DE69303967T2 - Einrichtung zur Nachwärmeabfuhr des Kerns eines Druckwasserkernreaktors - Google Patents

Einrichtung zur Nachwärmeabfuhr des Kerns eines Druckwasserkernreaktors

Info

Publication number
DE69303967T2
DE69303967T2 DE69303967T DE69303967T DE69303967T2 DE 69303967 T2 DE69303967 T2 DE 69303967T2 DE 69303967 T DE69303967 T DE 69303967T DE 69303967 T DE69303967 T DE 69303967T DE 69303967 T2 DE69303967 T2 DE 69303967T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
core
opening
outer annular
compartment
annular space
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 - Fee Related
Application number
DE69303967T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69303967D1 (de
Inventor
Guy Marie Gautier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of DE69303967D1 publication Critical patent/DE69303967D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69303967T2 publication Critical patent/DE69303967T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/18Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear 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)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich in allgemeiner Weise auf die Druckwasser-Kernreaktoren und betrifft genauer das dem Fachmann bekannte Problem der Notwendigkeit, im Falle einer geplanten oder nicht-geplanten Reaktorabschaltung die Nachwärme aus dem Reaktorkern abzuführen.
  • Es sei zunächst daran erinnert, was man unter Nachwärme eines Reaktors versteht. Wenn man einen Reaktor abschaltet, indem man eine starke negative Reaktivität in den Kern einführt, wird die Anzahl der Kernspaltungen bzw Fissionen in diesem letzteren sehr schnell vernachlässigbar klein, in einem Zeitraum in der Größenordnung von einigen Sekunden. Hingegen strahlt die Radioaktivität der Fissionsprodukte, die sich im Kern während der normalen Betriebszeit entwickelt haben, weiterhin eine große Energie ab, die etwa 7% der Betriebsleistung zum Zeitpunkt der Abschaltung des Reaktors darstellen kann. Es ist folglich nötig, unabhängig von der Ursache der Abschaltung, insbesondere wenn sie während eines Störfalls bei der Druckabsenkung des Primärkreises erfolgt, über Abführeinrichtungen dieser Nachwärme aus dem Kern zu verfügen, ohne die die Erhitzung zu katastropalen Zuständen führen könnten, z.B. bis hin zum Schmelzen des Kerns.
  • Traditionell werden zum Abführen der Nachwärme aus den Druckwasserreaktoren bis heute drei Einrichtungen benutzt. Es sind dies der Dampfgenerator, das Kühlsystem des Reaktors bei Stillstand (RRA) und die Sicherheits-Injektionsvorrichtung (IS) für die Störfalisituationen.
  • Der Dampfgenerator, dessen Normalfunktion das Absorbieren von Kalorien ist, kann nach dem Abschalten des Reaktors selbstverständlich weiterhin die Rolle des Wärmetauschers mit dem Primärkreis spielen. Dieser Vorgang, der einige Stunden dauern kann, wird unwirksam, wenn Druck und Temperatur absinken auf 30 Bar bzw. 180ºC. Die Dampfgeneratoren und der Sekundärkreis sind nämlich nicht für die Abführung von Kalorien bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck konzipiert.
  • Von diesem Zeitpunkt an ist das Abschalt-Kühlsystem des Reaktors (RRA) aktiv, das kaltes Wasser in den Primärkreis einspeist.
  • Auf diese Weise bringt man den Kern in etwa 15 Stunden auf eine Temperatur unter 100ºC.
  • Der Sicherheits-Injektionskreis (IS) ist dazu bestimmt, die Sicherheitsabkühlung des Kerns und die schnelle Einführung von negativer Reaktivität in diesen in allen Fällen sicherzustellen, wo eine unerwünschte Druckabsenkung des Primärkreises eintritt, die sogar zu einer vollständigen Unterbrechung diese Kreises führen kann. Er erfüllt seine Funktion, indem er schnellstmöglich borsäurehaltiges Kühlwasser in den Reaktorkern einleitet bzw. einspritzt.
  • Diese verschiedenen Vorrichtungen sind zufriedenstellend, weisen jedoch eine gewisse Anzahl Schwachpunkte auf:
  • - Die räumliche Entfernung der Kaltwasserquelle in bezug auf den Kern kann sich immer als Ursache für ein mangelhaftes Funktionieren dieser Vorrichtungen erweisen; je größer nämlich die Anzahl der Geräte zwischen dem Kern und der Kältequelle ist, um so größer ist das Ausfallrisiko (Rohrbruch, Ventil-, Motordefekt, ...).
