DE3036907C2 - Druckwasserreaktor mit einem Reaktordruckbehälter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Druckwasserreaktor mit einem Reaktordruckbehälter, der einen Deckel und mindestens zwei Rohrstutzen aufweist, die die Verbindung mit dem äußeren Teil eines Primärkühlkreises darstellen, und mit einer weiteren Kühlmittelleitung, die an den Druckbehälterdeckel angeschlossen ist und zur Dampfkondensation im Störfall einen Sprühschleier oberhalb des Reaktorkerns liefert

Nach der DE-OS 23 16 007 sprühen die seitlich am Deckel sitzenden weiteren Kühlmittelleitungen entweder durch Düsenöffnungen in einer die Steuerabführungsrohre oben abschließenden Deckplatte oder durch Rohre, die von dieser Deckplatte nach unten führen. Deshalb bleibt innerhalb des gewölbten Druckbehültcrdeckels ein ungekühlter Raum, der im Störfall mit die Kühlung beeinträchtigendem Dampf gefüllt sein kann, vor allem dann, wenn die im Primärkühlkreis angeordneten Hauptkühlmittelpumpen nicht in Betrieb sind. Dieser Dampf bestimmt aber die mögliche Druckabsenkung, weil seine wegen geringer Kühlung hohe Temperatur einen Sättigungsdruck vorgibt, der nicht unterschritten werden kann. Der Reaktordruckbehälter wirkt dann als Druckhalter des ganzen Systems.

Die gleiche Schwierigkeit liegt auch bei einem aus der DE-OS 24 32 131 bekannten Druckwasserreaktor vor, bei dem als Notkühlmittel dienendes, Borsäure mit einem Gehalt von 2000 bis 2500 ppm enthaltendes Wasser aus Speicherbehältern, die unter Gasdruck stehen, in den Deckelraum des Reaktordruckbehälters eingespeist wird. Die Einspeiseleitungen sind als Rohrstutzen durch den Deckel geführt, die mehr am Rand des kugelförmig gewölbten Deckels sitzen und sich im Deckelinneren nach unten fortsetzen, so daß die Mündung unterhalb der Deckeloberfläche liegt. Das Notkühlmittel soll auch nicht speziell im Deckelraum wirksam werden sondern von da aus durch besondere Leitungen zum Reaktorkern gelangen.

Die Erfindung hat dagegen die Aufgabe, den die Notkühlung störenden Druck im Deckelraum sicher und mit einfachen Mitteln innerhalb kurzer Zeil abzusenken. Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß dk; weitere Kühlmittelleitung in an sich bekannter Weise mit einem Hochdruckeinspeisesystem für boriertes Kühlwasser verbunden ist und daß sie ihren Auslaß am höchsten Punkt der Deckelinnenseite hat Vorteilhaft ist die Kühlmittelleitung mit dem Volumenregelsystem des Primärkreislaufes verbunden.

Das aus dem höchsten Punkt der Deckelinnenseite austretende relativ kalte Wasser führt zu einer gezielten Abkühlung im Deckelbereich, die beim Bekannten nicht gegeben ist Wegen seines Borgehalts führt es beim Absinken in den Reaktorkern zu einer Reaktivitätsverringerüiig, die die Wärmebelastung zusätzlich herabsetzt Zum Beispiel hat das Wasser des Volumenregelsystems ein Borgehalt von 2000 ppm. Zur Verbesserung der Dampfkondensation kann es durch eine Prallplatte versprüht werden. In jedem Fall aber beeinflußt es den bei stehender Hauptkühlmittelpumpe bisher praktisch nicht direkt kühlbaren Raum im Deckel, so daß auch dort eine verbesserte Kühlung und damit Druckverringerung durch Dampfkondensation möglich ist

Die Verteilung kann nicht nur mit Hilfe einer Prallplatte erfolgen, wie sie im Prinzip schon aus der vorgenannten Offenlegungsschrift wenn auch an ganz anderen Stellen im Inneren des Reaktordruckbehälters, bekannt geworden ist. Vielmehr läßt sich gerade wegen der besonderen Lage des Auslasses der genannten Kühlmittelleitung auch dadurch eine vorteilhafte Kondensationswirkung erreichen, daß der Auslaß als vielstrahlige Sprühdüse ausgebildet ist, deren Strahlen mit einer vorgegebenen Richtung den Raum unter dem Deckel mindestens weitgehend überdecken. Mit der Strahlrichtung kann berücksichtigt werden, daß an empfindlichen Teilen Thermoschockbeanspruchungen vermieden werden sollen. Dies ist besonders wichtig, wenn das eingespeiste Wasser aus dem Zusatzboriersystem stammt und bei einem Borgehalt von 8000 ppm nur Raumtemperatur von etwa 25° C aufweist.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das einen Reaktordruckbehälter nach der Erfindung als Rohrlaufplan schematisch vereinfacht zeigt.

Der Reaktordruckbehälter 1, der den Reaktorkern 2 umschließt, ist in bekannter Weise oben mit einem Deckel 3 verschlossen, der mit einem Flansch 4 befestigt ist. Unterhalb des Flansches 4 sitzen um den Umfang verteilt Anschlußstutzen für die Hauptkühlmittelleitungen des Primärkreises 6, der beim Ausführungsbeispiel mit zwei gleichen Schleifen 7 und 8 gezeichnet ist, während die Anschlußleitungen für zwei weitere Schleifen 9 und 10 nur im Bereich des Druckbehälters 1 angedeutet sind.

Jede Schleife umfaßt in gleicher Weise einen Dampferzeuger 12, der über den heißen Strang 13 mit dem Reaktordruckbehälter verbunden ist. Das aus dem Dampferzeuger kommende kühlere Wasser wird von einer Hauptkühlmittelpumpe 14 über den kalten Strang 15 in den Reaktordruckbehälter zurückgefördert. Der Dampferzeuger 12 wird sekundärseitig von einem

Speisewasserbehältei ;-s über eine Speisewasserpumpe 17 beaufschlagt Der aus dem Speisewasser gewonnene Dampf verläSt den Dampferzeuger 12 über eine Frischdampfleitung 18.

Dem Primärkühlkreis 6 ist ein Volumenregebysiein zugeordnet, das als Ganzes mit 20 bezeichnet ist. Es umfaßt einen Rekuperativ-Wärmetauscher 21, άετ f'ber eine Leitung 22 mit dem kalten Strang 15 der Schleife 7 des Primärkühlkreises verbunden ist Dem Rekuperativ-Wärmetauscher ?.l ist ein Hochdruckkühler 23 und eine Reduzierstation 24 nachgeschaltet Das damit abgekühlte UiUi im Druck verringerte Primärkühlwasser wird in einer Kühlmittelaufbereitungsanlage 25 gereinigt und in einem Volumenausgleichsbehälter 26 gepumpt. Von dort aus kann es über die redundant angeordneten Kochdruckspeisepumpen 27 und den Rekuperativ-Wärmetauscher 21 gegen den vollen Betriebsdruck von zum Beispiel 160 bar zu den einzelnen Schleifen 7,8,9 und 10 des Prinvärkühlkreises zurückgespeist werden. Die zugehörigen Steigleitungen sind mit 30, 31, 32 und 33 bezeichnet

Außerdem kann das vom Volumenregelsystem 20 kommende Primänvasser über eine Leitung 35 auch in einen Druckhalter 36 gefördert werden, der an die Schleife 8 des Primärkühlkreises angeschlossen ist Der Druckhalter ist über Leitungen 37 und 38 mit den kalten Strängen 15 der Schleifen 7 und 8 verbunden. Die Verbindungen führen zu Sprühdüsen 40 innerhalb des Druckhalters 36. Eine der Sprühdüsen 40 ist ferner über eine Leitung 41 mit der vom Volumenregelsystem kommenden Leitung 35 verbunden. Außerdem besitzt der Druckhalter an seinem höchsten Punkt eine Abblaseleitung 42, die in einem nicht weiter dargestellten Abb'.asebehälter führt

Zu dem genaiirucn Abblasebehälter führt auch eine Leitung 44, die an den höchsten Punkt des uetKels 3 des Reaktordruckbehälters 1 d.'igesirhl.-.-isen ist. Diese !."Hung ist bei der Erfindung übe; dis gestrichelt Κ··.γϊογgehobene Leitung 45 mit der Leitung 35 verbunden, die vom Vojumenregeisystem 20 kommt. Djsnalb kann nach dem Schließen eines Ventils <i~ das im Zuge der zum Abblasebehälter liegenden Entlüftungsleitung, jedoch hinter der Anschlußstelle 48 der Leitung 45 sitzt, durch Öffnen eines Ventils 50 da:; Volumenregelsystem 20 auf den Reaktordruckbehälter geschaltet werden. Auf diese Weise wird relativ kaltes Primärkühlwasser, nämlich 50 bis 100°C kälter als die Temperatur des Primärkreises 6, zu einem Auslaß 51 geführt, der unmittelbar unter dem höchsten Punkt der Deckelinnenseite liegt Dort ist eine gewölbte Düsenplatte 52 angeordnet, mit der das relativ kalte Wasser strahlenförmig so verteilt wird, daß der Raum 53 unter dem Deckel 3 weitgehend bestrichen wird. Die dabei entstehenden Strahlen 54 führen deshalb im gesamten Deckelinneien zu einer Abkühlung des eingeschlossenen Wassers und zur DampfkondensairDn mit der Folge, daß im Störfall eine schnelle und dennoch für den Druckbehälter und seine Einbauten schonende Druckabsenkung möglich wird, die dem normalen, betriebsmäßigen Abfahren des Primärkreises gleicht.

Als Alternative ist in der Zeichnung dargestellt, daß ein Behälter 55 mit nur 25° C warmen, auf 8000 ppm Borgehalt eingestelltem Wasser, das über eine Hochdnickpumpe 56 und eine Armatur 57 betriebsmäßig in die kalten Stränge 7 bis 10 eingespeist werden kann, über die strichpunktiert gezeichnete Leitung 58 an die Leitung 44 angeschlossen ist Damit ist eine noch schnellere Kühlung des Deckelinneren möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Druckwasserreaktor mit einem Reaktordruckbehälter, der einen Deckel und mindestens zwei Rohrstutzen aufweist, die die Verbindung mit dem _ä äußeren Teii eines primärkühlkreises darstellen, und mit einer weiteren Kühlmittelleitung, die an den Druckbehälterdeckel angeschlossen ist und zur Dampfkondensation im Störfall einen Sprühschleier oberhalb des Reaktorkerns liefert, dadurch |₀ gekennzeichnet, daß die weitere Kühlmittelleitung (44) in an sich bekannter Weise mit einem Hochdruck-Einspeisesystem für boriertes Kühlwasser verbunden ist und daß sie am höchsten Punkt der Deckelinnenseite ihren Auslaß (51) hat ι --,

2. Druckwasserreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Kühlmittelleitung (44) mit düm Voluincnregelsystem (20) des Primärkreislaufes (6) verbunden ist

3. Druckwasserreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiconet, daß dem Auslaß (51) der weiteren Kühimitteüeitung (44) in an sich bekannter Weise eine Prallplatte zum Versprühen von Kühlmittel zugeordnet ist, das aus dem Auslaß (51) in den Reaktordruckbehälter (1) strömt, und daß das versprühte Kühlmittel den Raum (53) unter dem Deckel mindestens weitgehend überdeckt

4. Druckwasserreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (51) als vielstrahlige Sprühdüse (52) ausgebildet ist, deren Strahlen (54) mit einer vorgegebenen Richtung den Raum (53) unter dem L'eckel mindestens weitgehend überdekken.