DE2430765C2

DE2430765C2 -

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Publication number: DE2430765C2
Application number: DE19742430765
Authority: DE
Priority date: 1974-06-26
Filing date: 1974-06-26
Publication date: 1976-10-07
Also published as: DE2430765B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckwasserreaktor mit mindestens einem Dampferzeuger als Frischdampfquelle und zwei Frischdampfleitungen, die durch eine den Dampferzeuger einschließende Sicherheitshülle führen und innerhalb der Sicherheitshülle über je eine schnellschließende Absperrarmatur absperrbar und außerhalb der Sicherheitshülle durch ein Sicherheitsventil entlastbar sind.The invention relates to a pressurized water reactor with at least one steam generator as a live steam source and two main steam lines passing through a safety sheath enclosing the steam generator lead and lockable within the safety envelope via a quick-closing shut-off valve and can be relieved by a safety valve outside the safety envelope.

Bei dem aus der Zeitschrift »Atomwirtschaft«, November 1971. S. 579 bis 581, bekannten Druckwasserreaktor speist der Kernreaktor vier parallelgeschaltete Dampferzeuger. Von jedem dieser Dampferzeuger führt eine Frischdampfleitung ins Freie. Außerhalb der Sicherheitshülle besitzt jede Frischdampfleitung ein Sicherheitsventil als Entlastungsmöglichkeit. Den Sicherheitsventilen nachgeschaltet sind Absperrventile, die an der von den Frischdampfleitungen gespeisten Turbine sitzen.In the pressurized water reactor known from the magazine "Atomwirtschaft", November 1971, pp. 579 to 581 the nuclear reactor feeds four steam generators connected in parallel. From each of these steam generators a live steam pipe leads to the outside. Outside the safety envelope, every main steam line has a Safety valve as a relief option. Downstream of the safety valves are shut-off valves, which sit on the turbine fed by the main steam pipes.

Aus dem Buch »The Technology of Nuclear Reactor Safety«, S. 763, ist es ferner bekannt, daß man in den Sekundärleitungen eines Druckwasserreaktors je ein Absperrventil, das als » Trennventil« bezeichnet wird, innerhalb und außerhalb der Sicherheitshülle vorsieht. Sicherheitsventile sind dort zwar nicht gezeigt. Sie sind jedoch in Kernreaktoranlagen üblich. Ihre Anwendung bei einem Siedewasserreaktor zeigt z. B. die Zeitschrift »Atomwinschaft«, vom Februar 1968. S. 96.From the book "The Technology of Nuclear Reactor Safety", p. 763, it is also known that in the Secondary lines of a pressurized water reactor each have a shut-off valve, which is referred to as an "isolating valve", provides inside and outside of the safety envelope. Safety valves are not shown there. they are however common in nuclear reactor plants. Their application in a boiling water reactor shows z. B. the magazine "Atomwinschaft", February 1968. p. 96.

Die Erfindung geht von dem Problem aus. daß bei einem Bruch der Frischdampfleitungen ein Absperren erforderlich ist, weil mit dem Dampf zumindest dann Radioaktivität freigesetzt werden kann, wenn der Bruch der Frischdampfleitung zu Folgeschäden am Dampferzeuger führt. Dabei ist es auf Grund der bei allen denkbaren Störfällen möglichen Strömungsverhältnisse nicht möglich, mit der erforderlichen Sicherheit die Leckstelle sofort zu lokalisieren, so daß eine isolierte Absperrung gelingt. Es ist vielmehr üblich, zunächst alle Absperrventile in den Dampfleitungen zuzufahren. Daraus ergibt sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, kurzzeitig eine Entlastungsmöglichkeit für den Dampferzeuger zu schaffen, damit ohne Zeitdruck eine Lokalisierung der schadhaften Leitung erfolgen kann, weil kein Überdruck im Dampferzeugersystem zu befürchten ist, der zu Schäden führen kann.The invention is based on the problem. that in the event of a break in the main steam lines a shut-off is necessary because radioactivity can be released with the steam at least when the A break in the main steam line leads to consequential damage to the steam generator. It is due to the all conceivable incidents of possible flow conditions not possible, with the necessary security to locate the leak immediately so that an isolated barrier is achieved. Rather, it is common initially close all shut-off valves in the steam lines. This results in the basis of the invention The task of creating a short-term relief option for the steam generator, thus without Time pressure localization of the defective line can take place because there is no overpressure in the steam generator system there is a risk of damage.

