203816. lajstromszámú szabadalom • Passzív-automatikus áramlásgátlóval rendelkező berendezés a melegági vízzsák megszüntetésére nyomottvizes atomerőművek primerkörében
1 HU 203 816 B 2 Mindezen túlmenően az ilyen vonalvezetés az építészeti megoldásokat is befolyásolja, így meglévő szerkezetek módosítása esetén nemcsak gépészeti, hanem általában építészeti átalakításokat is szükséges elvégezni, ami az esetek többségében nagy nehézségekkel és óriási gazdasági terhekkel járna. Az említett cél elérését segíti elő végül a következő, már ismert megoldás is, melyet azoknál az erőmű típusoknál alkalmaznak, ahol a primer köri csővezetés folyamatos emelkedése nem valósítható meg. Itt a melegág legalacsonyabb pontját a távirányítású szelepeket tartalmazó csővezeték köti össze az alacsonyabban fekvő hidegággal. Ez a megoldás zárva tartott szelep• pel üzemel a primer kör üzemi állapotaiban. Üzemzavari állapotban a szelep kinyitható és a melegági mélypontban (szifon) lévő vízzár leereszthető a hidegágba, így a reaktortartály felső részében elhelyezkedő telített gőz előtt út nyílik a gőzfejlesztők felé és ezeken keresztül a hidegágak, valamint a csőtörés helyéig. Ezzel megszűnhet az atomreaktorokban lévő víz tükrét lenyomó gőzpáma túlnyomása. A megoldás kétségtelen előnye, hogy a már üzemelő rendszereknél is nagyobb nehézség nélkül megvalósítható. Addig azonban amíg az első két ismert megoldásnál üzemzavar esetén a kívánt működés automatikusan kiváltódik és nem lép fel veszélyhelyzet, az utóbbi szelepes csőösszeköttetés nem nyújt feltétlen biztonságot. A szelep(ek) működtetésére meghajtószeikezet és energiaforrás, a működtetés elindítására pedig üzemzavar-érzékelés és beavatkozójel szükséges, mint minden más aktív (külső beavatkozással járó) üzemzavar-elhárító szerkezetnél. Mindez újabb hibaforrást jelent, mégpedig kettős értelemben: az üzemzavar-elhárító rendszer nem, vagy hibásan működik üzemzavar esetén, illetőleg működésbe lép - hiba következtében - normál üzem esetén. Mivel már megépült atomerőműveknél csak ez utóbbi megoldás jöhet szóba, szükséges kifejleszteni ennek passzív változatát a biztonság növelése érdekében. A passzív automatikus áramlásgátlóval rendelkező berendezés a melegági vízzsák megszüntetésére atomerőművek primer körében című jelen találmány célja éppen az, hogy aktív elemek alkalmazásának elkerülésével megoldja a melegági vízzár (vízzsák) eltávolításának problémáját üzemzavar esetén. Ugyanakkor a találmány annak biztosítására, hogy az eltávolító szerelvényen keresztül üzemviteli állapotban nem kívánt vízelvezetés ún. parazitaáramlás ne lépjen fel, egyes esetekben korlátozottan megengedi jelentéktelen energia felhasználását. Ennek az energiának forrása azonban nem külső, hanem primer köri belső forrás. Végezetül a találmány célul tűzi ki maga elé, hogy a kívánt funkciók átváltása üzemzavari helyzet fellépte esetén automatikusan oldódjék meg külön üzemzavari jel és ennek érzékelésére, ül. továbbítására vagy aktivizálására szolgáló külső rendszer felhasználása nélkül. A találmány több különböző megvalósítási formát ad a melegági vízzár megszüntetésére nyomott vizes atomerőművek primer körében. Valamennyinek fontos ismérve, hogy a vízzár ürítő üzemmód külső beavatkozás és segédenergia- forrás felhasználása nélkül automatikusan megindul, ha a primer köri főkeringető szivattyú által fenntartott áramlási és nyomásviszonyok a névleges üzemi értéktől eltérnek - pl. a szivattyú kikapcsolása esetén. Mindezek alapján nevezzük a találmány szerinti megoldásokat passzív automatikus rendszereknek. A találmány szerinti berendezés tehát a primer köri csővezeték meleg-, és hidegágainak alkalmasan kiválasztott pontjait összekötő csőszakaszba épített passzív automatikus áramlásgátlókból áll, melyek csak normál üzemviteli körülmények között akadályozzák meg az üzemvitel szempontjából esetleg már nem kívánatos vízmennyiség átáramlását az összekötővezetéken keresztül. A találmány szerinti áramlásgátlók különféle megvalósítási formáit a következőkben ismertetjük. Valamennyi megoldás az atomerőműveknek annál a csoportjánál kerülhet alkalmazásra, ahol a primer kör melegági csővezetékének legmélyebb pontjai geodetikusán magasabban fekszenek, mint a hidegági vezeték legmélyebb pontjai. A találmány szerinti berendezés egyik kiviteli formáját az 1. ábra mutatja. A primer kör magasabban fekvő 11 melegágában üzemközben a Pi nyomás uralkodik. A melegági mélypont közelében található a 14 ürítőcső-csonk. A primer kör 12 hidegágában ahol Pj nyomás uralkodik található a 13 főkeringető szivattyú, valamint a 15 ürítőcső-csonk. A14 és 15 ürítócső-csonkokat köti össze a 16 ürítőcsővezeték. A16 ürítőcsővezeték melegági végéhez a 17 melegági depressziós elem csatlakozik. Ennek célszerű kiviteli alakja egy a végén lezárt és a primer köri áramlásra merőleges tengelyű, az áramlásba benyúló hengeres cső, melynek palástján - célszerűen az áramlási torlóponttól mért 90°-270” szögtartományban a 18 szívórés(ek) van(nak) kialakítva. A16 ürítőcsővezeték hidegági végéhez a 19 hidegági torlóelem csatlakozik, melynek célszerű kiviteli alakja egy a végén lezárt és a primer köri áramlásra merőleges tengelyű, az áramlásba benyúló hengeres cső, melynek palástján az áramlás torlópontja környezetében a 20 nyomórés(ek) van(nak) kialakítva. Üzemzavari állapotban, amikor a 16 ürítőcsővezeték két vége között lényegében csak hidrosztatikus nyomáskülönbség van, a melegágban lévő víz a csövön át lefolyik a hidegágba. Normál üzemviteli állapotban a meleg- és hidegág nyomáskülönbsége primer köri vizet akar áthajtani az ürítőcsővezetéken. A 17 melegági depressziós elem azonban depressziót hoz létre a melegági üzemszerű áramlás sebességének felhasználásával a henger körüli áramlás ismert tulajdonsága következményeként, ugyanakkor a 19 hidegági torlóelem nyomásnövekedést hoz létre hasonló módon. Gondos tervezés útján elérhető, hogy normál üzemviteli állapotban a 17 és 19 elemekkel keltett nyomáshatások eredője közelítőleg kompenzálja az ágak nyomáskülönbségét, így a 16 ürítőcsővezetéken csak elhanyagolható mértékű áramlás lép fel. Ennek a kiviteli alaknak legnagyobb előnye, hogy a legszigorúbb értelemben véve is csak passzív elemeket tartalmaz, működése teljesen automatikus és így igen biztonságos. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