  • - Die Beschaffenheit des GV (du GV) ermöglicht einen Betrieb nur bei hohem Druck und hoher Temperatur. Bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur löst das RRA die GV (les GV) ab, um die Nachwärme abzuführen. Im allgemeinen ist der Betriebüberlappungsbereich der beiden Systeme schmal und erfordert eine spezielle Prozedur.
  • - Bei Eingriffen in die GV befindet sich der Wasserpegel im Primärkreis in den warmen und kalten Rohrleitungen auf halber Höhe. Die Rohrabzweigungen des RRA-Kreises befinden sich etwas unterhalb dieses Pegels. Bezüglich des Betriebs des RRA bedarf es spezieller Vorsichtmaßnahmen, um jedes Risiko von Luftmitnahme und Hohlwirbelbildung (formation de vortex) zu vermeiden, die zu einen Ausfall der Nachwärmeabführfunktion führen.
  • - Nach einem Störfall mit Primärkühlmittelverlust können die GV und das RRA total einsatzunfähig sein, selbst langfristig. Die einzige Nachwärmeabführeinrichtung bleibt die Sicherheitsinjektion IS, die ein aktives System ist. Selbst bei dieser Annahme führt ein Ausfall der elektrischen Quellen zu einem Stillstand der Nachwärmeabführung.
  • Wie man an den wenigen obigen Beispielen sieht, können die gegenwärtigen Systeme ausfallen und daraus könnten schwerwiegende Folgen für den Reaktor und seine Umgebung resultieren.
  • Verschiedene Lösungen zur Verbesserung der Sicherheit der Nachwärmeabführvorrichtung eines Reaktors wurden schon vorgeschlagen. Praktisch alle vorgeschlagenen Lösungen bestehen darin, direkt im Reaktorbehälter einen Hilfswärmetauscher vorzusehen.
  • Zu diesem Thema kann man das CEA-Dokument FR-A-2500676 nennen, wo die Installation eines Wärmetauschers im Reaktorbehälter vorgeschlagen wird, um dem Kühlmittel ohne Durchfließen der Schleifen die Wärme zu entziehen. Damit ein solches System wirken kann, muß jedoch das Kühlmittel zwischen dem Kern und dem Wärmetauscher zirkulieren können. Diese Anordnung im Innern des Behälters ist nicht beschrieben und außerdem unterscheidet sich der in der Zeichnung vorgeschlagene Behälter total von den gegenwärtig benutzten Behältern.
  • Andere Dokumente, wie z.B. der Artikel "A water level mitiated decay energy cooling system" von Charles W. FORSBERG vom Oak Ridge National Laboratory, erschienen in der Zeitschrift Nuclear Technology, Bd. 96, Seiten 229ff., November 1991, präsentieren ebenfalls Wasserreaktoren mit integrierten Wärmetauschern zur Nachwärmeabführung. Es sind raffinierte "Wärmeschalter"-Systeme, die den Wärmeaustausch zwischen dem Primärkreis und diesem Wärmetauscher steuern. Jedoch sind diese Systeme platzaufwendig, nicht kompatibel mit den gegenwärtigen Druckwasserreaktoren und eher für andere Zweige des Reaktorbaus bestimmt.
  • Die vorliegende Erfindung hat genau eine Vorrichtung zur Nachwärmeabführung aus dem Kern eines Reaktors zum Gegenstand, die ermöglicht, wie bei der Vorrichtung der früheren Technik, durch Benutzung eines Hilfswärmetauschers im Innern des Behälters die vorhergehenden Probleme in allen Fällen zu lösen, wo der Behälter mit Primärwasser gefüllt bleibt.
  • Diese Vorrichtung zum Abführen der Nachwärme aus dem Kern eines Druckwasserreaktors, eine haarnadelförmige Primärwasserzirkulationsstrecke in dem Reaktorbehälter umfassend, der zu diesem Zweck zwei konzentrische Mäntel aufweist, einen ringförmigen Außenraum definierend, in dem sich das kalte Primärwasser nach unten bewegt, und einen zylindrischen Innenraum, der den eigentlichen Kern enthält, in dem das Primärwasser von unten nach oben fließt und sich dabei durch den Kern erwärmt, ist dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
  • - einen dritten Mantel, der einen zusätzlichen ringförmigen Raum zwischen den beiden vorhergehenden Abteilen definiert, wobei dieser ringförmige Raum an seiner Basis durch eine erste, im unteren Teil des Außenraums mündende Öffnung mit dem kalten Wasser des Primärkreises verbunden ist und in seinem oberen Teil durch eine zweite, im Oberteil des Innenraums mündende Öffnung mit dem warmen Wasser des Primärkreises;
  • - einen Hilfswärmetauscher, in diesem zusätzlichen ringförmigen Raum befindlich, wobei dieser Hilfswärmetauscher auf autonome Weise mit einem sekundären, vorn Primärkühlwasser des Reaktors unabhängigen Wärrneübertragungsfluid gespeist wird.
