DE1054605B - Schutzanordnung fuer Kernreaktoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzanordnung für Kernreaktoren, bei denen eine Anzahl von Kithilmittelläufen mit je einem unabhängigen Kreislaufsystem vorgesehen sind. Die Anordnung bezweckt, den Reaktor beim Ausfall des Kühlmittelumlaufs oder bei einem partiellen Ausfall derselben zu schützen.

Wenn man z. B. einen. Reaktor mit acht Kühlmittelläufen betrachtet, deren jeder mit einem eigenen Kompressor betrieben wird, so hat die Untersuchung gezeigt, daß der Ausfall nur eines Kreislaufs ausgeglichen werden kann, daß es indes beim Ausfall von zwei oder mehr Kreisläufen erforderlich ist, den Reaktor abzustellen.

Bisweilen ist es erforderlich, einen Kreislauf z. B. zu Ausbesserungszwecken außer Betrieb zu setzen. Es ist ersichtlich, daß unter solchen Umständen der Ausfall zweier weiterer Kreisläufe von den gemäß dem vorliegenden Beispiel noch in Betrieb befindlichen sieben Kreisläufen eine größere prozentuale Verminderung des Wirkungsgrades des Systems ver-Ursachen würde, so daß es unter solchen Umständen sicherer sein würde, den Reaktor schon auf Grund des Ausfalles eines einzigen Kreislaufs stillzusetzen.

Wenn der Reaktor kontinuierlich mit halber Kraft betrieben wird, so würden sich normalerweise nur vier Kreisläufe in Tätigkeit befinden. In diesem Falle würde es wiederum auf der Hand liegen, daß der Ausfall eines Kreislaufs dem Ausfall von zwei Kreisläufen bei Vollbetrieb entspräche; d. h., es würden 25% der gesamten Kreislaufleistung ausfallen, so daß der Reaktor also schon beim Ausfall nur eines Kreislaufs abgestellt werden müßte.

Der vornehmliche Zweck der Erfindung ist der, ein System zu schaffen, bei welchem die Bedingungen für ein automatisches Stillegen des Reaktors unter Berücksichtigung veränderlicher Umstände leicht vorherbestimmt und ausgewählt werden können.

Die Erfindung betrifft eine Schutzordnung für einen Reaktor der erwähnten Art mit einer normalerweise nicht im Gleichgewicht befindlichen elektrischen Brückenschaltung, ferner einer Einrichtung, um beim Ausfallen eines Kreislaufs den Widerstand eines ersten Zweiges der Brücke derart zu ändern, daß die Brücke dem Gleichgewicht nähergebracht wird, sowie einer Einrichtung zur Einstellung des Widerstandes eines zweiten Zweiges, um denjenigen Wert des Widerstandes des ersten Zweiges einzustellen, der erforderlich ist, um das Gleichgewicht -der Brücke herzustellen. Dabei ist die Anordnung erfindungsgemäß so getroffen, daß unter normalen Umständen der Brückenstrom derart durch die Betätigungsspulen von Relais fließt,, daß diese angezogen bleiben, während, wenn der Brückenstrom auf einen Wert verringert wird, der dem Ausfall einer bestimmten Anzahl der

Schutzanordnung für Kernreaktoren
Anmelder:

The British Thomson-Houston Co. Limited, London

Vertreter: Dr. M. Herzfeld, Patentanwalt,
Düsseldorf, Kreuzstr. 32

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 26. Novemfeep· 1956

Anthony Edward Thomas Nye₁
Clifton, Warwickshire (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Kreisläufe entspricht, die Relais abfallen, um das Stillsetzen des Reaktors zu bewirken.

In praktischer Ausführung der Erfindung wird der Widerstand im ersten Zweig der Brücke so ausgebildet, daß er eine Funktion der Anzahl der nicht in Betrieb befindlichen Kreisläufe ist. Er kann mit Hilfe von Kontakten, die mit jeder einzelnen Kreislaufanordnung verbunden sind, variiert werden. Diese Kontakte sind normalerweise offen und werden jeweils geschlossen, wenn die in dem entsprechenden Kreislauf fließende Kühlmittelmenge um einen bestimmten Betrag verringert wird, wie auch, wenn sich die Richtung des Kühlmittelflusses in der Leitung umkehrt.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfinidungsgegenstandes beispielsweise und schematisch veranschaulicht.

Fig. 1

gt die Anordnung der elektrischen BTÜckensehaltung;

Fig. 2 zeigt schematisch die Anordnung der auf die Durchflußmenge ansprechenden Einrichtungen.

Die Brückenschaltung wird, wie aus Fig. 1 ersichtlichi, aus einer äußeren Gleichstromquelle gespeist. Der Zweigl enthält eine Anzahl Widerstände r4, von denen jeder einer Kreislauf anordnung entspricht. In dem bezeichneten Beispiel sind acht solche Widerstände vorhanden, wobei das eine Ende jedes Widerstandes mit einer gemeinsamen Leitung verbunden ist, während die anderen Enden über besondere Relaiskontakte mit der positiven Zuleitung verbunden sind. Beliebige Widerstände können mit der positiven- Leitung dadurch verbunden werden, daß einer der betreffenden Relaiskontakte geschlossen wird, wobei die

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Claims (4)

Relaisspule des einen Kontakts auf die Durchflußmenge des Kühlmittels und die Relaisspule des anderen Kontakts auf die Richtung des Kühlmittelstroms anspricht Der Zweig 2 enthält zwei gleiche Widerstände r 3, S die an einem Ende miteinander verbunden sind. Ein Schalter 5Ί ist zwischen dem anderen Ende des einen Widerstandes und der negativen Leitung angeordnet, während das andere Ende des anderen Widerstandes unmittelbar mit der negativen Leitung verbunden ist. Eine Betätigung des Schalters vS"l ermöglicht es, den Widerstand des Zweiges zu ändern. Die Zweige 3 und 4 enthalten gleiche Widerstände rl und r2. Zwei polarisierte Relais CDRl und CDR2 sind, wie aus der Zeichnung hervorgeht, parallel zur Brücke geschaltet. Es ist ersichtlich, daß, wenn der Schalter 6" 1 geschlossen ist und sämtliche KontaktePiil bis PR8 und PSl bis PS8 geöffnet sind, die Brücke sich nicht im Gleichgewicht befindet. Die beiden polarisierten Relais CDRl und CDR2 erhalten dann einen Strom, der in der Richtung des Pfeiles A fließt. Unter diesen Umständen befindet sich der Reaktor in normalem Betrieb. Wenn ein Kreislaufsystem ausfällt, schließt sich das entsprechende Relais, und der ihm zugeordnete Widerstand wird alsdann in den ersten Zweig der Brücke eingeschaltet. Die Brücke bleibt indes außer Gleichgewicht, so daß keine weitere Wirkung eintritt. Wenn nun gleichzeitig oder nachfolgend ein zweiter Kreislauf ausfällt, so wird ein zweiter Widerstand parallel mit dem ersten geschaltet, und die Brücke kommt ins Gleichgewicht. Infolgedessen werden die Relais CDRl und CDR2 stromlos. Sie bewirken dementsprechend automatisch das Stillsetzen des Reaktors in bekannter Weise. Es ergibt sich, daß, wenn der Schalter 5Ί offen bleibt, die Brücke dann ins Gleichgewicht kommt, wenn nur einer der Kontakte geschlossen wird. In diesem Falle würde der Realitor also beim Ausfall nur eines Kreislaufs stillgesetzt werden. Es ist ersichtlich, daß diese Wirkungen eintreten, ob nun die auf die Durchflußmenge oder die auf die Flußrichtung ansprechenden Kontakte betätigt werden. Fig. 2 zeigt die Schaltung für die Relaisspulen, die zu den Kontakten gehören, die auf Druckdifferenz oder Durchflußmenge ansprechen. Differentialdrucksignale werden von Venturirohren in den Gasleitungen (im Falle eines gasförmigen Kühlmittels) erhalten und zu pneumatisch-elektrisch betätigten Übertragungsapparaten T geführt, deren Leistung in. Form einer Gleichstromspannung gegen Erde einer Seite der polarisierten Relais Pi? 1 bis PR8 zugeführt wird. Die andere Seite der Relais ist mit einer gemeinsamen, nicht geerdeten Leitung verbunden und infolgedessen in ihrem Potential nicht festgelegt. Wenn alle Druckdifferenzsignale gleich sind, so entsteht kein umlaufender Stromfluß. Die Relais sind alsdann stromlos. Eine Verringerung in der Druckdifferenz in einem beliebigen Gaskreislauf verursacht dagegen eine Verminderung der Spannung gegenüber Erde, die dem betreffenden polarisierten Relais zugeführt wird. Infolge des nunmehr nicht mehr im Gleichgewicht befindlichen Zustandes des Systems fließt ein umlaufender Strom in dem Stromkreis, der das entsprechende Relais erregt und die Kontakte gemäß Fig. 1 schließt. Es ist zu bemerken, daß die Kontaktspulen polarisiert sind, so daß sie nur in Tätigkeit treten, wenn ein Strom in der Richtung des Pfeiles A fließt. Es ist dabei weiter zu beachten, daß der umlaufende Stromfluß in dieser Richtung lediglich durch dasjenige Relais erfolgt, das mit dem ausgefallenen Kreislaufsystem verbunden ist. Es ist offensichtlich, daß der Ausfall von zwei Kreisläufen die Betätigung zweier Relais und den Schluß der entsprechenden Kontakte gemäß Fig. 1 verursacht. Der Stromfluß genügt ferner, um vier Relais gleichzeitig zu betätigen, falls vier Kreisläufe gleichzeitig ausfallen. Wenn zwei Sätze von. je vier Gaskreislaufsystemen vorhanden sind, deren jeder an eine verschiedene Gasquelle angeschlossen ist, erscheint es praktisch ausgeschlossen, daß mehr als vier Kreisläufe gleichzeitig ausfallen, wenn nicht infolge eines doppelten Speisungsdefektes alle acht ausfallen. Unter diesen Umständen ist indes eine besondere Einrichtung für die erforderliche Betätigung vorgesehen. Es ist zu bemerken, daß die polarisierten Relais PR1 bis PR 8 normalerweise in Ruhe sind und daher nicht zur Sicherung beitragen. Aus diesem Grande sind Druckschalter PS 1 bis PS8 angeordnet. Diese können über eine Ausflußplatte in den Leitungen oder vorzugsweise über den Wärmeaustauscher geschaltet sein und treten im Falle einer Umkehrung der Richtung des Gasstroms in Tätigkeit. Als Folge eines Ausfalls der Gaszufuhr findet eine Umkehr des Gasstroms erst nach dem Haltpunkt statt. Die dadurch verursachte Verzögerung kann einige Sekunden betragen. Für einen vorsätzlichen Betrieb mit weniger als- acht Gebläsen kann ein umgekehrter Gasfluß mit Hilfe von in den nicht in Betrieb befindlichen Leitungen angeordneten Ventilen verhindert werden. Wesentliche Vorteile der Erfirndung liegen darin, daß eine Brückenschaltung verwendet wird. Infolgedessen ist eine stabilisierte Gleichstromzuführung nicht erforderlich. Überdies brauchen die polarisierten Relais CDR1 und CDR 2 nicht als stromempfindliche Relais ausgebildet zu sein, da sie nur dazu dienen, zwischen einem Strom in der einen Richtung und einem anderen Zustand, z. B. dem Zustand der Stromlosigkeit, oder einem Strom in der entgegengesetzten Richtung zu unterscheiden. Außerdem kann der Betrieb der Anlage mit einer vom Maximum abweichenden Anzahl von Gebläsen durch Isolierung der polarisierten RelaisPPl bis PP 8 gegenüber den entsprechenden Übertragungsvorrichtungen für die nicht in Betrieb befindlichen Leitungen ermöglicht werden. Während gemäß der Zeichnung nur zwei Parallelwiderstände r 3 mit einem Schalter Sl vorgesehen sind, können natürlich noch weitere mit Schaltvorrichtungen verbundene Widerstände verwendet werden, um weitere Änderungen in der Empfindlichkeit der angestrebten Regelung zu ermöglichen. Patentansprüche:

1. Schutzanordnung für Kernreaktoren mit einer Anzahl von Kühlmittelläufen, deren jeder mit einem unabhängigen Kreislaufsystem versehen ist, ferner mit einer normalerweise nicht im Gleichgewicht befindlichen elektrischen Brückenschaltung, einer Einrichtung, um beim Ausfallen eines Kreislaufs den Widerstand eines ersten Zweiges der Brücke derart zu ändern, daß die Brücke dem Gleichgewicht nähergebracht wird, sowie einer Einrichitung zur Einstellung des Widerstandes eines zweiten Zweiges, um denjenigen Wert des Widerstandes des ersten Zweiges einzustellen, der erforderlich ist, um das Gleichgewicht der Brücke herzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Brückenstrom normalerweise derart durch die

Betätigungsspulen von Relais geführt wird, daß diese angezogen bleiben, während, wenn der Brückenstrom auf einen Wert verringert wird, der dem Ausfall einer bestimmten Anzahl der Kreislaufsysteme entspricht, die Relais abfallen, um das Stillsetzen des Reaktors zu bewirken.

2. Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zweig der Brückenschaltung mehrere Widerstände enthält, deren jeder einem, der Kreisläufe entspricht, wobei die Widerstände in den Stromkreis eingeschaltet werden, wenn der entsprechende Kreislauf ausfällt, wodurch der Brückenstrom verringert wird.

3. Schutzanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Widerstand in den Stromkreis des ersten Zweiges mittels eines Schalters eingeschaltet wird, welcher geschlossen· wird, wenn die Menge des in dem entsprechenden Kühlmittellauf fließenden Kühlmittels unter einen bestimmten Wert sinkt.

4. Schutzanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Widerstand in den Stromkreis des ersten Zweiges mittels eines Schalters eingeschaltet wird, der geschlossen wird, wenn sich die Richtung des Kühlmittelstroms in dem entsprechenden Kühlmittellauf umkehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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