DE4424283A1 - Kühlluft-Leitanordnung für einen Flüssigmetall-Reaktor - Google Patents
Kühlluft-Leitanordnung für einen Flüssigmetall-ReaktorInfo
- Publication number
- DE4424283A1 DE4424283A1 DE4424283A DE4424283A DE4424283A1 DE 4424283 A1 DE4424283 A1 DE 4424283A1 DE 4424283 A DE4424283 A DE 4424283A DE 4424283 A DE4424283 A DE 4424283A DE 4424283 A1 DE4424283 A1 DE 4424283A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- wall
- container
- riser
- guide arrangement
- cooling air
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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 bezieht sich allgemein auf Kernreaktoren und
insbesondere auf deren Luftkühlung.
In einem Kernreaktortyp, der als ein fortgeschrittener
Flüssigmetall-Reaktor (advanced liguid metal reactor bzw.
ALMR) bezeichnet wird, ist der Reaktorkern in ein heißes
flüssiges Metall, wie beispielsweise flüssiges Natrium, in
einem Reaktorbehälter untergetaucht. Das flüssige Metall
wird zum Kühlen des Reaktorkerns verwendet, wobei die da
durch absorbierte Wärme verwendet wird, um in üblicher
Weise Energie zu erzeugen. Der Reaktorbehälter ist von ei
nem Einschlußbehälter umgeben, wobei der Raum dazwischen
mit einem Inertgas, wie beispielsweise Argon, gefüllt ist.
Der Betrieb des Reaktors wird durch Steuerstäbe gesteuert,
die selektiv in den Reaktorkern eingefahren oder herausge
fahren werden. Die Steuerstäbe können auch vollständig ein
gefahren werden, um den Reaktorkern abzuschalten. Jedoch
wird für eine gewisse Zeit weiterhin restliche Abklinkwärme
von dem Kern erzeugt, wobei die Wärme durch Wärmestrahlung
von dem Reaktorbehälter auf den Einschlußbehälter übertra
gen wird, wodurch dessen Temperatur erhöht wird. Wärme von
dem Einschlußbehälter wird auch nach außen in Richtung auf
einen Betonbehälter (Silo) abgestrahlt, der im Abstand au
ßen davon angeordnet ist. Um eine übermäßige Erwärmung die
ser Komponenten zu verhindern, ist ein passives Wärmeab
fuhrsystem, das als das Reaktorbehälter-Hilfskühlsystem
(reactor vessel auxiliary cooling system bzw. RVACS) ge
nannt wird, vorgesehen und beispielsweise in der US-A 50 43135
beschrieben.
In dem derzeitigen RVACS ist ein undurchbrochener Wärmekol
lektorzylinder konzentrisch zwischen dem Einschlußbehälter
und dem Betonbehälter angeordnet, um einen Luftsteiger zwi
schen seiner inneren Oberfläche und dem Einschlußbehälter
und einen Luftfallweg zwischen seiner äußeren Oberfläche
und dem Behälter zu bilden. Atmosphärische Luft wird auf
geeignete leise durch den Fallweg zu seinem Unterteil ge
leitet, wo sie nach oben in den Luftsteiger umgeleitet wird
für eine Aufwärtsströmung, um den Einschlußbehälter zu küh
len. Die innere Oberfläche des Kollektorzylinders nimmt
thermische Strahlung von dem Einschlußbehälter auf, wobei
die davon auf genommene Wärme durch natürliche Konvektionen
in die aufsteigende Luft übertragen wird für eine Strömung
nach oben, um die Wärme abzuführen. Die äußere Oberfläche
des Kollektorzylinders enthält eine thermische Isolierung,
um eine Wärmeübertragung von dem Kollektorzylinder in den
Betonbehälter und in die Luft zu vermindern, die in dem
Fallweg nach unten strömt. Je größer die Temperaturdiffe
renz zwischen der relativ kalten Luft des Fallweges und der
erwärmten Luft in dem Steiger ist, desto größer ist der
Grad an natürlicher Zirkulation für einen passiven Antrieb
der Luftkühlung ohne motorgetriebene Pumpen.
In dieser Konfiguration sind die durchschnittliche Tempera
tur des Einschlußbehälters während des stationären Betriebs
und auch die transienten Spitzentemperaturen davon, die ge
wissen transienten Vorgängen folgen, relativ hoch, was er
fordert, daß der Einschlußbehälter für Hochtemperatur-An
forderungen des ASME-Codes ausgelegt ist, wodurch dessen
Kosten erhöht werden. Ferner ist die thermische Isolierung,
die über der äußeren Oberfläche des Wärmekollektorzylinders
ausgebildet ist, komplex und relativ teuer, um sicherzu
stellen, daß der Betonbehälter nicht übermäßig erwärmt
wird.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, für eine verbes
serte Luftkühlung des Einschlußbehälters zu sorgen, um die
Komplexität und die Kosten des Kühlsystems zu senken.
