DE2625542A1

DE2625542A1 - REACTOR PLANT

Info

Publication number: DE2625542A1
Application number: DE19762625542
Authority: DE
Inventors: Kaare Hannerz; Johan Lindner; Aart Van Santen
Original assignee: ASEA Atom AB
Current assignee: Westinghouse Electric Sweden AB
Priority date: 1975-06-10
Filing date: 1976-06-05
Publication date: 1976-12-16
Also published as: FI761657A; SE391059B; DK258476A; FR2314560A1; FR2314560B1; SE7506607L; CH602993A5; CA1066435A

Description

Die Erfindung betrifft eine Reaktoranlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.Es handelt sich dabei um eine Reaktoranlage, die in einem Fernheizwerk verwendet werden kann. Eine solche Reaktoranlage ist bekannt aus der Druckschrift "The American Nuclear Society Transactions", Vol. 20, S. 733 - 734. Bei der bekannten Reaktoranlage hat man die Möglichkeit, eine Notkühlung vorzunehmen, bei der das Bassin als Wärmesenke dient. Dies geschieht durch die Betätigung zweier Ventile, wobei das Wasser des Bassins durch eine Einlauf Öffnung in den Primär kühlkreis des Reaktors strömt, während Dampf und warmes Wasser durch eine Ablauföffnung aus dem Primär kühlkreis herausströmen.The invention relates to a reactor system according to the preamble of claim 1. It is a Reactor system that can be used in a district heating plant. Such a reactor system is known from the document "The American Nuclear Society Transactions", Vol. 20, pp. 733-734. In the known reactor plant, one has the possibility of emergency cooling in which the basin serves as a heat sink. This is done through the actuation two valves, whereby the water of the basin through an inlet opening into the primary cooling circuit of the reactor flows, while steam and warm water flow out of the primary cooling circuit through a drain opening.

Die bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß die ordnungsgemäße Punktion der Notkühlung von der Verlagerung und der korrekten Positionierung fester Körper abhängt, nämlich den in den genannten Ventilen enthaltenen Ventilkörpern.The known arrangement has the disadvantage that the proper puncture of the emergency cooling from the shift and the depends on the correct positioning of solid bodies, namely the valve bodies contained in said valves.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Reaktoranlage in der Weise weiterzuentwiekeln, daß die genannte Abhängigkeit der Notkühlung von der Bewegung fester Teile unabhängig wird.The invention is based on the object of the known Further develop the reactor plant in such a way that the called dependence of the emergency cooling on the movement of fixed parts becomes independent.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Reaktoranlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.To solve this problem, a reactor system is proposed according to the preamble of claim 1, which according to the invention has the features mentioned in the characterizing part of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.Advantageous further developments of the invention are mentioned in the subclaims.

Statt der Ventile mit den beweglichen Teilen bei der bekannten Reaktoranlage werden bei der Erfindung eine Anzahl sogenannter Gasschloßrohre verwendet. Unter "Gasschloßrohr" wird im folgenden ein gebogenes Rohr verstanden, das in Flüssigkeit getaucht ist und dabei mit seinen beiden Enden tiefer als ein zwischen den beiden Enden liegender Rohrabschnitt angeordnet ist, in welchem eine Gasmenge eingeschlossen ist. Unter dem Begriff "Gasschloßrohr" wird auch eine mit der eben beschriebenen Anordnung äquivalente Anordnung verstanden»Instead of the valves with the moving parts in the known reactor system, a number of so-called ones are used in the invention Gas lock tubes used. "Gas lock tube" is understood in the following to mean a bent tube which is in liquid is immersed and thereby arranged with its two ends lower than a pipe section lying between the two ends is in which a quantity of gas is included. Under the The term "gas lock tube" is also understood to mean an arrangement equivalent to the arrangement just described »

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden Es zeigen:The invention is to be explained in more detail on the basis of the exemplary embodiments shown in the figures.

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Vertikalschnitt, Fig. 1 in a schematic representation of an embodiment of the invention in vertical section,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung 609851/0380 ^ Fig. 2 shows another embodiment of the invention 609851/0380 ^

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in der gleichen Darstellung wie Pig. 1, wobei der Schnitt längs der Linie II-II in Fig.in the same representation as Pig. 1, the section along the line II-II in Fig.