Die erCmdungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht für einen Druckwasserreaktor der eingangs genannten Art darin, daß die beiden Frischdampfleitungen in Strömungsrichtui.g hinter den Absperrarmaturen über ein Drei-WegeVentil und je eine Drosselstelle verbunden sind, daß der dritte Ausgang des Drei-Wege Ventils in Strömungsrichtung vor den Absperrarmaturen an den Dampferzeuger angeschlossen ist und daß das Drei-Wege-Ventil im Normalbetrieb mit seinem dritten Ausgang in einei Mittelstellung mit den beiden anderen Ventilausgängen in Verbindung steht.The inventive solution to the problem is for a pressurized water reactor of the type mentioned that the two main steam lines are connected in flow direction behind the shut-off valves via a three-way valve and a throttle point each, that the third outlet of the three-way valve in the flow direction the shut-off valve is connected to the steam generator and that the three-way valve is in normal operation with its third output in a middle position in connection with the other two valve outputs.

Mit einem Drei-Wege-Ventil ist dabei in Übereinstimmung mit dem üblichen Sprachgebrauch eine Armatur gemeint, die in ihren Endstellungen eine von zwei Leitungen mit einer dritten verbindet, beim Verstellen aber einen kontinuierlichen Übergang von der Verbindung mit der einen Leitung zu der Verbindung mit der anderen Leitung aufweist. Eine solche Armatur hat daher e.ne Mittelstellung, bei der beide Ventilausgänge mit der dritten Leitung verbunden sind. Daraus ergibt sich, wie an Hand des Ausführungsbeispiels später noch näher beschrieben wird, die gewünschte Druckentlastung. Sie erfolgt mit begrenzten Auslaßquerschnitten (Drosselstellen), die auf Grund des vom Leck abhängigen unterschiedlichen Druckabfalls die gewünschte Lokalisierung der Leckstelle ermöglichen.With a three-way valve this is in accordance common usage refers to a fitting that, in its end positions, is one of connects two lines with a third, but a continuous transition from the Has connection with the one line to the connection with the other line. Such a fitting therefore has a middle position in which both valve outputs are connected to the third line. From it results, as will be described in more detail later with reference to the embodiment, the desired Pressure relief. It takes place with limited outlet cross-sections (throttling points), which due to the from Leak-dependent different pressure drop allow the desired localization of the leak.

Für Druckwasserreaktoren mit zwei Dampferzeugern empfiehlt sich eine symmetrische Anordnung mit zwei Drei-Wege-Ventilen zwischen den jeweils von einem Dampferzeuger ausgehenden Frischdampfleitungen, wobei der dritte Ausgang der Drei-Wege-Ventile nur an je einem Dampferzeuger angeschlossen ist. Eine ähnliche »vermaschte« Anordnung ist auch günstig, wenn mehr als zwei Dampferzeuger einem Druckwasserreaktor zugeordnet sind, wie vorstehend an Hand des Standes der Technik beschrieben wurde. Dabei kann in jeder der zu der anderen Frischdampfleitung führenden Verbindungsleitungen eine Rückschlagklappe angeordnet sein. Diese sorgt dafür, daß die Verbindungsleitung nur zur Entlastung einer intakten Leitung benutzt wird und nicht etwa in ein Leck einspeisen kann, das an einer Leitung innerhalb der Sicherheitshülle entstanden sein könnte. A symmetrical arrangement with is recommended for pressurized water reactors with two steam generators two three-way valves between the main steam lines each emanating from a steam generator, The third output of the three-way valves is only connected to one steam generator each. A similar “meshed” arrangement is also beneficial if more than two steam generators are used in a pressurized water reactor are assigned, as has been described above with reference to the prior art. Included can have a non-return valve in each of the connecting lines leading to the other main steam line be arranged. This ensures that the connection line is only used to relieve an intact line is used and cannot feed into a leak that could have occurred on a line within the containment.

