkontrolliertem Abblasen führen müssen.In the pressurized water reactor known from the magazine "Atomwirtschaft", November 1971, p. 580 the safety valves are individually directly connected to a live steam line or to the steam room of the pressurizer connected. They are therefore not redundant from the outset and therefore should not be lockable, so that in the event of failure it becomes uncontrolled Blow off must lead.

Die Erfindung sucht demgegenüber eine einfache und wirtschaftliche Lösung für die Aufgabe, ohne Beeinträchtigung einer sicheren Druckentlastung durch Sicherheitsventile auch eine Absperrung der Sicherheitsventile für den Fall durchführen zu können, daß an diesen ein Schaden eintritt.In contrast, the invention seeks a simple and economical solution to the task without impairment a safe pressure relief through safety valves also a shut-off of the safety valves to be able to carry out in the event that damage occurs to these.

Gemäß der Erfindung ist bei dem Kernreaktor der einsang* «nannten Art vorgesehen, daß jedem Sicherheitsventil eine Absperrarmatur vorgeschaltet ist. und d-.ß die beiden Armaturen derart nut gekoppelien Antrieben ausgerüstet sind, daß beim Schließen der /„ dem einen Sicherheitsventil lührenden Armatur die /11 dein anderen Sicherheitsventil liihrende Armatur geöffnet wird. ... I₁-,According to the invention, it is provided in the nuclear reactor of the type mentioned above that a shut-off valve is connected upstream of each safety valve. and that the two valves are equipped with mutually coupled drives in such a way that when the valve leading to one safety valve is closed, the valve leading to the other safety valve is opened. ... I ₁ -,

Mit der Erfindung ist eine Absperrung der Sicherheutsventilc zulässig, weil zwangsläufig dafür gesorgt ist daß beim Absperren der einen Leitung die andere für die Energieabfuhr, vor allem für cmc Druckentlastung zur Verfugung steht, um ein Zersprengen des Dampferzeugers zu verhindern. Dabei wird vorausgesetzt daß ein gleichzeitiges Versagen beider FmIasuingsleiiungen mit den Sicherheitsventilen in dem so wieso nur hypothetischen Störfall eines Schadens an der Frischdampfleitung äußerst unwahrscheinlich ist.With the invention is a shut-off of the Sicherheitsventilc permissible because it is inevitably taken care of is that when one line is shut off, the other is used for energy dissipation, especially for cmc pressure relief is available to prevent the steam generator from bursting. This is a prerequisite that a simultaneous failure of both FmIasuingsleiiungen with the safety valves in the so why only hypothetical incident of damage the main steam line is extremely unlikely.

Die beiden miteinander gekoppelten Absperrarnuitüren können an sich selbständige Bauelemente sein. die praktisch nur durch die Kopplung ihrer Antriebe zusammengefaßt sind. Dabei können sie völlig gleich ausgebildet sein. Hierdurch laßt sich besonder, günstig erreichen, daß die beiden Armaturen im Normalbetrieh in "leicher Weise geöffnet sind und einen Durchtriitsquerschniti von 50% des Ncnnqtierschniites freigeben. Beim Schließen der einen Armatur kann dann die andere Armatur um den gleichen Betrag weiter geöffnet werden, um den die andere geschlossen wird, fs ist aber auch denkbar, die Erfindung mit anderen ÖIT-nungs- und Schließkennlinien zu verwirklichen, wenn clics^auf Grund der besonderen Anforderungen an die Frisehdampfleitungen oder auf Grund weiterer, in den Frischdampfleitungen liegender Armaturen vorteilhaftThe two coupled shut-off devices can be self-contained components. practically only through the coupling of their drives are summarized. They can be designed in exactly the same way. This makes it special, cheap achieve that the two fittings in normal operation are slightly open and have a cross-section free from 50% of the interface. When one valve is closed, the other valve can then be opened further by the same amount to which the other is closed is fs but also conceivable to use the invention with other ÖIT and closing characteristics to be realized if clics ^ due to the special requirements on the Friseh steam pipes or because of further fittings in the main steam pipes are advantageous

Die beiden gekoppelten Armaturen können aber auch konstruktiv derart vereinigt werden, daß ein Drei-Wege-Ventil entsteht. Hier erstreckt sich die Zusammenfassung also auch auf das Gehäuse, gegebenenfalls mit den Anschlußstutzen.The two coupled fittings can also be combined constructively in such a way that a three-way valve arises. Here the summary also extends to the housing, if applicable with the connecting pieces.