3 verläuft,3 runs,

Fig. 3 einen teilweise dargestellten Schnitt längs der Linie HI-III in Fig. 2.Fig. 3 is a partially shown section along the line HI-III in FIG. 2.

Die gezeigten Reaktoren sind Druckwasserreaktoren, was bedeutet, das bei normalem Betrieb kein Sieden oder Kochen stattfindet, wenn Stabilitätsprobleme bei den hier in Betracht kommenden niedrigen Drücken auftreten sollten.The reactors shown are pressurized water reactors, which means that during normal operation there is no boiling or boiling takes place if stability problems should occur at the low pressures under consideration here.

In Fig. 1 bezeichnet 1 ein mit Wasser gefülltes Bassin, das vorzugsweise eine maximale Tiefe von ca. 25 m haben kann. In der Nähe des Bassinbodens ist ein Ee aktorbehält er 2 angeordnet, der einen Reaktorkern 3 und mehrere Steuerstäbe 4 enthält. Der Reaktorbehälter steht mit der Primärseite eines Wärmeaustauschers 5 in Verbindung, und zwar über eine Rohrleitung'7 für in das Reaktorgefäß einströmendes, relativ kaltes Wasser und über eine Rohrleitung 6 für aus dem Reaktorgefäß 3 abströmendes, relativ warmes Wasser. In der Rohrleitung 7 liegt eine Zirkulationspumpe 8. Die Rohrleitung 6 ist an eine Einlauf kammer 9 und die Rohrleitung 7 an eine Auslauf kammer 10 des Wärmeaustauschers angeschlossen. Von der Einlaufkammer 9 strömt das Wasser durch vertikale Rohre 11 aufwärts zu einer Wendekammer 12 und von dort durch vertikale Rohre 13 zurück zur Auslaufkammer 10 des Wärmeaustauschers. Die Teile 2, 6, 9, 11, 12, 13, 10, 7, 8 bildenIn Fig. 1, 1 denotes a water-filled basin, which preferably have a maximum depth of about 25 m can. There is an actuator container near the bottom of the basin 2, which contains a reactor core 3 and several control rods 4. The primary side of the reactor vessel stands a heat exchanger 5 in connection, namely via a pipe 7 for flowing into the reactor vessel, relatively cold water and, via a pipe 6, for relatively warm water flowing out of the reactor vessel 3. In the pipe 7 is a circulation pump 8. The pipe 6 is connected to an inlet chamber 9 and the pipe 7 connected to an outlet chamber 10 of the heat exchanger. From the inlet chamber 9 the water flows through vertical Pipes 11 up to a turning chamber 12 and from there through vertical tubes 13 back to the outlet chamber 10 of the heat exchanger. The parts 2, 6, 9, 11, 12, 13, 10, 7, 8 form

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zusammen den Primärkühlkreis des Kerns 3. Der entsprechende Sekundärkühlkreis besteht aus den Zwischenräumen zwischen den Rohren 11 und 13, einer abgehenden Rohrleitung 14, einer rückführenden Rohrleitung 15 sowie einer Anzahl an die Leitungen 14 und 15 angeschlossener Verbraucher, wie vorzugsweise direkt angeschlossene Heizanlagen für die Beheizung von Räumen in Wohnungen und an Arbeitsplätzen. Der Sekundärkühlkreis hat vorzugsweise einen höheren Wasserdruck als der Primärkühlkreis. Der untere Teil des Reaktorbehälters 2 bildet den Einlauf raum und sein oberer Teil den Auslaufraum für den Reaktorkern 3.together the primary cooling circuit of the core 3. The corresponding Secondary cooling circuit consists of the spaces between the pipes 11 and 13, an outgoing pipeline 14, a return pipe 15 and a number of consumers connected to the lines 14 and 15, as is preferred Directly connected heating systems for heating rooms in apartments and workplaces. The secondary cooling circuit preferably has a higher water pressure than the primary cooling circuit. The lower part of the reactor vessel 2 forms the inlet space and its upper part forms the outlet space for the reactor core 3.

