201419. lajstromszámú szabadalom • Tartályos magreaktor
1 HU 201419 B 2 A találmány tárgya tartályos magreaktor, mely folyadékhűtésű reaktormagot és a reaktorteljesltmény szabályozása céljából a vezérlőrudak mozgatására hidraulikus hajtóműveket tartalmaz, miközben a hidraulikus hajtóművek áramlás szabályozására szolgáló szelepeket tartalmazó vezérlőegységgel vannak összekötve, mely szelepek a hűtőfolyadék egy részét szivattyú közbeiktatásával csövek segítségével a vezérlőegységen keresztül a hidraulikus hajtóművekhez vezetni képesek. Ismeretes, hogy hasonló magreaktorok hidraulikus hajtóműveinek csöveinél a felső szakaszban nem akadályozható meg, hogy a hűtőfolyadékkal való feltöltéskor légzárványok keletkezzenek. Ebből adódóan a reaktor üzeme közben a hidraulika folyadékként szolgáló hűtőfolyadékból gáz kiválással kell számlni. Az ilyen levegő - vagy gázkiválások - károsan befolyásolják a vezérlőrudak üzemét. Ezért a gázkiválások elkerülése fontos feladat. Egy hasonló magreaktor a DE-AS 1178 526 számú vizsgálat után közzétett szabadalmi leírásból ismeretes. A magreaktor vezérlőrúdjait az itt ismertetett megoldásnál is a reaktor teljesítményének szabályozása érdekében ugyancsak hidraulikus úton, a hidraulika közeg átáramlási keresztmetszetének megváltoztatásával, nyomásváltoztatással mozgatjuk. A hűtés itt is két körös, a primer hűtő körben üzemszerűen nyomásváltozás lép fel, ha a szekunder hűtőkörben a hűtőközeg nyomását egy vezetőcsatoma útján megváltoztatjuk. Ezt a nyomásváltoztatást egy dugattyú és a csatomafal közti résméret változtatásával érik el. A hűtőközeg áramlásában fellépő nyomásváltozás befolyásolja a vezérlőrudak helyzetét. A hűtővezetékben az időegység alatt átáramló hidraulika közeg mennyiségétől függően a vezérlőrúd vagy megemelkedik vagy pedig lebegő helyzetben marad. Teljes fojtásnál vagy pedig igen erős nyomáscsökkenésnél a vezérlőrúd saját súlyának következtében lesüllyed. Ilyen nagy mértékű fojtás jöhet létre a hűtőközeg áramlásában gázzárvány miatt is. Ennek az ismert megoldásnak hiányossága, hogy a hűtőfolyadékkal való feltöltésnél, valamint a magreaktor üzemelése során keletkező gázkiválás okozta lég- és gázzárványok eltávolítása nincs megoldva. A találmány célja olyan tartályos magreaktor kifejlesztése, melynél a lég- ill. gázzárványok kilalkulása kizárt. A találmány feladata, hogy megoldja a hűtőfolyadékként szolgáló hidraulika közegből esetleg kiváló levegő- és gázrészecskék folyamatos összegyűjtését és eltávolítását a hidraulikus rendszerből anélkül, hogy a magreaktor normál üzemelését megzavarná. A kitűzött célt olyan tárgyi kialakítással érjük el, hogy a vezérlőegység a csövek és legalább egy nyomóvezeték legmagasabb pontját képezi, ahol előnyösen egy gyűjtőtér van, a gyűjtőtér pedig a csövek keresztmetszeténél kisebb keresztmetszetű légtelenítő vezetékkel a reaktortartállyal össze van kötve. Célszerűnek bizonyultak a találmány szerinti magreaktor olyan kiviteli alakjai, amelyeknél a levegő ill. gázok eltávolítása tartós reaktorüzem esetén is biztosított. A légtelenítő vezeték a hidraulikus hajtómű csöveivel párhuzamosan van kapcsolva, és keresztmetszete egy fojtó szeleppel olyan legkisebb értékre van szabályozva, hogy a gázok elvezetésére még éppen elegendő legyen. Egy találmány szerinti előnyös kivételi alak szerint a vezérlőegység egy felfelé csúcsban végződő gyűjtőteret tartalmaz. A légtelenítő vezeték ebből a csúcsból indul ki, így az összes gáz elvezetése biztosított, ugyanis a hidraulikus rendszerben a lég- ill. gázzsákok jelenléte káros. A légtelenítő vezeték méretezése szempontjából előnyös, ha a hidraulika folydék áramlási sebessége a gyűjtőtérben kisebb mint lm/s. Az áramlást létrehozó hajtóerőt a hidraulikus rendszer a reaktortartály hűtőfolyadékának nyomásánál 3-5 bar-ral nagyobb nyomása biztosítja. A találmány szerinti légtelenítő vezetékben az áramlási sebeség legalább 5 m/s, ami biztosítja, hogy az esetleges gázbuborékok biztonsággal eltávozzanak. A légtelenítő vezeték keresztmetszete mintegy 1/20-a a csövek keresztmetszetének. A légtelenítő vezeték szabad végén előnyösen egy visszacsapó szelep van elhelyezve. Ez a szelep a vezeték légtelenítését biztosítja, ugyanakkor megakadályozza a hidraulikus rendszer nyomáscsökkenése esetén a levegő vagy gáz behatolását. A visszacsapószelep célszerűen záró értelemben elő van feszítve. Ezáltal egy bizonyos túlnyomást biztosíthatunk, ami megakadályozza a reaktor hűtőfolyadékának kigőzölgését. A visszacsapószelep zárótagja egy rugó által van előfeszítve, mint az a hasonló visszacsapószelepeknél szakember számára ismert. A találmányt az alábbiakban célszerű példaképpeni kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra való hivatkozással ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra a találmány szerinti tartályos magreaktor függőleges metszete, a 2. ábra pedig a légtelenítőrendszer kinagyított metszete. Az ábrázolt forróvízreaktor 2 reaktormagot tartalmazó 1 reaktortartályt ábrázol, melyet 3 biztonsági burkolat véd és felső részén 5 hőcserélőt tartalmaz. Az 5 hőcserélő elválasztja a 1 reaktortartály belsejében levő primer hűtővizet a 6 szekunderkörtől, mely koncentrikus 7 és 8 csővezetékekkel van az 5 hőcserélőre csatlakoztatva, és a hőenergiát kisnyomású gőz vagy forróvíz formájában szállítja az ábrán nem vázolt fogyasztóhoz. A 2 reaktormag teljesítményét 10 vezérlőrudakkal szabályozzuk, melyeket a reaktorteljesítmény csökkentése érdekében a 2 reaktormagba süllyesztünk, mint azt a 10’ vezérlőrúd esetében láthatjuk. A 10 vezérlőrudak emelését hidraulikus 12 hajtómű végzi, mely példaképpen a 1 reaktortartály 14 fedelére van erősítve. A 12 hajtóműveket a 15 vezérlőegység a 26 csöveken át egy 16 nyomóvezetékkel táplálja. Hidraulika folyadékként az 1 reaktortartályban levő 17 primer hűtőfolyadék szolgál, amelynek 18 folyadékszintjét az 1. ábra jelöli. A 17 primer hűtőfolyadékot egy 21 szivattyú 20 szívócsövön keresztül szállítja a 15 vezérlőegységen keresztül a 26 csövekbe. A 20 szívócső el van választva egy a 1 reaktortartály belsejében szilárdan szerelt alsó 23 szakaszra és egy 25 csatlakozó rész fölötti 24 csonkra. A 25 csatlakozó rész bitosítja, hogy a 14 fedél levételekor a 21 szivattyún és a forróvízreaktor gőzterében a tömítettség visszaállítható legyen. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
