DE2521269C3 - Druckwasserreaktor - Google Patents
DruckwasserreaktorInfo
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
- G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
-
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Description
Die Erfindung betrifft einen Druckwasserreaktor mit einem Primärkühlkreis und einem Nachwärmekühlkreis,
der an den Primärkühlkreis angeschlossen ist und einen Nachwärmekühler und eine Pumpe umfaßt.
Der Nachwärmekühlkreis wird beim Abfahren des Druckwasserreaktors in Betrieb genommen, weil die
Leistungsentwicklung auch nach vollständiger Beendigung des Leistungsbetriebes zunächst noch etwa 1 bis
3% der Nennleistung beträgt. Mithin muß der Nachwärmekühlkreis bei Reaktoren heute üblicher
Leistung 10 bis 120 MW thermischer Leistung abführen.
Darüber hinaus benutzt man bei dem aus der DE-OS 36 146 bekannten Druckwasserreaktor der oben
genannten Art zur Wärmeabfuhr für den Notfall einen für den Normalbetrieb vorhandenen Dampferzeuger
des Primärkühlkreises. Dessen Dampf soll im Naturumlauf, d. h. unter Ausnützung geodätischer Höhenunterschiede,
durch einen Hochdruckkondensator geführt werden, der von dem gleichen Zwischenkühlkreis wie
der Nachwärmekühler beaufschlagt wird. Obwohl dieser Hochdruckkondensator im Gegensatz zu Niederdruckkondensatoren
nur einen relativ geringen apparativen Aufwand erfordert, ist es Aufgabe der Erfindung,
die Notkühlung bei einem Druckwasserreaktor der eingangs genannten Art mit noch geringerem Aufwand
zu ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Pumpe ein Ventil parallel geschaltet und daß in an sich
bekannter Weise der Nachwärmekühler räumlich derart oberhalb des Primärkühlkreises angeordnet ist, daß sich
ein Notkühlkreislauf mit Naturumlauf einstellen kann.
Die Erfindung nutzt den Nachwärmekühler nußer zu
ίο der Nachwärmeabfuhr, die im normalen Betrieb in der
bisher üblichen Weise erfolgt, noch zusätzlich als Kondensator eines Systems mit Naturumlauf für den
Fall, daß im Primärsystem ein Leck auftritt, bei dem Dampf entsteht so daß eine Notkühlung erforderlich
wird.
Aus der DE-AS 11 15 846 ist zwar eine Notkühleinrichtung
für Kernreaktoranlagen bekannt, bei der der einem Reaktor zugeordnete Wärmetauscher in seinem
oberen, oberhalb des Reaktors liegenden Teil zusätzliehe Rohrgruppen aufweist die nur zur Notkühlung beim
Ausfall der Umwälzpumpe verwendet werden. Der bekannte Notkühler ist aber in bezug auf die
Nachkühlung ein zusätzliches Element, so daß der Aufwand größer ist als bei der Erfindung.
Die Erfindung unterscheidet sich auch von einem in der DE-AS 11 45 722 vorgeschlagenen Notkondensator
für Siedewasserreaktoren. Dieser soll ic einer oberhalb des Reaktors vorgesehenen Kondensationskammer
untergebracht werden, damit ein Naturumlauf möglich
wird. An eine Nachwärmeabfuhr ist jedoch nicht gedacht. Außerdem sind solche Kondensationskammern
bei Druckwasserreaktoren, wie sie Gegenstand der Erfindung sind, nicht vorhanden.
Der Nachwärmekühler kann bei der Erfindung 5 m
J5 oder mehr oberhalb des Primärkühlkreises angeordnet
sein, um mit Sicherheit eine Kühlung mit Naturumlauf zu erreichen. Besonders günstig ist ein Höhenunterschied
von 7 m, weil dann bei den bisher üblichen Abmessungen von Leistungsreaktoren für zum Beispiel
•»ο 1300MWe optimale räumliche Ve.hältnisse bei einer
Anordnung im Inneren eines raumsparenden Containments gegeben sind. Dies gilt besonders für Stahlkugeln
als Containment.
Das Ventil kann vorteilhaft eine Rückschlagarmatur sein. Damit ist ein Rückschlagventil oder auch eine Rückschlagklappe gemeint. Mit einer solchen Rückschlagarmatur wird der Kreislauf mit Naturumlauf selbsttätig freigegeben, so daß im Störungsfall keine aktiven Umschaltungen erforderlich sind.
Das Ventil kann vorteilhaft eine Rückschlagarmatur sein. Damit ist ein Rückschlagventil oder auch eine Rückschlagklappe gemeint. Mit einer solchen Rückschlagarmatur wird der Kreislauf mit Naturumlauf selbsttätig freigegeben, so daß im Störungsfall keine aktiven Umschaltungen erforderlich sind.
w Parallel zur Rückschlagarmatur kann ein Behälter über Ventile mit der Pumpe in Reihe schaltbar sein, der
Borsäurelösung enthält. Dabei ist mit parallel gemeint d^ß der Borsäurebehälter unter Einwirkung der Pumpe
in den Primärkühlkreis des Reaktors entleert werden kann, damit dort die Reaktivität verringert wird. Die
Borsäurelösung kann vor oder hinter dem Nachwärmekühler eingespeist werden, wobei einmal der Strömungswiderstand
und zum anderen die Gefahr von Fehlschaltungen geringer ist. Wichtig ist eine Mindestgröße
des Behälters, die eine spürbare Herabsetzung der Reaktivität ergibt. Zu diesem Zweck sollte der
Behälter mindestens zwei Kubikmeter umfassen, und die Konzentration der Borsäurelösung sollte 5 bis 20%
betragen. Höhere Konzentrationen sind auch möglich.