Der Primär kühlkreis hat eine Auslauf öffnung 16 und eine Einlauföffnung 17, durch welche er über die Gasschloßrohre 18 und 19 in ständig offener Verbindung mit dem Bassinraum steht. Die Gasschloßrohre sind an die Öffnungen 16 bzw. 17 angeschlossen. Wie in Fig. 1 angedeutet, enthält jedes der Gasschloßrohre 18 und 19 eine eingeschlossene Gasmenge, die über je ein relativ dünnes Rohr 20 bzw. 21 an je einen druckgeregelten Gastank 22 bzw. 23 angeschlossen ist. Der Gasdruck im Gastank 22 ist so bemessen, daß er im wesentlichen gleich dem Wasserdruck an der unteren Öffnung des Gasschloßrohres 18 ist. Der Gasdruck liegt jedoch geringfügig höher als der eben genannte Druck, und zwar um so viel, daß ein schwaches Aufsteigen von Gasblasen an der Öffnung des Gasschloßrohres wahrgenommen werden kann. Entsprechendes gilt für die Bemessung des Gasdruckes im Gastank 23. Alternativ kann der Druck in den Gastanks 22 und 23 bedeutend höherThe primary cooling circuit has an outlet opening 16 and one Inlet opening 17 through which it passes over the gas lock tubes 18 and 19 in permanent open connection with the pool room stands. The gas lock tubes are connected to the openings 16 and 17, respectively. As indicated in Fig. 1, each contains the Gas lock tubes 18 and 19 an enclosed amount of gas that is connected via a relatively thin tube 20 or 21 to a pressure-regulated gas tank 22 or 23, respectively. The gas pressure in the gas tank 22 is dimensioned so that it is essentially equal to the water pressure at the lower opening of the gas lock tube 18 is. However, the gas pressure is slightly higher than the pressure just mentioned, and so much that a slight rise of gas bubbles can be perceived at the opening of the gas lock tube. The same applies accordingly for dimensioning the gas pressure in the gas tank 23. Alternatively, the pressure in the gas tanks 22 and 23 can be significantly higher

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gewählt werden, beispielsweise mehr als 150 i» des genannten Wasserdruckes, wobei jedoch jedes der Rohre 20 und 21 mit einer Drosselung versehen wird.can be selected, for example more than 150 % of the water pressure mentioned, but each of the tubes 20 and 21 is provided with a throttle.

Damit sich die Wasserniveaus der beiden Gasschloßrohre so einstellen können, wie es in Figur 1 angedeutet ist, muß dem Rohr 19 Gas zugeführt werden, dessen Druck - gerechnet in MetemWassersäule - mit dem Gasdruck im Rohr 18 übereinstimmt, zuzüglich des Unterschiedes h1 zwischen den Wasserniveaus der beiden Rohre. Wie in Figur 1 angedeutet, kann ein so hoher Druck angewendet werden, daß der Wasserdruck in Eern wesentlich höher wird als der, der dem Wasserdruck im Bassin entspricht. Man kann die vertikale Abmessung des Gasschloßrohres 18 größer als beispielsweise ein Viertel der maximalen Wassertiefe im Bassin wählen und hierdurch eine wesentliche Erhöhung des Wasserdruckes im Kern bekommen, was bedeutet, daß bei der genannten Bassintiefe eine höhere Wassertemperatur zugelassen werden kann, ohne daß man zu nahe an den Siedepunkt gelangt.So that the water levels of the two gas lock tubes can adjust as it is indicated in Figure 1, the must Gas is fed to pipe 19, the pressure of which - calculated in meters of water - corresponds to the gas pressure in pipe 18, plus the difference h1 between the water levels of the two pipes. As indicated in Figure 1, such a high pressure are used that the water pressure in Eern is much higher than that of the water pressure in the basin is equivalent to. The vertical dimension of the gas lock tube 18 can be greater than, for example, a quarter of the maximum Choose the water depth in the basin and thereby get a significant increase in the water pressure in the core, which means that at the said basin depth a higher water temperature can be allowed without getting too close to the Reaches boiling point.