Erfindungsgemäß ist eine Leitanordnung zwischen dem relativ
heißen Einschlußbehälter und dem relativ kalten Betonbehälter 12
dargestellt, der in dem dargestellten Ausführungs
beispiel ringförmig oder kreisförmig ist und eine
vertikale, axiale Mittelachse 14 hat. Der Behälter ist
vorzugsweise unter der Erdoberfläche 16 angeordnet und ent
hält konzentrisch darin einen ringförmigen Einschlußbehäl
ter 18, der konzentrisch in einem Reaktorbehälter 20 ange
ordnet ist, der einen Reaktorkern 22 aufweist, der in ein
Flüssigmetall-Kühlmittel 24, wie beispielsweise flüssiges
Natrium, eingetaucht ist.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind
die Einschluß- und Reaktorbehälter 18, 20 vertikal nach un
ten von einem oberen Rahmen 26 gehaltert bzw. auf gehängt,
der seinerseits auf dem Betonbehälter 12 durch mehrere kon
ventionelle seismische Isolatoren 28 gehaltert ist, um die
strukturelle Integrität der Einschluß- und Reaktorbehälter
18, 20 während Erdbeben beizubehalten und eine ungekoppelte
Bewegung zwischen den Behältern 18, 20 und dem umgebenden
Betonbehälter 12 zu gestatten.
Der Reaktorkern 22 wird durch mehrere übliche Steuerstäbe
30 (von denen nur zwei dargestellt sind) gesteuert, die se
lektiv in den Kern 22 eingefahren oder aus diesem ausgefah
ren werden. Wenn sie vollständig eingefahren sind, schalten
die Steuerstäbe 30 den Reaktorkern 22 ab, wobei trotzdem
für eine gewisse Zeit nach der Abschaltung restliche Ab
klingwärme erzeugt wird. Um die restliche Abklingwärme ab
zuführen, ist ein passives Wärmeabfuhrsystem vorgesehen,
das als das Reaktorbehälter-Hilfskühlsystem (RVACS) be
zeichnen wird. In dem RVACS ist ein Raum zwischen den Reak
tor- und Einschlußbehältern 18, 20 vorgesehen und mit einem
Inertgas, wie beispielsweise Argon, gefüllt. Wärme von dem
flüssigen Metall 24 wird durch thermische Strahlung durch
den mit Argon gefüllten Raum übertragen und erwärmt den
Einschlußbehälter 18. Um die Wärme passiv von dem Ein
schlußbehälter 18 abzuführen, ist eine doppelwandige Leita
nordnung 32 gemäß den beschriebenen Ausführungsbeispielen
der Erfindung zwischen dem Einschlußbehälter 18 und dem Be
ter (Silo) vorgesehen, um die Luftkühlleistung zu verbes
sern. Die Leitanordnung enthält eine mit Löchern versehene
innere Wand, die außerhalb des Einschlußbehälters positio
nierbar ist, um dazwischen einen inneren Strömungssteiger
zu bilden, und eine undurchbrochene äußere Wand, die außer
halb der inneren Wand positionierbar ist, um dazwischen
einen äußeren Strömungssteiger zu bilden. Öffnungen in der
inneren Wand gestatten, daß thermische Strahlung seitlich
durch die äußere Wand hindurchtritt, wobei Kühlluft nach
oben durch die inneren und äußeren Steiger strömt, um Wärme
ab zuführen.
Die Erfindung wird nun mit weitern Merkmalen und Vorteilen
anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbei
spielen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische, teilweise geschnittene Sei
tenansicht von einer als Beispiel angegebenen Flüssigme
tall-Kernreaktoranlage mit einer Leitanordnung, die zwi
schen einem Einschlußbehälter und einem Betonbehälter ange
ordnet ist, um den Einschlußbehälter gemäß einem Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung zu kühlen.
Fig. 2 ist eine vergrößerte, teilweise geschnittene Sei
tenansicht von einem Teil der in Fig. 1 dargestellten Re
aktoranlage innerhalb des mit 2 bezeichneten gestrichelten
Kreises und zeigt eine doppelwandige Leitanordnung zwischen
dem Einschlußbehälter und dem Betonbehälter zur Erhöhung
der Luftkühlleistung.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht von einem Teil der
in Fig. 2 dargestellten Leitanordnung, die zwischen dem
Einschlußbehälter und dem Betonbehälter angeordnet ist.
In Fig. 1 ist schematisch als Beispiel ein fortgeschritte
ner Flüssigmetall-Reaktor (ALMR) 10 mit einem Betonbehälter
hälter 12 angeordnet, um für eine verbesserte luftseitige
Kühlleistung zu sorgen.