Die Sicherheitsventile lassen sich günstig außerhalb der .Sicherheitshülle anordnen, wobei das eine an die zur Turbine führende Frischdampfleitung angeschlossen ist. in der das eine der beiden Absperrventile liegt.The safety valves can be conveniently outside Arrange the .Safety envelope, one attached to the the main steam line leading to the turbine is connected. in which one of the two shut-off valves is located.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden an Hand der Figuren Ausführungsbcispiele der Erfindung beschrieben.For a more detailed explanation of the invention, exemplary embodiments of the invention are given with reference to the figures described.

In der F i g. 1 ist ein Kernkraftwerk mit einem Druckwasserreaktor von z. B. 1000 MW durch die aus Stahl bestehende kugelförmige Sicherheitshüllc 1 angedeutet, von der ein Dampferzeuger 2 eingeschlossen ist. Der Dampferzeuger 2 kann bei der genannten Leistung mehrfach in gleicher Anordnung vorgesehen sein, /. B. so. daß ein einzelner Dampferzeuger eine Wärmeleistung von 750 MW aufweist. Die an die Dampferzeuger 2 angeschlossenen Leitungen sind dann entsprechend der Zahl der Dampferzeuger in Viclfachanordnung vorgesehen, während die Figur nur einen Dampferzeuger mit einem Leitungssystem zeigt.In FIG. 1 is a nuclear power plant with a Pressurized water reactor from z. B. 1000 MW indicated by the spherical Sicherheitshüllc 1 made of steel, of which a steam generator 2 is included. The steam generator 2 can with the stated performance be provided several times in the same arrangement, /. B. so. that a single steam generator has a thermal output of 750 MW. The lines connected to the steam generator 2 are then corresponding the number of steam generators provided in Viclfachanordnung, while the figure only has one steam generator with a pipe system shows.

Der Dampferzeuger 2 hat an seinem oberen Ende einen Frischdampfauslaß 3. Von diesem führt eine Leitung 4 über ein außerhalb der Sicherheilshülle I liegendes Eckventil 5 in die zur Turbine führende Leitung 6. Vor der Durchführung 7 durch die .Sicherheitshülle liegt eine Absperrarmatur 8 in der Leitung 4.The steam generator 2 has a live steam outlet 3 at its upper end. A line leads from this 4 into the line 6 leading to the turbine via an angle valve 5 located outside the safety envelope I. A shut-off valve 8 is located in the line 4 upstream of the implementation 7 through the safety envelope.

An den Frischdampfauslaß 3 jedes DampferzeugersAt the main steam outlet 3 of each steam generator

sind Leitungen IO und 11 angeschlossen. Der Querschnitt dieser Leitungen betrügt /. H. mit Nennweite 100 nur etwa 20% des Querschnittes der Leitung 4. die üblicherweise eine Nennweite \on 70OmUi aufweist. Die beiden Leitungen 10 und 11, die unabhängig voneinander von der Leitung 4 abzweigen, enthalten /wei gleiche Sicherheitsventile 12 und 13. deren Ansprechilruck beispielsweise SO bar beiragt. Die Ausblasleitungen der Sicherheitsventile sind /u einer Abbhsleilung 15 zusammengefaßt, die mit einer Nennweite \on /um Beispiel >00 mm in einen Auslaß 16 außerhalb der Sicherheilshüllc 1 führt. An diese Leitung 15 können aus Plat/giünden auch die Sicherheitsventile eines /weiten Dampferzeugers angeschlossen werden. Bei vier Dampferzeugern sind dann entsprechend /wei Lei-Hingen 15 mit eigenen Auslassen 16 außerhalb der Sicherheitshülse I vorhanden.lines IO and 11 are connected. The cross section of these lines cheats /. H. with nominal size 100 only about 20% of the cross-section of the line 4. the usually has a nominal diameter of 70OmUi. The two lines 10 and 11, which are independent of each other branch off from line 4, included / white same safety valves 12 and 13. their response pressure for example SO bar. The exhaust lines of the safety valves are / u a breakaway 15 summarized, with a nominal diameter \ on / um example> 00 mm in an outlet 16 outside the Security cover 1 leads. The safety valves of a platform can also be connected to this line 15 / wide steam generator can be connected. In the case of four steam generators, there are correspondingly / two Lei-Hingen 15 with their own outlets 16 outside the safety sleeve I.

