DE3533016C2 - Druckspeicher zum Einspeisen einer Kühlflüssigkeit in einen Kernreaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher zum Einspei­ sen einer Kühlflüssigkeit in einen Kernreaktor, mit einem Gehäuse, das in einem unteren Teil die Kühlflüssig­ keit und in einem oberen Teil ein unter Druck stehendes Treibgas enthält, wobei im unteren Teil eine Auslaßöff­ nung für die Kühlflüssigkeit angeordnet ist.

Solche Druckspeicher werden, wie aus dem Buch VGB-Kern­ kraftwerksseminar 1970, Seite 42, insbesondere Abb. 3, hervorgeht, dazu benutzt, den Reaktorkern des Kern­ reaktors auch im Falle eines Bruchs im Hauptkühlsystem mit dem zur Kühlung notwendigen Wasser bedeckt zu halten. Das dabei eingespeiste Volumen beträgt bis zu 34 m³ je Druckspeicher. Nach dem Einspeisen der Wasservorlage muß verhindert werden, daß das im Speicher vorhandene Treibgas in den Kernreaktor gelangt und dort die Wärme­ abfuhr beeinträchtigt.

Die Absperrung wird üblicherweise von zeit- und füll­ standsabhängigen Reaktorschutzsignalen gesteuert, wie es z. B. in der DE-OS 24 32 131 beschrieben ist. Sie ist sehr aufwendig, da sie eine nicht eindeutig sicher­ heitsgerichtete Maßnahme darstellt. Daraus ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, eine Treibgaseinspeisung in das Kühlsystem des Kernreaktors mit Sicherheit zu ver­ meiden.

Erfindungsgemäß ist bei einem Druckspeicher der eingangs genannten Art vorgesehen, daß an dem Rand der Aus­ laßöffnung eine Membran befestigt ist, die die Auslaßöff­ nung gasdicht überdeckt und daß die dem Rand abgekehrte Seite der Membran an einer Stützkonstruktion befestigt ist, die symmetrisch zu der Auslaßöffnung ausgebildet ist. Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Membran erhält man eine Trennung des Wassers im Druckspeicher vom Treibgas, die das Einspeisen von Treibgas aus dem Druckspeicher in den Kernreaktor mit Sicherheit verhindert. Als Membran kann z. B. eine Folie aus einem geeigneten thermoplasti­ schen Kunststoff dienen, weil sie praktisch keine Bela­ stung erfährt. Bei wassergefülltem Druckspeicher legt sie sich an die Wand des Speichergehäuses an. Bei ent­ leertem Gehäuse wird sie von der erfindungsgemäßen Stütz­ konstruktion gehalten.

Die Stützkonstruktion weist vorteilhaft einen Teller mit einer zum Rand der Auslaßöffnung abgewinkelten Wölbung auf. Die Wölbung ermöglicht eine knickfreie Verformung der Membran beim Einspeisen der Kühlflüssigkeit. Dabei kann die Membran ein Schlauch sein, dessen der Auslaßöff­ nung abgekehrtes Ende an dem Teller befestigt ist. Ein solcher Schlauch läßt sich, wie gefunden wurde, gut mon­ tieren. Es ist aber auch denkbar, eine Membran in Form einer Blase zu verwenden, so daß es nur eine Dichtungs­ stelle zwischen der Membran und dem Gehäuse gibt, näm­ lich die am Rand der Auslaßöffnung.

Die Membran kann vorteilhaft ein die Auslaßöffnung über­ deckendes Sieb umschließen. Das Sieb bildet dann eine Abstützung für die Membran, wenn die Kühlflüssigkeit voll­ ständig aus dem Druckspeicher verdrängt ist. Eine beson­ ders günstige Ausführungsform dieses Siebes besteht da­ rin, daß das Sieb einen dem Rand der Auslaßöffnung zuge­ kehrten bogenförmigen Bereich aufweist, der mit dem Ge­ häuse verschraubt ist, und daß die Membran zwischen die­ sem Bereich und dem Rand eingeklemmt ist. Der bogenför­ mige Bereich stellt auch hier sicher, daß die Membran bei Verformungen nicht geknickt werden kann.