Selbst dann, wenn die in die Gasschloßrohre einschließbare Gasmenge eine sehr kleine vertikale Erstreckung hat, haben die Gasschloßrohre eine wichtige Funktion zu erfüllen, da sie bei normalem Betrieb verhindern, daß sich Reaktorwasser und Bassinwasser miteinander mischen. Da Niveaupendelungen vorkommen, u.a. deshalb, weil der Unterschied zwischen den Wasserniveaus der Gasschloßrohre größer ist, wenn die Pumpe 8 in Betrieb ist, als bei dem rein statischen Fall, muß die vertikale Abmessung der Gasschloßrohre jedoch so groß gewähltEven if the lockable in the gas lock tube Gas quantity has a very small vertical extension, the gas lock tubes have to fulfill an important function, since they prevent the reactor water and basin water from mixing during normal operation. There level fluctuations occur, among other things because the difference between the water levels of the gas lock tubes is greater when the pump 8 is in operation than in the purely static case, the vertical dimensions of the gas lock tubes must be chosen so large

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werden, daß die eingeschlossene Gasmenge das Gasschloßrohr bei normalem Betrieb nicht verläßt. In der Regel wird man die Gasschloßröhre so dimensionieren, daß die eingeschlossene Luftmenge eine vertikale Erstreckung von mehr als einem Meter annehmen kann.be that the amount of gas trapped the gas lock tube does not leave during normal operation. As a rule, the gas lock tube will be dimensioned so that the enclosed Air volume can assume a vertical extension of more than one meter.

Ein Reaktor nach der Erfindung erfüllt extreme Sicherheitsbedingungen. Auch in dem außerordentlich hypothetischen Fall, daß sich die Zirkulationspumpe 8 festklemmt und die Steuerstäbe 4 aus irgendeinem Grunde außerhalb des Kerns hängenbleiben, besteht keine Gefahr, daß ein radioaktiver Auslauf stattfindet oder daß die Brennelementenbündel schmelzen.A reactor according to the invention fulfills extreme safety conditions. Even in the extraordinarily hypothetical case that the circulation pump 8 jams and the control rods 4 get stuck outside the core for some reason, there is no risk of radioactive leakage or that the fuel assemblies melt.

Sollte im Reaktorkern 3 ein plötzliches Sieden des Wassers eintreten, beispielsweise infolge einer absichtlichen oder unbeabsichtigten falschen Steuerstabsverstellung oder infolge eines plötzlichen Stillstandes der Pumpe ohne folgenden Reaktor sehne 11 stopp, so wird die Dampfbildung zunächst bewirken, daß ein Teil des Wassers des Primärsystems durch das Gasschloßrohr 18 hinausgepreßt-wird. Dies führt nicht unbedingt zu einem Zusammenbruch der Gasschlösser. Da negative Blasenkoeffizienten der Reaktivität vorausgesetzt werden, resultiert der Blaseninhalt dann in einem schnellen Reduzieren der Leistung auf weniger als 5 fo der Normalleistung. Das Sieden oder Kochen des V/assers geht weiter, und das Gasschloßrohr 18 ist mit Dampf gefüllt, während das Wasserniveau langsam sinkt.Should the water suddenly boil in the reactor core 3, for example as a result of an intentional or unintentional wrong control rod adjustment or as a result of a sudden standstill of the pump without the following reactor tendon 11, the steam formation will initially cause part of the water in the primary system to pass through the gas lock tube 18 is pressed out. This does not necessarily lead to a breakdown of the gas locks. Since negative bubble coefficients of reactivity are assumed, the bubble content then results in a rapid reduction in performance to less than 5 % of normal performance. The boiling or boiling of the water continues and the gas lock tube 18 is filled with steam while the water level slowly decreases.

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Durch Öffnen der Ventile 24 und 25 könnte man den Gasüberdruck in den Tanks 22 und 23 beseitigen und dadurch ein relativ schnelles Einströmen des Bassinwassers in den Primärkühlkreis des Reaktors erreichen. Da jedoch das Verhalten des Reaktors unter ungünstigsten Verhältnissen von Interesse ist, wird angenommen, daß die Ventile 24 und 25 nicht funktionieren. Findet ein Kochen im Reaktorkern statt, so wird der Unterschied zwischen dem Niveau im Wärmeaustauscher und dem Niveau in dem angeschlossenen Zweig des unteren Gasschloßrohres langsam kleiner. Das bedeutet, daß das Bassinwasser so weit in dem langen Zweig des unteren Gasschloßrohres steigt, daß es schließlich den horizontalen Teil des Gasschloßrohres erreicht und dem Primärkühlkreis des Reaktors zugeführt wird. Ein derartiges Auffüllen kann mehrmals wiederholt werden, doch kann das Wasserniveau im Wärmeaustauscher dabei niemals höher als bis zu einem bestimmten Grenzniveau steigen, welches mit der unteren Öffnung des oberen Gasschloßrohres zusammenfällt. Es ist wichtig, daß der ganze Reaktorkern unter diesem Grenzniveau angeordnet ist. Ferner ist es von Bedeutung, daß die Oberkante des unteren Gasschloßrohres unterhalb des genannten Grenzniveaus liegt, da es sonst nicht möglich wäre, das untere Gässchloßrohr beim Auffüllen mit Wasser nach dem Umschlag ganz mit Wasser zu füllen. Das würde aber bedeuten, daß im obersten Teil des Gasschloßrohres 19 ständig ein Gaspfropfen stünde, wodurch die Zufuhr von Bassinwasser zum Reaktor verhindert werden würde. Wie in Figur 1 dargestellt, sind die beiden mit Gasschloß versehenen Öffnungen des Primärsystems derart angeordnet, daß die Ablauföffnung -By opening the valves 24 and 25 you could increase the gas pressure Eliminate in the tanks 22 and 23 and thereby a relatively rapid inflow of the basin water into the primary cooling circuit of the reactor. However, since the behavior of the reactor under the most unfavorable conditions is of interest, it is assumed that valves 24 and 25 are not functioning. If there is boiling in the reactor core, the difference will be slowly between the level in the heat exchanger and the level in the connected branch of the lower gas lock tube smaller. This means that the basin water rises so far in the long branch of the lower gas lock tube that it finally reached the horizontal part of the gas lock tube and fed to the primary cooling circuit of the reactor. Such a filling can be repeated several times, but the water level in the heat exchanger can never be rise higher than up to a certain limit level, which coincides with the lower opening of the upper gas lock tube. It is important that the entire reactor core is located below this limit level. It is also important that the upper edge of the lower gas lock tube is below the mentioned limit level, otherwise it would not be possible to fill the lower gas lock tube completely with water when filling it with water after the envelope. But that would mean that in the uppermost part of the gas lock tube 19 is constantly a gas plug standing, which would prevent the supply of basin water to the reactor. As shown in Figure 1, the two openings of the primary system with a gas lock are arranged in such a way that the drain opening -

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in Zirkulationsrichtung des Primärkreises gesehen - einen relativ kurzen und die Zulauföffnung einen relativ langen Abstand vom Raum über dem Reaktorkern hat. Die Zulauf öffnung 17 muß so tief wie möglich, jedoch oberhalb des Kerns, angeordnet sein. Gesehen in Zirkulationsrichtung des Primärkühlkreises, liegt die Pumpe 8 hinter der Zulauföffnung 17 und vor dem Kern 3* so daß die bei arbeitender Pumpe eintretende Unterdrucksetzung eine gleich große Drucksteigerung im Kern 3 bewirkt, während das Niveau im Gasschloßrohr 19 verhältnismäßig wenig von einer Veränderung der Pumpendrehzahl beeinflußt wird.seen in the direction of circulation of the primary circuit - a relatively short one and the inlet opening a relatively long one Distance from the space above the reactor core. The inlet opening 17 must be as deep as possible, but above the core be. Seen in the direction of circulation of the primary cooling circuit, the pump 8 is located behind the inlet opening 17 and in front of the core 3 * so that the pump entering while the pump is working Pressurization causes an equal increase in pressure in the core 3, while the level in the gas lock tube 19 is relatively little influenced by a change in the pump speed.

