18

(19) HU

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG

SZOLGÁLATI

-

Nemzetközi osztályjelzet: (51) NSZOj G 21 C 15/18

(21) 2306/81

f

A közzététel napja: (41) (42) 83. 37. 28.

V

Snlui«W T« *

Megjelent: (45)86. 10. 15.

Feltalálóik): (72) VIGASSY József, gépészmérnök, 40% VIZDOS Géza, gépészmérnök, 30% PELLIONISZ Péter, villamosmérnök, 20% TÓTH Iván, gépészmérnök, 10%, Budapest (54)

183541

TALÁLMÁNY

A bejelentés napja: (22) 81. 08. 11.

ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL

11)

SZABADALMI LEÍRÁS

Szabadalmas: (73) MTA Központi Fizikai Kutató Intézete, Budapest

BERENDEZÉS ATOMREAKTOROK H Ű T Ő FOLYADÉK SZINTJÉNEK STABILIZÁLÁSÁRA ÉS ÁTMENETI SZÜKSÉGHŰTÉSÉRE

(57) KIVONAT A találmány berendezés atomreaktorok hűtőfolya dék szintjének stabilizálására és átmeneti szükséghű tésére, elsősorban uszodatípusú kutatóreaktoroknál A találmány szerint segédtartály alkalmazásával as eddigi megoldásoknál egyszerűbben, biztonságosab ban és gazdaságosabban oldható meg egyszerre kél feladat: 1. a reaktor hűtése a hűtőközeg üzemszerí áramoltatásának megszűnte és az ezzel együttjárr reaktorleállás (vészleállás), valamint a maradványhf tartós elvezetésére létesített szükséghűtő rendszer tel jesértékű belépése közti időben; 2. a reaktortartály ban a hűtőfolyadékszint stabilizálása a hűtőközeg üzemszerű áramoltatása esetén. A találmány szerint e reaktorral párhuzamosan működő segédtartályt tartalmazó mellékágat kapcsolunk, így a hűtőközef üzemszerű áramlása során a párolgásos hűtőfolyadék veszteség ellenére a reaktortartályban a hűtőfolyadékszint állandó marad, a hűtőfolyadék pedig a segédtartályból fogy: abban az esetben pedig, ha vészleállá; következik be, a reaktortartály és a segédtartály közi automatikusan meginduló kiegyenlítődési áramlás el látja az átmeneti szükséghűtés igényeit aktív szerkeze tek alkalmazása nélkül. A találmány szerinti berende zés különböző kiviteli alakjai ürítő szeleppel rendelke ző leeresztő rendszerrel, utántöltő tartállyal, vagy át folyatásos szükséghűtéssel, vezérlő és utánállító szabályozással rendelkeznek. A találmány előnye, hogy i kiegyenlítődési áramlás az idő haladtával automatikusan csökken, hasonlóan az atomreaktor hűtésigényé hez.

-i-

lábra.

* , >'

1

183 634

A találmány tárgya olyan segédtartályt tartalmazó berendezés, amely egyrészt az atomreaktor üzemszerű működése közben gondoskodik arról, hogy a reaktortartályban a hűtőfolyadék szintje a párolgás és egyéb veszteségek ellenére állandó maradjon, másrészt biztosítja a hűtőfolyadék üzemszerű áramlásának megszűnte és ezzel járó reaktorleállás (vészleállás), valamint a maradványhő tartós elvezetését biztosító szükséghűtő rendszer teljesértékű belépése közti időben a reaktor átmeneti szükséghűtését. A találmány elsősorban uszoda-típusú kutatóreaktoroknál alkalmazható, ahol a reaktortartályban elhelyezett reaktort annak működési és leállási hőmérsékletén folyékony hűtőfolyadék veszi körül és amely reaktorok üzemszerű teljesítménye az 1 MW és a 100 MW közé esik. Ismeretes, hogy az uszoda-tipusú atomreaktorok hűtésének és sugárvédelmének fő eszköze a reaktortartályban elhelyezett hűtőfolyadék. E hűtőfolyadék lehet természetes víz, nehézvíz, szerves folyadék, vagy egyéb folyékony közeg. Eltekintve azoktól az atomreaktoroktól, amelyek a rendelkezésre álló hűtőfolyadék kihasználható hőkapacitásához képest időegység alatt elhanyagolható energiát szolgáltatnak, a reaktort a hűtőfolyadék folytonos áramoltatásával hűtik. A reaktor fűtőelemei közötti térben, azaz a reaktor nyílásain keresztül átáramló és felmelegedő hűtőfolyadékot a főkeringtető szivattyúrendszer tartja folytonos áramlásban az ún. primer hűtőkörben. A hűtőfolyadék által felvett hőmennyiség továbbviteléről a reaktortartályon kívül gondoskodnak, pl. hőcserélőnek a primer körbe való beiktatásával. Az atomreaktor üzemeltetése során a reaktortartályban a hűtőfolyadék folyamatosan fogyna, ha utánpótlásról nem gondoskodnának. A fogyás legkézenfekvőbb oka a párolgás, amelynek mértékét gyakran fokozza a hűtőfolyadék felszíne felett — sugárvédelmi okokból — fenntartott folyamatos légcsere. A hűtőfolyadék fogyása, azaz a reaktortartályban lévő hűtőfolyadék szintjének süllyedése sem sugárvédelmi szempontból nem kívánatos, sem azért nem, mert a reaktor fűtőelemei körüli térben a hidrosztatikus nyomás ezzel együtt bekövetkező csökkenése működés közben fokozza a buborékképződés veszélyét (kavitáció, felületi forrás), ami a fűtőelemek burkolatának anyagában és a szivattyúkban kárt tehet. A reaktortartályban lévő hűtőfolyadék fogyásának ellensúlyozására az a gyakorlat vált szokássá, hogy a reaktortartály szintje felett hűtőfolyadékkal töltött utántöltő tartályt helyeznek el, amelyet a reaktortartállyal utántöltő csővezeték köt össze. Az utántöltő csővezetékbe iktatott utántöltő szelep időnkénti megnyitásával a nehézségi erő hatására szakaszosan pótlódik a hűtőfolyadék veszteség. Ismeretesek továbbá olyan megoldások is, amelyek utántöltő szivattyúk alkalmazásával kerülik el azt, hogy az utántöltő tartályt a reaktortartály szintje felett helyezzék el. Mindezek az utántöltési módok azzal járnak, hogy az utántöltő tartályban lévő hűtőfolyadék természetesen belekeveredik a reaktortartályban és a primer hűtőkörben lévő hűtőfolyadékba. Mivel nem lehetséges az, hogy a bekevert hűtőfolyadék minősége tökéletesen megegyezzen a primerköri hűtőfolyadék minőségével, a primerkörben elhelyezett hűtőfolyadék minőségét ellenőrző műszerezés a bekeverési aktusnál zavart jelezhet. Ezek a zavarjelzések arra lennének hivatottak, hogy a 2

- z -

2

fűtőelemek legapróbb meghibásodásaira hívják fel a figyelmet. Ennélfogva a kialakult gyakorlat az, hogy még hosszabb, pl. 1—2 hetes üzemeltetés idejére is letiltják a hűtőfolyadék pótlását és hátrányok vállalásás val nagyobb mértékű hűtőfolyadék fogyást engednek meg a reaktortartályból. Jelen találmány egyik célja az, hogy működés közben folyamatos utántöltést biztosítson az említett minőségeltérésből adódó problémák nélkül. 1 Ismeretes továbbá az is, hogy az atomreaktorokban nemcsak azok működése közben termelődik hő, hanem leállításuk után is, az idő haladtával egyre csökkenő mértékben. A nagyságrend érzékeltetésére megemlítjük, hogy a felszabaduló hőteljesítmény, az ún. ' b maradványhő a leállítást követő néhány tizedmásodpercig lényegében megegyezik a működés közben termelődő hőteljesítménnyel, aztán gyorsan, majd egyre lassuló ütemben csökken, de még 1—2 perc múlva is elérheti a leállást megelőző hőteljesítmény 5—10%M át. A maradványhő tartós elvezetése vészleállás esetében — amikor is a hűtőfolyadék üzemszerű áramlása valamilyen okból megszűnik és az atomreaktort a védelmi rendszer automatikusan leállítja — ún. szükséghűtő rendszerrel történik. A szükséghűtő rendszer kialakítására több megoldás ismeretes. Ezek közül a legáltalánosabb a főkeringtető szivattyúnál kisebb teljesítményű, azzal párhuzamosan kapcsolt segédkeringtető szivattyúk beillesztése a prímért hűtőkörbe és szükségáramforrá30 sok alkalmazása, amelyek a hűtőfolyadék áramoltatásának feltételeit — a reaktor automatikus leállítását kiváltó — áramkimaradás, vagy a főkeringtető szivattyúik) bármilyen hibája esetén a továbbiakban tartósan biztosítják. Bármilyen megoldású legyen is a 35 szükséghűtő rendszer, alapvető szempont, hogy azt lehetőleg ne az első időszak jelentős hőelviteli igényeihez, hanem a rövid átmeneti időszakot, pl. 3—10 percet követő csökkent igényekhez lehessen méretezni. Ilymódon elkerülhető ugyanis gazdaságtalanul nagy 40 kapacitású szükségáramforrások, segédkeringtető szivattyúk használata, és megengedhető a szükséghűtő rendszer indításakor olyan időszak, amikor az még nem teljesértékűen működik. E meggondolások alapján vált szokásossá az átme45 neti szükséghűtés céljára szolgáló eljárások és berendezések alkalmazása, amelyek a vészleállás és a szükséghűtő rendszer teljesértékű belépése közti időszakban működnek. Ezek kialakítására több megoldás ismeretes. 50 Uszoda-típusú atomreaktoroknál az átmeneti szükséghűtés egyik módja az, hogy a reaktort körülvevő hűtőfolyadék mennyiségét olyan nagyra, hőátviteli kapcsolatát a reaktorral olyan mértékűre választják meg, hogy az átmeneti időszak során felszabaduló hő55 energiát a hűtőfolyadék — megfelelő hőtehetetlensége révén — káros következmények nélkül veszi fel. Szokás ezt a módszert kisebb atomreaktor teljesítmények (pl. 1—5 MW) esetén alkalmazni. Nagyobb teljesítményű atomraktoroknál azonban a hűtőfolyadék 60 mennyiségét olyan nagyra kellene választani, amely az atomreaktor célszerű kialakítását, gazdaságos és kezelhető felépítését veszélyezteti. További jelentős nehézség, hogy sok esetben meg kell engedni az esetleg károsodásokat okozó buborékképződést. 6:j

1

183 541

2

Az átmeneti szükséghűtés másik ismert módja az, érdekében az 1. ábrán bemutatotthoz képest több elehogy az üzemszerű hűtőrendszer olyan kialakítású, met tartalmaz. A 3, ábra bemutatja, hogyan van vezéhogy a hűtőrendszer megnövelt inerciája következtérelve a 2. ábrán bemutatott kiviteli alak. ben az áramló hűtőközeg mennyisége csak lassan válAz 1. ábrán az atomreaktor szokásos részei a 11 retozhassék — azaz pl. motorhiba, vagy áramkimaraaktort befogadó 12 reaktortartály a primer hűtőkör dás esetén a hűtőfolyadék áramlása a primerkörben részét képező 13 szívócsatornával és a 14 primer hűtőne szűnjék meg azonnal. Az inercia megnövelésének körre. A 11 reaktor általában a 12 reaktortartály aljáismert módja pl. a hűtőszivattyúval összekapcsolt hoz közel nyer elhelyezést, a 13 szívócsatorna pedig az lendkerék beépítése, vagy fokozott inerciájú szivattyú esetek többségében csővezeték. Ezeken kívül alkalmaalkalmazása. E megoldások azonban jelentős korláto- 10 zunk egy 17 segédtartályt, amelybe a 12 reaktortarzó tényezőkkel rendelkeznek: az átmeneti szükséghűtályban elhelyezett 20 túlfolyótól a 19 túlfolyócső vetés megfelelő ideig való fenntartására nagymennyisézet, a 15 szabályozó szeleppel ellátott, a 13 szívócsagű energiát kell tárolni, ez pedig nehéz műszaki felatorna és a 17 segédtartály között létesített 16 kiegyendatok költséges megoldását teszi szükségessé (pl. a lítő csövet, továbbá a 20 túlfolyó szintje alatt elhelyelendkerekek tengelykapcsolóinak megfelelő kialakítá15 zett 21 túlfolyót és 18 túlfolyócsövet. sa). Az átmeneti szükséghűtés harmadik ismert módját a jelen találmány szerzőinek 1981, május 16-án bejelentett „Eljárás és berendezés atomreaktorok átmeneti szükséghűtésére" c. 1375/81 alapszámú találmányi bejelentése írja le, amely szerint hűtőfolyadékot vezetnek le megfelelően elhelyezett leeresztőtartályba a reaktoron keresztül a reaktortartályból, miközben a hűtőfolyadékot póttartályból a nehézségi erő kihasználásával pótolhatják. A leeresztőtartályban felfogott hűtőfolyadék mennyiségének az időben való fokozatos növekedése oda hat, hogy egyre csökken a reaktoron időegység alatt átáramló hűtőfolyadék mennyisége, ami megfelel a reaktor időben csökkenő hűtési igényének. Jelen találmány másik célja az, hogy e harmadik mód tökéletesítésével tegye lehetővé atomreaktor átmeneti szükséghűtését. A találmány lényege, hogy együtt oldja meg a reaktortartály hűtőfolyadék szintjének üzem közben történő folyamatos és zavartalan szinttartását és az átmeneti szükséghűtés lehetőségének biztosítását segédtartály alkalmazásával. A találmány olyan megoldást javasolt, amely nem igényel költséges és bonyolult segédberendezéseket, nem növeli a reaktortartály méreteit, hanem felhasználva az uszoda-típusú atomreaktoroknál rendelkezésre álló adottságokat, aktív elemek alkalmazása nélkül rendkívül üzembiztos módonegyüttesen oldja meg a kitűzött két célt, és alkalmas olyan további műszaki intézkedések megvalósítására is, mint pl. tartós átfolyatásos szükséghűtés, üzem közbeni folyamatos gáztalanítás stb. A találmány berendezés atomreaktorok hűtőfolyadék szintjének stabilizálására és átmeneti szükséghűtésére. Lényege, hogy a reaktorral párhuzamosan létesített mellékágban elhelyezett segédtartályból nemcsak folyamatosan pótlódik a reaktortartályból elfogyó hűtőfolyadék, hanem az üzemszerű primerköri áramlásnak a reaktoron létrejövő nyomásesése hatására olyan mellékáramlás is létrejön a mellékágban, ami biztosítja a tartályokban lévő hűtőfolyadékok közel azonos minőségét, az üzemszerű áramlás megszűntekor pedig a reaktortartályban és a segédtartályban lévő hűtőfolyadékszintek közötti különbség hatására automatikusan kiegyenlítő áramlás indul meg a reaktortartályból a segédtartály felé, ami átmeneti szükséghűtést biztosít. Az 1. ábra a találmány szerinti berendezés egy egyszerű kiviteli alakját mutatja be. A 2. ábra olyan kiviteli alak gépészeti vázlata, amely az előnyös kialakítás

20

25

30

35

40

45

A találmány szerinti berendezés alapvető működését a fenti kivietli példa alapján mutatjuk be. A primerköri szivattyúk üzemszerű működése esetén a hűtőfolyadéknak a 11 reaktoron elszenvedett súrlódásos nyomásvesztesége lehetővé teszi, hogy a rendszerben lévő hűtőfolyadék térfogatától függő mértékben a 17 segédtartályban alacsonyabb hűtőfolyadékszint alakuljon ki, mint az a hűtőfolyadékszint, amit a 20 túlfolyó a 12 reaktortartályban megszab. A 20 túlfolyó mellékáramlást létesít a 19 túlfoiyócsövön, a 17 segédtartályon és a 16 kiegyenlítő csövön keresztül, amely áramlás folyamatosan bekeveri a 12 reaktortartályban lévő hűtőfolyadékot a 17 segéd tartályban lévőbe, a 17 segédtartályban lévő hűtőfolyadékot pedig a 13 szívócsatornában áramló hűtőfolyadékba. A primerköri szivattyúk hirtelen leállása (vészleallás) esetében megszűnik a primerköri áramlás a 14 prlmerkörön keresztül és megszűnik a meilékáramlás is a 19 túlfolyócsőben, és a tartályokban lévő folyadékszintek eltérésének hatására megfordul az áramlás iránya a 16 kiegyenlítő csőben. Ez a megfordult irán y i , ún. kiegyenlítő áramlás biztosítja a 11 reaktor átmeneti szükséghűtését. Az üzemmódváltás nem tar semmiféle aktív elem működésével, azt az üzemszerű áramlás megszűnte automatikusan maga után vonia. A 16 kiegyenlítő csőbe beiktatott 15 szabályozó szeleppel a mellékáramlás és a kiegyenlítő áramlás intenzitása előzetesen beállítható, vagy folyamatosan szabályozható. A hűtőfolyadéknak a rendszerből való fogyása úgy nyilvánul meg, hogy a hűtőfolyadék szintje a 17 segédtartályban csökken.

A 2. és 3. ábra a találmány szerinti berendezés olyan kiviteli alakját mutatja be, ahol előnyös hatá5 0 sok elérésére az 1. ábra szerinti elrendezést ú j elemekkel bővítettük. Ezek az új elemek a következők: a 19 túlfolyócsőnek a 17 segédtartályban lévő végén elhelyezett 29 gáztalanító fej; a 24 üritőtartály a benne elhelyezett 22 túlfolyóval és 23 túlfoíyőcsővei, amely 24 ürítotartályba a 13 szívócsatornához a 30 ürítő szelep55 pel csatlakozó 32 ürítő cső vezet; a 31 folyadékmentesítő berendezs, amely a 32 ürítő csőhöz csatlakozik; a 27 utántöltő tartály, amely 28 feltöltő berendezéssel, 25 utántöltő csővel, ebbe iktatott 26 utántöltő szeleppel rendelkezik; az atomreaktor 34 védelmi rendszeré60 rői, a 12 reaktortartályban elhelyezett 36 folyadékszín4 érzékelőről, a 17 segédtartályban elhelyezett 37 folyadékszint érzékelőről és a primerkörbe iktatott 35 áramlásérzékelőről működtetett 33 automatikus áramlásszabályozó, amelynek kimenetei a 26 utántöí-

183 541

tő szelep, a 15 szabályozó szelep és a 30 ürítő szelep vezérlő bemeneteire csatlakoznak. A 2. és 3. ábrán bemutatott kiviteli alak a következőképpen működik: üzemi körülmények között a hűtőfolyadék főárama a 12 reaktortartályból a hűtendő 11 reaktoron keresztül a 13 szívócsatornába vezet, itt elkeveredik a 16 kiegyenlítő csővezetékből érkező mellékárammal, majd a 35 áramlásérzékelőn és a 14 primer hűtőkör többi részén keresztül visszavezet a 12 reaktortartályba. A 12 reaktortartályban a hűtőfolyadék szintjét a 20 túlfolyó szabja meg, mely a felesleges hűtőfolyadékot a 19 túlfolyócső segítségével a 29 gáztalanító fejbe irányítja. Az így kialakított mellékáramlás elkerüli a 11 atomreaktort. A 29 gáztalanítófejből kilépő hűtőfolyadék a 17 segédtartályban nagy felülettel érintkezik a hűtőfolyadék felszíne felett elhelyezkedő közeggel, célszerűen áramló levegővel és radioaktív gáztartalmának egy részét átadja neki. A mellékáramlásban áramló hűtőfolyadék a 17 segédtartály alsó részébe folyik és/vagy hullik, és ott a párolgási veszteségnek megfelelően csökkenő hűtőfolyadékszint alakul ki, mivel a mellékáramlás a 15 szabályozó szelep és a 16 kiegyenlítő csővezetéken keresztül a 13 szívócsatornába vezet és ott bekeveredik a főáramba. A II reaktortartályból és a 17 segédtartályból elpárolgó, vagy más úton elvesző hűtőfolyadékmennyiséget üzemszerűen a tipikusan 1—2 hetes üzemi ciklusok során nem kell pótolni. Ennek ára az, hogy a 17 segédtartályban lévő hűtőfolyadék szintje folyamatosan csökken. A 12 reaktortartályban a hűtőfolyadékszint viszont gyakorlatilag állandó marad mindaddig, amíg a két tartályban lévő folyadékszintek között akkora különbség nem alakul ki, mint amekkora a 11 reaktor hidraulikai ellenállásának megfelel. Amennyiben a 15 szabályozó szelep beállítása az üzemi ciklus során változatlan, a két tartályban éppen beállt folyadékszintek különbségének megfelelően alakul a mellékáramlásintenzitása, azaz az időben lassan csökken. Célszerű lehet az olyan szabályozási stratégia, ami szerint a 33 automatikus áramlásszabályozó az üzem közben a 17 segédtartályban éppen kialakult hűtőfolyadékszint alapján a 15 szabályozó szelep állását megfelelően változtatja. Amennyiben valamilyen ok folytán a hűtőfolyadék mennyisége annyira csökken, hogy kialakul a két tartály folyadékfelszíne között a 11 reaktor hidraulikai ellenállásának megfelelő szintkülönbség, akkor megszűnik a 20 túlfolyó szabályozó szerepe és a hűtőfolyadék mellékáramlása. A 33 automatikus áramlásszabályozó erről a 36 és 37 folyadékszint érzékelők segítségével vesz tudomást. Célszerű lehet olyan szabályozási stratégia alkalmazása, amely szerint a 33 automatikus áramlássazbályozó csak meghatározott előzetes intézkedések és jelzések végrehajtása után és bizonyos késleltetéssel gondoskodik arról, hogy a 26 utántöltő szelep nyitásával pótolja a kifogástalan működéshez elengedhetetlenül szükséges mértékben az elveszett hűtőfolyadékot. Célszerű ezért a 36 és 37 folyadékszint érzékelőket úgy kialakítani, hogy rajtuk 2—3 olyan referencia szint legyen beállítható, amelyeket, ha a folyadékszint átlép, az érzékelő jelzést ad.

5

10

15

25

30

35

4C

Ab

50

55

fiO

Az üzemszerű működés megkezdése előtt a 27 utántöltő tartályból tölthető fel a hűtőfolyadék a 12 reaktortartályban és a 17 segédtartályban azonos szintre. Ezt a szintet a 21 túlfolyó jelölheti ki. A 14 printerkor 65 4

-4-

2

szivattyúinak megindítását követően a 12 reaktortartályban a hűtőfolyadékszint a 20 túlfolyó szintjére emelkedik, ugyanakkor a 17 segédtartályban lecsökken az üzemi maximális szintre. Ekkor indul meg a hűtőfolyadék mellékáramlása. A 21 túlfolyó szintjét a szakembertől elvárható módon célszerű úgy megtervezni, hogy a 17 segédtartályban lévő maximális üzemi hűtőfolyadékszint elegendő magasra alakuljon ki ahhoz, hogy a párolgásos veszteségek fedezésére még elegendő hűtőfolyadék mennyiség tárolódjék a 17 segédtartályban, ugyanakkor ez a szint elég alacsony legyen ahhoz, hogy felette a 21 túlfolyó szintjéig megfelelő térfogat álljon rendelkezésre ahhoz, hogy a kiegyenlítő áramlás által szállított hűtőfolyadék mennyiséget megfelelő hosszúságú ideig befogadhassa. Az üzemszerű működés megkezdése előtt a 24 ürítőtartályt és a 32 ürítő csövet a 31 folyadékmentesítő berendezés működtetésével folyadékmentesítjük. Célszerű, hogy a 31 folyadékmentesítő berendezés az így eltávolított hűtőfolyadékot a 14 primerkörbe és/vagy a 12 reaktortartályba, és/vagy a 27 utántöltő tartályba és/vagy a 28 feltöltő berendezésbe juttassa. Amennyiben az üzemszerű működés megszakad és vészleállás történik, melynek során a 14 primerkörben az áramlás megszűnik a 16 kiegyenlítő csővezetéken folyó kiegyenlítő áramlás biztosítja a 11 reaktor átmeneti szükséghűtését még abban az esetben is, ha valamennyi szabályozó berendezés meghibásodna és az aktív szabályozó elemek sem működnének. A tökéletesebb átmeneti szükséghűtés biztosítását szolgálja a 3. ábra szerinti kialakítás, ahol az üzemzavarról a 33 automatikus áramlásszabályozó az atomreaktor 34 védelmi rendszerétől és/vagy a 35 áramlásérzékelőtől értesül és megnyitja a 30 ürítő szelepet, melynek segítségével nagyobb intenzitású hűtőálramlás is biztosítható. Amennyiben a szükséghűtő rendszer üzembelépése késik, a kiviteli alakban biztosított annak a lehetősége, hogy a szükséghűtést olyan hűtőfolyadékáramlással biztosítsuk, mely a 27 utántöltő tartályból a l l reaktoron és a 13 szívócsatornán át a 21 és/vagy a 22 túlfolyókon átvezet. Ezt úgy érjük el, hogy a 21 és/vagy 22 túlfolyókat a 20 túlfolyó szintje alatt képezzük ki. Nagyobb késés esetén még az is biztosított, hogy a 28 feltöltőberendezéssel, vagy más úton tartosan működtessük ezt az áramlást. Célszerű az a szabályozási stratégia, amely szerint vészleállás esetén a 12 reaktortartályban elhelyezett 36 folyadékszint érzékelő jelei alapján van vezérelve a 27 utántöltő tartályból a hűtőfolyadék utántöltése például úgy, hogy bizonyos szintcsökkenés után adott szintre való feltöltés következzék be. Célszerű a 33 áramlásszabályozó olyan kialakítása, amely szerint üzem közben a 17 segédtartályban elhelyezett 37 folyadékszint érzékelő jele alapján van vezérelve az utántöltés. Célszerű a 33 aut. áramlásszabályozó olyan kialakítása, amely szerint a 15 szabályozó szelep nyitását vészleállás esetén a 33 automatikus áramlásszabályozó a 36 és/vagy 37 folyadékszint érzékelők és/vagy a 35 áramlásérzékelő jelei alapján előreprogramozottan az átmeneti szükséghűtési igény biztosításához célszerű módon vezérli. A találmány szerinti berendezés egy további kiviteli alakjához jutunk, ha a 2—3 ábrákról elhagyjuk a 24 ürítőtartályt, ennek 22 túlfolyóját és 23 túlfolyócsövét, a 32 ürítőcsövet pedig a 21 túlfolyó magassága fö-

1

2

183 541

lé vezetjük, például a 17 segédtartály belsejében. Az így kialkított kiviteli alak alkalmazható akkor, ha a tervezés azt mutatja, hogy a 17 segédtartállyal a vészleállást követően nagy biztonsággal megoldható az átmeneti szükséghűtés és a 24 ürítőtartály térfogata olyan kicsire is választható, hogy helyette magának a 32 ürítőcsőnek megfelelő kiképzése is biztosítja a szükséges ürítési térfogatot. Előnye e kiviteli alaknak az előzővel szemben, hogy kevesebb tartályt, szerkezeti elemet tartalmaz, így olcsóbb és biztonságosabb, hátránya, hogy a védelmi lehetőségek száma kisebb. A tervező járulékos előnyhöz juthat egyes szerkezeti elemek speciális megválasztásával. Célszerűen elhelyezhető a 12 reaktortartály és a 17 segédtartály egymás mellett, vagy az utóbbi az előbbi körül. Ezekben az esetekben a 20 túlfolyó átbukóél formájában valósítható meg és nincs szükség a 19 túlfolyócsőre, helyette esetleg túlfolyó vályú alkalmazható. A 16 kiegyenlítő csövet a 17 segédtartály egy részével lehet helyettesíteni, tehát a 15 szabályozó szelep közvetlenül csatlakozhat a 17 segédtartályhoz. Ennek a helytakarékos elrendezésnek hátránya, hogy sugárvédelmi problémák megoldását teszi szükségessé. Célszerű, ha a 30 ürítő szelep kellő multiplicitással kerül beépítésre. Például 3 ürítő szelep beépítése esetén igen kicsi annak a valószínűsége, hogy egyszerre meghibásodjanak, ezért az így megvalósuló üzembiztonsági szint megfelel az atomreaktorokkal kapcsolatban szokásos fokozott biztonsági igényeknek. A találmány szerinti berendezés kiviteli alakjaival rendkívüli biztonsággal és pontossággal valósítható meg a kitűzött két cél egyszerre. A 17 segédtartály méreteinek és elhelyezésének alkalmas megvalósításával a tervező biztosítani tudja, hogy a 15 szabályozás esetén is kellő intenzitású legyen a kiegyenlítő és a mellék áramlás is a 17 segédtartályban megengedhető üzemi hűtőfolyadékszint egy kellően széles tartományában. A 17 segédtartályban a 16 kiegyenlítő cső végződésének és a 19 túlfolyócső végződésének olyan kölcsönös helyzetet biztosíthat a tervező, ami a 29 gáztalanító fej alkalmazásától függetlenül a hűtőfolyadék keveredését kívánt módon befolyásolja. A tervezői gyakorlatban megszokott módon a 14 primerkörben a szivattyúkkal sorbakapcsolt visszacsapó szelepek, vagy a visszafelé forgásban meggátolt szivattyúk kizárják, hogy a kiegyenlítő áramlásnak oly nagy része folyjon a 14 primerkörben, ami jelentősen csökkentené a kiegyenlítő áramlásnak a 11 reaktoron át haladó, átmeneti szükséghűtést biztosító részét.

Szabadalmi

igénypontok

1. Berendezés atomreaktorok hűtőfolyadék szintjének stabilizálására és átmeneti szükséghűtésére, melynek reaktortartálya, reaktortartály túlfolyója, reaktora, szívócsatornája, primer hűtőköre van, azzal jellemezve, hogy segédtartálya van (17), a segédtartály (17) kiegyenlítőcsövön (16) és/vagy szabályozó szelel j pen (15) és szívócsatornán (13) át van összekötve a reaktorral (11), továbbá a reaktortartály túlfolyó (20) közvetlenül, vagy közvetve, pl. túlfolyócsövön (19) át a segédtartállyal van összekötve. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alak15 ja, azzal jellemezve, hogy utántöltő tartálya (27) van, amely utántöltő szelepen (26), utántöltő csövön (25), vagy közvetlenül közlekedik a reaktortartállyal (12), továbbá a segédtartálynak (17) túlfolyója (21) és túlfolyócsöve (18) van. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy ürítőtartálya (24) is van, amely ürítőcsövön (32) és ürítőszelepen (30) át a szívócsatornához (13) csatlakozik. 25

4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a szívócsatorna (13) ürítő szelepen (30) és ürítő csövön (32) át a segédtartály (17) túlfolyó (21) fölötti teréhez csatlakozik.

0Q

5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a reaktortartály (12) túlfolyó cső (19) segédtartályba (17) nyúló vége gáztalanító fejjel (29) van ellátva.

6. Az 1—5. igénypontok bármelyike szerinti beren35 dezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy automatikus áramlásszabályozója (33) van, melynek egyik bemenete az atomreaktor védelmi rendszeréhez (34), további bemenetei pedig az áramlásérzékelő (35) és/vagy a reaktortartály folyadékszint érzékelő (36) 40 és/vagy a segédtartály folyadékszint érzékelő (37) egyes kimeneteire, kimenete pedig az ürítő szelep (30) és/vagy az utántöltő szelep (26) és/vagy a szabályozó szelep (15) vezérlő bemeneteire csatlakozik. 7. A 6. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemez ve, hogy az automatikus áramlásszabályozó (33) két állapotú eszköz. 8. A 6. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az automatikus áramlássza50 bályozó (33) folyamatos.

3 db ábra

183 541

i ábra.

183 541

NSZO,: G 21 C 15/18

2.

ábra

183 541 NSZOj: G 21 C 15/18

3. ábra Fe elös kiadó: Himer Zoltán osztályvezető Megji lent a Műszaki Könyvkiadó gondozásában 86-675 — Szegedi Nyomda

-ö-