Sie können aber Heizungen erfordern, damit die Borsäure nicht auskristallisiert.
Eine wichtige Weiterbildung der Erfindung weist eine Verbindung der Druckseite des Nachwärmekühlkreises
mit dem Sprühsystem eines an den Primärkühlkreis angeschlossenen Druckhalter auf. Mit dieser Verbindung
wird erreicht, daß das vom Nachwärmekühlkreis eingespeiste relativ kalte Kühlmittel unmittelbar zur
Druckabsenkung im Primärkühlkreis beiträgt, weil es im Druckhalter den dort vorhandenen Dampf kondensiert.
Die Druckabsenkung führt zu einer Verringerung der mechanischen Beanspruchungen im Primärkühlkreis.
Außerdem wird die bei einem Leck austretende Kühlmittelmen^e verringert und damit die Notkühlung
verbessert, was insbesondere bei Leckagen im Dampferzeugervorteilhaft
ist.
Der Nachwärmekühlkreis nach der Erfindung kann parallel zu einer zum Primärkühlkreis gehörenden
Reihenschaltung aus Dampferzeuger und Hauptkühlmittelpumpe angeordnet sein, so daß der Reaktorkern
im Reaktordruckbehälter ohne weitere Strömungswiderstände gekühlt wird.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele beschrieben.
In F i g. ί ist in einem schematischen Rohrplan ein Druckwasserreaktor mit einigen wesentlichen Anlageteilen
dargestellt Er umfaßt einen Reaktordruckbehälter 1 mit einem Reaktorkern, dessen Wärme in einem
Primärkühlkreis 2 mit einem Dampferzeuger 3 und einer Hauptkühlmittelpumpe 4 abgeführt wird. An den
Primärkühlkreis 2 ist ein Druckhalter 5 angeschlossen. Dieser besitzt einen Flüssigkeitsraum 6 und einen
Dampfraum 7 mit einer Sprüheinrichtung 8 und hat die Aufgabe, den Druck des als Primärkühlmittel verwendeten
leichten Wassers auf zum Beispiel 150 bar konstant zu halten.
Zum Abfahren des Kernreaktors, der bei Vollast zum Beispiel 4000 MW thermisch erzeugt und nach dem
Abschalten zunächst bei einer Leistung von etwa 3% noch 120 MW thermisch abgibt, ist ein Nachwärmekühlkreis
10 vorgesehen. Er umfaßt einen Anschluß 11 an den Primärkühlkreis 2, ein stellbares Ventil 12, einen
Nachwärmekühler 13, der an einen Zwischenkühlkreis 14 angeschlossen ist, und eine Pumpe 15, die mit einem
Rückschlagventil 16 überbrückt ist. Über eine Drossel 17 mit einem einstellbaren Durchlaßquerschnitt, ein
Rückschlagventil 18 und ein weiteres Rückschlagventil 19 ist der Nachwärmekühlkreis bei 20 druckseitig an den
Primärkühlkreis 2 angeschlossen. Er liegt mithin parallel zu der Reihenschaltung von Dampferzeuger 3 und
Hauptkühlmittelpumpe 4.
Die Sprüheinrichtung 8 im Druckhalter 5 ist, wie die Fig. I zeigt, über ein einstellbares Ventil 22 und ein
Rückschlagventil 23 bei 27 zwischen den Rückschlagventilen 1B und 19 an den Nachwärmekühlkreis !0
angeschlossen. Deshalb kann die Pumpe 15 das im ί Nachwärmekühler 13 abgekühlte Primärkühlmittel
auch in den Druckhalter 6 einsprühen, wo durch Kondensation des Dampfes im Dampfraum 7 eine
schnelle Druckabsenkung im Primärkreis erreicht wird. Wie man sieht, ist parallel zum Nachwärmekühler 13
ίο ein Behälter 30 angeordnet, der mit zwei Absperrventilen
31 und 32 versehen ist. Der Behälter 30 enthält eine Borsäurelösung mit einer Borsäurekonzentration von
zum Beispiel 12%. Die Menge macht mit sieben Kubikmetern etwa 2% des Primärkühlmittels aus.
In Fig.2 ist schematisch die räumliche Lage des Nachwärrnekühlers 13 dargestellt. Man sieht, daß der
Nachwärmekühler ein zylindrischer länglicher Behälter ist, der im Bereich 33 zwischen zwei Rohrboden 34 und
35 ein Rohrbündel umfaßt, das über die Anschlußleitun-
gen 36 und 37 des Zwischenkühlkreises 14 gekühlt wird. Der untere Rohrboden 35 liegt dabe. >jm H\ = 7 m über
der Leitung 40 des Primärkühikreises 2, wie auf der
linken Seite der Fig.2 zu sehen ist. Die Höhe H2 des
Zwischenkühlers über dieser Höhe von 7 m beträgt
weitere 8 m.
Im Falle eines Lecks ist eine Notkühlung durch Wärmeabfuhr mit Naturumlauf möglich. Hierbei wird
über den Nachwärmekühlkreis 10 von der Anschlußstelle 11 dampfförmiges Primärkühlmittel über das
geöffnete Ventil 12 in die Nachwärmekühler 13 geleitet, das dort kondensiert und deshalb unter der Wirkung
seines Eigengewichts bei der Anschlußstelle 20 wieder in den Primärkühlkreis 2 des Kernreaktors zurückfließt.
Bei dieser in Richtung des Pfeiles 42 verlaufenden Strömungsrichtung ist die Rückschlagarmatur 16
geöffnet.
Im Normalbetrieb, wenn die Pumpe 15 läuft, ist die Klappe 16 dagegen verschlossen. Hier drückt die Pumpe
15 das aus dem intakten Primärkühlkreis 2 angesaugte
Wasser durch den Nachwärmekühler 13 zur Anschlußstelle 20.
Durch Betätigen der Ventile 31 und 32 kann dafür gesorgt werden, daß die Pumpe 15 die im Behälter 30
enthaltene Borsäurelösung über den Nachwärmekühlkreis 10 in den Reaktordruckbehälter fördert. Durch
diese fur den Notfall vorgesehene Einspeisung wird die Reaktivität zusätzlich zu normalen Steuerungsmaßnahmen
verringert.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Druckwasserreaktor mit einem Primärkühlkreis und einem Nachwärmekühlkreis, der an den
Primärkühlkreis angeschlossen ist und einen Nachwärmekühler und eine Pumpe umfaßt, dadurch
gekennzeichnet, daß der Pumpe (15) ein Ventil (16) parallel geschaltet und daß in an sich
bekannter Weise der Nachwärmekühler (13) räumlich derart oberhalb des Primärkühlkreises (2)
angeordnet ist, daß sich ein Notkühlkreislauf mit Naturumlauf einstellen kann.
2. Druckwasserreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachwärmekühler (13) 5 m
oder mehr oberhalb des Primärkühlkreises (2) angeordnet ist.
3. Druckwasserreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (16) eine
Rückschlagarmatur ist
4. Druckwasserreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Rückschlagarmatur
(16) ein Behälter (30) über Ventiie (13, 32) mit der Pumpe (15) in Reihe schaltbar ist, der Borsäurelösung
enthält
5. Druckwasserreaktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der Behälter (30) mindestens
zwei Kubikmeter umfaßt.
6. Druckwasserreaktor nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Borsäurelösung von 5 bis
20%.
7. Druckwasserreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadui'h gekennzeichnet, daß die Druckseite
des Nachwärmekühlkreises (NM eine Verbindung mit
dem Sprühsystem (8) eines an den Primärkühlkreis (2) angeschlossenen Druckhalter·: (5) aufweist.
8. Druckwasserreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachwärmekühlkreis
(10) parallel zu einer zum Primärkühlkreis (2) gehörenden Reihenschaltung aus Dampferzeuger
(3) und Hauptkühlmittelpumpe (4) angeordnet ist
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2521269A DE2521269C3 (de) | 1975-05-13 | 1975-05-13 | Druckwasserreaktor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2521269A DE2521269C3 (de) | 1975-05-13 | 1975-05-13 | Druckwasserreaktor |
Publications (3)
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DE2521269A1 DE2521269A1 (de) | 1976-11-25 |
DE2521269B2 DE2521269B2 (de) | 1981-02-05 |
DE2521269C3 true DE2521269C3 (de) | 1981-12-17 |
Family
ID=5946441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2521269A Expired DE2521269C3 (de) | 1975-05-13 | 1975-05-13 | Druckwasserreaktor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2942937C2 (de) * | 1979-10-24 | 1984-10-18 | Brown Boveri Reaktor GmbH, 6800 Mannheim | Einrichtung zur Nachwärmeabfuhr und/oder zur Notkühlung einer wassergekühlten Kernreaktoranlage |
DE3014289A1 (de) * | 1980-04-15 | 1981-10-22 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zum abfuehren der zerfallswaerme radioaktiver substanzen |
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DE1115846B (de) * | 1959-06-24 | 1961-10-26 | Babcock & Wilcox Dampfkessel | Notkuehleinrichtung fuer Kernreaktoranlagen |
DE1142041B (de) * | 1959-11-24 | 1963-01-03 | Licentia Gmbh | Vorrichtung in der Druckschale eines Kernreaktors zur Verminderung des beim Platzen eines Teiles des Primaerkreises entstehenden Dampfdruckes |
-
1975
- 1975-05-13 DE DE2521269A patent/DE2521269C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2521269B2 (de) | 1981-02-05 |
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