Zwischen der Abzweigung der Leitungen 10 und II und der Absperrarmatur 8 ist eine Lei.ung 18 mit /wei gleichen, in Reihe liegenden Absperrarmaturen 19 unu' 20 als Abblaslcitung vorgesehen, die /ur Leitung 15 führt. Sie gestallet es. die im Inneren der Sicherheitshülle entstehende geringe Leistung, die /. B. auf die Nachzerfallswärme zurückgeht, geregell abzuführen.Between the junction of lines 10 and II and the shut-off valve 8 is a line 18 with / white same shut-off valves in series 19 unu ' 20 provided as a blow-off line, which leads / ur line 15. You design it. those inside the security envelope resulting low power that /. B. is due to the decay heat, to dissipate regularly.

Die Leitungen 10 und II enthalten in Vorschahung /11 den Sicherheitsventilen 12 und 13 zwei gleiche Absperrarmaiuren 22 und 23. die über Gestänge 24 und 25 mit einem gemeinsamen Motorantrieb 26 \erblinden sind. Die Gestänge 24 und 25 ergeben mit dem Antrieb 26 zusammen eine solche Kopplung der Absperrarmalinen 22 und 23. daß beim Schließen einer der beiden Armaturen die andere geöffnet wird. Ausgang bei dieser gegenläufigen Bewegung ist der normale Zustand, bei der beide Armaturen etwa gleichermaßen /u 50% offen stehen.Lines 10 and II contain in advance / 11 the safety valves 12 and 13 two identical shut-off valves 22 and 23. which go blind via rods 24 and 25 with a common motor drive 26 \ are. The rods 24 and 25 together with the drive 26 result in such a coupling of the shut-off alarms 22 and 23. that when one of the two valves is closed, the other is opened. Exit at this opposite movement is the normal state in which both fittings are approximately equally / u 50% stand open.

Mit dem Wort »Gestänge« sind als Ausführungsformcn der Erfindung neben einfachen Kopplungsstangen auch alle anderen denkbaren Kopplungsglieder. /.. 13. Kurbeltriebc. Zahnräder, Ketten usw. gemeint, da es nur auf eine sichere, vorzugsweise formschlüssige Kopplung ankommt, die wirtschaftlich vernünftig /11 realisieren ist.The word "linkage" is used as an embodiment of the invention in addition to simple coupling rods and all other conceivable coupling elements. / .. 13. Crank drive c. Gears, chains, etc. meant as it is only on a secure, preferably form-fitting Coupling that is economically sensible / 11 can be implemented.

