DE2940511C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE2940511C2 DE2940511C2 DE2940511A DE2940511A DE2940511C2 DE 2940511 C2 DE2940511 C2 DE 2940511C2 DE 2940511 A DE2940511 A DE 2940511A DE 2940511 A DE2940511 A DE 2940511A DE 2940511 C2 DE2940511 C2 DE 2940511C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- water
- room
- passive
- pipe
- pipeline
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
- G21C9/004—Pressure suppression
- G21C9/012—Pressure suppression by thermal accumulation or by steam condensation, e.g. ice condensers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Kernreaktorsicherheitssystem zur
Verminderung des Überdrucks, der beim Bruch einer
Rohrleitung des Reaktorkühlwasserkreislaufs im umgebenden
Anlagenraum auftritt, wobei ein teilweise mit Wasser
gefüllter Kondensationsraum vorgesehen ist, in dessen
Wasservolumen die unteren Enden von beidendig offenen
Ablaßkanälen münden, deren obere Enden mit dem Anlagenraum
in Verbindung stehen, so daß bei Überdruck im Anlagenraum
Luft und Wasserdampf durch die Ablaßkanäle in den
Kondensationsraum eintreten.
Ein derartiges Kernreaktorsicherheitssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der
US-PS 36 68 069 bekannt. Bei diesem bekannten
Kernreaktorsicherheitssystem ist der Anlagenraum sehr
großvolumig und besteht praktisch aus zwei kalottenartigen
Räumen oberhalb und unterhalb des Kondensationsraumes, die
miteinander kommunizierend in Verbindung stehen. Bei einem
Bruch der Rohrleitung des Hauptkreislaufs tritt zunächst
durch das große Volumen bereits eine Entspannung ein.
Außerdem wird das im Anlagenraum entstehende Dampf-Luft-Gemisch
durch die Kondensationsrohre ins
Wasser abgeleitet, wo es kondensiert wird, so daß der
Druckaufbau in bescheidenen Grenzen bleibt. Dieses
Sicherheitssystem erfordert daher großvolumige Anlagenräume,
damit der Druckanstieg in Grenzen bleiben kann, auch folgt
der Druckabbau mittels der Kondensation des
Dampf-Luft-Gemisches langsam.
Aus der DE-PS 25 25 119 ist eine Vorrichtung zur Kontrolle
eines Störfalls in Kernkraftwerken bekannt, die ein passives
Sprinklersystem aufweist. Aus der US-PS 33 79 613 ist ein
Reaktorsicherheitssystem mit einer passiven Sprinkleranlage
bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein
Kernreaktorsicherheitssystem der eingangs genannten Art
dahingehend zu verbessern, so daß es einen schnelleren Druckabbau
im Anlagenraum zu erzielen erlaubt und bei
geringvolumigen Anlagenräumen einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Kernreaktorsicherheitssystem
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen des Kernreaktorsicherheitssystems bzgl. der vorgeschlagenen passiven
Sprinkleranlage sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die im Anlagenraum vorgesehene passive Sprinkleranlage
bewirkt eine Kondensation des Wasserdampfes, der beim Bruch
einer Rohrleitung des Hauptkreislaufs beim Aufsieden des
Wärmeträgers entsteht noch vor der Wiederherstellung der
Energieversorgung und dem Arbeitsbeginn der aktiven
Sprinklervorrichtung, so daß unmittelbar nach dem Störfall
der Druckabbau beginnt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen unter Bezug auf Zeichnungen näher
erläutert:
Fig. 1 ein Kernreaktorsicherheitssystem zur Verminderung
des Überdrucks bei Bruch eines
Reaktorkühlwasserkreislaufs im Längsschnitt,
Fig. 2 einen Schnitt II/II in Fig. 1 (hierbei wurde
die in der Wandung des Anlagenraums ausgeführte
Öffnung in die Schnittebene gelegt),
Fig. 3 einen Ausschnitt des Systems mit einer passiven
Sprinkleranlage,
Fig. 4 das gleiche wie in Fig. 3, jedoch mit zwei Mitteln
zum Versprühen von Wasser im Längsschnitt,
Fig. 5 eine Ausführungsvariante der passiven
Sprinkleranlage im Längsschnitt,
Fig. 6 das gleiche wie in Fig. 5, jedoch mit einer
Variante des Beschleunigers für das Auslösen der
Sprinkleranlage im Längsschnitt,
Fig. 7 das gleiche wie in Fig. 3, jedoch mit einer
anderen Ausführungsvariante des Beschleunigers für das
Auslösen der Sprinkleranlage im Längsschnitt,
Fig. 8 eine weitere Ausführungsvariante der
Sprinkleranlage gemäß Fig. 7 im Längsschnitt,
Fig. 9 eine weitere Ausführungsvariante der passiven
Sprinkleranlage nach Fig. 7 mit einem
Wasserstrahlejektor im Längsschnitt,
Fig. 10 eine weitere Ausführungsvariante der passiven
Sprinkleranlage im Längsschnitt,
Fig. 11 eine Ausführungsvariante der Sprinkleranlage gemäß
Fig. 8 im Längsschnitt,
Fig. 12 eine weitere Ausführungsvariante der passiven
Sprinkleranlage gemäß Fig. 8 im Längsschnitt,
Fig. 13 eine weitere Ausführungsvariante der passiven
Sprinkleranlage nach Fig. 8 im Längsschnitt,
Fig. 14 ein Schaubild der Druckänderung während eines
Störfalls im Anlagenraum, im Kondensationsraum und
im Luftraum der passiven Sprinkleranlage des
erfindungsgemäßen Kernreaktorsicherheitssystems.