Wie insbesondere in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist,
ist die Leitanordnung 32 eine Anordnung aus einer mit Lö
chern versehenen inneren Wärmekollektorwand 34 und einer
undurchbrochenen äußeren Wärmekollektorwand 36, die ihrer
seits im Abstand zwischen dem Einschlußbehälter 18 und dem
Behälter 12 angeordnet ist. In dem in den Figuren darge
stellten Ausführungsbeispiel sind der Einschlußbehälter 18,
die innere Wand 34, die äußere Wand 36 und der Behälter 12
ringförmig und konzentrisch zueinander, wobei die inneren
und äußeren Wände 34, 36 Zylinder sind. Die innere Wand 34
ist so konfiguriert oder bemessen, um radial außerhalb des
Einschlußbehälters 18 und im Abstand radial außen davon an
geordnet zu sein, um dazwischen einen radial inneren Strö
mungskanal oder Steiger 38 zu bilden. Die äußere Wand 36
ist in ähnlicher Weise konfiguriert oder bemessen, um ra
dial außen von der inneren Wand 34 und im Abstand radial
außen davon angeordnet zu sein, um dazwischen einen radial
äußeren Strömungskanal oder Steiger 40 zu bilden. Weiterhin
ist die äußere Wand 36 im Abstand radial innen von dem Be
hälter 12 angeordnet, um dazwischen einen radial äußeren
Strömungskanal oder einen Fallweg 42 zu bilden.
Die Leitanordnung 32, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist,
erstreckt sich vertikal von einer unteren Kammer 44, die
zwischen dem Unterteil des Einschlußbehälters 18 und dem
Unterteil des Behälters 12 gebildet ist, und verläuft ver
tikal nach oben bis zu einer geeigneten Höhe oberhalb des
oberen Pegels des flüssigen Metalls 24 in dem Reaktorbehäl
ter 20. Der äußere Steiger 40 hat einen Einlaß 40a an sei
nem Unterteil und einen Auslaß 40b an seinem Oberteil. Der
innere Steiger 38 hat einen Einlaß 38a an seinem Unterteil
und einen Auslaß 38b an seinem Oberteil. Der Fallweg 42 hat
einen Einlaß 42a an seinem Oberteil und einen Auslaß 42b an
seinem Unterteil, der in der unteren Kammer 44 in Strö
mungsverbindung mit beiden Einlässen 38a und 40a der inne
ren und äußeren Steiger 38, 40 angeordnet ist.
In dem oberen Rahmen 26 des Gebäudes sind an einer geeigne
ten Höhe oberhalb der Erdoberfläche 16 ein oder mehrere
Lufteinlässe 46 angeordnet, um atmosphärische Luft 48 auf
zunehmen für eine Verwendung bei der Kühlung des Einschluß
behälters 18 und der Leitanordnung 32. Ein Einlaßkanal oder
eine Kammer 50 verläuft in Strömungsverbindung von dem Ein
laß 46 zu dem Fallwegeinlaß 42a nach unten, um die Kühlluft
48 nach unten zu leiten. Die Kühlluft 48 wird durch den
Fallweg 42 nach unten geleitet und wendet dann von seinem
Auslaß 42b radial nach innen und nach oben in beide Stei
gereinlässe 38a und 40a. Die Kühlluft 48 wird dann durch
die inneren und äußeren Steiger 38 und 40 nach oben gelei
tet zu deren Auslässen 38b, 40b. Die Steigerauslässe 38b,
40b sind in Strömungsverbindung mit einem Auslaßkanal oder
einer Kammer 52 angeordnet, die sich durch den oberen Rah
men 26 des Gebäudes vertikal nach oben erhebt und eine oder
mehrere Auslaßöffnungen oder Entlüftungen 54 hat zum Abge
ben der erwärmten Luft aus der Anlage 10 nach Kühlen des
Einschlußbehälters 18 und der Leitanordnung 32. Da der Ein
schlußbehälter 18 relativ heiß ist, weil er durch Abkling
wärme aus dem Reaktorkern 22 erwärmt worden ist, wird die
Wärme in der Kühlluft 48 in den inneren und äußeren Stei
gern 38, 40 abgeführt, was ihre Dichte verkleinert und ih
ren Auftrieb vergrößert zur Ausbildung einer natürlichen
Zirkulationsströmung nach oben für einen Austritt durch die
Auslaßkammer 52 und die Entlüftungen 54. Die in den Einlaß
46 eintretende Kühlluft 48 ist relativ kalt und dichter als
die in den Steigern 38, 40 aufsteigende Luft und fällt des
halb durch Schwerkraft nach unten durch den Fallweg 42, um
die natürliche oder passive Zirkulation der Kühlluft 48
durch den Fallweg 42 und nach oben durch die Steiger 38 und
40 zu unterstützen.
Fig. 2 und 3 stellen deutlicher die doppelwandige Leita
nordnung 32 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
dar, um die Wärmeabfuhr von dem Einschlußbehälter 18 zu
verstärken. Genauer gesagt, erfolgt die Wärmeübertragung
von der äußeren Oberfläche des Einschlußbehälters 18 teil
weise durch natürliche Konvektion direkt in die nach oben
steigende Kühlluft 48 und teilweise durch thermische Strah
lung auf sowohl die inneren als auch äußeren Wände 34 und
36, die als Wärmekollektoren wirken und auch für eine ver
größerte Oberfläche sorgen, um Wärme durch natürliche Kon
vektion in die aufsteigende Kühlluft 48 abzuführen. Die mit
Löchern versehene innere Wand 34 weist mehrere Öffnungen 56
auf, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel kreisför
mige Löcher sind, die vertikal und horizontal im Abstand
angeordnet sind. Die Öffnungen 56 sind in vorbestimmter
Weise bemessen, damit ein Teil der thermischen Strahlung,
die von dem Einschlußbehälter 18 ausgeht, wie es durch die
gewellten Pfeile gezeigt ist, seitlich durch die innere
Wand 34 zur äußere Wand 36 gelangen kann. Auf diese Weise
wird die thermische Strahlung von dem Einschlußbehälter 18
sowohl zu den inneren als auch äußeren Wänden 34, 36 abge
strahlt und kann dann durch natürliche Konvektion in die
Kühlluft 48 abgeführt werden.