Im Normalfall wird die in der Sicherheitshülle I als Wärme frei werdende Energie über die Leitung 4 abgeführt, so daß sie in einer Turbine umgesetzt werden kann. Sollte d*e Leitung 4 schadhaft werden oder auch nur die Turbine oder ihr Kondensator ausfallen, ohne daß die Leistungserzeugung schnell genug oder weit genug herabgesetzt werden kann, so steigt der normalerweise z. B. 65 bar betragende Dampfdruck, bis eines der beiden gleichen und paiallclgeschaltcien Sicherheitsventile 12, 13 öffnet. Nunmehr kann die Energie über das zuerst öffnende Sicherheitsventil abgefahren werden. Sollte dieser Auslaß nicht genügen weil sein Querschnitt durch das zugehörige Ventil 22 oder 23 gedrosselt ist. spricht auch das andeic Sicherheitsventil an. Damit stehen 100% Abblasquerschnitt zur Verfügung.In the normal case, the in the security envelope I as Heat released energy dissipated via line 4 so that they are converted in a turbine can. Should the line 4 be damaged or also only the turbine or its condenser fail without that the power generation can be degraded fast enough or far enough, it usually increases z. B. 65 bar amount of steam pressure until one of the two same and paiallclgeschaltcien Safety valves 12, 13 open. The energy can now be withdrawn via the safety valve that opens first will. Should this outlet not be sufficient because its cross-section through the associated valve 22 or 23 is throttled. also speaks the andeic safety valve on. This means that 100% blow-off cross-section is available.

Hrgibt sich nach der Druckentlastung, daß die Abblasleiiung 15 trotz des Sinkens des Druckes nicht zuverlässig geschlossen wird, so kann die Anordnung der beiden gekoppelten Absperrarmaiuren 22. 23 aus der Mittellage in eine solche Fndlagc überführt werden, daß die fehlerhafte Leitung, deren Sicherheitsventil 12 oder 13 etwa hängen geblieben ist. gespent wird, während die andere vollständig öffnet. Hierdurch steigt der Querschnitt der Abblasleitung des noch zugeschalteten Sicherheitsventils zwar nicht an. doch reicht sie noch leicht aus zur Abführung der Nachzeifallswärme und der Speicherwärme des abgeschalteten Reaktors.After the pressure has been relieved, it can be heard that the vent line 15 is not reliably closed despite the drop in pressure, the arrangement of the two coupled shut-off devices 22. 23 are transferred from the central position into such a Fndlagc, that the faulty line, the safety valve 12 or 13 has stuck about. is spanked while the other opens completely. This increases the cross-section of the blow-off line of the still connected Safety valve not on. but it is still easily sufficient to dissipate the heat of late fall and the stored heat of the switched-off reactor.

Bei der Darstellung in l·" i g. 2 ist eine der beiden Absperrarmaturen 22'. 23' der Krischdampfleitung 4, in der ein weiteres Ventil 5' liegt, zugeordnet. Sie ersetzt damit die in Fig. I mit 8 bezeichnete Absperrarmatur. Das eine Sicherheitsventil 12' ist außerhalb der Sicherheitshülle 1 an die I rischdampfleitung 4 angeschlossen, während das andere ebenfalls außerhalb der Sicherheilshülle 1 liegende Sicherheitsventil 13' über die Absperrarmatur 23' in der Leitung 10' gespeist wird. Die beiden in der Leitung 18' in Reihe liegenden Absperrarmaturen 19' und 20' liegen zwischen der dem Sicherheitsventil 12' zugeordneten Leitung 1Γ und der Ausblasleilung 16'.In the illustration in FIG. 2, there is one of the two shut-off valves 22 '. 23 'is assigned to the steam line 4 in which a further valve 5' is located. She replaces with it the shut-off valve denoted by 8 in FIG. The one safety valve 12 'is outside the safety envelope 1 connected to the steam pipe 4, while the other is also outside the containment 1 lying safety valve 13 'over the shut-off valve 23 'in line 10' is fed. The two shut-off valves lying in series in the line 18 ' 19 'and 20' lie between the line 1Γ assigned to the safety valve 12 'and the blow-out line 16 '.