Das vorliegende Kernreaktorsicherheitssystem zur
Verminderung des Überdrucks, der beim Bruch des
Reaktorkühlwasserkreislaufs auftritt, enthält einen
Anlagenraum 1 (Fig. 1) und einen zweiten Kondensationsraum
2.
Im Ausführungsbeispiel (Fig. 1) liegt der Kondensationsraum
2 unter dem Anlagenraum 1. Andere Varianten der
gegenseitigen Anordnung der beiden Räume (1 und 2) sind
möglich.
Der Anlagenraum 1 ist in eine hermetische Schutzverkleidung
(die Verkleidung ist durch eine dickere Linie gezeigt),
eingeschlossen und enthält die Reaktoranlage 3 mit der
zugehörigen Ausrüstung. In diesem Anlagenraum 1 treten
infolge einer Störung ungünstige Betriebsbedingungen auf.
Zur Ausrüstung der Reaktoranlage 3 gehört: ein Reaktor 4,
ein Wärmeträgerkreis 5 (Kühlwasserkreislauf), bestehend aus
einem Dampferzeuger 6, Pumpen 7, Schiebern 8, die mit dem
Reaktor 4 durch eine Rohrleitung 9 verbunden sind. Die
Reaktoranlage 3 enthält außerdem noch weitere Ausrüstungen,
beispielsweise eine Lüftungsanlage, die jedoch nicht
dargestellt sind, da sie das Wesen der Erfindung nicht
betreffen. Im Anlagenraum 1 ist auch eine aktive
Sprinkleranlage 10 zum Kondensieren des Wasserdampfs (nach
einer Störung) untergebracht, der beim Aufsieden des
ausströmenden Wärmeträgers entsteht.
Im Kondensationsraum 2, eingeschlossen in eine hermetische
Schutzverkleidung (die Verkleidung ist durch eine dickere
Linie hervorgehoben), ist eine beckenartige Vorrichtung 11
zum Kondensieren des bei einer Störung gebildeten
Wasserdampfs angeordnet. Bei einem Druckanstieg im
Anlagenraum 1 infolge einer Störung wird die Luft durch
Öffnungen 12 in dessen Wandung 13 verdrängt und gelangt
durch eine Zwischenkammer 14, weiter durch Eingangsöffnungen
15 von Ablaßkanälen 16 und deren Ausgangsöffnungen 17
schließlich in die beckenartige Kondensationsvorrichtung 11.
Die Öffnungen 12 sind in der Wandung 13 des Anlagenraums 1
unmittelbar an der Grenze der Wandung 13 und des Bodens 18
des Anlagenraums 1 (in unmittelbarer Nähe des Bodens 18)
ausgeführt und am Umfang der Wandung 13 maximal voneinander
entfernt, wie es aus Fig. 2 zu ersehen ist. Dadurch läßt
sich durch die Öffnungen 12 (Fig. 1) aus dem Anlagenraum 1
und durch die beckenartige Kondensationseinrichtung 11 im
Kondensationsraum 2 die größtmögliche Luftmenge verdrängen,
unabhängig davon, in welchem Abschnitt der Reaktoranlage 3
die Störung eingetreten ist.
Die Höhe der Kanäle 16 wurde so gewählt, daß in ihnen ein
Wasserverschluß entsteht, der ein Zurückströmn der aus dem
Anlagenraum 1 verdrängten Luft aus dem Kondensationsraum 2
verhindert, wodurch im Anlagenraum 1 ein Unterdruck
entsteht. Die Höhe der Kanäle 16 in Metern wird mindestens
gleich dem zehnfachen Verhältniswert der Summe der
Luftvolumen des Anlagenraumes 1 und der Zwischenkammer 14
zum Luftvolumen des Kondensationsraumes 2 ausgeführt.
Das Kernreaktorsicherheitssystem weist auch eine passive
Sprinkleranlage 19 auf, die über dem Anlagenraum 1
angeordnet und mit ihm verbunden ist und unmittelbar nach
einer Störung - noch vor dem Arbeitsbeginn der aktiven
Sprinkleranlage 10 - ausgelöst wird, wodurch eine
Kondensation des Wasserdampfs erfolgt, der beim Aufsieden
des Wärmeträgers entsteht, und eine schnelle
Unterdruckbildung im Anlagenraum 1 stattfindet.
Die passive Sprinkleranlage 19 gemäß Fig. 3 enthält ein
Gefäß 20, das teilweise mit Wasser 21 gefüllt ist, ferner
eine Rohrleitung 22, deren eines Ende mit dem Wasserraum des
Gefäßes 20 so verbunden ist, daß darin ein Wasserverschluß
gebildet wird. Zu diesem Zweck ist die Rohrleitung 22 in der
gegebenen Ausführungsvariante zu einem Knie gebogen, das
über den Spiegel des Wassers 21 ragt. Die Sprinkleranlage 19
enthält außerdem ein Mittel 23 zum Versprühen des Wassers 21
im Anlagenraum 1, das mit dem anderen Ende der Rohrleitung
22 verbunden ist, und in der in Fig. 3 dargestellten
Ausführungsvariante aus einem Rohr 24 mit einem an ihm
angeordneten Wasserzerstäuber 25 besteht. Das Mittel 23 zum
Versprühen von Wasser 21 kann jedoch auch auf eine beliebige
andere Art, beispielsweise als eine Rinne mit einer
perforierten Wandung gestaltet werden.