Das der Auslaßöffnung zugekehrte Innere der Membran kann vorteilhaft mit einer Entlüftungsleitung verbunden sein, die aus dem Gehäuse herausführt. Mit der Entlüftungslei­ tung ist eine Überwachung der Dichtigkeit der Membran mög­ lich, weil ein Öffnen der Entlüftungsleitung bei unter Druck stehendem Druckspeicher kein Gas an der Entlüf­ tungsleitung zeigen darf.

Die Entlüftungsleitung ist vorteilhaft durch einen Deckel geführt, der eine Einbauöffnung für die Membran im Ge­ häuseoberteil verschließt. An diesem Deckel kann auch die Stützkonstruktion befestigt sein. Sie reicht vorteil­ hafterweise bis an den Rand der Auslaßöffnung, weil dann die Kräfte leicht in das Gehäuse abgetragen werden kön­ nen. Außerdem wird bei einer solchen Ausführung der Stützkonstruktion die Montage der Membrane am Rand der Auslaßöffnung erleichtert.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein schematisch vereinfachtes Ausführungsbei­ spiel beschrieben. Dazu zeigt die Figur einen Vertikal­ schnitt durch einen Druckspeicher.

Der Druckspeicher 1 umfaßt ein zylindrisches Stahlgehäu­ se 2, das durch einen abgerundeten Boden 3 unten und einen ähnlichen abgerundeten Deckelbereich 4 oben abge­ schlossen ist. Das Gehäuse besteht z. B. aus nicht rostendem Stahl mit einer Wandstärke von 27 mm, sein Volumen beträgt 45 m³.

Im Boden 3 ist eine Auslaßöffnung 6 im Gehäuse 2 vorge­ sehen. Sie hat einen Querschnitt von z. B. 510 cm². Dort ist eine Einspeiseleitung 7 mit einem Flansch 8 ange­ bracht, der mit Schrauben 9 befestigt ist.

Über der Auslaßöffnung 6 sitzt ein Sieb 12. Dies ist ein Hohlkörper - ähnlich einem Rotationsellipsoid - aus nichtrostendem Stahl. Er weist eine gelochte Ober­ seite 13 und einen im Querschnitt halbkreisförmigen Bo­ genbereich 14 auf, der in den auf der Unterseite liegen­ den Ringbereich 15 übergeht.

Der Ringbereich 15 umgibt die Auslaßöffnung 6. Er liegt parallel zu einem ebenfalls ebenen Rand 18 der Auslaß­ öffnung 6. Dort ist das untere Ende einer rohrförmigen Membran 20 festgeklemmt, die zwischen den mit Schrauben 21 verspannten Ring 15 und dem Rand 18 liegt.

Die Membran 20 besteht aus thermoplastischem Kunststoff, z. B. einem Polyvinylchlorid mit einer Verstärkung durch ein Gewebe, mit einer Dicke von etwa 1 mm. Ihr der Aus­ laßöffnung abgekehrtes andere Ende 22 ist an einen Teller 23 befestigt, der in etwa drei Viertel der Höhe des Ge­ häuses 2 zentrisch oberhalb der Auslaßöffnung angeordnet ist. Der Teller 23 hat die gleiche Form wie das Sieb 12. Die gelochten Seiten sind einander zugewandt. Anstelle der Auslaßöffnung des Siebkörpers 12 hat der Teller 23 einen Anschlußstutzen für die Entlüftungsleitung 38. Auf der Scheibe 24 ist der Rand 22 der Membran 20 mit einem Klemmring 26 befestigt, der mit Schrauben 27 an der Scheibe 24 festgespannt wird.