Der Löcherungsgrad oder die Lochdichte ist die gesammelte
Fläche der Öffnungen 56 relativ zu der gesamten verfügbaren
Oberfläche der innere Wand 34. In dem in den Fig. 2 und
3 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Lochdichte
etwa 50% der Gesamtfläche, um eine wirksame thermische
Strahlung sicherzustellen, die die äußere Wand 36 erreicht
und durch diese absorbiert wird. Da Wärme von beiden Wänden
34, 36 in die aufsteigende Kühlluft 48 in beiden Steigern
38, 40 abgeführt wird, kann die Größe oder der Durchmesser
der Öffnungen 56 in geeigneter Weise optimiert werden für
ein Gleichgewicht der Wärmeübertragung in den getrennten
Kühlluftströmungen in den Steigern 38, 40.
Der innere Steiger 38 hat eine innere Breite Wi, wie sie in
Fig. 2 gezeigt und seitlich oder radial außen zwischen der
Außenfläche des Einschlußbehälters 18 und der Innenfläche
der innere Wand 34 gemessen ist. In ähnlicher Weise hat der
äußere Steiger 40 eine äußere Breite Wo, die seitlich oder
radial außen zwischen der Außenfläche der innere Wand 34
und der Innenfläche der äußere Wand 36 gebildet ist. Ferner
hat der Fallweg 42 eine Breite Wd, die radial außen zwi
schen der Außenfläche der äußere Wand 36 und der Innenflä
che des Behälters 12 gemessen ist. Die inneren und äußeren
Breiten Wi, Wo des Steigers sind bestimmt zur Steuerung der
Aufwärtsgeschwindigkeit der Kühlluft 48 in beiden Steigern
38, 40, und die Breite Wd des Fallweges ist entsprechend
gewählt, um eine angemessene Versorgung von Kühlluft 48
nach unten und in beide Steiger 38, 40 sicherzustellen und
um auch für einen ausreichenden Raum für die Bewegung der
Reaktorbehälteranordnung während seismischer Ereignisse zu
sorgen.
In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Breite Wo des äußeren Steigers kleiner als die Breite Wi
des inneren Steigers, teilweise wegen der zunehmenden Strö
mungsfläche an seinem größeren Durchmesser im Vergleich zu
dem kleineren Durchmesser des Steigers 38 und aufgrund der
Erwärmung der inneren Wand 34 vor der Erwärmung der äußeren
Wand 36. Die konvektive Wärmeübertragungsgeschwindigkeit
auf die Kühlluft 48 hängt üblicherweise von der Temperatur
differenz zwischen der Kühlluft 48 und der Wärme ab, die
von den Oberflächen der inneren und äußeren Wände 34, 36
ausgeht, die beispielsweise aus Stahl hergestellt sein kön
nen. Der konvektive Wärmeübertragungskoeffizient hängt sei
nerseits von der Geschwindigkeit der Kühlluft 48 durch die
einzelnen Luftsteiger 38 und 40 nach oben ab. Dementspre
chend können die Größe der Öffnungen 56 und die Steiger
breiten Wi und Wo variiert werden, um die Wärmeabfuhr von
dem Einschlußbehälter 18 zu optimieren. Die Lochdichte der
Öffnungen 56 kann in geeigneter Weise variiert werden, um
die Wärmeübertragung von bestimmten Reaktorkonstruktionen
zu optimieren. Die Lochdichte kann auch gewählt werden, um
die thermische Strahlung nach Wunsch im Gleichgewicht zu
halten, die durch die inneren und äußeren Wände 34, 36 ab
sorbiert wird: Da ferner die innere Wand 34 zusätzliche
konvektive Wärmeübertragungsfläche von ihren inneren und
äußeren Oberflächen gegenüber derjenigen, die allein durch
die Innenfläche der äußeren Wand 36 gebildet wird, hinzu
fügt, wird eine Steigerung in der Wärmeabfuhr auf die Kühl
luft 48 mit einem geeigneten Gleichgewicht zwischen den in
neren und äußeren Steigern 38 und 40 erhalten. Die zusätz
liche Oberfläche der innenseitigen Oberflächen der Öffnun
gen 56 selbst kann ebenfalls benutzt werden, um Wärme abzu
führen und eine Querströmung zwischen den inneren und äuße
ren Steigern 38 und 40 nach Wunsch zu unterstützen.