Die aktive Sprinklervorrichtung 10 (Fig. 1) enthält ein Rohr
26 mit darauf angeordneten Zerstäubern 27, wobei das Rohr 26
durch eine Rohrleitung 28 mit einer Pumpe 29 verbunden ist,
die Wasser 30 den Zerstäubern 27 direkt aus einem Behälter
31 bzw. aus dem im Boden 18 des Anlagenraums 1 ausgeführten
Pumpengesenk 32 über einen Wärmeaustauscher 33 und ein
Ionenaustauschfilter 34 zuführt. Für die Zufuhr von Wasser
30 aus dem Behälter 31 bzw. aus dem Pumpengesenk 32 sind
Ventile 35 bzw. 36 vorgesehen. Die backenartige
Kondensationsvorrichtung 11 enthält einen Behälter 37,
gefüllt mit Wasser 38, in das die Ausgangskanäle 39 von
Rohrleitungen 40 eingetaucht sind, deren Eingangsöffnungen
41 mit den Ausgangsöffnungen 17 der Ablaßkanäle 16 verbunden
sind.
Die beschriebene Ausführungsvariante bietet die Möglichkeit,
bei einer Störung durch Verlust des Wärmeträgers, den in der
hermetischen Schutzverkleidung entstehenden Druck
herabzusetzen und einen Unterdruck im Anlagenraum zu
erzeugen, in dem die Reaktoranlage angeordnet ist, und in
den die größte Menge der radioaktiven verseuchten Produkte
im Falle einer Störung ausströmt.
Im folgenden werden weitere Ausführungsvarianten der
passiven Sprinkleranlage 19 angeführt, die eine
Beschleunigung der Dampfkondensation im Anlagenraum 1 mit
der Reaktoranlage 3 noch vor der Auslösung der aktiven
Sprinkleranlage 10 gewährleisten, so daß eine schnelle
Unterdruckerzeugung im Anlagenraum 1 erreicht werden kann.
Dazu ist in der passiven Sprinkleranlage 19 (Fig. 3) ein
Beschleuniger 42 für das Auslösen bei einer Störung vorgesehen.
Ein Beschleuniger 42 für das Auslösen der passiven
Sprinkleranlage 19 ist in Form einer Rohrleitung 43 mit
einer Drossel 44 ausgeführt. Die Rohrleitung 43 verbindet
das Gefäß 20 mit dem Anlagenraum 1 derart, daß ein
Wasserverschluß entsteht. Zu diesem Zweck ist in der
gegebenen Ausführungsvariante das eine Ende der Rohrleitung
43 ins Wasser 21 des Gefäßes 20 getaucht, ist gebogen und
bildet dabei ein Knie, das sich über dem Spiegel des Wassers
21 erhebt. Damit ist eine Ausführungsvariante des
Beschleunigers 42 des Auslösens der passiven Sprinkleranlage
19 beschrieben, die aus einer einzigen Rohrleitung 43 mit
einer Drossel 44 besteht. Einen derartigen Beschleuniger 42
kann man jedoch auch in Form von mehreren Rohrleitungen mit
Drosseln ausführen, was zu einem erhöhten Wasserverbrauch
aus dem Gefäß, zu einer gesteigerten Intensität der
Dampfkondensation im Anlagenraum und zu einem schnelleren
Auslösen der passiven Sprinkleranlage führt.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsvariante des Beschleunigers 42
für das Auslösen der passiven Sprinkleranlage 19, bei dem am in
den Anlagenraum 1 ragenden Ende der Rohrleitung 43 ein
Mittel 23 zum Versprühen des Wassers 21 im Anlagenraum 1
angeordnet ist, das aus einem Rohr 45 mit Wasserzerstäubern
46 besteht. Durch die damit durchgeführte Zerstäubung des
Wassers in feinste Tropfen und der dadurch vergrößerten
Berührungsfläche des Wassers mit dem Dampf-Luft-Gemisch im
Anlagenraum 1 wird eine beschleunigte Dampfkondensation im
Anlagenraum 1 und entsprechend ein beschleunigtes Auslösen
der Sprinkleranlage 19 gewährleistet.
In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsvariante einer passiven
Sprinkleranlage 19 dargestellt. In dieser
Ausführungsvariante liegt das eine Ende einer Rohrleitung
47, die das Gefäß 20 mit dem Anlagenraum 1 verbindet, über
dem Spiegel des Wassers 21. Über dem Ende der Rohrleitung 47
ist eine Büchse 48 angeordnet, deren Wandung teilweise ins
Wasser 21 eingetaucht ist, wodurch ein Wasserverschluß
entsteht. Das eine Ende einer Rohrleitung 49 mit einer
Drossel 44, die das Gefäß 20 mit dem Anlagenraum 1
verbindet, liegt ebenfalls über dem Spiegel des Wassers 21.
Über dem Ende der Rohrleitung 49 ist eine Büchse 50
angeordnet, deren Wandung teilweise ins Wasser 21
eingetaucht ist, wodurch ein Wasserverschluß entsteht.