In der zur anderen Frischdampfleitung führenden Verbindungsleitung kann ein druckabhängig betätigtes Ventil angeordnet sein, das unterhalb des Ansprechdrucks der äußeren Sicherheitsventile öffnet. Hierdurch läßt sich nach Umschaltung des Drei-Wege-Ventils aufIn the connecting line leading to the other main steam line, a pressure-dependent actuated Be arranged valve that opens below the response pressure of the external safety valves. Through this can be opened after switching over the three-way valve

7.7th

die andere Frischdampfleitung erreichen, daß der von dem Bruch seiner zugehörigen Frischdampfleitung betroffene und möglicherweise heizrohrgeschädigte Dampferzeuger nicht an der langfristigen Nachwärmeabfuhr durch die Abblasregelventile beteiligt wird.reach the other main steam line that of the break of its associated main steam line and possibly damaged heating pipes Steam generator not in the long-term residual heat removal is involved by the relief valves.

Bei der Verwirklichung der Erfindung ist es wichtig, daß die Sicherheit der Betriebsweise auch dann erhalten bleibt, wenn z. B. der zu einem Leck führende Unfall von einem Bersten der Frisrhdampfleitune herrührt. Zu diesem Zweck können die beiden Frischdampfleitungen mit ihren Armaturen im Inneren der Sicherheitshülle vorteilhaft durch mechanisch feste Wände voneinander getrennt sein. Solche Wände ergeben eine Schonung, die die räumliche Ausdehnung von Störfällen begrenzen kann. Hierbei sollen an einer Verbindungsleitung die Rückschlagklappe und das Drei-Wege-Ventil nicht auf der gleichen Seite der Schottung angeordnet sein.In implementing the invention, it is important that the security of the mode of operation is maintained even if, for. B. the accident leading to a leak stems from a bursting of the Frisrhdampfleitune. For this purpose, the two main steam lines with their fittings inside the safety envelope can advantageously be separated from one another by mechanically solid walls. Such walls provide protection that can limit the spatial expansion of accidents. In this case, the non-return flap and the three-way valve on a connecting line should not be arranged on the same side of the partition.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein .Ausführungsbeispiel beschrieben.For a more detailed explanation of the invention, a .Example is shown below with reference to the drawing described.

Wie schematisch vereinfacht dargestellt ist. sind einem Druckwasserreaktor mit einem nicht weiter dargestellten Reaktordruckbehälter zwei Dampferzeuger 1 und 2 zugeordnet, die in bekannter Weise mit dem Reaktordruckbehälter verbunden sind. Die beiden Dampferzeuger speisen Frischdampfleiiungen 3 und 4. die durch die Sicherheitshülle 5 der Reaktoranlage nach außen geführt sind und beispielsweise eine Nennweite von 700 mm aufweisen. Die Frischdampfleitungen 3 und 4 besitzen je eine schnellschließendc Absperrarmatur 7, 8, 9 und 10 innerhalb und außerhalb der Sicherheitshülle 5. Armaturen und Frischdampfleitungen sind mindestens im Inneren der Sicherheitshülle 5 durch massive Betonwände 12 so voneinander getrennt, daß ein Schadensfall an der einen Frischdampfleitung 3 oder 4 sich nicht auf die andere Frischdampfleitung 4 oder i auswirken kann.As shown schematically in simplified form. two steam generators 1 and 2 are assigned to a pressurized water reactor with a reactor pressure vessel, not shown, which are connected to the reactor pressure vessel in a known manner. The two steam generators feed live steam lines 3 and 4, which are led to the outside through the safety envelope 5 of the reactor system and, for example, have a nominal width of 700 mm. The main steam lines 3 and 4 each have a quick-closing shut-off valve 7, 8, 9 and 10 inside and outside the safety envelope 5 or 4 cannot affect the other main steam line 4 or i .

