183541. lajstromszámú szabadalom • Berendezés atomreaktorok hűtőfolyadék szintjének stabilizálására és átmeneti szükséghűtésére
1 183 541 2 Az átmeneti szükséghűtés másik ismert módja az, hogy az üzemszerű hűtőrendszer olyan kialakítású, hogy a hűtőrendszer megnövelt inerciája következtében az áramló hűtőközeg mennyisége csak lassan változhassék — azaz pl. motorhiba, vagy áramkimaradás esetén a hűtőfolyadék áramlása a primerkörben ne szűnjék meg azonnal. Az inercia megnövelésének ismert módja pl. a hűtőszivattyúval összekapcsolt lendkerék beépítése, vagy fokozott inerciájú szivattyú alkalmazása. E megoldások azonban jelentős korlátozó tényezőkkel rendelkeznek: az átmeneti szükséghűtés megfelelő ideig való fenntartására nagymennyiségű energiát kell tárolni, ez pedig nehéz műszaki feladatok költséges megoldását teszi szükségessé (pl. a lendkerekek tengelykapcsolóinak megfelelő kialakítása). Az átmeneti szükséghűtés harmadik ismert módját a jelen találmány szerzőinek 1981. május 16-án bejelentett „Eljárás és berendezés atomreaktorok átmeneti szükséghűtésére” c. 1375/81 alapszámú találmányi bejelentése írja le, amely szerint hűtőfolyadékot vezetnek le megfelelően elhelyezett leeresztőtartályba a reaktoron keresztül a reaktortartályból, miközben a hűtőfolyadékot póttartályból a nehézségi erő kihasználásával pótolhatják. A leeresztőtartályban felfogott hűtőfolyadék mennyiségének az időben való fokozatos növekedése oda hat, hogy egyre csökken a reaktoron időegység alatt átáramló hűtőfolyadék mennyisége, ami megfelel a reaktor időben csökkenő hűtési igényének. Jelen találmány másik célja az, hogy e harmadik mód tökéletesítésével tegye lehetővé atomreaktor átmeneti szükséghűtését. A találmány lényege, hogy együtt oldja meg a reaktortartály hűtőfolyadék szintjének üzem közben történő folyamatos és zavartalan szinttartását és az átmeneti szükséghűtés lehetőségének biztosítását segédtartály alkalmazásával. A találmány olyan megoldást javasolt, amely nem igényel költséges és bonyolult segédberendezéseket, nem növeli a reaktortartály méreteit, hanem felhasználva az uszoda-típusú atomreaktoroknál rendelkezésre álló adottságokat, aktív elemek alkalmazása nélkül rendkívül üzembiztos módonegyüttesen oldja meg a kitűzött két célt, és alkalmas olyan további műszaki intézkedések megvalósítására is, mint pl. tartós átfolyatásos szükséghütés, üzem közbeni folyamatos gáztalanítás stb. A találmány berendezés atomreaktorok hűtőfolyadék szintjének stabilizálására és átmeneti szükséghűtésére. Lényege, hogy a reaktorral párhuzamosan létesített mellékágban elhelyezett segéd tartályból nemcsak folyamatosan pótlódik a reaktortartályból elfogyó hűtőfolyadék, hanem az üzemszerű primerköri áramlásnak a reaktoron létrejövő nyomásesése hatására olyan mellékáramlás is létrejön a mellékágban, ami biztosítja a tartályokban lévő hűtőfolyadékok közel azonos minőségét, az üzemszerű áramlás megszűntekor pedig a reaktortartályban és a segédtartályban lévő hűtőfolyadékszintek közötti különbség hatására automatikusan kiegyenlítő áramlás indul meg a reaktortartályból a segédtartály felé, ami átmeneti szükséghűtést biztosít. Az 1. ábra a találmány szerinti berendezés egy egyszerű kiviteli alakját mutatja be. A 2. ábra olyan kiviteli alak gépészeti vázlata, amely az előnyös kialakítás érdekében az 1. ábrán bemutatotthoz képest több elemet tartalmaz. A 3. ábra bemutatja, hogyan van vezérelve a 2. ábrán bemutatott kiviteli alak. Az 1. ábrán az atomreaktor szokásos részei a 11 reaktort befogadó 12 reaktortartály a primer hűtőkör részét képező 13 szívócsatornával és a 14 primer hűtőkörre. A 11 reaktor általában a 12 reaktortartály aljához közel nyer elhelyezést, a 13 szívócsatorna pedig az esetek többségében csővezeték. Ezeken kívül alkalmazunk egy 17 segédtartályt, amelybe a 12 reaktortartályban elhelyezett 20 túlfolyótól a 19 túlfolyócső vezet, a 15 szabályozó szeleppel ellátott, a 13 szívócsatorna és a 37 segédtartály között létesített 16 kiegyenlítő csövet, továbbá a 20 túlfolyó szintje alatt elhelyezett 21 túlfolyót és 18 túlfolyócsövet. A találmány szerinti berendezés alapvető működését a fenti kivietli példa alapján mutatjuk be. A primerköri szivattyúk üzemszerű működése esetén a hűtőfolyadéknak a 11 reaktoron elszenvedett súrlódásos nyomásvesztesége lehetővé teszi, hogy a rendszerben lévő hűtőfolyadék térfogatától függő mértékben a 17 segédtartályban alacsonyabb hűtőfolyadékszint alakuljon ki, mint az a hűtőfolyadékszint, amit a 20 túlfolyó a 12 reaktortartályban megszab. A 20 túlfolyó meilékáramlást létesít a 19 túlfolyócsövön, a 17 segédtartályon és a 16 kiegyenlítő csövön keresztül, amely áramlás folyamatosan bekeveri a 12 reaktortartályban lévő hűtőfolyadékot a 17 segédtartályban lévőbe, a 17 segédtartályban lévő hűtőfolyadékot pedig a 13 szívócsatornában áramló hűtőfolyadékba. A primerköri szivattyúk hirtelen leállása (vészleallás) esetében megszűnik a primerköri áramlás a 14 prlmerkörön keresztül és me-gszűnik a mellékáramlás is a 19 túlfolyócsőben, és a tartályokban lévő folyadékszintek eltérésének hatására megfordul az áramlás iránya a 16 kiegyenlítő csőben. Ez a megfordult irányi, ún. kiegyenlítő áramlás biztosítja a 11 reaktor átmeneti szükséghűtését. Az üzemmódváltás nem jár semmiféle aktív elem működésével, azt az üzemszerű áramlás megszűnte automatikusan maga után vonja. A 16 kiegyenlítő csőbe beiktatott 15 szabályozó szeleppel a mellékáramlás és a kiegyenlítő áramlás intenzitása előzetesen beállítható, vagy folyamatosan szabályozható. A hűtőfolyadéknak a rendszerből való fogyása úgy nyilvánul meg, hogy a hűtőfolyadék szintje a 17 segédtartáiyban csökken. A 2. és 3. ábra a találmány szerinti berendezés olyan kiviteli alakját mutatja be, ahol előnyös hatások elérésére az 1. ábra szerinti elrendezést új elemekkel bővítettük. Ezek az új elemek a következők: a 19 túlfolyócsőnek a 17 segédtartályban lévő végén elhelyezett 29 gáztalanító fej; a 24 ürítőtartály a benne elhelyezett 22 túlfolyóval és 23 túlfoiyócsővei, amely 24 ürítőtartályba a 13 szívócsatornához a 30 ürítő szeleppel csatlakozó 32 ürítő cső vezet; a 3 ! foiyadékmentesítő berendezs, amely a 32 ürítő csőhöz csatlakozik; a 27 utántöltő tartály, amely 28 feltöltő berendezéssel, 25 utántöltő csővel, ebbe iktatott 26 utántöltő szeleppel rendelkezik; az atomreaktor 34 védelmi rendszeréről, a 12 reaktortartályban elhelyezett 36 folyadékszín* érzékelőről, a 17 segédtartályban elhelyezett 37 folyadékszint érzékelőről és a primerkörbe iktatott 35 áramlásérzékelőről működtetett 33 automatikus áramlásszabályozó, amelynek kimenetei a 26 utántöí'y J 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
