DE1215824B

DE1215824B - Coolant supply in a pressurized water reactor

Info

Publication number: DE1215824B
Application number: DED45687A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wolfgang Junkermann
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1964-10-22
Filing date: 1964-10-22
Publication date: 1966-05-05
Also published as: GB1104828A

Description

Kühlmittelführung in einem Druckwasserreaktor Die Erfindung bezieht sich auf die Kühlmittelführung in einem Druckwasserreaktor integrierter Bauweise mit kugelförmigem Druckbehälter, wobei ein der Abschirmung dienender Ringraum zwischen dem Reaktorkern und den Dampferzeugern sowie an das Druckgefäß angesetzte Umwälzpumpen vorhanden sind.Coolant conduction in a pressurized water reactor The invention relates on the coolant flow in a pressurized water reactor of an integrated design with a spherical pressure vessel, with an annular space serving for shielding between the reactor core and the steam generators as well as the circulation pumps attached to the pressure vessel available.

Auf Grund des relativ hohen Kühlmitteldurchsatzes, den ein Druckwasserreaktor wegen der verhältnismäßig niedrigen Aufheizspanne haben muß, ist bei der Kühlmittelführung ein möglichst kleiner Druckverlust zu erstreben. Außerdem ist die Größe und Anzahl der Umwälzpumpen, die auf den Druckbehälter aufgesetzt werden können, beschränkt. Da im Hinblick auf die Zugänglichkeit die Umwälzpumpen oberhalb des Wasserspiegels angeordnet sind und andererseits aber das kalte Kühlmittel im unteren Teil des Druckbehälters den Dampferzeuger verläßt, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Problem der Kühlmittelführung in geeigneter Weise vom Dampferzeugeraustritt zu den Umwälzpumpen und von hier zum Reaktorkern zu lösen.Due to the relatively high coolant throughput that a pressurized water reactor must have because of the relatively low heating-up time, is in the coolant flow to strive for the smallest possible pressure loss. Also is the size and number the circulation pumps that can be placed on the pressure vessel, limited. Because in terms of accessibility, the circulation pumps are above the water level are arranged and on the other hand the cold coolant in the lower part of the pressure vessel leaves the steam generator, the object of the invention is to solve the problem the coolant routing in a suitable manner from the steam generator outlet to the circulating pumps and from here to solve the reactor core.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Kühlmittel nach Verlassen des Dampferzeugers an der Druckbehälterinnenwand zwischen derselben und dem Dampferzeuger zu den Umwälzpumpen zu leiten und in benachbarten Abschnitten auf die gleiche Weise zum Reaktorkern zurückzuführen. Hierbei treten jedoch bei hohem Kühlmitteldurchsatz sehr große Druckverluste auf, wenn der Zwischenraum in wirtschaftlich vertretbaren Grenzen gehalten wird, um den Druckbehälter nicht unwirtschaftlich zu vergrößern. Weiterhin wurde bereits ein Druckwasserreaktor von integrierter Bauweise mit einem kugelförmigen Druckbehälter vorgeschlagen, wobei ein der Abschirmung dienender Ringraum zwischen dem Reaktorkern und den Dampferzeugern sowie an das Druckgefäß angesetzte Umwälzpumpen vorhanden sind.It has already been proposed to leave the coolant after of the steam generator on the inner wall of the pressure vessel between the same and the steam generator to the circulation pumps and in adjacent sections in the same way to be returned to the reactor core. However, this occurs when the coolant throughput is high very large pressure losses if the space is economically feasible Limits is kept in order not to enlarge the pressure vessel uneconomically. Furthermore, a pressurized water reactor of integrated design with a proposed spherical pressure vessel, with an annular space serving for shielding between the reactor core and the steam generators and attached to the pressure vessel Circulation pumps are available.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß der Ringraum in Sektoren aufgeteilt ist und daß das Kühlmittel in einem Teil der Sektoren aufwärts zu den Umwälzpumpen und in den benachbarten Sektoren abwärts zum Reaktorkern strömt. Auf diese Weise wird der zur Verfügung stehende Raum zwischen Reaktorkern und Dampferzeuger sinnvoll genutzt und das Bauvolumen der Dampferzeuger nicht auf Kosten der Kühlmittelführung verringert.The solution to the problem is that according to the invention the annulus is divided into sectors and that the coolant is in part of the Sectors upwards to the circulation pumps and in the neighboring sectors downwards to the Reactor core flows. This way the available space between Reactor core and steam generator used sensibly and the construction volume of the steam generator not reduced at the expense of the coolant supply.

Bei einem integrierten Druckwasserreaktor großer Leistung bekannter Bauweise sind die Dampferzeuger um den Reaktorkern angeordnet und weisen einen relativ großen Eins.trömquerschnitt auf.Better known for an integrated high capacity pressurized water reactor Design, the steam generator are arranged around the reactor core and have a relative large single flow cross-section.

Durch sämtliche Dampferzeuger soll die gleiche Menge Kühlmittel gefördert -werden. Daher sind bei großen Anlagen wenigstens sechs Umwälzpumpen vorgesehen, die an der Peripherie des Behälters angeordnet sind, um eine möglichst gleichmäßige Durchströmung der Dampferzeuger zu erzielen.The same amount of coolant should be pumped through all steam generators -will. For this reason, at least six circulation pumps are provided for large systems, which are arranged on the periphery of the container in order to be as uniform as possible To achieve flow through the steam generator.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im oberen Abschnitt des Druckbehälters unterhalb des Deckels in Höhe der Umwälzpumpen ein Ringkanal, dessen eine Begrenzung die Behälterinnenwand selbst bildet, angeordnet. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die gleichmäßige Durchströmung der Dampferzeuger von der Anzahl der vorgesehenen bzw. in Betrieb befindlichen Pumpen unabhängig ist. Hierin ist ein Fortschritt in der Entwicklung zu wirtschaftlichen Kernenergieanlagen zu sehen.In a further embodiment of the invention is in the upper portion of the Pressure vessel below the cover at the level of the circulation pumps an annular channel, whose a boundary forms the inner wall of the container itself, arranged. This brings the The advantage is that the even flow through the steam generator on the number is independent of the intended or operating pumps. In here is to see progress in the development of economic nuclear power plants.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 eine Ansicht ini senkrechten Schnitt durch einen integrierten Druckwasserreaktor gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen horizontalen Schnitt gemäß der Linie IJ entsprechend der F i g. 1. An embodiment of the invention is shown in the drawing, namely FIG. 1 is a view in vertical section through an integrated pressurized water reactor according to the invention, FIG. 2 shows a horizontal section along the line IJ corresponding to FIG. 1.

Wie in F i g. 1 dargestellt, besteht der Reaktor aus dem Druckbehälter 1, der kugelförmig ausgeführt ist und zentral den Reaktorkern 2 mit den diesen umgebenden Dampferzeugern 3 aufnimmt. Der Druckbehälter 1 ist mit einem Deckel 4 verschlossen, durch welchen die Beschickung des Reaktors sowie der Einbau der Dampferzeuger 3 und der Abschirmelemente 8 a erfolgen. Die erforderlichen Regelstäbe 5 werden durch den Deckel 4 geführt. Die bei den bisher bekannten Reaktoren verwendeten Abschirrnblöcke innerhalb des- Ringraumes 6 zwischen dem Reaktorkern 2 und dem Dampferzeuger 3 sind zur Führung des Kühlmittels auf- und abwärts zu den Umwälzpumpen 7 in diesem Ringraum 6 verwendet, und zwar derart, daß gemäß der Ürfindung der Ringraum 6 in Sektoren 8 aufgeteilt ist, wobei abwechselnd das Kühlmittel in einer Sek- tion aufwärts zu den Umwälzpumpen 7 und in dem benachbarten Sektor abwärts zum Reaktorkern 2 strömt. Innerhalb des Ringraumes 6 sind zwecks Erzielung einer einwandfreien Abschirmung Ringbleche 10 eingebaut.As in Fig. 1 , the reactor consists of the pressure vessel 1, which is spherical and centrally accommodates the reactor core 2 with the steam generators 3 surrounding it. The pressure vessel 1 is sealed with a lid 4, take place by which the charging of the reactor as well as the installation of the steam generator 3 and the shielding members 8 a. The required control rods 5 are passed through the cover 4. The cut-off blocks used in the previously known reactors within the annular space 6 between the reactor core 2 and the steam generator 3 are used to guide the coolant up and down to the circulating pumps 7 in this annular space 6 , in such a way that, according to the invention, the annular space 6 is divided into sectors 8 , with the coolant flowing alternately in one section upwards to the circulating pumps 7 and in the adjacent sector downwards to the reactor core 2. Annular sheets 10 are installed within the annular space 6 in order to achieve proper shielding.

- -In der Höhe--der Umwälzpumpen27 -ist -ein-Ring#, kanal 9 angeordnet, dessen eine Begrenzung die Behälterinnenwand selbst bildet. Dieser Ringkanal 9 steht mit dem Ansaug- bzw. Dru'ckrau'm der Umwälzpumpen in Verbindung ünd.-ist, lediglich -durch zylindrische Druckstutzen 11 der Umwälzpumpen 7 durchbrochen.-An-diesem--Ringkanal..9-. können- be.-liebig viele Verbindungsleitungen zu den - Sektoren 8 angeschlossen werden, so daß die #gleichmäßige Durchströmung der Dampferzeuger von der Anzahl der Pumpen unabhängig ist. - -In the height - of the circulating pumps27 -is -a-ring #, channel 9 is arranged, one of which is the inner wall of the container itself. This annular channel 9 is in connection with the suction or pressure area of the circulating pumps and is only pierced by cylindrical pressure connections 11 of the circulating pumps 7 . can-be. Liebig many connection lines to the - to be connected sectors 8, so that the # uniform flow through the steam generator is independent of the number of the pumps.

Die SelMren 8 bestehen.aus Kästen in"Form von Kreisringabschnitien, welche an Rohre 12 angeflanscht sind, die zu - dem Ri gkgna1.9 bzw, zu den Pumpenstutzen 11 führen, wobei. in die dreiecksförmigen Zwischenräume -Abschirmblöcke 8 a eingesetzt sind. Die Kästen sitzen am unteren Ende auf einem Ringkranz 13 mit öffnungen 14 und 15, die entweder deiiDurchtritt- des-Kühlmittels -vom Dampferzeuger 3 oder zum Reaktorkern 2 freigeben. Das Rückschlagventil 16 verhindert die Rückströmung des'Kühlmittels bei Ausfall oder Nichtbenutzung einer Pumpe.The SelMren 8 consist.of boxes in the form of circular ring sections, which are flanged to tubes 12, which lead to - the Ri gkgna1.9 or to the pump nozzle 11 , with - shielding blocks 8 a are inserted into the triangular spaces Boxes sit at the lower end on an annular ring 13 with openings 14 and 15 which either allow the coolant to pass through from the steam generator 3 or to the reactor core 2. The check valve 16 prevents the coolant from flowing back if a pump fails or is not used.

Im Betrieb strömt das Kühlmittel -aufwärts durch den Reaktorkern 2 zu Aden Dampferzeugern 3 und gelangt durch die öffnungen 14 im Ringkranz 13 zu denjenigen Sektoren 8, welche das Kühlmittel aufwärts zu dem Ringkanal 9 führen. Das Kühlmittel wird von den Umwälzpumpen aus dem Ringkanal 9 angesaugt und durch die Druckstutzen 11 sowie Rohre 12 zu denjenigen Sektoren 8 gedrückt, in dbnen das Kühlmittel abwärts durch die öffnungen 15 ün Ringkranz 13 zum Reaktorkerneintritt strömt.During operation, the coolant flows upwards through the reactor core 2 to the steam generators 3 and passes through the openings 14 in the annular ring 13 to those sectors 8 which lead the coolant upwards to the annular channel 9 . The coolant is sucked in from the ring channel 9 by the circulating pumps and pressed through the pressure ports 11 and pipes 12 to those sectors 8 in which the coolant flows downward through the openings 15 via the annular ring 13 to the reactor core inlet.

Claims

Patent claims: P, 1.- coolant flow in a pressurized water reactor of integrated design with a spherical pressure tank, with an annular space serving for shielding between the reactor core and the steam generators as well as circulation pumps attached to the pressure vessel, d a - characterized in that the annular space (6) is divided into sectors (8) and that the-.K . Kühlmittel - flows in one-Uff of the sectors (8) up to the circulation pumps (7) and in the adjacent sectors down to the reactor (2).

2. Coolant guide according to claim 1, characterized in that, in the upper section of the pressure vessel (1) below the cover (4) at the level of the circulating pump. (7-) an annular channel (9) on the inside of the pressure vessel . TIW and is arranged. 3. Coolant duct according to one or more of the preceding claims, characterized in that the annular channel (9), one of the delimitation of which is the inner wall of the container itself, is connected to the suction or pressure chamber of the circulating pumps and is only connected through the pressure nozzle of the circulating pumps (7) is broken. 4. Coolant guide according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sectors (8) consist of boxes in the form of circular ring sections, which are flanged to tubes (12), die7 to the annular channel (6) or to the pump nozzle ( 11) lead. 5. Coolant guide according to one or more of the preceding claims, characterized in that the boxes at the lower end on an annular ring (13) with openings (14 and 15) sit, which-either the passage of the coolant from the steam generator (3) or to the reactor core (2) release.