Zwischen den Leitungen 3 und 4 ist in spiegelsymmetrischer Anordnung je eine Verbindungsleitung 14 bzw. 15 und je ein Drei-Wege-Ventil 16 bzw. 17 vorgesehen. Dem einen Ausgang des Drei-Wege-Ventils ist eine Drosselstelle 18 bzw. 19 zugeordnet: die einen Durchmesser von z.B. 250mm aufweist. Die zwischen dem zweiten Ausgang des Drei-Wege-Ventils und der anderen Dampfleitung angeordnete Verbindungsleitung 14 > bzw. 15 enthält ein druckabhängig oberhalb 80 bar öffnendes Ventil 20 und 21, sowie eine Rückschlagklappe 22 und 23. mit der eine weitere Drosselstelle 24 bzw. 25 in Reihe liegt. Der dritte Ausgang der Drei-Wege-Ventile 16, 17 ist über eine Leitung ?6 bzw. 27 mit der Frischdampfleitung 3 bzw. 4 verbunden, und zwar vor der im Inneren der Sicherheitshülle 5 liegenden Absperrarmatur 7 bzw. 9.Between the lines 3 and 4, a connecting line 14 or 15 and a three-way valve 16 and 17, respectively, are provided. One output of the three-way valve is one Throttle point 18 or 19 assigned: which has a diameter of e.g. 250mm. The one between the second outlet of the three-way valve and the other steam line arranged connecting line 14 > or 15 contains a pressure-dependent valve 20 and 21 that opens above 80 bar, as well as a non-return valve 22 and 23 with which a further throttle point 24 and 25 is in series. The third outlet of the three-way valves 16, 17 is connected to the live steam line 3 or 4 via a line 6 or 27, namely in front of the shut-off valve 7 or 9 located inside the safety envelope 5.

Die außerhalb der Sicherheitshülle 5 liegenden Leitungsstücke der Frischdampfleitungen 3,4 sind in symmetrischer Anordnung mit einer Abblasleitung 30 verbunden. Zu dieser führen zwei Sicherheitsventile 31 und 32 sowie zwei Paar von in Reihe liegende Armaturen 34. 35 bzw. 36,37. die als Abblasregelvcntile dienen. Im Normalbetrieb werden die beiden Dampferzeuger 1 und 2 unabhängig voneinander und parallel zueinander betrieben, d. h. sie liefern Frischdampf in ihre zugeordnete Leitung 3 oder 4. Die Sicherheitsventile 31. 32 beider Leitungen 3.4 sind zueinander im Öffnungssinne redundant. Gleichzeitig sind sie andererseits auch The line sections of the live steam lines 3, 4 lying outside the safety envelope 5 are symmetrical Arrangement connected to a blow-off line 30. Two safety valves 31 lead to this and 32 and two pairs of in-line fittings 34, 35 and 36, 37, respectively. which serve as blow-off control valves. In normal operation, the two steam generators 1 and 2 are independent of one another and parallel to one another operated, d. H. they deliver live steam into their associated line 3 or 4. The safety valves 31. 32 of the two lines 3.4 are redundant to one another in the opening sense. At the same time, on the other hand, they are too

i<, einzeln bei Nichtschließen absperrbar. i <, can be locked individually if not closed.

Sollte eine Störung auftreten, z. B. der bei 40 angedeutete Bruch der Frischdampfleitung 4, so werden zunächst beide Frischdampfleitungen 3, 4 mit den Armaturen?, 9 zugefahren. Der Reaktor wird in einer .Schnellabschaltung außer Betrieb genommen. Nunmehr kann mit Hilfe des Drei-Wege-Ventils 17 die Leitung 4 über das druckabhängig öffnende Ventil 21 und die Rückschlagklappe 22 in den äußeren Teil der Leitung 3 einspeisen, während der Dampfabfluß in die Bruchteile 40, der über die Drosselstellen 19 und 25 begrenzt ist, durch das Drei-Wege-Ventil 17 und das druckabhängige Ventil 20 abgesperrt wird.Should a fault occur, e.g. B. indicated at 40 If the main steam line 4 breaks, then both main steam lines 3, 4 are first connected to the fittings? 9 closed. The reactor is shut down in an emergency shutdown. Now can with the help of the three-way valve 17, the line 4 via the pressure-dependent opening valve 21 and feed the non-return valve 22 in the outer part of the line 3, while the steam drain into the Fractions 40, which is limited by the throttle points 19 and 25, by the three-way valve 17 and the pressure-dependent valve 20 is shut off.