Die Sicherheitsventile 12'. 13'. die in die Abblasleilung 15' münden, sind gleich ausgebildet, ebenso die Absperrarmaturen 22', 23', die über die Gestänge 24'. 25' mit dem gemeinsamen Antrieb 26' gekoppelt sind. Die Wirkung der Absperrarmaiuren 22'. 23' entspricht der in F i g. I.The safety valves 12 '. 13 '. those in the blow-off line 15 'open, are of the same design, as are the shut-off valves 22', 23 ', which are connected via the rods 24'. 25 'are coupled to the common drive 26'. The effect of the shut-off device 22 '. 23 'corresponds to the in F i g. I.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fi g. i führt die Leitung 4 vom Auslaß 3 über die Armatur 8 im Inneren der Sicherheitshüllc I und das Eckventil 5 in die Leitung 6 zur Turbine, wie dies in F i g. 1 schon dargestellt worden ist. Die beiden gleichen Sicherheitsventile 12" und 13". die über die miteinander gekoppelten Absperrarmaiurci 22" und 23" parallel geschaltet sind, liegen jedoch im Inneren der .Sicherheitshülle I. Ihre Atisblasleitung 15" führt durch die Sicherhcilshülle in einen äußeren Abblasetank 30, der mit einer Kühlflüssigkeit 32 bis etwa zur Hälfte gefüllt ist. Der Abblasetank 30 besitzt zweckmäßig eine Berstscheibe 33 zur Beschränkung des höchsten möglichen Innendruckes.In the embodiment according to Fi g. i is in charge 4 from the outlet 3 via the fitting 8 inside the safety envelope I and the corner valve 5 into the line 6 to the turbine, as shown in FIG. 1 has already been shown. The two same safety valves 12 "and 13 ". The shut-off armaiurci that are coupled to one another 22 "and 23" are connected in parallel, but are inside the .Sicherheitshülle I. Your Atisblasleitung 15 ″ leads through the safety envelope into an outer blow-off tank 30, which is filled with a cooling liquid 32 to is about half full. The blow-off tank 30 expediently has a rupture disk 33 for restriction the highest possible internal pressure.

Die beiden in Reihe geschalteten Absperrarmaturen 19" und 20" der Abblasleitung 18" haben hier einen eigenen Auslaß 35. Die Abblasleitung 18" kann aber unter Umständen auch in ilen Abblasetank 30 führen, insbesondere dann, wenn dort eine Rückkühlung möglich ist.The two shut-off valves 19 "and 20" of the blow-off line 18 "connected in series have one here own outlet 35. The blow-off line 18 "can, under certain circumstances, also lead into ilen blow-off tank 30, especially if re-cooling is possible there.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Kernreaktor mit einer Sicherheitshülle, die einen Dampferzeuger enthält und aus der eine von dem Dampferzeuger ausgehende, mit einem Ventil absperrbare Frisehdampfleilung herausfühlt, wobei über zwei Sicherheitsventile eine Druckentlastung des Dampferzeugers möglich ist, d a d ti r c h g e -1. Nuclear reactor with a containment containing a steam generator and from which one of the steam generator outgoing, lockable with a valve Frisehdampfleilung senses, wherein Pressure relief of the steam generator is possible via two safety valves, d a d ti r c h g e - k e η η ζ e i c h η e t, daß jedem Sicherheitsventil (12. 1.3) eine Absperrarmatur (22. 23) vorgeschaltet ist, und daß die beiden Armaturen (22. 23) derart mit gekoppelten Antrieben (24. 25, 26) ausgerüstet sind, daß beim Schließen der zu dem einen Sicherheitsventil (12) führenden Armatur (22) die zu dem andcren Sicherheitsventil (13) führende Armatur (23) geöffnet wird.k e η η ζ e i c h η e t that every safety valve (12. 1.3) a shut-off valve (22. 23) is connected upstream, and that the two fittings (22. 23) are equipped with coupled drives (24. 25, 26), that when the valve (22) leading to one safety valve (12) is closed, the valve to the other Safety valve (13) leading fitting (23) is opened. 2. Kernreaktor nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsventile (12'. 13') außerhalb der Sicherheilshülle (1) angeordnet sind. wobei das eine (12') an die zur Turbine führende Frischdampfleitung (4. 6) angeschlossen ist. in der das eine (22') der beiden Abspen ventile (22'. 21) lieg,.2. Nuclear reactor according to claim I. characterized in that the safety valves (12 '. 13') are arranged outside the safety envelope (1). one (12 ') being connected to the main steam line (4, 6) leading to the turbine. in which one (22 ') of the two Abspen valves (22'. 21) is.