DE3115344C2

DE3115344C2 -

Info

Publication number: DE3115344C2
Application number: DE19813115344
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 8521 Uttenreuth De Frei
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-04-15
Filing date: 1981-04-15
Publication date: 1992-05-27
Also published as: DE3115344A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Notkühlung eines Dampferzeugers einer Druckwasserreaktor-Anlage im Falle eines Lecks an einem Dampferzeugerrohr, wobei zur Kühlung der Primärseite und des Sekundärmediums, dessen Fluß als Frisch dampf in einer Dampfleitung zu einer nachgeschalteten Turbine betriebsmäßig unterbrochen wird, Kühlwasser aus einem Deionat behälter verwendet wird, welches in den Sekundärraum des Dampferzeugers über eine Notkühlleitung mit Pumpe eingespeist wird.

Ein solches Verfahren ist durch die DE-OS 25 54 180 bekannt. Dabei wird das Kühlwasser aus dem Deionatbehälter der Sekundär seite eines Dampfumformers zugeführt, dessen Primärseite von dem zu kühlenden Sekundärmedium des Dampferzeugers durchströmt wird. Zum Abbau von eventuellen Überdrücken auf der Sekundär seite des Dampfumformers ist dieser über ein Sicherheitsventil an eine Abblaseleitung angeschlossen, wogegen die Frischdampf leitung des Dampferzeugers, wenn ein Dampferzeugerleck auftritt, durch ein Absperrventil von der nachgeschalteten Dampfturbine getrennt wird, wobei dieses Absperrventil einem Abblaseventil vorgeschaltet ist. Ein Abblasen von Frischdampf ist somit für den Fall eines Dampferzeugerlecks nicht vorgesehen. Dies soll indessen beim Verfahren nach der Erfindung ermöglicht sein. Dem liegen die folgenden Überlegungen zugrunde:
Druckwasserreaktor-Anlagen sind in der Regel mit drei oder vier Dampferzeugern ausgestattet. Tritt in einem dieser Dampf erzeuger ein Heizrohrleck auf, dann strömt Kühlmittel aus dem Primärraum in den Sekundärraum über. Im weiteren Verlauf muß die Dampfleitung vom Sekundärraum des Dampferzeugers zur Turbine verschlossen werden, um das Ausströmen von kontami niertem Dampf zu verhindern. Die Anlage wird in der Folge über die intakten Dampferzeuger abgekühlt. Im Fall, daß die Hauptkühlmittelpumpen ausgefallen sind (z. B. im Notstrom fall), wird der defekte Dampferzeuger nicht mehr durchströmt. Beim Absenken des Kühlmitteldrucks entsteht daher eine Dampf blase auf der Primärseite dieses Dampferzeugers, die eine weitere Druckabsenkung verhindert. Um eine Druckabsenkung zu erreichen, ist zunächst eine Abkühlung des Sekundärraums des defekten Dampferzeugers vorzunehmen. Die dadurch folgende Abkühlung des Primärraums bewirkt, daß die Dampfblase konden siert. Die Abkühlung muß so gesteuert werden, daß der Druck gradient am Heizrohrleck minimal ist und nur wenig kontami niertes Wasser in den Sekundärkreis sowie wenig unboriertes Wasser in den Primärkreis gelangen kann. Wenn die Dampfblase beseitigt ist, muß der Dampferzeuger weiter gekühlt werden, damit die Wärmeenergie des Primärkreislaufes abgeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Notkühlung eines Dampferzeugers einer Druckwasserreaktor-Anla ge der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß im Falle eines Lecks an einem Dampferzeugerrohr die Temperatur und daraus folgend auch der Druck im abgeschlossenen Sekundärraum des defekten Dampferzeugers reduziert und bei einem zur Druck- und Temperaturverminderung im Sekundärraum des Dampferzeugers notwendig werdenden Abblasen des Sekundärmediums möglichst umweltschonend verfahren werden kann.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale dadurch gelöst,

a) daß das deionisierte Kühlwasser in einem geregelten Fluß an der höchstmöglichen Stelle in den Sekundärraum des Dampferzeugers eingesprüht und die eingesprühte Wassermenge im Sekundärraum gespeichert wird,
b) daß durch den eingesprühten Wasserschleier radioaktives Jod aus dem Dampf/Gas-Volumen des Sekundärraumes ausgewaschen wird
c) und daß nach der erfolgten Jod-Auswaschung bei notwendiger Druck-und Temperaturverminderung Dampf aus dem Sekundärraum abgeblasen wird.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß einerseits eine effektive, geregelte Kühlung des Sekundärmediums im Dampferzeuger durch den einge sprühten Wasserschleier, andererseits eine Auswaschung von radioaktivem Jod aus dem Gasraum des Sekundärraums ermöglicht ist, so daß anschließend zur Druck- und Temperaturverminderung Dampf in die Atmosphäre in notwendigem und begrenztem Umfang abgeblasen werden kann. Die einzusprühende Wassermenge kann dabei so geregelt werden, daß die Gasblase im Primärraum bei minimalem Druckgradienten am Heizrohrleck kondensiert. Wenn später das eingesprühte Wasser den Sekundärraum des Dampferzeu gers fast vollständig füllt, reicht die gespeicherte, relativ kalte Wassermenge aus, bei verschlossenem Sekundärraum den heißen Primärraum zu kühlen.

Zur Ausübung des geschilderten Verfahrens nach der Erfindung umfaßt diese auch eine vorteilhafte Einrichtung gemäß Anspruch 2, welche dadurch gekennzeichnet ist,

- daß eine im Sekundärraum des Dampferzeugers angeordnete Sprüh einrichtung über eine Abzweigleitung mit Absperrventil an eine Notspeiseleitung und diese über ein Notspeiseregel ventil an eine Notspeisepumpe angeschlossen ist, welch letztere das Kühlwasser aus einem Deionat-Behälter fördert,
- daß in der Notspeiseleitung mit dem Notspeiseregelventil ein Drosselventil in Reihe geschaltet ist, über das die Notspeiseleitung in den Sekundärraum des Dampferzeugers mündet,
- und daß im Notfallbetrieb das Drosselventil teilweise oder ganz schließbar ist und das Absperrventil zum Betrieb der Sprüheinrichtung geöffnet werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Notkühlung eines Dampferzeugers einer Druckwasserreaktoranlage im Falle eines Lecks an einem Dampferzeugerrohr, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 3 umschrieben und durch die schon genannte DE-OS 25 54 180 bekannt ist, wobei zusätzlich davon ausgegangen wird, daß von der Frischdampfleitung des Dampf erzeugers abgezweigtes Sekundärmedium einem Dampfumformer zugeführt wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist dieses Verfahren nach der Erfindung gemäß Kennzeichen des Anspruchs 3 dadurch gekenn zeichnet,

a) daß in einem geregelten Fluß das deionisierte Kühlwasser in den als Einspritzkondensator ausgebildeten Dampfumformer eingesprüht wird,
b) daß sich in dem Einspritzkondensator das aus der Frisch dampfleitung abgezweigte Sekundärmedium und das deionisier te Kühlwasser mischen,
c) daß durch den eingesprühten Wasserschleier radioaktives Jod aus dem Dampf/Gas-Volumen des Einspritzkondensators ausge waschen wird,
d) daß das aus dem Sekundärmedium und dem deionisierten Kühl wasser gebildete Mischkondensat in den Sekundärraum des Dampferzeugers eingespeist wird
e) und daß nach der erfolgten Jod-Auswaschung bei notwendiger Druck- und Temperaturverminderung Dampf aus dem Sekundär raum des Dampferzeugers abgeblasen wird.

Durch dieses Verfahren nach der Erfindung sind sinngemäß die gleichen Vorteile erreichbar wie durch dasjenige nach Anspruch 1.

Zur Ausübung dieses Verfahrens nach dem nebengeordneten Patentanspruch 3 ist Gegenstand der Erfindung auch eine vorteilhafte Einrichtung, die gemäß Anspruch 4 dadurch gekenn zeichnet ist,

- daß der Einspritzkondensator eingangsseitig über eine Verzweigung an die Frischdampfleitung und ausgangsseitig über eine Kondensatorücklaufleitung an den Sekundär raum des Dampferzeugers angeschlossen ist
- und daß eine mit einem Absperrventil versehene Leitung von einer Notkühlleitung zur Eingangsseite des Einspritz kondensator führt,
- wobei die Notkühlleitung über ein Notspeiseregelventil an eine das Notkühlwasser aus einem Deionat-Behälter för dernde Notspeisepumpe angeschlossen ist und über ein in Reihe zum Notspeiseregelventil liegendes Drosselventil in den Sekundärraum des Dampferzeugers mündet.

Zwei Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung schematisch-vereinfacht darge stellt und werden im folgenden näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt als Ausschnitt einer Druckwasserreaktor-Anlage den Dampferzeuger, der ein Leck 1 im Heizrohr 2 aufweist. Bei verschlossener Dampfleitung 3 zur Turbine wird die Sprüheinrichtung 4 im Sekundärraum 5 des Dampferzeugers aus der Notspeiseleitung 6 mittels der Notspeisepumpe 7 versorgt. Von der Notspeiseleitung zweigt eine Leitung 8 zur Sprüheinrichtung 4 ab. Ein Absperrventil 9 in dieser Leitung wird nur im Notfall geöffnet, und gleichzeitig wird die Notspeiseleitung mit einem Drosselventil 10 teilweise oder ganz geschlossen, so daß die eingesprühte Wassermenge verändert werden kann. Eine genaue Mengenregelung erfolgt über das Notspeiseregelventil 11. Die eingesprühte Wasser menge wird nach dem Auswaschen von Jod im Sekundärraum 5 gespeichert und dient der Kühlung des heißen Primärraumes 12.

Fig. 2 zeigt eine Anlage, in der das kalte, deionisierte Wasser aus der Notspeiseleitung 13 über eine mit einem Absperrventil 14 versehene Leitung 15 nicht direkt in den Sekundärraum 16 des Dampferzeugers, sondern in einen Ein spritzkondensator 17 eingesprüht wird. Dem Einspritzkon densator 17 wird Dampf über eine Verzweigung 18 der Dampf leitung 19 aus dem Sekundärraum 16 zugeführt. Ein Auswa schen von Jod erfolgt im Einspritzkondensator 17. Das ent stehende Kondensat wird über den Kondensatrücklauf 20 in den Sekundärraum 16 geleitet. Dort dient es entsprechend wie das im zuerst genannten Verfahren direkt eingesprühte Wasser der Kühlung des heißen Primärraumes 21.

Wenn der Einspritzkondensator 17 einen kreisförmigen Quer schnitt aufweist, wird der Dampf über die Verzweigung 18 der Dampfleitung 19 zweckmäßig tangential in den Konden sator 17 eingeleitet. Dadurch wird infolge der Rotation des Dampfes eventuell vorhandene Feuchte ausgeschleudert und damit auch die an die Feuchte gebundenen Jodatome, was die Jodauswaschung durch das eingesprühte kalte, de ionisierte Wasser unterstützt.

Claims

1. Verfahren zur Notkühlung eines Dampferzeugers einer Druck wasserreaktor-Anlage im Falle eines Lecks an einem Dampferzeu gerrohr, wobei zur Kühlung der Primärseite und des Sekundär mediums, dessen Fluß als Frischdampf in einer Dampfleitung zu einer nachgeschalteten Turbine betriebsmäßig unterbrochen wird, Kühlwasser aus einem Deionatbehälter verwendet wird, welches in den Sekundärraum (5) des Dampferzeugers über eine Notkühllei tung (6) mit Pumpe (7) eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das deionisierte Kühlwasser in einem geregelten Fluß an der höchstmöglichen Stelle in den Sekundärraum (5) des Dampferzeugers eingesprüht und die eingesprühte Wassermenge im Sekundärraum (5) gespeichert wird,
b) daß durch den eingesprühten Wasserschleier radioaktives Jod aus dem Dampf/Gas-Volumen des Sekundärraumes (5) ausgewaschen wird
c) und daß nach der erfolgten Jod-Auswaschung bei notwendiger Druck-und Temperaturverminderung Dampf aus dem Sekundärraum (5) abgeblasen wird.

2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß eine im Sekundärraum (5) des Dampferzeugers angeordnete Sprüheinrichtung (4) über eine Abzweigleitung (8) mit Absperr ventil (9) an eine Notspeiseleitung (6) und diese über ein Notspeiseregelventil (11) an eine Notspeisepumpe (7) ange schlossen ist, welch letztere das Kühlwasser aus einem Deionat-Behälter fördert,
- daß in der Notspeiseleitung (6) mit dem Notspeiseregelventil (11) ein Drosselventil (10) in Reihe geschaltet ist, über das die Notspeiseleitung (6) in den Sekundärraum (5) des Dampferzeugers mündet,
- und daß im Notfallbetrieb das Drosselventil (10) teilweise oder ganz schließbar ist und das Absperrventil (9) zum Betrieb der Sprüheinrichtung (4) geöffnet werden kann.

3. Verfahren zur Notkühlung eines Dampferzeugers einer Druck wasserreaktor-Anlage im Falle eines Lecks an einem Dampferzeuger rohr, wobei zur Kühlung der Primärseite und des Sekundärmediums, dessen Fluß als Frischdampf in einer Dampfleitung (19) zu einer nachgeschalteten Turbine betriebsmäßig unterbrochen wird, Kühlwasser aus einem Deionat-Behälter verwendet wird, welches in den Sekundärraum (16) des Dampferzeugers über eine Notkühl leitung (13) mit Pumpe (7) eingespeist wird, und wobei von der Dampfleitung (19) Sekundärmedium abgezweigt und einem Dampf umformer (17) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,

a) daß in einen geregelten Fluß das deionisierte Kühlwasser in den als Einspritzkondensator ausgebildeten Dampfumformer (17) eingesprüht wird,
b) daß sich in dem Einspritzkondensator das aus der Frischdampf leitung abgezweigte Sekundärmedium und das deionisierte Kühlwasser mischen,
c) daß durch den eingesprühten Wasserschleier radioaktives Jod aus dem Dampf/Gas-Volumen des Einspritzkondensators ausge waschen wird,
d) daß das aus dem Sekundärmedium und dem deionisierten Kühl wasser gebildete Mischkondensat in den Sekundärraum (16) des Dampferzeugers eingespeist wird
e) und daß nach der erfolgten Jod-Auswaschung bei notwendiger Druck- und Temperaturverminderung Dampf aus dem Sekundärraum (16) des Dampferzeugers abgeblasen wird.

4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Einspritzkondensator (17) eingangsseitig über eine Ver zweigung (18) an die Frischdampfleitung (19) und ausgangssei tig über eine Kondensatorücklaufleitung (20) an den Sekundär raum (16) des Dampferzeugers angeschlossen ist
- und daß eine mit einem Absperrventil (14) versehene Leitung (15) von einer Notkühlleitung (13) zur Eingangsseite des Einspritz kondensator (17) führt,
- wobei die Notkühlleitung (13) über ein Notspeiseregelventil (11) an eine das Notkühlwasser aus einem Deionat-Behälter för dernde Notspeisepumpe (7) angeschlossen ist und über ein in Reihe zum Notspeiseregelventil (11) liegendes Drosselventil (10) in den Sekundärraum des Dampferzeugers mündet.