  • Das Vorhandensein eines dritten Mantels und eines zusätzlichen ringförmigen Raums zwischen dem Kern und der Peripherie des Behälters ermöglicht, eine Zone zu schaffen, in der auf jeden Fall eine Primärwasserzirkulatin stattfindet, entweder durch Unterdruck-Effekt, wenn der Primärkreis noch in Betrieb ist, oder durch Thermosiphon-Wirkung, wenn letztere Zirkulation unterbrochen ist. Der in dem so geschaffenen zusätzlichen ringförmigen Raum befindliche Hilfswärmetauscher wird unabhängig vom Primärkreis mit einem zweiten Wärmeübertragungsfluid gespeist, das aus dem Reaktor hinausgeleitet werden kann in irgendeine bekannte Kältequelle wie z.B. Kondensator, Kühlturm etc., und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit in allen Situationen eine gute Abführung der Nachwärme aus dem Kern, selbst nach einem Abschalten des Reaktors.
  • Nach einer wichtigen Charakteristik der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Ausführungsart der Abführvorrichtung Einrichtungen, um nach Schließen der ersten vorhergehenden Öffnung den Unterdruck-Effekt in der Nähe der Basis des zusätzlichen ringförmigen Raums zu erhöhen. Die Benutzung dieser Einrichtungen ist nämlich manchmal nötig, wenn der Druckverlust der Primärflüssigkeit durch den Kern zu groß wird und die Zirkulation der Primärflüssigkeit in dem zusätzlichen ringförmigen Raum gefährdet, wo sich genau der Hilfwärmetauscher befindet.
  • Zwei besonders vorteilhafte Ausführungsarten sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, um diese Einrichtungen zum Erhöhen des Unterdruck-Effekts zu realisieren.
  • Bei einer ersten Ausfhrungsart umfassen besagte Einrichtungen zur Erhöhung des Unterdruckeffekts Verschlußeinrichtungen der ersten Öffnung und eine Reihe von radialen zylindrischen Leitungen, die sich in der Umgebung der Basis des Kerns erstrecken, in dem ringförmigen Außenraum, wobei besagte radiale zylindrische Leitungen in Öffnungen münden, die zu diesem Zweck in dem zusätzlichen ringförmigen Raum stellenweise auf dem Umfang des unteren Teils des Zwischenmantels vorgesehen sind und in ihrer Wand mit Längsschlitzen zum Kommunizieren mit dem ringförmigen Außenraum versehen sind.
  • Bei dieser ersten besonderen Ausführungsart ist es die Strömung des Primärwasser um die Längsschlitze der zylindrischen Leitungen herum, die einen größeren Unterdruckeffekt erzeugt, als es die einfache erste Öffnung der generellen Vorrichtung konnte. Außerdem werden die besten Resultate erzielt, wenn die Längsschlitze zum Kommunizieren mit dem ringförmigen Außenraum in jeder Leitung zwei an der Zahl sind und ihre azimutale Stellung auf der Oberfläche der zylindrischen Leitung einen Winkel von etwa 80º mit der Hauptrichtung des Abwärtsstroms im ringförmigen Außenraum bildet.
  • Bei der zweiten Ausführungsart der Einrichtungen zur Unterdruckeffekterhöhung umfaßt die Vorrichtung im ringförmigen Außenraum unter dem Hilfswärmetauscher eine ringförmige Kammer, die durch eine Reihe von Öffnungen mit dem zusätzlichen ringförmigen Raum kommuniziert und, durch einen ebenfalls ringförmigen Schlitz, mit dem ringförmigen Außenraum, wobei besagte ringförmige Kammer in radialer Richtung des Behälters eine Ausdehnung aufweist, die in dem ringförmigen Außenraum eine Verengung schafft, die in Höhe des vorhergehenden Schlitzes eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des in diesem ringförmigen Außenraum des Hilfswärmetauschers abwärtsfließenden Primärfluids bewirkt.
  • Bei dieser Ausführungsart ähnelt das angewandte physikalische Prinzip dem vorhergehenden insofern, als die Erhöhung der Unterdruckwirkung gleichzeitig durch die Anordnung des Schlitzes in einer Zone, wo die Strömung des Fluids einen Unterdruck hervorruft, und durch eine Einschränkung bzw. Drosselung des der Strömung des Primärwasserkreislaufs in dem ringförmigen Außenraum angebotenen Kanals erzielt wird.
  • Die Erfindung wird besser verständlich durch die Lektüre der nachfolgenden Beschreibung von mehreren Ausführungsbeispielen, die erläuternd und nicht einschränkend sind und sich auf die beigefügten Figuren 1 bis 4 beziehen:
  • - die Figur 1 zeigt als Schnitt durch die Achse eine schematische Ansicht eines Kernreaktors des Druckwassertyps, versehen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • - die Figur 2 zeigt eine Schnittansicht desselben Reaktors im Falle der Benutzung der ersten Ausführungsart der Einrichtungen zur Erhöhung des Unterdruckeffekts;
  • - die Figur 3 zeigt die Vorrichtung der Figur 2 in explodierter halbperspektivischer Ansicht und ohne den Außenmantel des Reaktors;
  • - die Figur 4 zeigt als Schnitt durch die Achse eine schematische Ansicht der zweiten Ausführungsart der Einrichtungen zur Erhöhung des Unterdruckeffekts.
  • In Figur 1 ist im einem Aufrißschnitt schematisch der Behälter eines Kernreaktors des Typs mit gewöhnlichem Druckwasser dargestellt.
  • Bei diesem Reaktor, der versehen ist einer Vorrichtung zur Nachwärmeabfuhr, Gegenstand der Erfindung, findet man selbstverständlich die Grundkomponenten dieses Anlagetyps wieder, nämlich mehrere Kaltwasser-Zuführungen 1 im oberen Teil des Behälters 2, wobei dieses Wasser entsprechend den Pfeilen F in der Zeichnung fließt, so daß es zunächst in einem ringförmigen Außenraum 3 nach unten und anschließend nach oben fließt durch den Kern 4, wo es sich erhitzt, indem es die Kalorien aufnimmt, die in dem nicht dargestellten Dampfreaktor verbraucht werden. Zu diesem Zweck verläßt das heiße Wasser den Behälter durch eine oder mehrere Rohrleitungen 5, nachdem es den ringförmigen Außenraum 3 durchquert hat, mit Hilfe von Vorrichtungen eines bekannten Typs, die für die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung sind. Das beschriebene Zirkulationssystem entspricht selbstverständlich dem, was man den Primärwasserkreis nennt, der anschließend den in der Figur nicht dargestellten Dampfgenerator speist, wobei der erzeugte Dampf dazu dient, Turbinen und dann Wechselstromgeneratoren anzutreiben.
  • Um die durch den Kern 4 erzeugte Nachwärme nach einer Unterbrechung der Kettenreaktion abzuführen, umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung im wesentlichen einen zusätzlichen oder dritten Mantel 7, der mit dem Innenmantel 6 des Außenraums 3 einen zusätzlichen ringförmigen Raum 8 schafft. Erfindungsgemäß enthält dieser Ringraum 8 einen oder mehrere Wärmetauscher 9, autonom versorgt durch ein sekundäres Wärmeübertragungsfluid, das in 13 eintritt und in 14 austritt. Dieses sekundäre Wärmeübertragungsfluid ermöglicht das erwünschte Abführen der Nachwärme aus dem Behälter und es tauscht seinerseits seine Kalorien aus mit einer beliebigen Kältequelle bekannter Art, z.B. einem Kühlturm, einem Kondensator etc.. Dieses sekundäre Wärmeübertragungsmittel kann beliebig sein und je nach Fall einphasig oder zweiphasig. Im Falle eines Wasserreaktors kann eine gute Wahl darin bestehen, als sekundäre Flüssigkeit gewöhnliches Wasser zu verwenden.
  • Damit eine solche Vorrichtung wirkungsvoll ist, muß das Wasser in dem Reaktorbehälter zwischen dem Kern und dem Wärmetauscher kontinuierlich fließen, und diese Zirkulation darf den Normalbetrieb des Reaktors möglichst wenig stören. Die hier präsentierte Erfindung beschreibt die Inneneinrichtung des Behälters, um diese Zirkulation zu erhalten.
  • Es ist nötig, daß das heiße Wasser des Kerns am Wärmetauscher 9 entlangfließen kann. Diesem Zweck dienen zwei Öffnungen. Die erste Öffnung 12 befindet sich im unteren Teil des zusätzlichen ringförmigen Raums 8 und verbindet diesen letzteren mit dem abwärtsfließenden Teil des kalten Kühlwassers vor seinem Eintritt in den Kern; die zweite Öffnung 11 befindet sich in dem dritten Mantel 7 über den Wärmetauschern 9 und unterhalb der Ebene der Eintritts- und Austrittsrohre 1 und 5 des Primärwassers. Diese Öffnung 11 ist außerdem meistens vielfach und umfaßt eine Anzahl Löcher, die auf dem Umfang des dritten Mantels 7 verteilt sind. Auf diese Weise kommuniziert der zusätzliche ringförmige Raum 8 mit dem über dem Kern 4 befindlichen und häufig "oberes Plenum" genannten Raum.
  • Das Entlangfließen des in dem zusätzlichen ringförmigen Raum 8 zu kühlenden heißen Wassers an den Wärmetauschern 9 findet statt unter der Wirkung von zwei verschiedenen Prozessen, die je nach Fall gleichzeitig wirken können oder, im Gegenteil, getrennt, je nach dem, ob das Primärwasser im Reaktor zirkuliert oder nicht.
  • Wenn nämlich dieses Primärwasser zirkuliert, reicht sein Fließen aus, um in Höhe der ersten Öffnung 12 in dem zusätzlichen ringförmigen Raum 8 einen Unterdruck zu erzeugen, der das heiße Wasser aus dem oberen Plenum 10 durch die Öffnungen 11 in diesen Raum saugt.
  • Wenn hingegen die Primärwasserzirkulation stillsteht, ist das System so dimensioniert und konzipiert, daß die durch den Kern abgestrahlte Nachwärme ausreicht, um einen Thermosyphon-Effekt zu erzeugen, der das heiße Wasser in dem zusätzlichen ringförmigen Raum 8 in eine Abwärtsbewegung versetzt.
  • Wie schon angegeben, tritt das Wärmeübertragungsmittel durch die Leitung 1 ein, bewegt sich im ringförmigen Raum 3 nach unten und im Kern 4, wo es sich erhitzt und Druck verliert, nach oben, ehe es in 5 den Behälter verläßt. Im unteren Teil des ringförmigen Raums 3 wird in dem ringförmigen Raum 8 ein Unterdruck erzeugt. Da dieser Unterdruck höher ist als der Druckverlust im Kern 4, wird das in 8 befindliche Fluid angesaugt von dem aus 3 kommenden. Das Wärmeübertragungsmittel im ringförmigen Raum 8 bewegt sich also nach unten. Wenn aus der Schleife 1 kein Fluid mehr kommt (z.B. durch einen Riß oder einen Stillstand der Pumpen, nicht dargestellt in der Zeichnung), entsteht ein natürlicher Kreislauf zwischen dem Kern und den Wärmetauschern 9, über die Öffnungen 11 und 12. Der Vorteil dieser Anordnung der Komponenten in dem Behälter ist, daß das den Raum 8 durchquerende Fluid durch zwei komplementäre Kräfte bewegt wird, wovon die eine die erzwungene, auf dem Hauptkreislauf beruhende, aus dem Zweig 1 kommende wärmeströmung ist, und die andere die natürliche Wärmeströmung. Die eine oder die andere der beiden Kräfte ist notwendig. Es gibt keine Strömungsrichtungsumkehrung beim Übergang von der einen zur anderen Kraft oder beim Ausbleiben von einer von ihnen. Aus diesem Grund ermöglicht die Vorrichtung, dem Reaktor Leistung zu entziehen, unabhängig vom Niveau des Drucks und der Temperatur des Primären Wärmeübertragungsmittels und unabhängig vom Zustand der Schleifen.
  • Man kann feststellen, daß, wenn die Druckverluste des Kerns 4 zu groß sein sollten, in Höhe des Zusammenflusses 12 zusätzliche Einrichtungen zum Verbessern des Unterdruckeffekts installiert werden sollten. Beispielhaft sind solche Einrichtungen in den Figuren 2 und 3 dargestellt.
  • In Figur 2, die die erste Ausführungsart der Einrichtungen zur Erhöhung des Unterdrucks darstellt, wurde die in 12 befindliche Öffnung verschlossen und ersetzt durch eine Serie von kleinen Öffnungen 15, die sich radial auf dem Mantel 6 befinden. Diese Öffnungen 15 kommunizieren durch eine Serie von radialen Leitungen 16 mit zylindrischer oder quasi-zylindrischer Form, die den ringförmigen Raum 3 radial durchqueren, mit dem Außenraum 3. In jeder Leitung sind zwei Längsschlitze 17 vorgesehen, die der Verbindung mit dem ringförmigen Raum 3 dienen. Die azimutale Stellung dieser Schlitze bildet einen Winkel etwa 80º mit der Hauptrichtung der Abwärtsströmung in dem ringförmigen Raum 3, um so einen größeren Unterdruck-Effekt zu erzielen. Da die Saugwirkung ebenfalls abhängt von der Geschwindigkeit des in dem ringförmigen Raum 3 abwärtsfließenden Fluids, ermöglicht eine lokale Verengung 18 dieses Raums in Höhe der Schlitze bei Bedarf den Unterdruck-Effekt zu erhöhen.
  • In Figur 3 sind, nach Wegnahme des Behälters 2, zwei radiale Leitungen 16 auf dem Mantel 6 des Außenraums dargestellt, perspektivisch gesehen und eine davon geschnitten. Der Pfeil F zeigt den Weg des durch die radialen Leitungen 16 und die Schlitze 17 aus dem zusätzlichen ringförmigen Raum 8 kommenden Wassers in den Kern 4.
  • In Figur 4 sieht man die zweite Ausführungsart der Einrichtungen zum Erhöhen des Unterdrucks in dem ringförmigen Raum 8. In dem den Mantel 6 und den Behälter 2 durchlaufenden Teil und unterhalb der Unterseite des Wärmetauschers 9 wurde eine Verengung 19 geschaffen, um die Geschwindigkeit des in dem Raum 3 abwärtsströmenden Fluids zu erhöhen. An der Stelle, wo die Geschwindigkeit am höchsten ist, ermöglicht ein Schlitz 20, geschaffen in einer ringförmigen Kammer 22, rings um den Mantel 6 herum, das Kommunizieren zwischen dem ringförmigen Raum 8 und dem ringförmigen Raum 3.
  • Selbstverständlich ist die Verbindung 12 geschlossen. Die ringförmige Kammer 22 kommuniziert durch Öffnungen 24 mit dem zusätzlichen ringförmigen Raum 8.
  • Die Verbindung 11 zwischen dem ringförmigen Raum 8 und dem oberen Plenum 10 kann eine Reihe einfacher Löcher sein. Eine eventuelle Option zum Verbessern des Systems durch das Erzeugen eines Überdrucks besteht darin, daß diese Verbindungen gebildet werden durch kurze Rohre, von denen eine Seite auf den vorhergehenden Löchern befestigt ist und das andere Ende sich auf der Seite des oberen Plenums 10 befindet, mit der Öffnung der Hauptrichtung der Strömung im Plenum 10 zugewandt.
  • Um die natürliche Wärmeströmung zu verbessern, ist der Wärmetauscher 9 bezüglich des Kerns 4 so hoch wie möglich angeordnet. Die Verbindung 11 muß sich oberhalb des Wärmetauschers 9 aber unterhalb der Rohrleitungen 1 und 5 befinden, denn sie bestimmen den minimalen Wasserpegelstand in dem Behälter.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Abfuhr der Nachwärmeleistung des Kerns eines Druckwasserkernreaktors, umfassend einen ersten Druckwasserkreislauf, einer haarnadelförmigen Strecke bzw. Bahn in dem in dem Behälter (2) des Reaktors entsprechend, der zu diesem Zweck zwei konzentrische Mäntel (2, 6) umfaßt, die ein äußeres ringförmiges Abteil (3) definieren, in dem das kalte Primärwasser eine abwärtsgerichtete Bahn beschreibt, und ein zentrales zylindrisches Abteil (10), den eigentlichen Kern (4) enthaltend, in dem das Primärwasser von unten nach oben fließt und sich dabei durch den Kern erwärmt,
dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:
- einen dritten Mantel (7), der einen zusätzlichen ringförmigen Raum (8) zwischen den beiden vorhergehenden Abteilen (3, 10) definiert, wobei dieser ringförmige Raum (8) an seiner Basis durch eine erste Öffnung (12), die im unteren Teil des äußeren ringförmigen Abteils (3) mündet, verbunden ist mit dem Kaltwasser des Primärkreises und in seinem oberen Teil durch eine zweite Öffnung (11), die in dem oberen Teil des zentralen Abteils (10) mündet, mit dem Warmwasser des Primärkreises;
- einen Hilfswärmetauscher (9), in diesem zusätzlichen ringförmigen Raum (8) befindlich, wobei dieser Hilfswärmetauscher (9) auf autonome Weise gespeist wird durch ein zweites, vom Primärkühlwasser des Reaktorkerns unabhängiges Wärmeübertragungsfluid.
2. Vorrichtung zur Abfuhr der Nachwärmeleistung des Kerns eines Druckwasserkernreaktors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Einrichtungen umfaßt, um die Unterdruckwirkung in der Umgebung der Basis des zusätzlichen ringförmigen Raums zu erhöhen.
3. Vorrichtung zur Abfuhr der Nachwärmeleistung des Kerns eines Druckwasserkernreaktors nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Einrichtungen zum Erhöhen der Unterdruckwirkung Verschlußeinrichtungen der ersten Öffnung umfassen und eine Reihe von radialen zylindrischen Leitungen (16), die sich in der Umgebung der Basis des Kerns erstrecken, in dem äußeren ringförmigen Abteil (3), wobei besagte radiale zylindrische Leitungen (16) in Öffnungen (15) münden, zu diesem Zweck in dem zusätzlichen ringförmigen Raum (8) stellenweise auf dem Umfang des unteren Teils des Zwischenrnantels (6) vorgesehen und in ihrer Wand mit Längsschlitzen (17) versehen, zur Verbindung mit dem äußeren ringförmigen Abteil (3).
4. Vorrichtung zur Abfuhr der Nachwärmeleistung des Kerns eines Druckwasserkernreaktors nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschlitze (17) zur Verbindung mit dem äußeren ringförmigen Abteil (3) in jeder Leitung (16) zwei an der Zahl sind, und daß ihre azimutale Stellung auf der Oberfläche der zylindrischen Leitungen einen Winkel von ungefähr 80º mit der Hauptrichtung des Abwärtsstroms in dem äußeren ringförmigen Abteil (3) bildet.
5. Vorrichtung zur Abfuhr der Nachwärmeleistung des Kerns eines Druckwasserkernreaktors nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Einrichtungen zum Erhöhen der Unterdruckwirkung Verschlußeinrichtungen der ersten Öffnung umfassen und, in dem äußeren ringförmigen Abteil (3), unter dem Hilfswärmetauscher (9), eine ringförmige Kammer (22), die über eine Reihe Öffnungen (24) mit dem zusätzlichen ringförmigen Raum (8) verbunden ist und durch einen Schlitz (20), ebenfalls ringförmig, mit dem äußeren ringförmigen Abteil (3), wobei besagte ringförmige Kammer (22) in radialer Richtung des Behälters (2) eine Erweiterung aufweist, die in der äußeren ringförmigen Kammer (3) eine Verengung (19) schafft, die in Höhe des vorhergehenden Schlitzes (20) eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des in diesem äußeren ringförmigen Abteil (3) des Hilfswärmetauschers (9) abwärtsfließenden Primärfliuds verursacht.
DE69303967T 1992-04-28 1993-04-26 Einrichtung zur Nachwärmeabfuhr des Kerns eines Druckwasserkernreaktors Expired - Fee Related DE69303967T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9205220A FR2690556B1 (fr) 1992-04-28 1992-04-28 Dispositif d'évacuation de la puissance résiduelle du cÓoeur d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69303967D1 DE69303967D1 (de) 1996-09-19
DE69303967T2 true DE69303967T2 (de) 1997-02-20

Family

ID=9429327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69303967T Expired - Fee Related DE69303967T2 (de) 1992-04-28 1993-04-26 Einrichtung zur Nachwärmeabfuhr des Kerns eines Druckwasserkernreaktors

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5349617A (de)
EP (1) EP0568433B1 (de)
JP (1) JPH0659076A (de)
KR (1) KR930022388A (de)
DE (1) DE69303967T2 (de)
FR (1) FR2690556B1 (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2832846B1 (fr) * 2001-11-26 2005-12-09 Commissariat Energie Atomique Reacteur nucleaire compact a eau sous pression
US8437446B2 (en) * 2008-11-17 2013-05-07 Nuscale Power, Llc Steam generator flow by-pass system
US9583221B2 (en) 2011-06-15 2017-02-28 Bwxt Nuclear Energy, Inc. Integrated emergency core cooling system condenser for pressurized water reactor
US11373768B2 (en) 2013-03-12 2022-06-28 Bwxt Mpower, Inc. Refueling water storage tank (RWST) with tailored passive emergency core cooling (ECC) flow
CA2907375C (en) 2013-03-15 2021-05-04 Babcock & Wilcox Mpower, Inc. Passive techniques for long-term reactor cooling
US9779840B2 (en) 2013-10-28 2017-10-03 Bwxt Mpower, Inc. PWR decay heat removal system in which steam from the pressurizer drives a turbine which drives a pump to inject water into the reactor pressure vessel
US9997262B2 (en) 2013-12-26 2018-06-12 Nuscale Power, Llc Integral reactor pressure vessel tube sheet
US9875817B2 (en) 2014-06-09 2018-01-23 Bwxt Mpower, Inc. Nuclear reactor support and seismic restraint with in-vessel core retention cooling features
US10529458B2 (en) 2014-07-22 2020-01-07 Bwxt Mpower, Inc. Integral isolation valve systems for loss of coolant accident protection
US10685752B2 (en) 2015-02-10 2020-06-16 Nuscale Power, Llc Steam generator with inclined tube sheet
CN107143833B (zh) * 2017-05-05 2019-03-29 中广核研究院有限公司 多单元管式直流蒸汽发生器
CN114017765B (zh) * 2021-11-03 2024-03-29 中广核研究院有限公司 蒸汽发生器流量分配结构

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE629810A (de) * 1962-03-23
GB1026474A (en) * 1963-05-23 1966-04-20 Babcock & Wilcox Ltd Improvements in nuclear reactors
GB1115076A (en) * 1964-06-29 1968-05-22 Atomic Energy Authority Uk Improvements in and relating to vapour generators
FR2500676A1 (fr) * 1981-02-24 1982-08-27 Commissariat Energie Atomique Dispositif de refroidissement de secours d'un reacteur nucleaire refroidi a l'eau
CH664037A5 (de) * 1984-07-17 1988-01-29 Sulzer Ag Anlage mit einem nuklearen heizreaktor.
US4767594A (en) * 1987-05-19 1988-08-30 General Electric Company Control of reactor coolant flow path during reactor decay heat removal
JPH01202694A (ja) * 1988-02-08 1989-08-15 Hitachi Ltd 原子炉の非常用炉心冷却系
JPH0298691A (ja) * 1988-10-06 1990-04-11 Japan Atom Energy Res Inst 加圧水型原子炉の冷却装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0659076A (ja) 1994-03-04
FR2690556B1 (fr) 1994-10-07
KR930022388A (ko) 1993-11-24
EP0568433B1 (de) 1996-08-14
DE69303967D1 (de) 1996-09-19
FR2690556A1 (fr) 1993-10-29
US5349617A (en) 1994-09-20
EP0568433A1 (de) 1993-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2606469C3 (de)
DE69303967T2 (de) Einrichtung zur Nachwärmeabfuhr des Kerns eines Druckwasserkernreaktors
DE2512093A1 (de) Kernreaktor-dampferzeuger
DE1021515B (de) Kernreaktor
DE3911439A1 (de) Wassergekuehlter kernreaktor und druckerzeuger
DE2432131A1 (de) Notkuehleinrichtung fuer einen kernreaktor
DE2445553A1 (de) Vorrichtung zum abfuehren der restwaerme aus einem reaktor
DE2321179A1 (de) Kernreaktor
DE2207870C3 (de) Notkühlsystem und/oder Nachkühlsystem für einen Kernreaktor
DE3917940A1 (de) Wassergekuehlter kernreaktor
DE3345432A1 (de) Passives reaktorhilfskuehlsystem
DE2637654A1 (de) Sekundaerkuehlkreis eines kernreaktors
DE1957701A1 (de) Steuersystem fuer Kernreaktoren
DE2419826A1 (de) Schutzvorrichtung fuer mit einem druckmittel arbeitende kuehlanlagen
DE2227895A1 (de) Druckwasser-Atomreaktor
DE2713260A1 (de) Kernreaktor mit schnellen neutronen
DE2625543C3 (de) Reaktoranlage
EP0362596B1 (de) Heizreaktorsystem mit einer Nachwärmeabfuhr-Schaltung und Verwendung letzterer für Siedewasser- und Druckwasser-Kernreaktoren
EP0038577A1 (de) Kühlung für elektrische Öfen
DE2829088A1 (de) Waermeerzeugender kernreaktor
DE2416896A1 (de) Sicherheitseinrichtung fuer kernkraftwerke
DE2942937C2 (de) Einrichtung zur Nachwärmeabfuhr und/oder zur Notkühlung einer wassergekühlten Kernreaktoranlage
DE1137810B (de) Waermeabsorptionseinrichtung fuer Kernreaktoren zum Antrieb von Schiffen
DE2316066A1 (de) Kernreaktor, insbes. druckwasserreaktor
DE2521269C3 (de) Druckwasserreaktor

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee