DE3036907C2 - Pressurized water reactor with a reactor pressure vessel - 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 liefertThe invention relates to a pressurized water reactor with a reactor pressure vessel that has a cover and has at least two pipe stubs that connect to the outer part of a primary cooling circuit represent, and with another coolant line, which is connected to the pressure vessel cover and to In the event of a malfunction, steam condensation creates a spray curtain above the reactor core

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.According to DE-OS 23 16 007, the further coolant lines sitting on the side of the cover either spray through nozzle openings in a cover plate that closes off the control discharge pipes at the top or through Pipes leading down from this cover plate. Therefore remains inside the domed pressure vessel lid an uncooled room which, in the event of a malfunction, can be filled with steam that interferes with cooling, especially when the main coolant pumps arranged in the primary cooling circuit are not in operation. However, this steam determines the possible pressure drop because its low cooling is high Temperature specifies a saturation pressure that cannot be fallen below. The reactor pressure vessel then acts as a pressurizer for the entire system.

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. The same difficulty is also present in a pressurized water reactor known from DE-OS 24 32 131, in which water containing boric acid with a content of 2000 to 2500 ppm from storage containers under gas pressure is fed into the cover space of the reactor pressure vessel as an emergency coolant will. The feed lines are passed through the cover as pipe sockets, which sit more on the edge of the spherically curved cover and continue downward inside the cover, so that the mouth is below the cover surface. The emergency coolant should also not be effective specifically in the cover space, but should reach the reactor core from there through special lines.

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.The object of the invention, however, is to reduce the pressure in the lid space, which interferes with the emergency cooling, safely and lower with simple means within a short space of time. This is achieved according to the invention in that dk; Further Coolant line in a manner known per se with a high pressure feed system for borated cooling water is connected and that it has its outlet at the highest point of the inside of the lid Coolant line connected to the volume control system of the primary circuit.

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 istThe relatively cold water emerging from the highest point on the inside of the lid leads to a targeted Cooling down in the lid area, which is not the case with the acquaintance Because of its boron content, it leads to the Sinking into the reactor core to a reactivity reduction, which additionally reduces the heat load For example, the water in the volume control system a boron content of 2000 ppm. A baffle plate can be used to improve steam condensation be sprayed. In any case, however, it has so far practically influenced the stationary main coolant pump not directly coolable space in the lid, so that there also an improved cooling and thus pressure reduction is possible by steam condensation

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.The distribution can not only take place with the help of a baffle plate, as in principle already from the the aforementioned patent application, albeit in completely different places inside the reactor pressure vessel, has become known. Rather, precisely because of the special location of the outlet, the aforementioned Coolant line also achieve an advantageous condensation effect that the outlet as multi-jet spray nozzle is formed, the jets of which with a predetermined direction the space below the Cover the lid at least largely. With the beam direction it can be taken into account that at sensitive parts thermal shock loads should be avoided. This is especially important if the water fed in comes from the additional boron system and only if the boron content is 8000 ppm Has room temperature of about 25 ° C.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das einen Reaktordruckbehälter nach der Erfindung als Rohrlaufplan schematisch vereinfacht zeigt.To explain the invention in more detail, an exemplary embodiment is described with reference to the drawing shows a reactor pressure vessel according to the invention as a pipe layout schematically simplified.

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.The reactor pressure vessel 1, which encloses the reactor core 2, is in a known manner with a top Cover 3 closed, which is fastened with a flange 4. Below the flange 4 sit around the circumference distributed connection piece for the main coolant lines of the primary circuit 6, which in the embodiment with two identical loops 7 and 8 is drawn, while the connecting lines for two more Loops 9 and 10 are only indicated in the area of the pressure vessel 1.

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 einemEach loop comprises in the same way a steam generator 12, which over the hot leg 13 with is connected to the reactor pressure vessel. The cooler water coming from the steam generator is supplied by a main coolant pump 14 conveyed back into the reactor pressure vessel via the cold branch 15. Of the Steam generator 12 is on the secondary side of a

Speisewasserbehältei ;-s über eine Speisewasserpumpe 17 beaufschlagt Der aus dem Speisewasser gewonnene Dampf verläSt den Dampferzeuger 12 über eine Frischdampfleitung 18.Feed water tank via a feed water pump 17 acted upon The steam obtained from the feed water leaves the steam generator 12 via a Main steam line 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 bezeichnetThe primary cooling circuit 6 is assigned a volume regeneration which is designated as a whole by 20. It comprises a recuperative heat exchanger 21, which is connected to the cold branch 15 of the loop 7 of the primary cooling circuit via a line 22 Primary cooling water is cleaned in a coolant treatment system 25 and pumped into a volume compensation tank 26. From there, it can be fed back to the individual loops 7, 8, 9 and 10 of the primary cooling circuit against the full operating pressure of 160 bar, for example, via the redundantly arranged cooking pressure feed pumps 27 and the recuperative heat exchanger 21. The associated risers are labeled 30, 31, 32 and 33

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 führtIn addition, the volume control system 20 coming Primänvasser are also conveyed via a line 35 into a pressurizer 36, which is attached to the Loop 8 of the primary cooling circuit is connected. The pressurizer is connected to the cold via lines 37 and 38 Strands 15 of loops 7 and 8 connected. The connections lead to spray nozzles 40 within the Pressure holder 36. One of the spray nozzles 40 is also via a line 41 with that of the volume control system incoming line 35 connected. In addition, the pressurizer has a at its highest point Blow-off line 42, which leads in a not shown Fig'.ase container

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.One also leads to the genaiirucn blow-off container Line 44, which at the highest point of the lower part 3 of the Reactor pressure vessel 1 d.'igesirhl.-.- isen. These !. "Hung is ubiquitous in the invention; dis dashed Κ ·· .γϊογlifted line 45 with line 35 connected, which comes from the Vojumenreisystem 20. Djsnalb can <i ~ das in the course of the vent line lying to the blow-off tank, but behind the connection point 48 of the Line 45 is seated by opening a valve 50 :; Volume control system 20 on the reactor pressure vessel be switched. In this way, relatively cold primary cooling water, namely 50 to 100 ° C, is colder than the Temperature of the primary circuit 6, led to an outlet 51, which is immediately below the highest point of the On the inside of the lid there is a curved nozzle plate 52 with which the relatively cold water is distributed radially so that the space 53 under the cover 3 is largely coated. The one with it The resulting rays 54 therefore lead to a cooling of the enclosed lines in the entire cover line Water and steam condensation with the result that in the event of a malfunction, a quick and yet for the Pressure vessel and its internals gentle pressure reduction is possible, which is normal, operational Driving through the primary circuit is the same.

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.As an alternative, it is shown in the drawing that a container 55 with only 25 ° C warm water adjusted to 8000 ppm boron content, which is fed via a high-pressure pump 56 and a valve 57 can be fed into the cold branches 7 to 10 during operation, is connected to the line 44 via the line 58 shown in dash-dotted lines faster cooling of the inside of the lid possible.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 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 --,1. Pressurized water reactor having a reactor pressure vessel which has a lid and at least two sockets which a primary refrigerant circuit constitute the connection with the _similar outer TEII, and with a further coolant line which is connected to the pressure vessel lid and the steam condensation in the event of a fault a projection fan above the reactor core delivers, thereby | ₀ characterized in that the further coolant line (44) is connected in a manner known per se to a high-pressure feed system for borated cooling water and that it has its outlet (51) at the highest point on the inside of the cover ι -, 2. Druckwasserreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Kühlmittelleitung (44) mit düm Voluincnregelsystem (20) des Primärkreislaufes (6) verbunden ist2. Pressurized water reactor according to claim 1, characterized in that the further coolant line (44) with the volume control system (20) of the primary circuit (6) is connected 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 überdeckt3. Pressurized water reactor according to claim 1, characterized gekennzeiconet that the outlet (51) of the further Kühimitteüeitung (44) a baffle plate for spraying coolant in a manner known per se is assigned, which flows from the outlet (51) into the reactor pressure vessel (1), and that the sprayed coolant at least largely covers the space (53) under the cover 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. 4. Pressurized water reactor according to claim 1, characterized in that the outlet (51) as multi-jet Spray nozzle (52) is formed, the jets (54) of which with a predetermined direction the space (53) Cover at least largely under the lid.