176436
SZABADALMI LEÍRÁS
MAGYAR NÉPKÖZTARSA8AG
SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Nemzetközi osztályozás:
G 21 C 9/00, G 21 C 15/18 Bejelentés napja: 1977. IV. 27.
(VI—1124)
Közzététel napja: 1980. VIII. 28.
ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL
Megjelent: 1981. VIII. 31.
Feltalálók: Dr. Reményi Károly oki. gépész- és villamosmérnök 36%, dr. Benedek Sándor oki. gépész- és villamosmérnök 32%, Téchy Zsolt, old. mérnök-fizikus 32%, Budapest
Szabadalmas: Villamosenergiaipari Kutató Intézet, Budapest
Eljárás és berendezés atomerőművek hermetikus burkolattal körülvett zárt terében üzemzavar esetén a nyomás csökkentésére 1 A találmány tárgya eljárás és berendezés atomerőművek hermetikus burkolattal körülvett zárt terében üzemzavar esetén a nyomás csökkentésére.
2 értékek magasak, mintegy 5 - 6 • 10 s Pa értékűek ennek a biztonsági védőburkolat (containment) ál ellen. A containment megoldás a nyugati nyomott vizes reaktorok tervezési gyakorlata, vele párhuza 5 mosan gyakran esőztető berendezést alkalmaznak ennek szerepe azonban nem a nyoináscsökkentés hanem a rendszernek az üzemzavar utáni lehűtése
ismeretes, hogy vízhűtéses atomerőművek reaktorzóna hűtőkörében nagynyomású rádióaktív víz áramlik hűtőközegként. A nemzetközileg elfogadott legnagyobb mértékű figyelembe veendő baleset a hűtőközeg nagymennyiségű elvesztése a hűtőkörből Forralóvizes reaktoroknál a balesetnél elfolyó (csőtörés). A rádióaktív hűtőközegnek ill. egyéb 10 kétfázisú hűtőközeget csővezeték segítségével rádióaktív termékeknek a környezetbe való kijutányugvó és zárt vízmedencébe buborékoltatják, sát biztonsági, hermetikusan zárt vasbeton burkolat amelyben a gőz kondenzálódik és ezzel a nyomás akadályozza meg, amely körbeveszi a reaktor hűtőmaximális értéke mérséklődik. Az eddigi gyakorlat körét. A hűtőközegnek a hermetikusan zárt térbe azt mutatja, hogy a buborékoltatás nyomáslengévaló kijutása nagymennyiségű hőenergia felszaba- 15 sekkel jár együtt, amely sok esetben a csővezeték, dulásával jár, amely a nyomást és a hőmérsékletet vagy a nyomáscsökkentő medence megsérülését jelentősen megnöveli. A hermetikus burkolat falait okozhatja. úgy méretezik, hogy szilárdságilag ellenálljanak a megnövekedett nyomásnak és hőmérsékletnek Nyomottvizes reaktoroknál kétféle megoldás is20 meretes a nyomás üzemzavari értékének csökkentésére. A V E - 7 0 0 alapszámú közzétett magyar Alkalmaztak mái atomreaktorokban olyan nyoszabadalmi bejelentésben ismertetett berendezés máscsökkentő berendezéseket, melyek célja a hersúlyterhelésű levegőcsappantyúkat és ejtötartályos metikusan zárt térben a nyomásnövekedés üteesőztetőberendezést tartalmaz. Az üzemzavar első mének mérséklése és a nyomás maximális értékének csökkentése. A legelterjedtebb megoldások a 25 szakaszában a hermetikusan zárt térben megnövekedett nyomás hatására kinyitnak a levegőkövetkezők: csappantyúk és a nagyrészt levegőből álló közeget a szabadba kiengedik. A második szakaszban az Nyomottvizes reaktoroknál gyakran semmiféle ejtőtartályból elosztóberendezéssel vízpermetet jutnyomáscsökkentő rendszert nem alkalmaznak. A hűtőközeg elvesztési balesetnél kialakuló nyomás- 30 tatnak a zárt tér egy részébe. Az eljárás hátránya,
176436
3
176436
hogy az üzemzavarnál a helyiségrendszerhői potenciálisan veszélyes rádióaktív levegő kerül a környezetbe. Az 537 389 sz. szovjet szerzői tanúsítványban közölt megoldásnál passzív, a felszabaduló gőz által működtetett és aktív, segédenergiával üzemelő szivattyús betáplálású lokalizációs rendszert alkalmaznak az üzemzavar következményeinek elhárítására. A passzív rendszer ún. buborékoltató kondenzátor, amelyben a csőtörésnél felszabaduló gőz speciálisan elhelyezett buborékoltató tálcákban kondenzálódik, a levegő pedig levegőcsapdákban gyűlik össze. A buborékoltató elven működő berendezések hátránya, hogy a nagymennyiségű levegővel beáramló gőz nem kondenzálódik megfelelően a vízben, továbbá a buborékoltató tér és a levegőcsapda szükséges térfogata nagyon nagy. Az aktív lokalizálós berendezés esőztető rendszer, amely bórtartalmú vizet fecskendez szivattyú segítségével a hermetikusan zárt térbe. A maximális üzemzavarnál egyúttal teljes feszültségkiesés áll be, ily módon az esőztető szivattyúk hatástalanok maradnak egészen addig, amíg a szükség-áramellátást biztosító Diesel-generátorok be nem indulnak. így az aktív lokalizációs rendszer csak a baleset második fázisában jut szerephez, amikor a nyomás már stabilizált értékre csökkent.
4
kialakítva, hogy legalább három víztartálya van, mindegyik víztartálynak & zárt tér felé nyitott része és a zárt tértől burával elválasztott zárt része van, amely nyitott és zárt részek egymással hidrau5 likusan közlekednek, és a víztartályoknál mélyebben elhelyezett vízelosztó készülékekhez vezető csővezetékek mindegyike a megfelelő víztartály zárt részébe lefelé visszahajlított véggel van csatlakoztatva. 10 A berendezés ugyancsak a találmány szerint úgy is kialakítható, hogy a zárt tér felé nyitott legalább három víztartálya van, és a víztartályoknál mélyebben elhelyezett vízelosztó készülékekhez vezető csővezetékek mindegyikébe a zárt térben be15 következő nyomásnövekedésre segédenergia nélkül működésbe lépő mechanikus nyitószerkezet van beiktatva. Egy előnyös kiviteli alaknál a mechanikus nyitó20 szerkezetnek elfordíthatóan ágyazott záróeleme és a záróelemet a csővezetékben levő hűtővíz nyomása ellenében záró alaphelyzetében tartó támasztóeleme van, amely támasztóelem a zárt térben bekövetkező nyomásnövekedésre tartó helyzetéből 25 kibillenően van ágyazva.
Ekkor célszerűen a támasztóelem egyik végén elfordíthatóan ágyazott, másik végén támasztófelüAz eddigi buborékoltató konstrukcióknál a bulettel ellátott támasztólap, amely támasztólap egyik borékoltatás következtében előálló rossz hőcsere- 30 felülete a csővezeték vízelosztó készülékhez vezető viszonyok miatt igen nagyméretű berendezések részével, másik felülete pedig közvetlenül a zárt szükségesek. A nagy méret a teljes berendezés térrel van kapcsolatban. üzembelépésének idejét késlelteti, üzemközben lengéseket okoz. A többszázezer Pa-ra összesűrített Egy másik előnyös kiviteli alakban a mecharádióktív levegő á folyamat végén a működést 35 nikus nyitószerkezetnek a csővezetéket elzáró hasagátolja, a környezetbe túlnyomás révén kijuthat, dótárcsája és a hasadótárcsa felületénél nagyobb kezelése megoldatlan. felületű membrán által lezárt állandó nyomású kamrája van, ahol a hasadótárcsa a membránhoz A találmány megalkotásakor azt a feladatot tűzmechanikus összekötőelemmel van csatlakoztatva, tük ki, hogy olyan gyorsműködésű és nagyhatású 40 és a membrán szabad felülete a zárt térrel van eljárást és berendezést hozzunk létre, amellyel az kapcsolatban. előbbiekben ismertetett rendszerek hátrányait kiküszöbölve, hatásos nyomáscsökkentést érünk el A találmány szerinti megoldásnál nagyintenzitású már az üzemzavar első szakaszában, nagyintenzitású hőcserét biztosítunk a rendszerben üzemzavarkor hőcserét biztosítva lényegesen kisebb berendezés- 45 keletkező gőz és az azt kondenzáló, a gőzbeömlésméretekkel és a burkolat kisebb falvastagságával, a sel gyakorlatilag együtt befecskendezett víz között. környezeti szennyezés veszélyének csökkentése melEzáltal a kondenzálási hatás növekszik anélkül, lett. hogy a rendszerben lengések lépnének fel, és a A találmány tehát egyrészt eljárás atomerőberendezés méretei jelentősen csökkennek. A megművek hermetikus burkolattal körülvett zárt teré- 50 oldás passzív elven, segédenergia nélkül lép műköben üzemzavar esetén a nyomás csökkentésére, désbe, így igen nagy megbízhatóságú. amelynek során a zárt térbe beömlő gőzt hűtővíznek gravitációs úton történő befecskendezésével A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemkondenzáltatjuk, és az jellemzi, hogy a hűtővíz léltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük, befecskendezését a gőzbeömlés következtében fel- 55 ahol az lépő nyomásnövekedéssel egyidőben indítjuk. 1. és 2. ábra a találmány szerinti berendezés A találmány másrészt berendezés atomerőművek egy-egy kiviteli alakjának vázlatos rajza, a hermetikus burkolattal körülvett zárt terében 3. és 4. ábra pedig a 2. ábra szerinti kivitelben üzemzavar esetén a nyomás csökkentésére, amely 60 előnyösen alkalmazható nyitószerkezet egy-egy kiviberendezésnek a zárt térrel kapcsolatban levő konteli alakjának vázlatos rajza. denzációs térben elhelyezett vízelosztó készüléke és a vízelosztó készülékbe az üzemzavar esetén vízAz 1. ábrán az 1 reaktort hermetikusan záró pl. tartályból gravitációs úton hűtővizet juttató szervei vasbeton 20 burkolat veszi körűi, amely zárt 2 vannak. A berendezés a találmány szerint úgy van 65 teret határol. Az 1 reaktoron 18 primer cirkulációs
2
5
176436
körön 15 szivattyú hatására keringő primer hűtőközeg kering, amely 16 gőzfejlesztőben a hőt 19 szekunder körben keringetett közegnek adja át. Az üzemzavar, melynek hatását csökkenti a találmány, abban áll, hogy meghibásodás pl. csőtörés 5 folytán a 18 primer cirkulációs kör hűtőközege a 2 térbe jutva, ott kigőzölög. A gőzt a 2 térrel kapcsolatban levő, ugyancsak a 20 burkolaton belül levő 17 kondenzációs térben, megfelelő hőmérsékletű vízzel kondenzáltatjuk. 10
6 Szabadalmi
igénypontok:
1. Eljárás atomerőművek hermetikus burkolattal körülvett zárt terében üzemzavar esetén a nyomás csökkentésére, amelynek során a zárt térbe beömlő gőzt hűtővíznek gravitációs úton történő befecskendezésével kondenzáltatjuk, azzal jellemezve, hogy a hűtővíz befecskendezését a gőzbeömlés következtében fellépő nyomásnövekedéssel egyidőben indítjuk. 2. Berendezés atomerőművek hermetikus burkolattal körülvett zárt terében üzemzavar esetén a nyomás csökkentésére, amely berendezésnek a zárt térrel kapcsolatban levő kondenzációs térben elhe15 lyezett vízelosztó készüléke és a vízelosztó készülékbe az üzemzavar esetén víztartályból gravitációs úton hűtővizet juttató szervei vannak, azzal jellemezve, hogy legalább három víztartálya (3A, 3B, 3C) van, mindegyik víztartálynak (3A, 3B, 3C) a 20 zárt tér (2) felé nyitott része és a zárt tértől (2) burával (5A, 5B, 5C) elválasztott zárt része van, amely nyitott és zárt részek egymással hidraulikusan közlekednek, és a víztartályoknál (3A, 3B, 3C) mélyebben elhelyezett vízelosztó készülékekhez 25 (6A, 6B, 6C) vezető csővezetékek (4A, 4B, 4C) mindegyike a megfelelő víztartály (3A, 3B, 3C) zárt részébe lefelé visszahajlított véggel (7A, 7B, 7C) van csatlakoztatva.
A hűtővíz legalább három 3A, 3B és 3C víztartályban van, amelyek mindegyikének van egy a 2 tér felé nyitott része és egy 5A, 5B ill. 5C búrával határolt zárt része. A nyitott és zárt rész a hűtővíz szintje alatt hidraulikusan közlekedik egymással. A zárt részből indul a 4A, 4B ill. 4C csővezeték a megfelelő 6A, 6B ill. 6C vízelosztó készülékhez, amely pl. esőztető. A 4A, 4B ill. 4C csővezeték 7A, 7B ill. 7C vége U-alakban van visszahajlítva és úgy van a 3A, 3B ill. 3C víztartály zárt részében elhelyezve, hogy a cső vége a víztartály aljánál legyen, a hajlat pedig a víz szintje felett. Amikor a 2 térben gőzbeömlés folytán hirtelen megnövekszik a nyomás a 3A, 3B és 3C víztartályok zárt részében megnövekszik a vízszint, és a víztartályok vize a 4A, 4B és 4C csővezetéken a 6A, 6B és 6C vízelosztó készülékekhez áramlik. Látható, hogy a hármas elrendezés mindegyik tagja független egymástól, s ez nagy megbízhatóságot eredményez. 30 A 2. ábrán a találmány olyan kivitel alakja látható, amelyben a hűtővíz befecskendezését a 4A, 4B és 4C csővezetékbe beiktatott mechanikus 8A, 8B ill. 8C nyitószerkezet indítja meg, amely a 35 2 térben beálló nyomásnövekedésre nyit. A 2. ábrán a hasonló elemeket az 1. ábra jelöléseivel láttuk el. Itt a 3A, 3B és 3C víztartályok ninsenek két részre osztva, a 4A, 4B és 4C csőveze'- k egyszerű lefolyóként csatlakoznak. A 8A, 8B 40 8C nyitószerkezet egy-egy kiviteli alakját a 3. és 4. ábra mutatja. A 3. ábra kismértékű nyomásnövekedés hatására nagy mennyiségű víz átáramlását biztosító 8A nyitószerkezetet mutat. A hirtelen nyomásnövekedés a 8A íiyitószerkezetet körülvevő 2 térben a 12 nyíláson keresztül hat a 11 rugalmas elemmel tartott 9 támasztóelemre pl. támasztólapra és azt balra elbillenti, erre a 10 záróelem a 4A csővezetékben levő hűtővíz nyomásának hatására lebillen és szabaddá teszi a hűtővíz útját a rajzon bal felé továbbhaladó 4A csővezeték felé.
45
50
A 4. ábrán egy másik 8B nyitószerkezet látható. 55 A hűtővíz 4B csővezetéke 21 hasadó tárcsával van lezárva, s ez 22 összekötőelemmel a 21 hasadótárcsánál nagyobb felületű 23 membránhoz van kapcsolva, amely atmoszférikus állandó nyomású 24 kamrát zár le. A 8B nyitószerkezetet körülvevő 2 60 térben fellépő hirtelen nyomásnövekedés 25 nyílásokon át hat a 23 membránra, azt lefelé hajlítja, és a 22 összekötőelem útján a 21 hasadótárcsát leszakítja. A 25 nyílásokon kiáramló hűtővíz a 21 65 hasadótárcsát eltávolítja.
3. Berendezés atomerőmüvek hermetikus burkolattal körülvett zárt terében üzemzavar esetén a nyomás csökkentésére, amely berendezésnek a zárt térrel kapcsolatban levő kondenzációs térben elhelyezett vízelosztó készüléke és a vízelosztó készülékbe az üzemzavar esetén a víztartályból gravitációs úton hűtővizet juttató szervei vannak, azzal jellemezve, hogy a zárt tér (2) felé nyitott legalább három víztartálya (3A, 3B, 3C) és a víztartályoknál (3A, 3B, 3C) mélyebben elhelyezett vízelosztó készülékekhez (6A, 6B, 6C) vezető csővezetékek (4A, 4B, 4C) mindegyikébe a zárt térben (2) bekövetkező nyomásnövekedésre segédenergia nélkül működésbe lépő mechanikus nyitószerkezet (8A, 8B, 8C) van beiktatva. 4. A 3. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a mechanikus nyitószerkezetnek (pl. 8A) elfordíthatóan ágyazott záróeleme (10) és a záróelemet (10) a csővezetékben (pl. 4A) levő hűtővíz nyomása ellenében záró alaphelyzetében tartó támasztóeleme (9) van, amely támasztóelem (9) a zárt térben (2) bekövetkező nyomásnövekedésre tartó helyzetéből kibillenően van ágyazva. 5. A 4. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a támasztóelem (9) egyik végén elfordíthatóan ágyazott, másik végén támasztófelülettel ellátott támasztólap, amely támasztólap egyik felülete a csővezeték (pl. 4A) vízelosztó készülékhez (pl, 6A) vezető részével, másik felülete pedig közvetlenül a zárt térrel (2) van kapcsolatban. 6. A 3. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a mechanikus nyitószerkezetnek (pl. 8B) a csővezetéket (pl. 4B) elzáró hasadótárcsája (21) és a hasadótárcsa (21) 3
176436 felületénél nagyobb felületű membrán (23) által lezárt állandó nyomású kamrája (24) van, ahol a hasadótárcsa (21) a membránhoz (23) mechanikus
összekötőelemmel (22) van csatlakoztatva, és a membrán (23) szabad felülete a zárt térrel (2) van kapcsolatban.
4 rajz, 4 ábra
A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 814152 - Zrínyi Nyomda. Budapest
4
8
176436 Nemzetközi osztályozás: G 21 C9/00,15/18
3A
1LI9
1
\ 0 ö' -c
7C 4B 7A 4C <1 7B ^ KU KK A A A[ K h UH;|A A A A A A "AAA K'0 - 6A 6B 0 0 . 6C 17
1. ábra
176436
Nemzetközi osztályozás: G 2 1 C 9/00,15/18
H\h
2, ábra
176436 Nemzetközi osztályozás: C 21 C9/00,15/18 kí2>
3 ábra
176436 Nemzetközi osztályozás: G 21 C 9/00,15/18
4B
21
25 22
8B
23 24
ábra
