202330. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hőenergia passzív átadására magreaktorból fogyasztóhálózatnak a reaktor-teljesítmény önműködő szabályozásával, önműködő vészleállítással és vészhűtési üzemmódra történő áttéréssel
5 HU 202 330 B 6 A találmány szerinti eljárás egy további kiviteli alakja szerint a reaktorkádat felülről egy megfelelő védőhatást kifejtő, vastag, oldalra eltolható fedél védi. Ebben a fedélben egy alulról nyitott, felülről zárt bemélyedés található. A reaktort az emelőművel ebbe a bemélyedésbe emelik és a fedéllel együtt egy nyitott szállítóedény fölé tolják, majd ebbe beleengedik. A tartóelemek és az emelőharang közti tartórácsot oldják, és az emelőharangot eltávolítják. A védőfedél ismételt eltolásával a szállítóedény fedelét, mely a védőfedél egy második bemélyedésében van a szállítóedény fölé tolják, arra ráhelyezik és rögzítik. Ezután a reaktormagot egységes egészként egy központi helyre szállítják, ahol a fűtőelemcseréhez, illetve az egyes fűtőelemek kezeléséhez szükséges berendezések rendelkezésre állnak. A találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló berendezés főbb részei a következők:- a primer kör, melynek üzemi nyomását a fölötte lévő kádvíz magassága határozza meg, s mely önműködően biztosítja a keringetést és a reaktor hűtését,- a primér kör öntisztulása az oldott neutronelnyelő anyaggal szennyezett kádvíz veszteséghővel történő desztillációja folytán,- a reaktorteljesítmény nyomáskicgyenlílő vízszintszabályozása neutronelnyelő kádvíz adagolás révén,- a kondenzátor és a vészhűtő közti összekötő cső, melyet normál üzemmódban gőzszifonként működve a víztükör lezár, gőztúltermcléskor azonban a neutronelnyelő kádvíz primér körhöz való hozzáfolyását lehetővé teszi,- a kádvizet a reaktormaghoz vezető cső, mely szifonként van kiképezve, és normál üzemmódban önműködően képződő gőzpáma által zárva marad,- villamos fűtés gőzleválasztással és szintszabályozással, mely induláskor a primér kör tisztulását biztosítja,- a széttolható reaktormag, mely szállítás szempontjából veszélytelen térszerkezetet képez,- a széttolható reaktormag felfüggesztése, mely mind gőztúl termeléskor, mind erős rázkódáskor a magot önműködően veszélytelen, szállításra alkalmas térszerkezetbe hozza,- a reaktor felvételére alkalmas lefelé nyitott bemélyedéssel ellátott reaktorkád fölötti eltolható védőfedél, mely a reaktor szállítóedény fölé való elmozdítására alkalmas. A találmányt az alábbiakban célszerű példaképpeni kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra való hivatkozással ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra egy vízzel telt kádban elhelyezett reaktor, a primér kör elemei, valamint a vészhűtőrendszer összekötőcsöveinek normál üzemmód melletti hosszmetszete, a 2. ábra a primér kör kondenzátorának, öntisztító köpenyáramának, valamint kádvíz hozzáfolyásos nyomáskiegyenlítő-vízszint teljesítményszabályozásának hosszmetszete, a 3. ábra a primér kör és köpenyáram közti indítási villamos fűtéssel ellátott hőcserélő hosszmetszete, a 4. ábra a reaktormag vázlatos hosszmetszete munkahelyzetben felfüggesztve, gőztúltcrmclés (vagy szállítás) miatti felemelt helyzetben, és rázkódás miatti kioldott lesüllyesztett helyzetben, az 5. ábra a munkahelyzetbeli reaktormag keresztmetszete, a 6. ábra a neutronelnyelő burkolattal körülvett támasztócsövek és köztük mozgó támasztórács keresztmetszete, a 7. ábra az üzemi helyzetben lévő reaktormag szerkezeti részletekkel feltüntetett hosszmetszete, a 8. ábra pedig az emelőművel, védőfedéllel és szállítóedénnyel ellátott reaktor hosszmetszete. Az 1. ábrán vázolt reaktorrendszer egy mély, bórtartalmú vízzel töltött 19 kádból áll, melynek fenekére le van eresztve az 1 reaktormag. A hűtővíz a 20 térből indul, átfolyik az 1 reaktormagon, és felemelkedik a 2 gyűrűs csatornában. Az emelkedő vízoszlop csökkenő nyomása miatt abból gőz válik ki. A 2 gyűrűs csatorna felső végén a vizet és gőzt szétválasztják. A gőz a 3 kondenzátorba kerül, ahol hasznos hőjét leadja. A vízhányad és a lefolyó kondenzátum a 4 kondenzedényben összegyűlik, ahonnan az 5 visszafolyócsövön keresztül az 1 reaktormag alatti 20 térbe folyik. A hűtővíz körfolyamatot a 2 gyűrűs csatornában lévő víz-gőzkeverék és az 5 visszafolyócsőben lévő víz fajsúlykülönbsége tartja fenn. A hűtő primerkör és a vizes 19 kád közti nyomást a 21 összekötő egyenlíti ki. A 2. ábrán látható módon a 2 gyűrűs csatorna és az 1 reaktormag külső burkolata kettősfalú, és kívülről szigetelt. A kettős fal közti 9 tér lefelé, a 19 kád felé nyitott. A 2 gyűrűs csatornából a közbülső 9 téren át a 22 hőcserélőben leadott hő fejleszti a gőzt. Az itt képződött gőz a 21 összekötőn át a 3 kondenzátorba kerül. Amennyiben a primer körben túl sok víz van, úgy ez a 4 kondenzedény túlfolyóján kifolyik. A túlfolyó víz a primer kört a 21 összekötőn át elhagyja. A túlfolyó víz bértartalma megfelel a primer kör közepes koncentrációjának. Mivel a bórmentes gőz részben a 19 kádban lévő vízből képződik, a túlfolyás ezzel szemben bórtartalmú, a primer kör állandóan tisztul, azaz bértartalma csökken. Ez a reakció, és a reaktortcljesítmény fokozását eredményezi, míg magas hőmérsékletnél az 1 reaktormag a negatív neutronelnyelő hőmérsékleti tényező által a teljesítményt stabilizálja. Mivel a gőzképződés állandó, a reaktorteljesítmény állandóan nő, míg a képződött gőzmenynyiség a kondenzátorból már nem vezethető el. A többletgőz a 21 összekötőn át az alatta lévő 23 harang vízszintjét visszanyomja, míg a 6 úszó süllyedni kezd és a 7 szelepen és a 8 összekötőcsövön át a bórtartalmú víz útját a reaktor alatti 20 térben szabaddá teszi. A bértartalom növekedése csökkenti a reakciót, és ezáltal a reaktorteljesítményt. Állandósult esetben a 19 kádból a primer körbe bekerülő gőz és víz egyensúlyt tart. Teljesítményigény változáskor változik a 3 kondenzátorban lecsapódó gőz mennyisége. Ilyen esetben az egyensúly vagy a gőzmennyiség, vagy a vízmennyiség javára tolódik el, míg a kívánt teljesítmény beáll. A primer kör 2 gyűrűs csatornájában felszálló forróvíz és a 2 gyűrűs csatorna dupla 9 terében lévő köpenyáramlás közti 22 hőcserélő részleteit a 3. ábra szemlélteti. A reaktormagban felhevített víz a 22 hőcserélő 11 csöveibe jut, onnan a villamos 10 fűtőtestbe kerül, annak rúdjai között felszáll, majd ismét a 22 hőcserélő 11 csövein át a 2 gyűrűs csatornába kerül. A villamos 10 fűtőtest feladata a primerkör indításakor azt melegítve a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