In einer passiven Sprinkleranlage 19 gemäß Fig. 3 ist ein
Beschleuniger 42 (Fig. 6) für das Auslösen der Sprinkleranlage
19 in Form eines im Anlagenraum 1 angeordneten
Wärmeaustauschers 51 ausgeführt, der mit dem Wasserraum des
Gefäßes 20 durch Rohrleitungen 52 und 53 verbunden ist.
Der in Fig. 7 dargestellte Beschleuniger 42 für das Auslösen
der passiven Sprinkleranlage 19 gemäß Fig. 3 enthält eine
Rohrleitung 54, die den Luftraum des Gefäßes 20 mit dem
Anlagenraum 1 verbindet sowie eine in die Rohrleitung 22
eingebaute Drossel 55.
Der in Fig. 8 dargestellte Beschleuniger 42 für das Auslösen
der Sprinkleranlage 19 nach Fig. 7 enthält zusätzlich einen
unter dem teilweise mit Wasser gefüllten Gefäß 20
angeordneten Behälter 56 (Fig. 8), der eine Erweiterung der
Rohrleitung 22 darstellt.
Im in Fig. 9 dargestellten Beschleuniger 42 für das Auslösen
der passiven Sprinkleranlage 19 nach Fig. 7 ist ein
Wasserstrahlejektor 57 vorgesehen, der durch eine
Rohrleitung 58 mit dem Luftraum des Knies der Rohrleitung 22
verbunden ist. Der Ejektor 57 beschleunigt die vollständige
Füllung der Rohrleitung 22 mit Wasser und verbessert die
Arbeit der passiven Sprinkleranlage 19 wesentlich.
Fig. 10 zeigt eine Ausführungsvariante einer passiven
Sprinkleranlage 19, in der der Wasserverschluß in der
Rohrleitung 47 entsprechend der Konstruktion der
Sprinkleranlage gemäß Fig. 5 gebildet ist, während der
Beschleuniger 42 für das Auslösen der Sprinkleranlage 19 der
Konstruktion gemäß Fig. 9 entspricht. Hier ist jedoch der
Wasserstrahlejektor 59 durch eine Rohrleitung 60 mit der
Büchse 48 der Rohrleitung 47 verbunden.
Die in den Fig. 11, 12 und 13 wiedergegebene passive
Sprinkleranlage 19 ist analog der in Fig. 8 dargestellten
Sprinkleranlage 19 ausgeführt.
Der Unterschied zur Variante gemäß Fig. 11 besteht darin,
daß im Beschleuniger 42 für das Auslösen der Sprinkleranlage 19
ein Wasserstrahlejektor 61 vorgesehen ist, der durch eine
Rohrleitung 62 mit dem Behälter 56 verbunden ist.
Der Unterschied zur Variante gemäß Fig. 12 besteht darin,
daß der Behälter 56 durch eine Rohrleitung 63 mit der
Zwischenkammer 14 verbunden ist. Das eine Ende der
Rohrleitung 63 ist innerhalb des Behälters 56 im Abstand vom
Boden 64 des Behälters 56 angeordnet.
Der Unterschied zur Variante gemäß Fig. 13 besteht darin,
daß im Beschleuniger 42 für das Auslösen der Sprinkleranlage 19
ein Gasstrahlejektor 65 vorgesehen ist, der zwischen dem
Anlagenraum 1 und der Zwischenkammer 14 eingeschaltet ist
und an dessen Saugkammer die Rohrleitung 63 des Behälters 56
angeschlossen ist. Das erfindungsgemäße
Kernreaktorsicherheitssystem zur Verminderung des Überdrucks
der beim Bruch einer Rohrleitung des
Reaktorkühlwasserkreislaufs in dem ihn umgebenden
Anlagenraum arbeitet wie folgt.
Bei einem Bruch der Rohrleitung 9 (Fig. 1) der Reaktoranlage
3 fließt der Wärmeträger in den Anlagenraum 1 und kocht auf,
wobei sich Dampf bildet, der den Anlagenraum 1 ausfüllt. In
diesem Anlagenraum steigt der Druck an (Kennlinie 66 in
Fig. 14, wo auf der Abszissenachse der Zeit T und auf der
Ordinatenachse der jeweilige Druck P aufgetragen ist), und
das infolge der Vermischung des Dampfes mit der im
Anlagenraum 1 (Fig. 1) vorhandenen Luft gebildete
Dampf-Luft-Gemisch gelangt durch die Öffnungen 12 (Fig. 1
und 2) der Wandung 13, die Zwischenkammer 14, die
Ablaßkanäle 16 (Fig. 1) in die beckenartige
Kondensationsvorrichtung 11 (Fig. 1). Der Dampf wird in der
Kondensationsvorrichtung 11 kondensiert, während die Luft
durch das Wasser strömt und den zweiten Kondensationsraum 2
ausfüllt. Gleichzeitig damit gelangt das Dampf-Luft-Gemisch
aus dem Anlagenraum 1 durch die Rohrleitung 22 in den
Wasserraum des Gefäßes 20 der passiven Sprinkleranlage 19.