Der Siebkörper 12 und der Teller 23 sind zu einer Stütz­ konstruktion 29 verbunden, die Stangen 30 und im Quer­ schnitt sternförmig angeordnete, parallel zur Längsachse des Gehäuses 2 verlaufende Lochplatten umfaßt, die in der Gehäusemitte miteinander verschweißt sind. Zur Ver­ meidung von scharfen Umlenkungen der Membran hat die Stützkonstruktion sowohl an den Spitzen als auch im Kern­ bereich Abrundungen. Die Stangen 30 können als Rohre mit 40 mm Durchmesser ausgebildet sein und selbst die äuße­ ren Abrundungen bilden. Sie sollen die Endlage der Mem­ bran 20 bestimmen, wenn diese aus der auf der rechten Seite der Figur dargestellten, mit a) bezeichneten Lage des gefüllten Druckspeichers in die auf der linken Seite der Figur dargestellte und mit b) bezeichnete Lage über­ geht, bei der das Flüssigkeitsvolumen 34 praktisch voll­ ständig aus dem Druckspeicher 1 ausgetrieben ist, so daß der Druckspeicher nur noch Treibgas enthält. Als Treib­ gas wird Stickstoff mit einem Druck von 26 bar verwen­ det. Er wird über eine Einspeiseleitung 35 mit einem Ven­ til 36 dem Gasraum 40 oberhalb der Membran 20 zugeführt.

An dem Teller 23 endet eine Entlüftungsleitung 38, die durch den Deckel 32 nach außen geführt und dort mit einem Ventil 39 versehen ist. Mit der Entlüftungslei­ tung 38 kann die Dichtigkeit der Trennung zwischen dem Wasservolumen 34 und dem Stickstoff im Gasraum 40 über­ prüft werden.

Claims (9)

1. Druckspeicher zum Einspeisen einer Kühlflüssigkeit in einen Kernreaktor, mit einem Gehäuse, das in einem unteren Teil die Kühlflüssigkeit und in einem oberen Teil ein unter Druck stehendes Treibgas enthält, wobei im unteren Teil eine Auslaßöffnung für die Kühlflüssig­ keit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rand (18) der Auslaßöffnung (6) eine Membran (20) befestigt ist, die die Auslaßöffnung (6) gasdicht überdeckt, und daß die dem Rand (18) abgekehrte Seite (22) der Membran (20) an einer Stützkonstruktion (29) befestigt ist, die symmetrisch zu der Auslaßöffnung ausgebildet ist.

2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkonstruktion (29) einen Teller (23) mit einer zum Rand (18) der Auslaßöffnung (6) abgewinkelten Wölbung (25) aufweist.

3. Druckspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (20) ein Schlauch ist, dessen der Aus­ laßöffnung (6) abgekehrtes Ende (22) an dem Teller (23) befestigt ist.

4. Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (20) ein die Auslaßöffnung (6) überdecken­ des Sieb (12) umschließt.

5. Druckspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (12) einen dem Rand (18) der Auslaßöffnung (6) zugekehrten bogenförmigen Bereich (14) und einen Ringbereich (15) aufweist, von denen der Ringbereich (15) mit dem Gehäuse (2) verschraubt ist, und daß die Membran (20) zwischen dem Ringbereich (15) und dem Rand (18) ein­ geklemmt ist.

6. Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das der Auslaßöffnung (6) zugekehrte Innere der Mem­ bran (20) mit einer Entlüftungsleitung (38) verbunden ist, die aus dem Gehäuse (2) herausführt.

7. Druckspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung (38) durch einen Deckel (32) führt, der eine Einbauöffnung (33) für die Membran (20) im Gehäuseoberteil (4) verschließt.

8. Druckspeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Deckel (32) die Stützkonstruktion (29) be­ festigt ist.

9. Druckspeicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkonstruktion (29) bis an den Rand (18) der Auslaßöffnung (6) reicht.