An Stelle eines Drei-Wege-Ventils 16, 17 kann bei Bedarf auch eine zwangläufig gekopptlte Kombination von zwei Absperrventilen verwendet werden, die beide im Normalbetrieb in einer Mittelstellung zwischen »offen« und »geschlossen« stehen.Instead of a three-way valve 16, 17, a positively coupled combination can also be used, if necessary can be used by two shut-off valves, both of which in normal operation are in a middle position between "open" and stand "closed".

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patentansprüche: "**Claims: "**

1. Druckwasserreaktor mit mindestens einem Dampferzeuger als Frischdampfquelle und zwei Frischdampfleitungen, die durch eine den Dampferzeuger einschließende Sicherheitshülle führen und innerhalb der Sicherheitshülle über je eine schnellschlieOende Absperrarmatur absperrbar und außerhalb der Sicherheitshülle durch ein Sicherheitsventil entlastbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Frischdampfleitungen (3. 4) in Strömungsrichiung hinter den Absperrarmaturen (7.9) über ein Drei-Wege-Ventil (16, 17) und je eine Drosselstelle (18, 19) verbunden sind, daß der dritte Ausgang des Drei-Wege-Ventils (16. 17) in Strörnungsrichtung vor den Absperrarmaturen (7.9) an den Dampferzeuger (1. 2) angeschlossen ist und daß das Drei-Wege-Ventil (16, 17) im Normalbetrieb mit seinem dritten Ausgang in einer Mittelstellung mit den beiden anderen Ventilausgängen in Verbindung steht.1. Pressurized water reactor with at least one steam generator as a live steam source and two Main steam pipes running through a steam generator lead enclosing security cover and within the security cover each have a quick-closing one Shut-off valve can be shut off and outside the safety envelope by a safety valve are relieved, characterized in that the two main steam lines (3. 4) in the direction of flow behind the shut-off valves (7.9) via a three-way valve (16, 17) and one each Throttle point (18, 19) are connected that the third output of the three-way valve (16. 17) in the direction of flow is connected to the steam generator (1. 2) in front of the shut-off valves (7.9) and that the three-way valve (16, 17) in normal operation its third output in a middle position in connection with the two other valve outputs stands.

2. Druckwasserreaktor nach Anspruch 1 mit zwei Dampferzeugern, gekennzeichnet durch eine symmetrische Anordnung mit zwei Drei-Wege-Ventilen (16, 17) zwischen den jeweils von einem Dampferzeuger (1.2) ausgehenden Frischdampfleitungen (3.2. Pressurized water reactor according to claim 1 with two Steam generators, characterized by a symmetrical arrangement with two three-way valves (16, 17) between the live steam lines (3.

4), wobei der dritte Ausgang der Drei-Wege-Ventile (16.17) nur an je einem Dampferzeuger angeschlossen ist.4), the third output being the three-way valve (16.17) is only connected to one steam generator each.

3. Druckwasserreaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der zu der anderen Frischdampfleitung (3.4) führenden Verbindungsleitung (14. 15) eine Rückschlagklappe (23, 22) angeordnet ist.3. Pressurized water reactor according to claim 2, characterized in that in each of the to the other Main steam line (3.4) leading connecting line (14, 15) a non-return valve (23, 22) is arranged is.

4. Druckwasserreaktor nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß in der zur anderen Frischdampfleitung (3,4) führenden Verbindungsldtung (14. 15) ein druckabhängig öffnendes Ventil (21. 20) angeordnet ist.4. Pressurized water reactor according to claim 2 or 3, characterized in that in the to the other Main steam line (3, 4) leading connecting oil (14. 15) a pressure-dependent opening valve (21. 20) is arranged.