202330. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hőenergia passzív átadására magreaktorból fogyasztóhálózatnak a reaktor-teljesítmény önműködő szabályozásával, önműködő vészleállítással és vészhűtési üzemmódra történő áttéréssel
1 HU 202 330 B 2 A reaktorteljesítmény szabályozásál a hűtővízben oldott neutront elnyelő anyag mennyiségének változtatásával biztosítjuk. A gőztúltermelést követő vészhűtés alatt a reaktormag (1) alatti térbe a kádból (19) közvetlenül vezetünk vizet. A ncutronelnyclő anyagot tártál- 5 mazó víz hozzávezetése révén a reaktor hőtermelése ugyanis automatikusan leáll. A primer kör kondenzátorának (4) hasznos hőjét a fogyasztóhálózat hőcserélőjének (16) adjuk át, majd a hőleadás után a kondenzátumot visszavezetjük. A reaktormagot (1) fűtőelem cserére a kádból (19) kiemeljük és egy szállítóedénybe helyezzük a biztonsági előírásoknak megfelelően. (1. ábra) A találmány tárgya eljárás hőenergia passzív átadására magreaktorból fogysztóhálózatnak a reaktorteljesítmény önműködő szabályozásával, önműködő vészlcállítással és vészhűtési üzemmódra történő áttéréssel, ahol a magreaktor oldott neutront elnyelő vízzel telt kádba 15 van süllyesztve, a kád vizétől különválasztott hűtővizet egy primer körben a magreaktoron át reaktormag alatti térből felfelé gyűrűs csatornában vezetjük, a gyűrűs csatorna felső végén a növekvő hidrosztatikai nyomás következtében kivált gőzt a víztől egy kondenzátorban 20 elválasztjuk, és a gőz hőtartalmát fűtési célra hasznosítjuk. Ismeretesek magreaktorok, melyek vízzel telt kádban üzemelnek. Ezen reaktorokban megtermelt hőt a hűtőfolyadék természetes cirkulációja vezeti el, melyet az- 25 után felhasználónak, vagy a környezetnek lead. Ezen reaktorok némelyike nagy negau'v neutronelnyelő hőmérsékleti tényezővel rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy a neutronelnyelő szabályozórudak kivétele csak korlátozott teljesítményváltozást eredményez, ugyanis a hő- 30 mérséklctnövekedés a láncreakciót önműködően korlátozza. Ismeretesek olyan magreaktorok is, amelyek teljesítményét a hűtővízben oldott neutront elnyelő anyag mennyiségével szabályozzák. 35 A magreaktorok egy fajtánál az elégen fűtőelemeket egymás után egyenként szállítóedénybe helyezik, melyben azok a szállítás szempontjából veszélytelen állapotban vannak. Ismeretesek továbbá olyan magreaktorok, melyeknél 40 a fokozott hűtésű reaktormag nyomásesése egy gázzal töltött harang hidrosztatikai nyomásával olyképpen áll egyensúlyban, hogy a hűtés bármely zavara a gáz eltávozását, és a reaktormag neutront elnyelő kádvízzel való elárasztását eredményezi. 45 A találmány célja hordozható magreaktorok hőtermelésének és fogyasztóhálózatnak történő passzív átadásának biztosítása oly módon, hogy a hibás kezelésből vagy alkatrész meghibásodásból származó hőlúltermclés kizárt legyen. 50 A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti eljárás hőenergia passzív átadására magreaktorból fogyasztóhálózatnak a reaktorteljesítmény önműködő szabályozásával, önműködő vészlcállítással és vészhűtési üzemmódra történő áttéréssel - ahol a magreaktor oldott 55 neutront elnyelő vízzel telt kádba van süllyesztve, a kád vizétől különválasztott hűtővizet egy primer körben a magreaktoron át reaktormag alatti térből felfele gyűrűs csatornában vezetjük, a gyűrűs csatorna felső végén a növekvő hidrosztatikai nyomás következtében kivált 60 gőzt a víztől egy kondenzátorban elválasztjuk, és a gőz hőtartalmát fűtési célra hasznosítjuk - azon alapul, hogy a reaktorteljesítmény szabályozását, vészleállítás és/vagy a magreaktor vészhűtésére való áttérést csupán a vízzel töltött kád vízszintjénck és a vízszint felett mért 65 kondenzációs nyomás passzív komponensének felhasználásával hajtjuk végre, miközben a kád vízszintjét a kondenzátor gőzterével egyensúlyt tartó állapot felvételére önműködően változni hagyjuk. A találmány szerinti eljárást olyan tárgyi kialakítással érjük el, hogy egy vízzel telt kádban elhelyezett magreaktor hűtővizét a kád vizétől elválasztva egy primer hűtőrendszerben a reaktormag alatti térből a reaktoron át egy felszálló vezetékbe vezetjük, a felszálló vezetékben a csökkenő hidrosztatikai nyomás következtében kivált gőzt a felszálló vezeték felső végén a víztől elválasztjuk és egy kondenzátorba vezetve hőtartalmát ott hasznosítjuk, a kondenzvizet az előzőleg a gőztől elválasztott vízmennyiséggel összekeverve egy edényben összegyűjtjük és a reaktor alatti térbe vezetjük, eközben a reaktor hűtő körfolyamatát a felszálló és ejtő vezetékben levő anyag fajsúlykülönbsége által létrehozott természetes cirkulációval biztosítjuk, továbbá a primér hűtőrendszer és a vizet tartalmazó kád közti nyomást a kondenzgyűjtő edény szintjére úgy egyenlítjük ki, hogy a primér körfolyamatban ezen szint alatt, egész a reaktor alatti térig a hidrosztatikai nyomás állandóan nő, míg ezen szint fölött állandó kondenzációs nyomást mérünk, miközben a kád vizének szintjét a kondenzátor gőzterével egyensúlyban szabadon változni hagyjuk. Célszerűnek bizonyultak a találmány szerinti eljárás olyan kiviteli alakjai, amelynél egy erősen negatív neutronclnyelő hőmérsékleti tényezőjű magreaktort egy vízzel telt kádban a telítési hőmérsékletnek megfelelő mélységben elhelyezünk és egy a kád vizétől hőtechnikailag elzárt vízmennyiség természetes cirkulációjával hűtünk. A reaklormagtól felhevített forróvíz a felszálló ágban a csökkenő hidrosztatikai nyomás következtében részben elpárolog, az elpárologtatott gőz a maradék víztől egy kondenzátorban különválik, s a kondenzátor a hasznos hőt egy további körfolyamatnak továbbadja. A kondenzvizet a maradék vízzel egy kádban összekeverik, hogy innen a reaktormaghoz visszavezethessék. A kondenzátor gőztere egy lefelé nyitott harangban a kád vizével összeköttetésben áll, és a primér kör vize, valamint a kád vize közti nyomáskiegyenlítés úgy történik, hogy a termelt gőz egy részét a szintingadozásnak megfelelően a harang alá vezetik, mely úszó által önműködően vezérelt szelepek által a neutronelnyelő anyagot tartalmazó kád vizének primérkörhöz való adagolását változtatja. Ezáltal a primér kör vizének állandóan csökkenő abszorbertartalma kompenzálódik, mely a részben a reaktorhő, részben a villamos fűtésből adódó gőz kondenzátorba vezetéséből származik. így a primér kör abszorbertartalmának állandó, hőigénynek megfelelő változása változtatja a reakciót, mely ismét a negatív ncutronelnyelő hőmérsékleti tényezőnek megfelelő hőmérséklet és teljesítményváltozáshoz vezet. A szabályozási folyamat alatt a vízszintnek egy meghatározott alsó és felső helyzete van. Amennyiben a vízszint az alsó 2