Dabei wird der Dampf kondensiert, während sich die Luft im
Luftraum des Gefäßes 20 ansammelt, wodurch der Druck in
diesem Gefäß 20 ansteigt. Der Druck im Luftraum des Gefäßes
20 steigt gemeinsam mit dem Druckanstieg im Anlagenraum 1
an, bleibt jedoch hinter dem Druck im Anlagenraum 1 um eine
Größe zurück, die der Höhe der Wasserschicht über dem in das
Wasser eingetauchten Ende der Rohrleitung 22 entspricht. Da
der Strömungsweg des Dampf-Luft-Gemisches aus dem
Anlagenraum 1 in die Kondensationsvorrichtung 11 einen
bestimmten hydraulischen Widerstand aufweist und die
Dampfentwicklung aus dem ausfließenden Wärmeträger zu Beginn
der Störung am höchsten ist, erreicht der Druck im
Anlagenraum 1 einige Sekunden nach Beginn der Störung seinen
Maximalwert (Kennlinie 66 in Fig. 14) und beginnt dann zu
sinken, nachdem der Dampfzustrom in den Anlagenraum 1
geringer wird als der Abfluß des Dampf-Luft-Gemisches aus
dem Anlagenraum 1 in die Kondensationseinrichtung 11. Der
Druckabfall im Anlagenraum 1 verstärkt sich infolge der
Dampfkondensation an den kalten Oberflächen des
Anlagenraumes 1. Hierbei bleibt der Druck im Luftraum des
Gefäßes 20 praktisch unverändert, d. h. er entspricht dem
Druck im Anlagenraum kurz nach Eintritt des Störfalls.
Nachdem der Druck im Anlagenraum 1 auf einen Wert abfällt,
bei dem die Druckdifferenz im Luftraum des Gefäßes 20
(Kennlinie 67 in Fig. 14) und im Anlagenraum 1 die Höhe der
Flüssigkeitssäule im Wasserverschluß der Rohrleitung 22
(Punkt a auf der Kennlinie 67 in Fig. 14) übersteigt,
beginnt auf Grund der sich einstellenden Druckdifferenz ein
Verdrängen des Wassers 21 aus dem Gefäß 20 in das Mittel 23
zum Versprühen von Wasser im Anlagenraum 1. Das bewirkt eine
Beschleunigung des Kondensationsprozesses im Anlagenraum 1
und einen Druckabfall in diesem Anlagenraum, bis ein
Unterdruck gebildet wird, da ein bedeutender Teil der den
Anlagenraum ausfüllenden Luft gemeinsam mit dem
Dampf-Luft-Gemisch in die Kondensationseinrichtung 11 und in
den Kondensationsraum 2 ausgetragen wird.
Nachdem der Druck im Anlagenraum 1 geringer als der Druck im
Kondensationsraum 2 (Kennlinie 68 in Fig. 14) ist, beginnt
ein Verdrängen des Wassers aus dem Behälter 37 der
Kondensationseinrichtung 11 in die Ablaßkanäle 16, wobei ein
Wasserverschluß entsteht, der einen Rückstrom der aus dem
Anlagenraum 1 und der Zwischenkammer 14 in den
Kondensationsraum 2 verdrängten Luft zurück in den
Anlagenraum 2 verhindert. Auf diese Weise wird
gewährleistet, einen Unterdruck im Anlagenraum 1 eine
längere Zeit aufrechzuerhalten. Zu diesem Zweck wird auch
die aktive Sprinkleranlage 10 eingeschaltet, die den Dampf
kondensiert, der im Anlagenraum 1 dank der
Restwärmeentwicklung des Reaktors 4 erzeugt wird.
In der in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsvariante der
Sprinkleranlage des erfindungsgemäßen Systems wird die
Wasserverdrängung aus dem Gefäß 20 in das Mittel 23 zum
Versprühen des Wassers sowie der Arbeitsbeginn der passiven
Sprinkleranlage 19 durch Herabsetzung des Druckpegels im
Anlagenraum 1 mit Hilfe des Beschleunigers 42 beschleunigt,
der in dem Moment einwirkt, sobald die Druckdifferenz im
Luftraum des Gefäßes 20 und in der Rohrleitung 43 des
Beschleunigers 42 zwischen der Drossel 44 und dem
Wasserverschluß die Höhe der Wassersäule im Wasserverschluß
übersteigt. Das Verdrängen des Wassers aus dem Gefäß 20 in
die Rohrleitung 43 und dessen Versprühen im Anlagenraum 1
beschleunigt die Drucksenkung im Anlagenraum und das
Auslösen der passiven Sprinkleranlage 19. Die Beschleunigung
beim Ansprechen der passiven Sprinkleranlage 19 erfolgt
mittels der Drossel 44 am Eingang der Rohrleitung 43 im
Anlagenraum 1. Durch das Vorhandensein der Drossel 44 steigt
der Druck in der Rohrleitung 43 langsamer an als im mit dem
Anlagenraum 1 verbundenen Rohr 22, und folglich spricht der
Auslösebeschleuniger 42 früher an, das heißt, er beginnt
Wasser über das Rohr 43 in den Anlagenraum 1 zu leiten.
(Bereits in diesem Moment sinkt der Druck im Anlagenraum 1)
und beschleunigt dadurch ein Ansprechen des Mittels 23 zum
Versprühen.
In der in Fig. 4 unf 5 dargestellten Ausführungsvariante der
Sprinkleranlage wird das Versprühen des aus dem Gefäß 20 dem
Anlagenraum 1 zugeführten Wassers durch den Beschleuniger 42
mit Hilfe der Wasserzerstäuber 46 begünstigt.
In der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsvariante der
Sprinkleranlage wird der im Anlagenraum 1 sich entwickelnde
Dampf an der Oberfläche des Wärmeaustauschers 51
kondensiert, wodurch der Druckabfall im Anlagenraum 1 und
das Auslösen der passiven Sprinkleranlage 19 beschleunigt
wird.
In der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsvariante der
Sprinkleranlage ist der Druckanstieg in der Rohrleitung 22
dank der Wirkung der Drossel 55 gegenüber dem Druckanstieg
im Luftraum des Gefäßes 20, der direkt ohne Drossel durch
die Rohrleitung 54 mit dem Anlagenraum 1 verbunden ist,
geringer. Sobald die Druckdifferenz im Luftraum des Gefäßes
20 und im Rauminhalt der Rohrleitung 22 zwischen der Drossel
55 und dem Wasserverschluß die Höhe der Wassersäule
übersteigt, beginnt die Rohrleitung 22 sich mit Wasser zu
füllen, wobei ein Saugheber entsteht, und das Wasser
beginnt zum Mittel 23 zum Versprühen des Wassers in den
Anlagenraum 1 zu fließen.
In der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsvariante der
Sprinkleranlage wird der Druckanstieg im Rauminhalt der
Rohrleitung 22 infolge deren Erweiterung in Form eines
Behälters 56 weiter verzögert. Dadurch wird das Auslösen der
Sprinklervorrichtung 19 beschleunigt.
In den in Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsvarianten
beginnt nach der Wasserverdrängung aus dem Gefäß 20 in das
Mittel 23 zum Wasserversprühen die Arbeit des
Wasserstrahlejektors 57 bzw. 59, die jeweils die Luft aus
dem Rauminhalt der Rohrleitung 22 bzw. der Büchse 48 über
dem Wasserverschluß durch die Rohrleitungen 58 bzw. 60
absaugt, wodurch die Arbeit des Saughebers erleichtert wird.
Den gleichen Effekt erreicht man in der in Fig. 11
dargestellten Ausführungsvariante infolge einer
Luftabsaugung aus dem Behälter 56 durch die Rohrleitung 62
mit Hilfe des Ejektors 61.
Die Wasserstrahlejektoren 57 (Fig. 9), 59 (Fig. 10) und 61
(Fig. 11) verwenden als Arbeitsmittel das Wasser, das als
Strahl den Wasserzerstäubern 25 zugeführt wird. Sie
bewirken, daß die Luft aus der Rohrleitung 22 (Fig. 9) bzw.
aus der Büchse 48 (Fig. 10) bzw. aus dem Behälter 56
(Fig. 11) abgesaugt wird, so daß das Wasser 21 aus dem Gefäß
schneller den Wasserzerstäubern zugeführt werden kann.
In der gemäß Fig. 12 ausgeführten Variante der
Sprinkleranlage 19 entsteht, nachdem eine Bewegung des
Dampf-Luft-Gemisches durch die Öffnungen 12 (Fig. 1)
begonnen hat, zwischen dem Anlagenraum 1 (Fig. 12) und der
Zwischenkammer 14 ein Druckgefälle. Ein entsprechendes
Druckgefälle entsteht zwischen dem Luftraum des Gefäßes 20
und der Zwischenkammer 14, da der Luftraum des Gefäßes 20
durch die Rohrleitung 54 direkt mit dem Anlagenraum 1,
dagegen der Behälter 56 durch die Rohrleitung 63 mit der
Zwischenkammer 14 verbunden ist. Unter der Wirkung dieses
Druckgefälles wird das Wasser aus dem Gefäß 20 in den
Behälter 56 verdrängt und aus diesem gelangt es durch das
Mittel 23 zum Wasserversprühen in den Anlagenraum 1.
In der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsvariante der
Sprinkleranlage wird ein Teil des Dampf-Luft-Gemisches aus
dem Anlagenraum 1 in die Zwischenkammer 14 durch den
Gasstrahlejektor 65 geleitet und saugt dabei durch die
Rohrleitung 63 die Luft aus dem Behälter 56 ab, wodurch
dessen Füllung mit Wasser aus dem Gefäß 20 erleichtert wird.
Die Differenz der Drücke bei den in den Fig. 7-13
dargestellten Ausführungsvarianten entsteht dank einer
Verzögerung beim Druckanstieg in der Rohrleitung 22 infolge
der dort vorhandenen Drossel 55. Der Druck im Anlagenraum 1
und dem mit diesem durch die Rohrleitung 54 verbundenen
Luftraum des Gefäßes 20 steigt rascher an als in der
Rohrleitung 22, weil in der Rohrleitung 54 keine Drossel
vorhanden ist. Das Wasser 21 aus dem Gefäß 22 wird durch die
entstandene Differenz der Drücke in die Rohrleitung 22 und
weiter in das Mittel 23 zum Versprühen verdrängt.
Das erfindungsgemäße Kernreaktorsicherheitssystem ermöglicht
im Falle einer Störung beim Bruch einer Rohrleitung des
Reaktorkühlwasserkreislaufs einen ausreichenden schnellen
(etwa 3-5 Minuten nach Beginn der Störung) Druckabbau im
Anlagenraum, wo die Reaktoranlage angeordnet ist - dem
gefährlichsten hinsichtlich der Möglichkeit einer Verpestung
der Umgebung durch radioaktive Spaltprodukte - ohne solche
aktive Vorrichtungen wie z. B. ein Rückschlagventil zu
verwenden. Infolgedessen wird eine hohe Zuverlässigkeit der
Auslösung des Systems und eine höhere Effektivität des
Schutzes der Umgebung gegen radioaktive Verseuchungen
erreicht.
Claims (13)
1. Kernreaktorsicherheitssystem zur Verminderung des
Überdrucks, der beim Bruch einer Rohrleitung des
Reaktorkühlwasserkreislaufs im umgebenden Anlagenraum
auftritt, wobei ein teilweise mit Wasser gefüllter
Kondensationsraum vorgesehen ist, in dessen
Wasservolumen die unteren Enden von beidendig offenen
Ablaßkanälen münden, deren obere Enden mit dem
Anlagenraum in Verbindung stehen, so daß bei Überdruck
im Anlagenraum Luft und Wasserdampf durch die
Ablaßkanäle in den Kondensationsraum eintreten,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine mit einer Pumpe versehene aktive
Sprinkleranlage (10) und eine durch den Druck im
Anlagenraum (1) ausgelöste passive Sprinkleranlage (19)
im Anlagenraum (1) vorgesehen sind.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
passive Sprinkleranlage (19) ein teilweise mit Wasser
(21) gefülltes Gefäß (20) und eine Rohrleitung (22, 47),
deren eines Ende mit dem Gefäß (20) so verbunden ist,
daß darin ein Wasserverschluß gebildet wird, sowie ein
Mittel (23) zum Versprühen des Wassers (21) enthält, das
mit dem zweiten Ende der Rohrleitung (22, 47) verbunden
ist und das Wasser in den Anlagenraum (1) versprüht.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der
passiven Sprinkleranlage (19) ein Beschleuniger (42) für
das Auslösen der Sprinkleranlage (19) bei einer Störung
vorgesehen ist.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Beschleuniger (42) für das Auslösen der passiven
Sprinkleranlage (19) als mindestens eine Rohrleitung (43,
49) mit einer Drossel (44) ausgeführt ist, die das Gefäß
(20) mit dem Anlagenraum (1) so verbindet, daß darin ein
Wasserverschluß entsteht.
5. System nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rohrleitung (22, 43) ein zur Bildung eines
Wasserverschlusses dienendes über dem Spiegel des Wassers
(21) liegendes Knie aufweist.
6. System nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Ende der Rohrleitung (47, 49) über den Spiegel des
Wassers (21) hinausragt und darüber eine Büchse (48, 50)
angeordnet ist, deren Wandung teilweise einen
Wasserverschluß bildend in das Wasser (21) eingetaucht ist.
7. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am im
Anlagenraum (1) angeordneten Ende der Rohrleitung (43) ein
Mittel (23) zum Versprühen des Wassers (21) im Anlagenraum
(1) angeordnet ist.
8. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Beschleuniger (42) für das Auslösen der passiven
Sprinkleranlage (19) in Form eines im Anlagenraum (1)
angeordneten Wärmeaustauschers (51) ausgeführt, der mit
dem Wasserraum des Gefäßes (20) durch Rohrleitungen (52 und
53) verbunden ist.
9. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Beschleuniger (42) für das Auslösen der passiven
Sprinkleranlage (19) eine den Luftraum des Gefäßes (20) mit
dem Anlagenraum (1) verbindende Rohrleitung (54) sowie eine
in der Rohrleitung (22) angeordnete Drossel (55) enthält.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
Beschleuniger (42) für das Auslösen der passiven
Sprinkleranlage (19) zusätzlich einen unter dem teilweise
mit Wasser (21) gefüllten Gefäß (20) angeordneten Behälter
(56) enthält, der als Erweiterung der Rohrleitung (22)
gestaltet ist.
11. System nach Anspruch 9 und Anspruch 5 bzw. 6, oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß im Beschleuniger (42) für das
Auslösen der passiven Sprinkleranlage (19) ein
Wasserstrahlejektor (57 bzw. 59 bzw. 61) vorgesehen ist,
der durch eine Rohrleitung (58 bzw. 60 bzw. 62) mit dem
Luftraum des Knies der Rohrleitung (22) bzw. der Büchse
(48) der Rohrleitung (47) bzw. des Behälters (56) verbunden
ist.
12. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der
Behälter (56) durch eine Rohrleitung (63) mit einer
zwischen Anlagenraum (1) und Kondensatorraum (2)
angeordeten Zwischenkammer (14) verbunden ist, wobei das
eine Ende dieser Rohrleitung (63) innerhalb des Behälters
(56) im Abstand vom Boden (64) des Behälters (56)
angeordnet ist.
13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im
Beschleuniger (42) für das Auslösen der passiven
Sprinkleranlage (19) ein Gasstrahlejektor (65) vorgesehen
ist, der zwischen dem Anlagenraum (1) und der
Zwischenkammer (14) eingeschaltet und an dessen Saugkammer
die Rohrleitung (63) des Behälters (56) angeschlossen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792940511 DE2940511A1 (de) | 1979-10-05 | 1979-10-05 | Reaktorsicherheitssystem zur begrenzung der folgen einer stoerung mit einem verlust des waermetraegers in einem atomkraftwerk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792940511 DE2940511A1 (de) | 1979-10-05 | 1979-10-05 | Reaktorsicherheitssystem zur begrenzung der folgen einer stoerung mit einem verlust des waermetraegers in einem atomkraftwerk |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2940511A1 DE2940511A1 (de) | 1981-04-09 |
DE2940511C2 true DE2940511C2 (de) | 1988-12-08 |
Family
ID=6082834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792940511 Granted DE2940511A1 (de) | 1979-10-05 | 1979-10-05 | Reaktorsicherheitssystem zur begrenzung der folgen einer stoerung mit einem verlust des waermetraegers in einem atomkraftwerk |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2940511A1 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BG35293A1 (en) * | 1981-12-29 | 1984-03-15 | Gerchev | Installation for passive protection from accidents with thermocarrying agent flowing out in an atomic electric station with water- cooled reactor |
DE3404609A1 (de) * | 1984-02-09 | 1985-08-14 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Reaktorgebaeude fuer einen siedewasserreaktor |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3379613A (en) * | 1964-12-15 | 1968-04-23 | Hitachi Ltd | Post-incident device for nuclear reactors |
US3580806A (en) * | 1968-04-05 | 1971-05-25 | Westinghouse Electric Corp | Pressure suppressing arrangement |
US3668069A (en) * | 1968-10-09 | 1972-06-06 | Licentia Gmbh | Pressure suppression containment for a liquid-cooled nuclear reactor |
DE1947421A1 (de) * | 1969-09-19 | 1971-04-15 | Siemens Ag | UEberstroemoeffnungen fuer Reaktorgebaeude von Atomkernreaktoren |
SU537389A1 (ru) * | 1974-06-05 | 1976-11-30 | Всесоюзный Дважды Ордена Трудового Красного Знамени Теплотехнический Научно-Исследовательский Институт Им.Ф.Э.Дзержинского | Система ограничени последствий аварии на атомных электростанци х |
-
1979
- 1979-10-05 DE DE19792940511 patent/DE2940511A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2940511A1 (de) | 1981-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69409825T2 (de) | Kernreaktor mit notkühlsystem und verfahren zur kühlung | |
EP0600191B1 (de) | Wärmerohr | |
DE3709652C2 (de) | ||
DE3739070C2 (de) | ||
DE69221935T2 (de) | Dampfinjektorsystem | |
DE2525119B2 (de) | Vorrichtung zur kontrolle eines stoerfalls in kernkraftwerken | |
DE3002578C2 (de) | Vorrichtung zum Entgasen einer Flüssigkeit | |
DE4304972C2 (de) | Dampfumformventil | |
EP1060475A1 (de) | Sicherheitsbehälter und verfahren zum betrieb eines kondensators in einer kernkraftanlage | |
DE2533164A1 (de) | Hydraulische steuereinrichtung | |
DE2940511C2 (de) | ||
DE69406460T2 (de) | Druckabbausystem für einrichtungen mit unterdruck stehendem dampf | |
DE3137503A1 (de) | Entspannungs-verdampfer fuer geothermische kraftwerke | |
DE3037293C2 (de) | ||
DE2747941A1 (de) | Vorrichtung zum schutz von trinkwasserleitungen gegen rueckfliessendes brauchwasser | |
DE69807921T2 (de) | Ventileinheit zur regulierung des durchflusses eines druckmittels | |
DE2717505A1 (de) | Zweistufiger verdampfer | |
DE69405973T2 (de) | Kondensator für mit unkondensierbaren Gasen gemischten Dampf, ausgelegt für Naturumlauf in Kernreaktorschutzsystemen | |
DE102015209848A1 (de) | Wärmepumpe mit verschränkter Verdampfer/Kondensator-Anordnung und Verdampferboden | |
DE2536817C3 (de) | Flüssigkeitsfalle und -sammler, insbesondere zum Schutz des Kompressors in einer Kühlanlage | |
WO2018015451A1 (de) | Wärmepumpe mit einer füllstands-regulierenden drossel und verfahren zum herstellen einer wärmepumpe | |
EP1616336B1 (de) | Kerntechnische anlage und verfahren zum betrieb einer kerntechnischen anlage | |
DE10318141B4 (de) | Kerntechnische Anlage mit Überlaufeinrichtung zwischen Flutbecken und Kondensationskammer und Verfahren zum Betrieb einer solchen kerntechnischen Anlage | |
DE2338125A1 (de) | Fluessigkeitsfalle und -sammler, insbesondere zum schutz des kompressors in einer kuehlanlage | |
DE10318081B4 (de) | Kerntechnische Anlage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: BUKRINSKIJ, ANATOLIJ M. RSESNIKOV, JULIAN V. SVYRJAJEV, JURIJ V. TATARNIKOV, VIKTOR P. LAPSIN, ALEKSANDR L., MOSKVA, SU SANOVIC, VLADIMIR I. SLATIN, DAVID A., LENINGRAD, SU KUSNJEZOV, JURIJ A., GORKI, SU BABENKO, JEVGENIJ A., SVERDLOVSK, SU |
|
8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: BUKRINSKIJ, ANATOLIJ M. RSESNIKOV, JULIAN V. SVYRJAJEV, JURIJ V. TATARNIKOV, VIKTOR P. LAPSIN, ALEKSANDR L., MOSKVA, SU SANOVIC, VLADIMIR I. SLATIN, DAVID A., LENINGRAD, SU KUSNJEZOV, JURIJ A., GORKI, SU BEBENKO, JEVGENIJ A., SVERDLOVSK, SU |
|
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |