OS f 001?3 československá s o c i a l i s t i c k ä r e p u b l i k a
(11)
(19)
(bl)
(51) Int. Cl.2 G 21 D 3/08
(22) P ř i h l á š e n o 04 06 75 (21] (PV 3923-75) (32) (31) (3?) Právo p r e d n o s t i od 05 08 74 (2026554) Svaz s o v ě t s k ý c h socialistických r e p u b l i k [40] Z v e ř e j n ě n o 31 10 76 ú ř a d f r o vynálezy a objevy
(75) Autor vynálezu
(53) MDT
(45) Vydano 15 02 79
021.311.25:821.039
ANAiOLIJ MATVJEJEV1Č BUKRINSKIJ, GENRICH VLADIMIROVIČ MACKJEVIČ, JULIAN VULFOVIČ RZEZNIKOV, ANDREJ BORISOVIČ ŠUCHOV, VIKTOR PETROVIČ TATARNIKOV, VIKTOR MOZEJEVIČ BERKOVIČ, MOSKVA, JURIJ NIKOLAJEVIČ REMŽIN, LEV NIKOLAJEVIČ SLEPNEV, ALEXANDR ANATOLJEVIČ SVERDLOV, LENINGRAD, VLADIMÍR GESELEVIČ KARAN, SVERDLOVSK, JURIJ PETROVIČ KALAŠIN, MOSKVA, ANATOLIJ NIKOLAJEVIČ KRASIKOV, JEVGENIJ AKIMOVIČ BABENKO, SVERDLOVSK, VLADIMÍR KONSTANTINOVIČ BRONNIKOV, GORLOVKA DONECKOJ OBLASTI, JURIJ VASILJEVIC SVYRJAJEV, MOSKVA a BORIS SEMjONOVIČ ŠIREV, SVERDLOVSK (SSSRJ
(54) Zařízení k omezení n á s l e d k u výpadku v j a d e r n é e l e k t r á r n e 1 Vynález se týká oblasti t e c h n i k y j a d e r n é energie, zvláštč zařízení k omezení následku výpadku v j a d e r n é e l e k t r á r n ě , k t e r á se používá k o c h r a n ě okolí p ř e d r a d i o a k t i v n í m znečištěním, k t e r é může být způsobeno vý- s p a d k y v j a d e r n ý c h e l e k t r á r n á c h , vybaven ý c h j a d e r n ý m i r e a k t o r y , ve k t e r ý c h slouží jako nosič t e p l a voda za vysoké teploty a tlacích, u z a v ř e n á v h e r m e t i c k y t ě s n é m okruhu nosiče tepla. ID Vo světové praxi se při n á v r h u j a d e r n ý c h e l e k t r á r e n používá jako m a x i m á l n ě p r o j e k t o vaný výpadek, takový, kde dochází ke z t r á t ě nosiče tepla v t a k o v é m rozsahu, když by vyt é k a l při m o m e n t á l n í poruše p o t r u b í m o nej- i5 větším p r ů m ě r u s volným výtokem a oběma konci p o t r u b í v místě poruchy. Při výpadcích, spojených se ztrátou nosiče tepla, unik a j í spolu s vytékajícím nosičem tepla r a dioaktivní š t ě p n é p r o d u k t y , vyloučené bě- 20 h e m výpadku, do p r o s t o r ů zařízení r e a k t o r u , ve k t e r ý c h s t o u p n e t l a k vlivem p á r y , vytvářející se při vyvarování nosiče t e p l a . V důsledku toho vzniká n e b e z p e č í rozptylu radioa k t i v n í c h p r o d u k t ů do okolí. K z a b r á n ě n í ra- s5 dioaktivního znečištění okolí se v j a d e r n ý c h e l e k t r á r n á c h používají h e r m e t i c k y těsné ory ry I J J
<j n q J G
2 c h r a n n é pláště, k t e r é zadrží r a d i o a k t i v n í p r o d u k t y u n i k l é b ě h e m výpadku. Takové h e r m e t i c k y t ě s n é o c h r a n n é p l á š t ě jsou k o n s t r u o v á n y na m a x i m á l n í tlak páry, k t e r á se při výpadku vytvoří na úkor celé u v o l n ě n é energie. Protože se při výpadcích, s p o j e n ý c h se ztrátou tepla, vytváří velké množství páry, je z a p o t ř e b í o c h r a n n ý c h plášťů o z n a č n ý c h objemech, k t e r é m a j í dostat e č n ě velikou m e c h a n i c k o u pevnost, aby mohly odolávat působení směsi p á r a - v z d u c h o vysoké t e p l o t ě a vysokých tlacích. Toto op a t ř e n í způsobuje významné investiční n á klady při stavbě takovýchto soustav. Aby se omezily f i n a n č n í n á k l a d y na vytvoření p o p s a n ý c h řešení, je p r o j e v o v á n a s n a h a snížit tlak pod h e r m e t i c k y těsným pláštěm. Snížení tlaku s e d o s á h n e buď přívodem chladicího p r o s t ř e d k u k p a r n í k o n d e n z a c i n e b o dělením p r o s t o r u pod o c h r a n n ý m p l á š t ě m n a další prostory. V p r v é m p r o s t o r u je umístěno zařízení rea k t o r u a vybavení o k r u h u nosiče tepla, d r u hý prostor je u r č e n p r o n a s h r o m á ž d ě n í vzduchu, k t e r ý do n ě j p r o n i k á při výpadku a v d ů s l e d k u zvýšení tlaku, způsobeným tvořením p á r y při vytékání nosiče tepla. Mezi tě-
1 7 7 3 G c. 3
mito prostory jsou uloženy k o n d e n z á t o r y paši v ní ho typu. Při výpadku, s p o j e n é m se ztrátou nosiče tepla, so smísí při jeho vypaření p á r a se vzduchem, který p ř e d v ý p a d k e m v y p l ň u j e p r v n í prostor, ve k t e r é m přitom s t o u p á tlak v p o r o v n á n í s t l a k e m ve d r u h é m p r o s t o r u . Působením vzniklého tlakového s p á d u s e s m ě s p á r a - v z d u c h dostává do k o n d e n z á t o r u , k d e z k o n d e n z u j e p á r a a vzduch p ř e c h á z í do d r u h é h o p r o s t o r u , kde tlak začne s t o u p a t . Jako p a r n í k o n d e n z á t o r y se používají n a p ř í k l a d k o n d e n z á t o r y n a led nebo n á d r ž e s vodou, jejichž vrstvou prochází s m ě s p á r a -vzduch. Během b a r b o t á ž e směsi p á r a - v z d u c h k o n d e n z u j e pára, zatímco v z d u c h p r o n i k n e vodní vrstvou a p ř e c h á z í do d r u h é h o prostor u . Aby byl z a r u č e n dostatečný k o n d e n z a č n í výkon, jsou z a p o t ř e b í velké zásoby vody. Použití nádrží s velikou zásobou vody vede pri b a r b o t á ž i směsi p á r a - v z d u c h ke vzniku nár a z ů k a p a l i n y vlivem vysokého s t a v u vody, což klade vysoké požadavky na m e c h a n i c kou pevnost t a k o v ý c h t o staveb a z p ů s o b u j e zvýšení investičních n á k l a d ů na stavbu. Přesto, že se p o u ž í v a j í zařízení, k t e r á snižují tlak ve s h o r a p o p s a t ych s o u s t a v á c h s oc h r a n n ý m i plášti, trvá přetlak po d l o u h o u dobu. Protože o c h r a n n ý plášť n e m ů ž e být absi lutně h e r m e t i c k ý , je p r a k t i c k y n e m o ž n é z a b r á n i t ú n i k u r a d i o a k t i v n í c h p r o d u k t u do okolí. Aby h l a d i n a r a d i o a k t i v n í h o z n e č i š t ě n í n e p ř e k r o č i l a p ř í p u s t n o u h o d n o t u , má být s t u p e ň těsnosti o c h r a n n é h o p l á š t ě velmi vysoký, k čemuž je zapotřebí vysokých investičních n á k l a d ů . Jsou t a k é známy soustavy k omezení n á s l e d k ů výpadku, k t e r é jsou opat ř e n y d v ě m a p r o s t o r y , z nichž v j e d n o m se nalézá zařízení r e a k t o r u s o k r u h e m nosiče tepla, zatímco ve d r u h é m p r o s t o r u , k t e r ý je s prvním p r o s t o r e m p r o p o j e n pomocí ventilu, je stále u d r ž o v á n tlak nižší než a t m o s f é r i c ký odsáváním v z d u c h u z tohoto p r o s t o r u . Běh e m výpadku, s p o j e n é h o se z t r á t o u nosiče tepla, p ř e c h á z í s m ě s p á r a - v z d u c h do d r u h é ho prostoru, ve k t e r é m se nalézá p a r n í kondenzátor. Podtlak v tomto p r o s t o r u p ř e d vznikem výpadku a parní kondenzace při přechodu směsi p á r a - v z d u c h do tohoto p r o s t o r u b ě h e m výpadku způsobují, že tlak ve d r u h é m prostoru n e p ř e s t o u p í a t m o s f é r i c k ý tlak. Při dostatečném počátečním podtlaku v druhém p r o s t o r u m ů ž e být u d r ž e n p o d t l a k t a k é v prvním p r o s t o r u . Tato soustava v y ž a d u j e však vysoké n á k l a d y na stavbu z m í n ě n é h o d r u h é h o p r o s t o r u a na výrobu a n a u d r ž o v á ní nižšího tlaku, n e ž je a t m o s f é r i c k ý tlak b ě h e m celé p r o v o z n í doby. Mimoto musí být celé vybavení zařízení r e a k t o r u , vlastní r e a k t o r , o k r u h nosiče tepla, p ř e č e r p á v a c í soustavy j a d e r n é h o paliva a včetně o s t a t n í c h systémů, obklopeny o c h r a n ným p l á š t ě m . Během n o r m á l n í h o provozu zařízení r e a k t o r u se mohou r a d i o a k t i v n í štěpné p r o d u k t y vlivem m o ž n ý c h n e t ě s n o s t í oběhového s y s t é m u nosiče t e p l a s p o l e č n ě
4
s n e p a t r n ý m v y t é k á n í m nosiče tepla netěsnostmi d o s t a t do p r o s t o r u pod o c h r a n n ý m pláštěm a m o h o u v n ě m způsobit zvýšené ozáření. Je p r o t o za p o d m í n e k n o r m á l n í h o provozu omezen p ř í s t u p k vybavení zařízení 5 r e a k t o r u , k t e r é je u z a v ř e n o v h e r m e t i c k y t ě s n é m o c h r a n n é m plášti. Úlohou vynálezu je vyvinutí zařízení k oinezení n á s l e d k u výpadku v j a d e r n é elektrárně, k t e r á z a b r a ň u j e výtoku radioaktiv10 ních š t ě p n ý c h p r o d u k t ů do okolí při výpadcích se ztrátou nosiče tepla, a to vytvářením p o d t l a k u v p r v é m p r o s t o r u zařízení r e a k t o r u v počáteční p e r i o d ě v ý p a d k u a v u d r ž o v á n í i3 tohoto p o d t l a k u b ě h e m celé doby. Tato úloha byla v y ř e š e n a tím, že v zařízení k omezení výpadku, s p o j e n é m se ztrátou nosiče t e p l a v j a d e r n é e l e k t r á r n ě , a opat ř e n é prvním p r o s t o r e m p r o vybavení o k r u hu nosiče tepla a s ním p r o p o j e n ý m d r u h ý m p r o s t o r e m k n a s h r o m á ž d ě n í vzduchu, který p r o n i k n e při s t o u p n u t í t l a k u v d ů s l e d k u vzniku výpadku z p r v é h o p r o s t o r u do d r u h é h o p r o s t o r u v d ů s l e d k u výtoku nosiče t e p z5 la, přičemž mezi těmito p r o s t o r y je u m í s t ě n p a r n í k o n d e n z á t o r p a s i v n í h o typu, u r č e n ý ke k o n d e n z a c i vodní páry, vytvářející se při vyv a ř o v á n í nosiče tepla. Podle vynálezu jsou první a d r u h ý p r o s t o r v z á j e m n ě p r o p o j e n y k a n á l e m , n a k t e r é m je na vstupu do d r u h é h o p r o s t o r u u p r a v e n zpětný ventil, který z a b r a ň u j e n á v r a t u vzduchu, u n i k l é h o z p r v é h o p r o s t o r u . Zařízení je dále o p a t ř e n o k o n d e n zátorem, který p ř e d s t a v u j e b a r b o t á ž n í zaří85 zení, k t e r é je o p a t ř e n o n e j m é n ě jedním žlábkem, n a p l n ě n ý m chladicí kapalinou a nad ním u p r a v e n o u skříní, jejíž vstupní část je s k l o n ě n a do žlábku a tvoří svými s t ě n a m i k a n á l y ke vstupu směsi pára-vzduch, zatím•"> co výstupní část s k ř í n ě je p r o p o j e n a se zpětným ventilem, p ř i č e m ž k vytvoření p o d t l a k u v prvém p r o s t o r u po v ý p a d k u je soustava opatřena kondenzačním zařízením typu Sprinkler, k t e r é je u m í s t ě n o v prvém prosto45 ru, k t e r é se po výtoku nosiče tepla do prvého p r o s t o r u zapíná a po k o n d e n z a c i celé odp a ř e n é p á r y vypíná. Zařízení k omezení n á s l e d k ů výpadku může být o p a t ř e n o větším p o č t e m s h o r a popsa50 ných p a r n í c h k o n d e n z á t o r ů , k t e r é jsou us p o ř á d á n y nad sebou a z nichž každý je propojen pomocí jednotlivého ventilu pro d r u h ý prostor, který je společný pro všechny kondenzátory. ss Shora u v e d e n é zařízení může být o p a t ř e n o větším počtem z m í n ě n ý c h p a r n í c h k o n d e n z á torů, k t e r é jsou u s p o ř á d á n y nad sebou a z nichž každý je p r o p o j e n pomocí jednotlivého z p ě t n é h o ventilu s j e j i c h vlastním d r u ÚO hým p r o s t o r e m , jejichž p o č e t odpovídá počtu těchto k o n d e n z á t o r ů . Zařízení podle vynálezu m ů ž e být o p a t ř e no vícero s k u p i n a m i p a r n í c h k o n d e n z á t o r ů , z nichž k a ž d á je s p o j e n a s d r u h ý m prostoes r e m společným p r o k a ž d o u skupinu, p ř i č e m ž každý k o n d e n z á t o r je s tím p r o s t o r e m p r o p o jím pomocí vlastního z p ě t n é h o ventilu.
177368 S
6
Jako p a r n í k o n d e n z á t o r y pasivního typu mohou bý f použita t a k é jiná zařízení, n a p r í klad k o n d e n z á t o r y na led. V daném konkrétním příkladu provedení zařízení s e pod prvním p r o s t o r e m — h a v a rijním p r o s t o r e m — n a l é z a j í v š e c h n y ty části prostoru, o b k l o p e n é h e r m e t i c k y t ě s n ý m obalem, v nichž se nalézá vybavení o k r u h u nosiče topia, zařízení r e a k t o r u a další vybavení, n a p s í k l a d ventilační zařízení, v nichž se při vvi?adku vytvoří n e p ř í z n i v é p o d m í n k y a k t e r é juou pT'C(.' a t a k é po v ý p a d k u m vzájem propojeny. Ke zmíněným č á s t e m p r o s t o r u , k t e r é 1-ou uzavřeny h e r m e t i c k y t ě s n ý m obalem, pľísluší dále prostor pro vybavení ok r u h u nosiče tepla a kanál, k t e r ý m je s m ě s vzduchu a páry, tvořící se při vyvarování nosiče t e p l a , v e d e n a do d r u h é h o p r o s t o r u . Druhým p r o s t o r e m se r o z u m í p r o s t o r k lokalizaci t l a k u vzduchu, to z n a m e n á prostor, u z a v ř e n ý h e r m e t i c k y t ě s n ý m obalem, k t e r ý je u r č e n k u d r ž o v á n í tlaku v z d u c h u vzhledem k a t m o s f é r i c k é m u zvýšenému t l a k u , který při v ý p a d k u vyrazí z h a v a r i j n í h o prostoru. Tento p r o s t o r se po v ý p a d k u izoluje od p r o s t o r u , tvořícího h a v a r i j n í p r o s t o r pomocí z p ě t n é h o ventilu. Výstup v z d u c h u z h a v a r i j ního p r o s t o r u clo d r u h é h o p r o s t o r u se d ě j e pomocí k a n á l u , který tyto p r o s t o r y navzájem s p o j u j e . Podstata c h r á n ě n é h o vynálezu je vysvětlena n a k o n k r é t n í c h p ř í k l a d e c h p o d l e výkresů, na nichž značí: obr. 1 svislý řez zařízením p o d l e vynálezu k omezení n á s l e d k ů výpadku v j a d e r n é elekt r á r n ě , s p o j e n é m se ztrátou nosiče t e p l í , k t e r é je o p a t ř e n o jedním d r u h ý m p r o s t o r e m , obr. 2 v a r i a n t u p r o v e d e n í c h r á n ě n é h o zařízení s větším počtem p a r n í c h k o n d e n z á t o rů, k t e r é jsou p r o p o j e n y se s p o l e č n ý m d r u hým p r o s t o r e m , ve k t e r é m se n a l é z á p r v n í prostor, obr. 3 v a r i a n t u provedení s c h r á n ě n ý m zařízením s větším poetem p a r n í c h k o n d e n z á torů, z nichž každý je p r o p o j e n s vlastním druhým prostorem, obr. 4 v a r i a n t u p r o v e d e n í c h r á n ě n é h o zařízení, ve k t e r é jsou s k u p i n y p a r n í c h k o n d e n z á t o r ů p r o p o j e n y s d r u h ý m p r o s t o r e m , společným p r o d a n o u skupinu, k t e r ý se nalézá uvnitř k a n á l u a obr. 5 d i a g r a m časové závislosti změny tlaku v p r v é m a d r u h é m p r o s t o r u p ř i výpadku, s p o j e n é m se z t r á t o u nosiče t e p l a v c h r á n ě n é m zařízení. C h r á n ě n é zařízení k omezení n á s l e d k ů výp a d k u v j a d e r n é e l e k t r á r n ě (obr. 1) sestává z h e r m e t i c k y t ě s n é h o obalu 1, o h r a n i č u j í c í ho p r v n í p r o s t o r 2, ve k t e r é m se n a l é z á rea k t o r 3 s o k r u h e m 4 nosiče tepla, k t e r ý sestává z p o t r u b í 5, výrobníku p á r y 6, č e r p a d l a 7 a z d a l š í h o vybavení. K t a k o v é m u t o vybavení může n a p ř í k l a d p a t ř i t v e n t i l a č n í zařízení a další součásti, k t e r é nejsou n a výkrese z n á z o r n ě n y . Prostor 2 je s p o j e n pomocí k a n á l u 8 s d r u h ý m p r o s t o r e m 9. Volný objem k a n á l u 8 je u p r a v e n tak, že množství vzdu-
chu, k t e r é je vypuzeno tvořící so p a r o u p l i vyvaření nosiče tepla, je d o s t a t e č n é k vytvorení podtlaku v p r v é m p r o s t o r u 2. V k a nálu je umístěn p a r n í k o n d e n z á t o r 10, který je t v o ř e n n e j m é n ě jedním žlábkem 11, n a p l n ě n ý m chladicí k a p a l i n o u a skříní 13, jejíž vstupní část 14 je p o n o ř e n a do žlábku 11 pod h l a d i n u k a p a l i n y 12 a s jehož s t ě n a m i 15 tvoří vstup 1G p r o směs p á r a - v z d u c h . Výs t u p n i část 17 s k ř í n ě 13 je p r o p o j e n a se zpětným ventilem 18, k t e r ý je u p r a v e n n a vstupu do d r u h é h o p r o s t o r u 3, V p r v é m p r o s t o r u 2 je u m í s t ě n o k o n d e n zační zařízení 19, k t e r é je pomocí p o t r u b í 23 p r o p o j e n o s č e r p a d l e m 21, d o p r a v u j í c í m vudu z n á d r ž e 22 b e z p r o s t ř e d n ě nebo z j á m y p r v n í h o prostoru 2 p r e s výměník tepla 24 a iontový výměníkový filtr 25. U p ř í k l a d u p r o v e d e n í c h r á n ě n é h o zařízení, z n á z o r n ě n é n a obr. 2, se prostor 2 n a l é z á uvnitř prostoru 9 a v k a n á l u 8 je u s p o ř á d á n větší počet k o n d e n z á t o r ů 10, z nichž k a ž d ý sestává z vícero žlábků 11, do nichž jsou skloněny vstupní části s k ř í n ě 13. Každý kond e n z á t o r 10 je p r o p o j e n s d r u h ý m p r o s t o r e m 9, společným pro všechny k o n d e n z á t o r y , pomocí jednotlivého z p ě t n é h o ventilu 18. Toto zařízení u m o ž ň u j e zmenšit r o z m ě r y j e d n o h o žlábku použitím většího počtu kond e n z á t o r ů a zmenšit rozměry h e r m e t i c k y těsn é h o obalu v důsledku umístění p r o s t o r u 2 do vnitřku p r o s t o r u H, což přispívá ke snížení n á k l a d ů n a e l e k t r á r n u . Příklad p r o v e d e n í c h r á n ě n é h o zařízení, z n á z o r n ě n ý n a obr. 3, p ř e d s t a v u j e u s p o ř á d á ní většího p o č t u k o n d e n z á t o r ů 1 0 v k a n á l u S. Tyto k o n d e n z á t o r y jsou podobné těm, jako na obr. 2, p ř i č e m ž každý z nich je pomocí jednotlivého z p ě t n é h o ventilu 18 [obr. 3) s p o j e n s d r u h ý m p r o s t o r e m 9 k a ž d é h o kond e n z á t o r u . Toto řešení zlepšuje oproti soustavě podle obr. 2 p r á c i p a r n í c h k o n d e n z á t o r ů 10, jelikož je z a r u č e n o r o v n o m ě r n é rozdělení páry mezi p a r n í k o n d e n z á t o r y 10 a zvyšuje se t a k spolehlivost soustavy. C h r á n ě n ý systém může mít v k a n á l u 8 (obr. 4) u p r a v e n y skupiny k a n á l ů 10, z nichž každý je o p a t ř e n vlastním zpětným ventilem 18 a první p r o s t o r je s p o j e n s d r u h ý m i prostory 9, s p o l e č n ý m i p r o každou s k u p i n u kond e n z á t o r ů . Tyto prostory jsou u m í s t ě n y vně k a n á l u 8, což d o v o l u j e t a k ř k a zcela u z a v ř í t obal d r u h é h o p r o s t o r u 9, sousedícího s okolím. V t o m t o p r o s t o r u tlak při výpadku a v časovém ú s e k u po výpadku p ř e k r o č í atmos f é r i c k ý tlak. Pracovní způsob zařízení k omezení n á s l e d k ů v ý p a d k u v j a d e r n é e l e k t r á r n ě je v dalším vysvětlen podle diagramu časové závislosti změny t l a k u v prvém a d r u h é m pros t o r u při výpadku, z n á z o r n ě n é m n a obr. 5. Při p ř e r u š e n í o k r u h u tepla plní pára, tvořící se při o d p a ř o v á n í nosiče tepla, pror.tor 2 (obr. 1J a mísí se se vzduchem, nalézajícím se v t o m t o p r o s t o r u . Přitom tlak s t o u p á v p r o s t o r u 2 a v k a n á l u 8 podle úseku „ a " křivky „ a b " (obr. 5) a směs p á r a - v z d u c h se
s
id
ís
=o
:5
30
35
•io
•15
so
55
6o
c5
3 7 7 3 6 8 7
dostává do k o n d e n z á t o r u 10, když vytlačila vzduch, nalézající se v k a n á l u 8. Při barbotáži směsi p á r a - v z d u c h vrstvou chladicí kapaliny, n a l é z a j í c í se v k o n d e n z á toru 10, je vzduch n a s á t do s k ř í n ě 13. V důs l e d k u s t o u p n u t í t l a k u ve vnitřním p r o s t o r u s k ř í n ě 13 vůči t l a k u v d r u h é m p r o s t o r u 9 se otevře zpětný ventil 18 a vzduch p o č n e p r o u dit do p r o s t o r u 9. Tlak v p r o s t o r u 9 s t o u p á podle křivky ,,b", jak je z n á z o r n ě n o n a obr. 5. Při konci výtoku nosiče t e p l a se t l a k y vyr o v n a j í ve všech p r o s t o r e c h a zpětný ventil 18 se uzavře, čímž se uzavře v z d u c h v druh é m p r o s t o r u 9. Absolutní h o d n o t a k o n e č n é h o t l a k u závisí n a množství vzduchu, n a l é z a j í c í h o se v druh é m p r o s t o r u 9. Nejmenší tlak odpovídá příp a d u , kdy je v z d u c h vytlačen, když před výp a d k e m n a p l n i l jen k a n á l 8. Nejvyšší tlak je tehdy, když je v z d u c h vytlačen a p ř e d výp a d k e m n a p l n i l k a n á l 8 a prostor 2. Po v y r o v n á n í t l a k u p ř e s t a n e b a r b o t á ž vzduchu vrstvou chladicí kapaliny 12, zatímco p a r n í k o n d e n z a c e p o k r a č u j e dále na pom ě r n ě c h l a d n ý c h vnějších p l o c h á c h žlábku U . V n á s l e d u j í c í c h časových okamžicích se zmenší t l a k v k a n á l u 8 vlivem p o k r a č u j í c í p a r n í k o n d e n z a c e než tlak pod s k ř í n í 13 a nastává vytlačování chladicí k a p a l i n y 12 ze žlábku 11 do p r o s t o r u k a n á l u 8. Tvořící se proud chladicí k a p a l i n y přispívá opět k e zvýšení rychlosti k o n d e n z a c e , čímž z a p o č n e tlak v k a n á l u 8 a v p r o s t o r u 2 k l e s a t podle úseku „ b " křivky ,,«b". Udržování p o d t l a k u během celé n á s l e d u j í cí periody v ý p a d k u až do té doby, kdy trvá vývin páry v r e a k t o r u vlivem zbývajícího výtoku tepla, je p r o v á d ě n o k o n d e n z a č n í m zařízením 19. Chladicí k a p a l i n a se do kond e n z a č n í h o zařízení 19 d o p r a v u j e p o t r u b í m 20 z č e r p a d l a 21, a to n e j d ř í v e z n á d r ž e 22 a potom, když se s p o t ř e b u j e zásoba chladicí kapaliny v n á d r ž i , se k a p a l i n a d o p r a v u j e p ř e s výměník t e p l a 24 a iontový výměnný íiltr 25 z jam 23 p r o s t o r u 2. Současně s p a r ní k o n d e n z a c í v p r o s t o r u 2 vlivem p r o s t ř í k á vání chladicí k a p a l i n y k o n d e n z a č n í m zařízením 19, z a p o č n e čištění obsahu p r o s t o r u 2 od r a d i o a k t i v n í h o jodu ] 151 , a to jeho zachycováním pomocí iontového v ý m ě n n é h o filtru 25.
8
5
10
i5
20
25
au
35
jů
«
50
. Nalézá-li se p r v n í prostor 2 uvnitř d r u h é ho p r o s t o r u S, d o s t a n e se s m ě s v z d u c h - p á r a z p r o s t o r u 2 (obr. 2) do k a n á l u 8 a je rozdělena na v š e c h n y p a r n í k o n d e n z á t o r y 10, 55 v nichž z k o n d e n z u j e p á r a a v z d u c h se dostává přes z p ě t n é ventily 18 do d r u h é h o prostoru 9, s p o l e č n é h o pro všechny p a r n í kondenzátory 10. V d r u h é m p r o s t o r u 9, který se n a l é z á v 60 h e r m e t i c k y t ě s n é m obalu, se tvoří p ř i provozu r e a k t o r o v é h o zařízení n o r m á l n í s t u p e ň ozáření, protože t e n t o p r o s t o r je zpětnými ventily a vodní vrstvou v p a r n í c h k o n d e n z á t o r e c h oddělen od p r o s t o r u o k r u h u nosiče us tepla. V d ů s l e d k u toho může být do druh é h o p r o s t o r u 9 dovolen p ř í s t u p b ě h e m p r á -
ce r e a k t o r u k p r o v á d ě n í obsluhy u m í s t ě n é h o vybavení. Jde z e j m é n a o součásti j e ř á b u , stroje k p ř e k l á d á n í paliva, p ř e k l á d a č i bazény a další vybavení, k t e r é není na v ý k r e s e znázorněno. Dojde-li k výpadku b ě h e m pohybu personálu v d r u h é m p r o s t o r u 9, m ů ž e jej t e n t o v k r á t k é době opustit. Tím se zmenší dávky oz á ř e n í o b s l u h u j í c í h o p e r s o n á l u a zlepší se p o m ě r y p r o obsluhu vybavení b ě h e m p r á c e r e a k t o r u . V soustavě, z n á z o r n ě n é n a obr. 3, se s m ě s p á r a - v z d u c h r o v n o m ě r n ě r o z d ě l u j e na všechny p a r n í k o n d e n z á t o r y 10 a v z d u c h se dostává, když m i n u l všechny jednotlivé zpětné ventily 18, do d r u h é h o p r o s t o r u 9, vlastního p r o každý p a r n í k o n d e n z á t o r 10. V soustavě, z n á z o r n ě n é n a obr. 4, je směs p á r a - v z d u c h r o z d ě l o v á n a n a skupiny p a r n í c h k o n d e n z á t o r ů 10 a v z d u c h se dostává, když minul zpětné ventily 18, d o d r u h é h o prostoru 9, s p o l e č n é h o pro každou s k u p i n u parních k o n d e n z á t o r ů 10, kterýžto d r u h ý prostor 9 se nalézá u v n i t ř k a n á l u 8. Tím je možné izolovat d r u h ý p r o s t o r 9, ve k t e r é m tlak může p ř e k r o č i t a t m o s f é r i c k ý tlak, od ostatního okolí pomocí dvou h e r m e t i c k y t ě s n ý c h obalů. Použití zařízení podle obr. 3 a 4 umožňuje umístit vybavení jeřábu, p ř e k l á d a c í h o stroje, p ř e k l á d a č í c h b a z é n ů a další vybavení mimo oblast h e r m e t i c k y t e s n é h u obalu, což dává možnost n e o m e z e n é obsluhy t o h o t o vybavení b ě h e m celé provozní doby r e a k t o r u . Zařízení k omezení n á s l e d k ů výpadku v j a d e r n é e l e k t r á r n ě , s p o j e n é h o se z t r á t o u nosiče tepla podle vynálezu, m á n á s l e d u j í c í výhody proti známým s o u s t a v á m s o c h r a n n ý m i plášti. Tím, že se v k r á t k é době vytvoří v prostor á c h zařízení r e a k t o r u tlak nižší než atmosférický, tam kde dojde k výtoku nosiče tepla a kde jsou vylučovány r a d i o a k t i v n í štěpn é produkty, p ř e s t a n e zcela asi po 10 až 15 m i n u t á c h od p o č á t k u výpadku, u n i k á n í net ě s n o s t m i r a d i o a k t i v n í c h látek do okolí, což zlepšuje jeho o c h r a n u proti r a d i o a k t i v n í m u znečišťování. Pouze při h y p o t e t i c k é m výpadku s p o j e n é m s ú p l n ý m vytavením všeho j a d e r n é h o paliva, při k t e r é m dojde k postavení spodní části rea k t o r o v é h o prostoru, bude p r a k t i c k y zcela vyloučen výstup r a d i o a k t i v n í c h plynných p r o d u k t ů z p r o s t o r ů r e a k t o r o v é h o zařízení do okolí, a to vlivem t l a k u v p r o s t o r u r e a k toru, k t e r ý je nižší než a t m o s f é r i c k ý tlak. Pro soustavy s o c h r a n n ý m i plášti ve srovnání s těmi, k t e r é p r a c u j í s t l a k e m vyšším než a t m o s f é r i c k ý , je n e m o ž n é zamezit výstupu r a d i o a k t i v n í c h p l y n n ý c h p r o d u k t ů d o okolí. Absolutní nejvyšší tlak v p r o s t o r e c h zařízení r e a k t o r u a v p r o s t o r u lokalizace vzduchu je dva až t ř i k r á t e menší než u soustavy s o c h r a n n ý m i plášti, k t e r é jsou pod plným t l a k e m . Snížení t l a k u u m o ž ň u j e snížit pods t a t n ě n á k l a d y p r o stavbu takové soustavy. Zařízení z l e p š u j e k o n e č n ě p o m ě r y p r o obs l u h u vybavení b ě h e m p r á c e r e a k t o r u .
1 7 7 3 B 8
9
ID PREDMET
VYNALEZU
1. Zařízení k omezení n á s l e d k u výpadku v z a p í n á n o do výtoku nosiče t e p l a do p r v é h o j a d e r n é e l e k t r á r n e , s p o j e n é m se z t r á t o u nop r o s t o r u (2) a po k o n d e n z a c i vyloučené p á siče tepla, sestávající z p r v é h o p r o s t o r u v ory vypínáno. k r u h u nosiče t e p l a a s ním p r o p o j e n é h o dru2. Soustava podle bodu 1, v y z n a č e n á tím, h é h o p r o s t o r u pro n a s h r o m á ž d ě n í v z d u c h u 5 že sestává z n e j m é n ě dvou p a r n í c h k o n d e n p ř i n á r ů s t u t l a k u vyvolaného v ý p a d k e m , přiz á i o r ů (10), z nichž každý je p ř e s ventil čemž mezi těmito p r o s t o r y je u m í s t ě n p a r n í (18) p r o p o j e n se společným d r u h ý m p r o s t o k o n d e n z á t o r p a s i v n í h o typu, u r č e n ý prc< konr e m (9). d e n z a c i vodní páry, tvořící se p ř i v a r u nosiče 3. Soustava podle bodu 1, v y z n a č e n á tím, tepla, vyznačené tím, že p r v n í (2] a d r u h ý io že s e s t á v á z n e j m é n ě dvou p a r n í c h k o n d e n p r o s t o r [9) jsou v z á j e m n ě p r o p o j e n y pomocí z á t o r ů (10), z nichž každý je pomocí jednotk a n á l u (8), ve k t e r é m n a vstupu do d r u h é h o livého z p ě t n é h o ventilu (18) p r o p o j e n s p r o s t o r u (9J je u p r a v e n z p ě t n ý ventil [18], v l a s t n í m d r u h ý m p r o s t o r e m (9), jejichž popro zabránění návratu vzduchu, uniklého z čet odpovídá p o č t u t ě c h t o k o n d e n z á t o r ů p r v é h o p r o s t o r u (2), p ř i č e m ž zařízení je o- u (10). p a t ř e n o k o n d e n z á t o r e m [10], a n e j m é n ě jed4. Soustava podle bodu 1, v y z n a č e n á tím, n í m žlábkem (11], n a p l n ě n ý m c h l a d i c í k a p a že sestává z n e j m é n ě dvou s k u p i n p a r n í c h linou, nad nímž je u m í s t ě n a s k ř í ň (13), jejíž k o n d e n z á t o r ů (10), z nichž každý je p r o p o v s t u p n í díl (14) je s k l o n ě n do žlábku (11] jen s d r u h ý m p r o s t o r e m (9), s p o l e č n ý m p r o a s jeho s t ě n a m i (15) tvoří vstupy (16) p r o to p ř í s l u š n o u s k u p i n u , přičemž každý k o n d e n s m ě s p á r a - v z d u c h , zatímco v ý s t u p n í díl (17) z á t o r (10) je s p o j e n s tímto p r o s t o r e m (9) s k ř í n ě (13) je p r o p o j e n se z p ě t n ý m vontilem pomocí v l a s t n í h o z p ě t n é h o ventilu (18). (18), přičemž k vytvoření p o d t l a k u v přípa5. Soustava podle bodů 1, 2, 3 a 4, vyznačedě v ý p a d k u je v p r v é m p r o s t o r u (2) u p r a n á tím, že k o n d e n z á t o r y (10) jsou u p r a v e n y veno p ř í d a v n é k o n d e n z a č n í zařízení (19) n a lézající s e v p r v é m p r o s t o r u (2), k t e r é je I5 n a d sebou. 5 listů v ý k r e s ů
Suvorografia, n. p., provozovna 32, Most
1 773B8
1 7 7 3 6
ľ5
8
1 77 32894
CO lu.
_D
O Cvj
1 7 8 290 0 2
S5J-
1 7 73 6 8