In den Figuren 2 und 3 ist 30 ein Reaktorkern, der in einem mit Wasser gefüllten Reaktorbehälter 34 angeordnet ist und aus mehreren vertikal angeordneten Brennelementenbündeln aufgebaut ist. Der Reaktorbehälter ist in einem mit Wasser gefüllten Bassin 31 angeordnet. Das Wasserniveau im Bassin wird durch das mit N bezeichnete Symbol gekennzeichnet. -In Figures 2 and 3, 30 is a reactor core that is in one with Water-filled reactor vessel 34 is arranged and constructed from several vertically arranged fuel bundles is. The reactor vessel is arranged in a basin 31 filled with water. The water level in the basin is through marked with the symbol N. -

Der Reaktorkern 30 ist von einer die Strömung steuernden Hülle 32 umgeben, deren oberer Rand an einem konischen, ringförmigen Schirm 33 befestigt ist, dessen Außenkante druckdicht am Reaktorbehälter 34 befestigt ist. Der Schirm 33 begrenzt mit seiner Unterseite einen Einlaufraum 35 und mit seiner Oberseite einen Auslaufractm 36 für das durch den Reaktorkern strömende Kühlwasser. Der Auslaufraum 36 ist an seinem unteren Ende mit einem unteren Gasschloßrohr 37 versehen,The reactor core 30 is of a flow control type Sheath 32 surrounded, the upper edge of which on a conical, annular Screen 33 is attached, the outer edge of which is attached to the reactor vessel 34 in a pressure-tight manner. The screen 33 limits with its lower side an inlet space 35 and with its upper side an outlet tract 36 for that through the reactor core flowing cooling water. The outlet space 36 is at his the lower end is provided with a lower gas lock tube 37,

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dessen kurzer Abschnitt 37' mit Wasser gefüllt ist und dessen langer Abschnitt 37" bei normalem Betrieb mit Gas gefüllt ist und mit einem überwiegenden Teil seiner Länge in einen Brunnen 58 ragt, dessen Tiefe, vom Bassinboden aus gerechnet, mehr als ein Viertel der Tiefe des Bassins beträgt. Ferner hat das untere Ende des Auslaufräumes 36 zwei obere Gasschloßrohre 38. Bei normalem Betrieb sind die an den Auslaufraum 36 angeschlossenen Abschnitte der Gasschloßrohre 38 mit Wasser und die sich daran anschließenden Abschnitte mit Gas gefüllt.whose short section 37 'is filled with water and whose long section 37 ″ is filled with gas during normal operation and with a predominant part of its length protrudes into a well 58, the depth of which is from the bottom of the basin calculated to be more than a quarter of the depth of the basin. Furthermore, the lower end of the discharge space 36 has two upper gas lock tubes 38. Are during normal operation the sections of the connected to the outlet space 36 Gas lock tubes 38 with water and the adjoining Sections filled with gas.

Am oberen Ende des Reaktorbehälters befindet sich eine ringförmige Pumpenkammer 39, die von einem ringförmigen Pumpenboden 40 und einer kreiszylindrischen Wand 41 begrenzt wird. Mindestens eine Pumpe 57 pumpt Wasser vom Auslaufraum 36 zur Pumpenkammer 39·At the upper end of the reactor vessel there is an annular pump chamber 39, which is surrounded by an annular Pump bottom 40 and a circular cylindrical wall 41 limited will. At least one pump 57 pumps water from the outlet space 36 to the pump chamber 39

Im Reaktorbehälter sind mehrere Wärmeaustauscher angeordnet, von denen in Fig. 2 nur einer gezeigt ist. Jeder Wärmeaustauscher besteht aus einem Rohr 42, dessen oberes Ende geschlossen ist und mit zwei Stutzen 43 zum Anschluß der Einlauf- bzw. Auslaufleitung des Sekundärkreises versehen ist. Diese Anschlußleitungen sind in Pig. 3 durch die strichpunktierten Linien 44 und 45 angedeutet. Die Sekundärseite des Wärmeaustauschers besteht aus einer Rohrschlange 46, die im Rohr 42 angeordnet ist, und die Primärseite besteht aus dem vom Rohr 42 umschlossenen, aber nicht von der Rohrschlange 46 eingenommenen Raum. Das Rohr 42 ist druckdichtSeveral heat exchangers are arranged in the reactor vessel, only one of which is shown in FIG. 2. Any heat exchanger consists of a tube 42, the upper end of which is closed and with two connecting pieces 43 for connecting the Provide the inlet or outlet line of the secondary circuit is. These connection lines are in Pig. 3 indicated by the dash-dotted lines 44 and 45. The secondary side of the heat exchanger consists of a coil 46, which is arranged in the tube 42, and consists of the primary side from the space enclosed by the pipe 42 but not taken up by the pipe coil 46. The tube 42 is pressure-tight

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durch den Reaktorbehälter 34, den ringförmigen Pumpenboden 40 und den konischen Schirm 33 geführt und mündet mit seinem unteren Ende in den Einlauf raum 35, wobei das Rückpumpwasser von der Primärseite des Wärmeaustauschers in den Raum 35 strömt. Von dort strömt das Wasser durch den Kern 30, dessen Auslaufkammer 36, die Pumpen 57 und die Pumpenkammer 39 und gelangt am oberen Ende des Rohres 42 in dieses hinein durch mehrere Öffnungen 47, die zusammen mit der Pumpenkammer eine hydraulische Verbindung zwischen der Primärseite des Wärmeaustauschers und dem Auslaufraum 36 des Reaktorbehälters herstellen.through the reactor vessel 34, the annular pump bottom 40 and the conical screen 33 out and opens with its lower end into the inlet space 35, the Pump back water from the primary side of the heat exchanger flows into the room 35. From there, the water flows through the core 30, its outlet chamber 36, the pumps 57 and the Pump chamber 39 and reaches the upper end of the tube 42 into this through several openings 47, which together with the pump chamber a hydraulic connection between the primary side of the heat exchanger and the outlet space 36 of the reactor vessel.

Mehrere Steuerstableitrohre 48 werden mittels eines Ringes 49, der mit Hilfe mehrerer Verstrebungen 50 am Reaktorbehälter befestigt ist, in ihrer vorgeschriebenen Lage gehalten. Mehrere Steuerstäbe sind jeweils an einer Steuerstange 51 befestigt, und zwar mittels eines nicht dargestellten Elektromagneten, dessen Wicklung mit einer Temperatursicherung in Form eines Schmelzkörpers in Reihe geschaltet ist. Wenn die Temperatur des Wassers im Reaktorbehälter zu hoch wird, also die Gefahr eines Siedens des Wassers besteht, dann schmilzt der sichernde Schmelzkörper und unterbricht den Strom.Several control rod pipes 48 are by means of a ring 49, which is attached to the reactor vessel with the aid of several struts 50, is held in its prescribed position. A plurality of control rods are each attached to a control rod 51 attached, by means of an electromagnet, not shown, the winding with a thermal fuse in Form of a melting body is connected in series. If the temperature of the water in the reactor vessel becomes too high, So there is a risk of the water boiling, then the fuse melts and interrupts the Current.

Jede Steuerstabstange ist mit einer im Reaktorbehälterdeckel 52 befestigten SteuerStabantriebsvorrichtung 53 verbunden, von denen jede über je eine Welle 54 an je einen elektrischen Motor 55 angeschlossen ist. Die Motoren ruhen auf einemEach control rod is connected to a control rod drive device 53 mounted in the reactor vessel lid 52, from each of which is connected to an electric motor 55 via a respective shaft 54. The engines rest on one

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nicht gezeigten, auf dem Deckel des Reaktorbehälters befestigten Stativ. Die Bauteile 48, 51, 52, 53, 54 und 55 können beim Brennst off wechsel als ein einheitliches Teil hochgehoben werden.not shown, attached to the lid of the reactor vessel stand. Components 48, 51, 52, 53, 54 and 55 can lifted as a single part when changing fuel will.