Die verstärkte Wärmeabfuhr, die unter Verwendung der mit
Löchern versehenen innere Wand 34 zusätzlich zu der äußeren
Wand 36 erzielbar ist, senkt in signifikanter Weise die
durchschnittliche Temperatur von sowohl dem Einschlußbehäl
ter 18 selbst als auch der äußere Wand 36 und sie senkt
auch deren transiente Spitzentemperaturen während eines
transienten Betriebs des Reaktors. Dementsprechend können
der Einschlußbehälter 18 und auch die äußere Wand 36 so
aufgebaut werden, daß sie üblicherweise bekannten Nieder
temperatur-Erfordernissen des ASME-Codes entsprechen an
stelle der derzeitigen Hochtemperatur-Erfordernisse in ei
ner Konfiguration, die die äußere Wärmekollektorwand 36
selbst ohne die mit Löchern versehene innere Wand 34 ver
wendet. Dies verkleinert die Komplexität und Kosten der
Konstruktion.
Die Senkung der Temperatur der äußeren Wand 36 gemäß der
Erfindung gestattet auch eine Eliminierung der relativ kom
plexen und teueren thermischen Isolierung auf der äußeren
Oberfläche der äußeren Wand 36, die in einer üblichen Kon
struktion ohne die mit Löchern versehene innere Wand 34 er
forderlich ist. Die äußere Wand 36 kann deshalb eine Außen
fläche aufweisen, die direkt auf die Innenfläche des Beton
behälters 12 gerichtet und durch das Fehlen der thermischen
Isolierung darauf charakterisiert ist. Der Behälter 12 ist
relativ kalt im Vergleich zu dem Einschlußbehälter 18 und
bleibt relativ kalt ohne Gefahr eines übermäßigen Tempera
turanstiegs davon aufgrund der Wärmeübertragung von der
äußeren Wand 36. Die Kostensenkung, die der Eliminierung
der thermischen Isolierung um die äußere Wand 36 herum zu
geordnet ist, wird die zusätzlichen Kosten der Einfügung
der mit Löchern versehenen inneren Wand 34 im wesentlichen
ausgleichen.
Ein zusätzlicher Vorteil der Eliminierung der thermischen
Isolierung von der äußeren Wand 36 gestattet eine signifi
kante Wärmeabfuhr von dem Einschlußbehälter 18 im Falle ei
ner geforderten vollständigen Blockierung der Kühlluft 48
durch den Fallweg 42 und die Steiger 38 und 40 des RVACS.
In dieser Situation wird Wärme von der äußeren Wand 36 di
rekt in den Betonbehälter 12 und von dort in die umgebende
Erde übertragen ohne Hemmnis durch die typischerweise er
forderliche thermische Isolierung.
Auf Wunsch können mehrere übliche, vertikal im Abstand an
geordnete horizontale Grenzschichtauslöser 58, wie sie in
den Fig. 2 und 3 gezeigt sind, auf wenigstens einer und
vorzugsweise beiden Außenflächen des Einschlußbehälters 18
oder der Innenfläche der äußeren Wand 36 angeordnet sein,
um die Wärmeübertragung auf die Kühlluft 48 zu vergrößern,
die in den inneren bzw. äußeren Steigern 38, 40 nach oben
strömt. Die Auslöser 58 können in geeigneter Weise geformt
sein, wie beispielsweise halbkreisförmige Vorsprünge von
den entsprechenden Seitenwänden mit einer vertikalen Stei
gung P dazwischen, die für eine Auslösung einer Grenz
schicht-Luftströmung gewählt ist, um die Wärmeübertragung
zu verstärken, wie es üblicherweise bekannt ist.
In einem analysierten Ausführungsbeispiel hatten die Auslö
ser 58 eine Höhe von 6,4 mm und einen Abstand P von 152 mm.
Die Öffnungen 56 hatten einen Durchmesser von 51 mm mit ei
ner Lochdichte von etwa 50%. Die Breite Wi des inneren
Steigers betrug etwa 127 mm und die Breite Wo des äußeren
Steigers betrug etwa 102 mm. Die Dicken des Einschlußbehäl
ters 18, der inneren Wand 34 und der äußeren Wand 36 betru
gen etwa 25 mm, 9 mm bzw. 25 mm. Die Analyse sagte eine
thermische Leistungserhöhung von etwa 8% bei der Verwen
dung der mit Löchern versehenen Leitanordnung 34 zusätz
lich zu der alleinigen äußeren Wand 36 voraus mit einem zu
sätzlichen signifikanten Verstärkungsgewinn, wenn die Aus
löser 58 in Verbindung damit verwendet wurden.
Wie schematisch in Fig. 1 dargestellt ist, ist die äußere
Wand 36 allein an ihrem oben Ende an dem oberen Rahmen 26
gehaltert oder aufgehängt, um während eines seismischen Er
eignisses ihre Schwingungen von dem Betonbehälter 12 zu
entkoppeln. In ähnlicher Weise kann die innere Wand 34 von
dem oberen Rahmen Rahmen 26 an ihrem oberen Ende abgehängt
sein, indem sie mit der äußeren Wand 36, wie es in Fig. 2
dargestellt ist, durch mehrere auf dem Umfang und vertikal
im Abstand angeordnete Stiftbolzen 60 verbunden ist, die an
ihren beiden Enden in geeigneter Weise mit der inneren Wand
34 und der äußeren Wand 36 verschweißt sind. Der Bolzen 60
kann allein nahe dem Oberteil der äußeren Wand 36 angeord
net sein, oder er kann entlang ihrer gesamten vertikalen
Höhe verwendet werden, um die innere Wand 34 in geeigneter
Weise an der äußeren Wand 36 und dadurch wiederum an dem
oberen Rahmen 26 zu haltern. Da die äußere Wand 36 in die
sem Ausführungsbeispiel das Gewicht der inneren Wand 34
trägt, ist die äußere Wand 36 vorzugsweise dicker, als sie
anderenfalls sein würde, um die zusätzlichen Lasten davon
aufzunehmen.
Da die innere Wand 34 den Raum zwischen dem Einschlußbehäl
ter 18 und der äußeren Wand 36 gabelförmig teilt, ver
kleinert die Breite Wi des inneren Steigers den zur Verfü
gung stehenden Raum für eine Inspektion des Einschlußbehäl
ters 18 im Service. Da jedoch die äußere Wand 36 keine
thermische Isolierung über ihrer Außenfläche aufweist, kann
deren Inspektion einfacher auf ihrer außenseitigen Oberflä
che von dem Fallweg 42 ausgeführt werden.
Claims (9)
1. Leitanordnung für einen Einbau zwischen einem
relativen heißen Behälter (18) und einem relativ kalten
Betonbehälter (12) zur Verbesserung der Luftkühlleistung,
gekennzeichnet durch:
eine mit Löchern versehene innere Wand (34), die außen von dem Behälter (18) und im Abstand davon angeordnet ist zur Bildung eines inneren Strömungssteigers (38) dazwischen zur Leitung von Kühlluft darin nach oben, und
eine undurchbrochene äußere Wand (36), die außen von der inneren Wand (34) und im Abstand davon angeordnet ist zur Bildung eines äußeren Strömungssteigers (40) dazwischen zum Leiten von Kühlluft darin nach oben.
eine mit Löchern versehene innere Wand (34), die außen von dem Behälter (18) und im Abstand davon angeordnet ist zur Bildung eines inneren Strömungssteigers (38) dazwischen zur Leitung von Kühlluft darin nach oben, und
eine undurchbrochene äußere Wand (36), die außen von der inneren Wand (34) und im Abstand davon angeordnet ist zur Bildung eines äußeren Strömungssteigers (40) dazwischen zum Leiten von Kühlluft darin nach oben.
2. Leitanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die innere Wand (34) mehrere Öffnungen
(56) aufweist, die vertikal und horizontal im Abstand
angeordnet und derart bemessen sind, daß ein Teil der
thermischen Strahlung von dem Behälter (18) seitlich durch
die innere Wand (34) hindurch zur äußeren Wand (36)
gelangt.
3. Leitanordnung nach Anspruch 2, wobei der Behälter
(18) die Form eines Einschlußbehälters hat, der innerhalb
des Betonbehälters (12) angeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß
der Einschlußbehälter (18) einen Reaktorbehälter (20) mit einem Reaktorkern (22) aufweist, der in einem flüssigen Metall untergetaucht ist,
die innere Wand (34) im Abstand radial außen von dem Einschlußbehälter (18) angeordnet ist und dazwischen den inneren Steiger (38) bildet,
die äußere Wand (36) im Abstand radial außen von der inneren Wand (34) angeordnet ist und einen äußeren Steiger (40) dazwischen bildet,
die äußere Wand (36) im Abstand radial innen von dem Betonbehälter (12) angeordnet ist und einen radial äußeren Strömungsfallweg (42) dazwischen bildet zur Leitung von Kühlluft darin nach unten und
der Fallweg (42) in Strömungsverbindung mit sowohl den inneren als auch äußeren Steigern (38, 40) an ihren unteren Enden angeordnet ist zum Leiten von Kühlluft nach oben in die beiden inneren und äußeren Steiger (38, 40) zum Kühlen des Einschlußbehälters (18).
der Einschlußbehälter (18) einen Reaktorbehälter (20) mit einem Reaktorkern (22) aufweist, der in einem flüssigen Metall untergetaucht ist,
die innere Wand (34) im Abstand radial außen von dem Einschlußbehälter (18) angeordnet ist und dazwischen den inneren Steiger (38) bildet,
die äußere Wand (36) im Abstand radial außen von der inneren Wand (34) angeordnet ist und einen äußeren Steiger (40) dazwischen bildet,
die äußere Wand (36) im Abstand radial innen von dem Betonbehälter (12) angeordnet ist und einen radial äußeren Strömungsfallweg (42) dazwischen bildet zur Leitung von Kühlluft darin nach unten und
der Fallweg (42) in Strömungsverbindung mit sowohl den inneren als auch äußeren Steigern (38, 40) an ihren unteren Enden angeordnet ist zum Leiten von Kühlluft nach oben in die beiden inneren und äußeren Steiger (38, 40) zum Kühlen des Einschlußbehälters (18).
4. Leitanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß
der innere Steiger (38) eine innere Breite seitlich zwischen dem Einschlußbehälter (18) und der inneren Wand (34) aufweist,
der äußere Steiger (40) eine äußere Breite seitlich zwischen der inneren Wand (34) und der äußeren Wand (36) aufweist, und
die äußere Breite kleiner als die innere Breite ist.
der innere Steiger (38) eine innere Breite seitlich zwischen dem Einschlußbehälter (18) und der inneren Wand (34) aufweist,
der äußere Steiger (40) eine äußere Breite seitlich zwischen der inneren Wand (34) und der äußeren Wand (36) aufweist, und
die äußere Breite kleiner als die innere Breite ist.
5. Leitanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Einschlußbehälter (18), die innere
Wand (34), die äußere Wand (36) und der Betonbehälter (12)
ringförmig und konzentrisch sind.
6. Leitanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die innere Wand (34) mit der äußeren
Wand (36) durch mehrere im Abstand angeordnete Stiftbolzen
(60) verbunden ist.
7. Leitanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere vertikal im Abstand
angeordnete, horizontale Grenzschichtauslöser (58) auf
einer äußeren Oberfläche des Einschlußbehälters (18)
und/oder einer inneren Oberfläche der äußeren Wand (36)
angeordnet sind zum Vergrößern der Wärmeübertragung auf die
Kühlluft, die in den inneren bzw. äußeren Steigern (38, 40)
nach oben strömt.
8. Leitanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß
die äußere Wand (36) eine auf den Betonbehälter (12)
gerichtete äußere Oberfläche aufweist, auf der keine
thermische Isolierung angeordnet ist.
9. Leitanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß
der innere Steiger (38) einen Einlaß (38a) an seinem unteren Ende und einen Auslaß (38b) an seinem oberen Ende aufweist,
der äußere Steiger (40) einen Einlaß (40a) an seinem unteren Ende und einen Auslaß (40b) an seinem oberen Ende aufweist,
der Fallweg (42) einen Einlaß (42a) an seinem oberen Ende und einen Auslaß (42b) an seinem unteren Ende aufweist, der in Strömungsverbindung mit den beiden Einlässen (38a, 40a) der inneren und äußeren Steiger (38, 40) angeordnet ist zum Zuführen von Kühlluft, und
die inneren und äußeren Steigerauslässe (38b, 40b) darin erwärmte Luft vertikal nach oben abgeben.
der innere Steiger (38) einen Einlaß (38a) an seinem unteren Ende und einen Auslaß (38b) an seinem oberen Ende aufweist,
der äußere Steiger (40) einen Einlaß (40a) an seinem unteren Ende und einen Auslaß (40b) an seinem oberen Ende aufweist,
der Fallweg (42) einen Einlaß (42a) an seinem oberen Ende und einen Auslaß (42b) an seinem unteren Ende aufweist, der in Strömungsverbindung mit den beiden Einlässen (38a, 40a) der inneren und äußeren Steiger (38, 40) angeordnet ist zum Zuführen von Kühlluft, und
die inneren und äußeren Steigerauslässe (38b, 40b) darin erwärmte Luft vertikal nach oben abgeben.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/092,096 US5339340A (en) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | Liquid metal reactor air cooling baffle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4424283A1 true DE4424283A1 (de) | 1995-03-02 |
Family
ID=22231526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4424283A Withdrawn DE4424283A1 (de) | 1993-07-16 | 1994-07-09 | Kühlluft-Leitanordnung für einen Flüssigmetall-Reaktor |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5339340A (de) |
JP (1) | JP3499920B2 (de) |
DE (1) | DE4424283A1 (de) |
FR (1) | FR2707791B1 (de) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5499277A (en) * | 1994-08-19 | 1996-03-12 | General Electric Company | Method and apparatus for enhancing reactor air-cooling system performance |
JP2009198400A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 制御棒駆動装置の冷却構造及び方法並びに原子炉 |
JP5624355B2 (ja) * | 2010-04-21 | 2014-11-12 | 株式会社東芝 | 液体金属冷却型原子炉及びその除熱方法 |
JP5182325B2 (ja) * | 2010-06-07 | 2013-04-17 | 株式会社Ihi | 発熱容器冷却装置 |
US9177675B2 (en) * | 2012-04-12 | 2015-11-03 | Westinghouse Electric Company Llc | Passive containment air cooling for nuclear power plants |
US10629314B2 (en) * | 2014-01-13 | 2020-04-21 | China Nuclear Power Technology Research Institute | Nuclear power plant containment cooling system and spray flow control method therefor |
GB2545032A (en) * | 2015-12-06 | 2017-06-07 | Richard Scott Ian | Passive cooling of a molten salt reactor by radiation onto fins |
CN106499674B (zh) * | 2016-10-10 | 2019-05-17 | 中广核工程有限公司 | 核电站主泵隔热装置及其制备方法 |
CN106499675B (zh) * | 2016-11-08 | 2019-05-17 | 中广核工程有限公司 | 核电站主泵折流管结构 |
KR102071595B1 (ko) * | 2018-03-09 | 2020-01-30 | 한국원자력연구원 | 피동 원자로 공동 냉각장치 |
CN108831572B (zh) * | 2018-06-27 | 2020-10-27 | 清华大学 | 设置组合式扩展表面积板壳的核反应堆压力容器 |
CN112951457A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-11 | 哈尔滨工程大学 | 一种具有并联槽道的pcs长期换热水箱 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2063876C3 (de) * | 1970-12-24 | 1978-12-14 | Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich | Brennelement für Kernreaktoren |
US4043136A (en) * | 1975-07-14 | 1977-08-23 | Tidril Corporation | System and method for installing production casings |
US4515349A (en) * | 1983-12-27 | 1985-05-07 | B. & G. Consultants, Inc. | Integral vegetation barrier |
US4693337A (en) * | 1985-05-09 | 1987-09-15 | Tri-D-Automotive Industries, Ltd. | Compact catalytic converter |
US4678626A (en) * | 1985-12-02 | 1987-07-07 | General Electric Company | Radiant vessel auxiliary cooling system |
US5043135A (en) * | 1989-05-18 | 1991-08-27 | General Electric Company | Method for passive cooling liquid metal cooled nuclear reactors, and system thereof |
US5043136A (en) * | 1990-06-21 | 1991-08-27 | General Electric Company | Passive cooling safety system for liquid metal cooled nuclear reactors |
US5223210A (en) * | 1991-08-16 | 1993-06-29 | General Electric Company | Passive cooling system for liquid metal cooled nuclear reactors with backup coolant flow path |
US5190720A (en) * | 1991-08-16 | 1993-03-02 | General Electric Company | Liquid metal cooled nuclear reactor plant system |
-
1993
- 1993-07-16 US US08/092,096 patent/US5339340A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-07-01 FR FR9408143A patent/FR2707791B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1994-07-09 DE DE4424283A patent/DE4424283A1/de not_active Withdrawn
- 1994-07-15 JP JP16364694A patent/JP3499920B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5339340A (en) | 1994-08-16 |
JP3499920B2 (ja) | 2004-02-23 |
FR2707791B1 (fr) | 1995-10-20 |
FR2707791A1 (fr) | 1995-01-20 |
JPH07146392A (ja) | 1995-06-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19521074A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit einer luftgekühlten Reaktoranlage | |
DE69010977T2 (de) | Indirektes passives Kühlsystem für Kernreaktoren mit Flüssigmetallkühlung. | |
WO1992011642A2 (de) | Kernrückhaltevorrichtung für kernreaktoranlage und notkühlung bei kernschmelze | |
DE4424283A1 (de) | Kühlluft-Leitanordnung für einen Flüssigmetall-Reaktor | |
DE2410701A1 (de) | Schneller kernreaktor | |
DE1299773B (de) | Brennelementanordnung fuer einen mit fluessigem Metall gekuehlten schnellen Brutreaktor | |
DE2234782B2 (de) | Kernreaktor | |
DE3518968C2 (de) | ||
DE2320091C3 (de) | Kernreaktor, insbesondere Brutreaktor | |
DE2647458A1 (de) | Anordnung zur kuehlung von befestigungsmitteln in fluessigkeitsgekuehlten kernreaktoren | |
DE1904200A1 (de) | Mit fluessigem Metall gekuehlter Schnellbrueter-Kernreaktor | |
DE2827060A1 (de) | Auffangvorrichtung | |
DE2632466A1 (de) | Waermeisoliervorrichtung fuer einen behaelter | |
DE2220486C3 (de) | Druckwasserreaktor | |
DE69611621T2 (de) | System zur passiven notbeseitigung von wasserstoff für wassergekühlte kernreaktoren | |
DE1277456B (de) | Druckgasgekuehlter Leistungsreaktor | |
DE69007327T2 (de) | Primärsicherheitseinschluss mit äusserem Wasserbecken. | |
DE3534422A1 (de) | Unterirdisch in der kaverne eines zylindrischen druckbehaelters angeordneter kernreaktor niedriger leistung | |
DE3603090A1 (de) | Reaktordruckbehaelter aus beton fuer einen gasgekuehlten kernreaktor niedriger leistung | |
DE2537980C2 (de) | Einrichtung zur Verringerung der Konvektionsströme im Inneren eines Kernreaktorbehälters | |
DE1564186A1 (de) | Tragboden in einem Kugelhaufenreaktor | |
DE1279221C2 (de) | Atomkernreaktor mit einem Waermetauscher, der zwischen einer inneren und einer aeusseren biologischen Abschirmwand angeordnet ist | |
DE2825734C2 (de) | ||
CH671851A5 (de) | ||
DE8708897U1 (de) | Wärmeaustauscher |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |