168245. lajstromszámú szabadalom • Hőkapcsolási elrendezés atomerőművek csökkentett teljesítményű üzemmódra történő átállítására

5 168245 6 A gőzfejlesztőberendezés hőátadó felülete szektorokra van osztva. Ezeket a szektorokat a hűtőközeg kilépő oldalán elrendezett 11. 10 és 12 szabályozóberendezések segítségével ki lehet iktatni, ezáltal a 9 gőzfejlesztőberendezés hőátadófelületeit 5 csökkenthetjük és így a hűtőközeget a 9 gőzfejlesztőberendezésből elvezethetjük azon a ponton, ahol a hűtőközeg hőmérséklete megfelel az atomerőmű előre meghatározott villamos terhelésének. A nagy hőmérséklet előállítására alkalmas 5 10 magreaktorként olyan magreaktor jöhet számításba, melynek hűtőanyagát nátrium, tüzelőanyagát pedig az oxigénnel vegyülő anyagok alkotják. Lehet gázvagy gőzhűtéses, nagy hőmérsékleten üzemelő magreaktort is alkalmazni. Az alacsony hőmérsékleten lí üzemelő 8 fűtőreaktorként főképpen olyan gyors (neutron) reaktor jöhet számításba, melyben a fűtőanyag fém- vagy monokarbid-kötésű tüzelőanyag. Mód van arra is, hogy olyan termikus reaktort alkalmazzunk, amelyben a fűtőkörben 20 tóriumot használunk fűtőanyagként. 2. ábrán a találmány szerinti megoldásnak megfelelő hőkapcsolási elrendezés további kiviteli példáját látjuk. Ez az 1. ábrán ábrázolt elrendezéstől 25 abban különbözik, hogy a nagy hőmérsékletű tartomány 1 hűtőkörében a 7 túlhevítővel sorba van kötve egy járulékos, rekuperációs 23 hőkicserélő és egy 24 hőfokszabályozó, mégpedig úgy, hogy a rekuperációs 23 hőkicserélő az 1 hűtőkörbe 30 a fűtési oldalon van bekapcsolva, míg a hűtési oldalon a rekuperációs hőkicserélő az alacsony hőmérsékletű 2 hűtőkörbe a 8 fűtőreaktor kimenete és a 9 gőzfejlesztő bemenete közé van kapcsolva. 35 A 3. ábra szerinti hőkapcsolási elrendezés kiviteli példája a 2. ábrából megismert elrendezéstől abban különbözik, hogy a rekuperációs 23 hőkicserélő hűtésoldali kimenete és a nagy hőmérsékleten üzemelő 5 magreaktor bemeneti oldala közé a 9 gőz- 40 fejlesztőberendezésnek egy 25 segédszakasza van bekapcsolva a 26, 27, 28 hőfokszabályozókkal együtt. A 9 gőzfejlesztőberendezés 25 segédszakasza olyan járulékos hőátadófelületet alkot, melyen 45 keresztül a hő a nagy hőmérsékleten üzemelő 5 magreaktorból a felhevítendő gőzhöz jut el, s ez a hőátadófelület a 9 gőzfejlesztőberendezésben úgy van kiképezve, hogy a nagy hőmérsékleten üzemelő 5 magreaktor hűtőközege a főáramlási kör irányát 50 követve, azzal párhuzamosan a 2 hűtőkörbe áramlik és hőfoka az áramlási körfolyam mindenegyes szakaszán megegyezik a fővezetékben áramló hűtőközeg hőmérsékletével. A 26, 27, 28 hőfokszabályozó úgy van kiala- 55 kítva, hogy a 25 segédszakasz különböző pontjairól a hűtőközeget az atomerőmű villamos terhelésétől függően el tudja vezetni. A 4. ábra szerinti hőkapcsolási elrendezés kiviteli példája abban különbözik a 3. ábra szerinti 60 kiviteli példának megfelelő elrendezéstől, hogy a rekuperációs cserélőt egy keverőtípusú 23' hőkicserélő, és a gőzfejlesztőberendezés hűtőközeggel érintkező hőátadófelületének 25' kezdőszakasza alkotja. 6S Végül az 5. ábrán a találmány szerinti megoldásnak megfelelő olyan hőkapcsolási elrendezést látunk, amely az 1. ábra szerinti elrendezéstől abban különbözik, hogy a 9 gőzfejlesztőberendezés hőátadófelülete két önálló 29, 30 hőátadó felületre van osztva, ezek közül a nagyhőmérsékletű 29 hőátadófelület a 24, 26, 27, 28 hőfokszabályozó közvetítésével a 7 túlhevítővel párhuzamosan, míg az alacsony hőmérsékletű 30 hőátadó felület a 2 hűtőkörbe van kapcsolva (a kapcsolás hasonló az 1. ábra szerinti hőkapcsolási elrendezéshez). A 29 hőátadó-felületnek olyan szakaszai vannak, amelyek a 26, 27, 28 hőfokszabályozó segítségével a hűtőközeget a nagy hőmérsékletű 29 hőátadó-felületnek arról a pontjáról vezetik el, ahol a hűtőközeg hőmérséklete az atomerőmű adott villamos terhelésének megfelelő értéken van. A 6. ábrán ábrázolt TQ-diagrammban az abszcisszára a hűtőközeg által a gőznek átadott Q melegmennyiség értékeit, az ordinátára pedig a gőz és a hűtőközeg T hőmérsékletének értékeit rajzoltuk. A 31 görbe a nagy hőmérsékleten üzemelő 5 magreaktor hűtőközegének hőmérsékletváltozását jelzi a magreaktor üzeme alatt, - amikor a magreaktor a névleges alsó terhelésen van, és hőtartalmát a 7 túlhevítőben levő gőznek adja át. A 32 és 33 görbék az alacsony hőfokon üzemelő 8 fűtőreaktor hőmérsékletváltozását ábrázolják az atomerőműnek a terhelési minimum alatti üzemállapotában, amikor a hűtőközeg hőtartalmát a 9 gőzfejlesztőberendezésben és a 15 hőkicserélőben levő gőznek átadja. A 34 és 35 görbék a 17 turbinát meghajtó gőz hőmérsékletváltozását ábrázolják az atomerőműnek terhelési minimum alatti üzemállapotában, amikor a 9 gőzfejlesztőberendezésben és a 7 túlhevítőben a gőz felhevítése történik. Fentiekben röviden a találmány szerinti kapcsolásnak megfelelő két fűtőkörrel üzemelő atomerőmű hőkapcsolásának kiviteli példáit ismertettük. Az ismertetett kapcsolási elrendezést a három fűtőkörrel üzemelő atomerőművekben, például a gyorsítóreaktorokkal üzemelő erőművekben vagy a hőhordozóként folyékony fémmel üzemelő erőművekben egyaránt meg lehet valósítani. A találmány szerinti hőkapcsolási elrendezés révén atomerőműveknek csökkentett teljesítményű üzemmódra történő átállítását a következőképpen lehet foganatosítani. Az atomerőmű villamosoldali tehermentesítésével egyidejűleg a 16, 20 hőszabályozóberendezés (lásd az 1. ábrát) segítségével a turbinát hajtó nagy sebességgel áramló gőz mennyiségét oly módon csökkentjük, hogy a gőz állapotára jellemző paraméterek (nyomás és áramlási sebesség) a 17 turbina előtt változatlanok maradnak. Ugyanakkor az alacsony hőfokon üzemelő 8 fűtőreaktor 2 hűtőköréből a 10, 11, 12 szabályozóberendezés segítségével a 9 gőzfejlesztőberendezés hőátadófelületet a hűtőközeg kimenete oldalán részben kiiktatjuk, s így a 8 fűtőreaktor által a gőznek átadott hőmennyiség az atomerőmű csökkentett villamos teljesítményének függvényében szintén csökken. Ezzel egyidejűleg a 13, 14 3