Der Anschluß des oberen Gasschio'ßrohres an den Behälter liegt direkt unter dem Pumpenboden. Um die Tiefe des Brunnens 5^ für das untere Gasschloßrohr zu begrenzen, ist dieses über dem Kern an den Behälter angeschlossen. Dies erfordert bei normalem Betrieb einen kleinen Leckfluß am Kern vorbei. Bei der Nachleistungskühlung rinnt dann Wasser, das durch das untere Gasschloß zugeführt wird, über den hierfür vorgesehenen Leckspalt 56 zum Einlauf des Kerns.The connection of the upper Gasschio'ßrohres to the container is directly under the bottom of the pump. To the depth of the well 5 ^ for the lower gas lock tube, this is connected to the container via the core. This requires at a small leak flow past the core during normal operation. With the after-output cooling, water then runs through the lower gas lock is supplied via the leakage gap 56 provided for this purpose to the inlet of the core.

Bei Pumpenstopp mit ausgebliebenem Schnellstopp steigt die · Kernausiauftemperatur, während der Druck gleichzeitig sinkt. Dieser Verlauf beruht auf der Auslauf-Charakteristik der Pumpe. Beispielsweise kann im Kernauslauf ein Sieden nach ca. 6 s bei ca. 4 Bar und 145⁰C eintreten. Diese Temperatur liegt weit über der Auslösetemperatur der Schmelzsicherungen, doch werden diese aufgrund ihrer Trägheit unmittelbar ausgelöst. Druck und Temperatur steigen daher nach Beginn des Siedens, und durch die oberen Gasschlösser werden große Wasser- und/ oder Dampfmengen herausgepreßt. Der Druckabfall in diesen Gasschlössern ist meistens so groß, daß mit einem Auffüllen durch das untere Gasschloß nicht gerechnet werden kann. Aufgrund der Blasenbildung sinkt die Leistung des Kerns, und irgendeine wesentliche Erhöhung der Brennstofftemperatur findetIf the pump stops without a quick stop, the core outlet temperature increases while the pressure decreases at the same time. This course is based on the discharge characteristics of the pump. For example, boiling can occur in the core outlet after approx. 6 s at approx. 4 bar and 145 ^° C. This temperature is well above the trigger temperature of the fuses, but these are triggered immediately due to their inertia. The pressure and temperature therefore rise after the boiling has started, and large amounts of water and / or steam are forced out through the upper gas locks. The pressure drop in these gas locks is usually so great that filling through the lower gas lock cannot be expected. Because of the bubbling, the performance of the core will decrease and there will be some substantial increase in fuel temperature

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nicht statt. Der Wasserinhalt des Reaktorbehälters über dem Kern ist ungewöhnlich groß, und lange bevor dieses infolge der Dampfbildung durch das obere Gasschloß herausgepreßt werden kann, sprechen die Schmelzsicherungen an, wobei die Steuerstäbe in den Kern hinunterfallen und nur noch die Nachleistung des Kerns durch Kühlung beseitigt zu werden braucht.does not take place. The water content of the reactor vessel above the core is unusually large, and long before it can be pressed out due to the formation of steam through the upper gas lock, speak to the fuses, wherein the control rods fall down into the core and only the after-performance of the core remains to be eliminated by cooling needs.

Bei einem Reaktorbehälter der in Fig. 2 und 3 gezeigten Art soll der Abstand von der Oberkante des Kerns bis zum Deckel des Behälters vorzugsweise mindestens 60 $, am besten mehr als 70 $ der gesamten Höhe des Reaktorbehälters betragen. Der Durchmesser des Behälters soll vorzugsweise mindestens am besten mehr als 190 fo des Durchmessers des Reaktorkerns betragen. Aufgrund des großen Durchmessers und der großen Höhe des Behälters erhält man eine gute Trennung von Dampf und Wasser, und es sind nur kleine Druckunterschiede erforderlich, um den Dampf durch das obere Grasschloß herauszupressen. Damit ist die Wasserzufuhr durch das untere Gasschloßrohr 37 sichergestellt.In a reactor vessel of the type shown in FIGS. 2 and 3, the distance from the upper edge of the core to the lid of the vessel should preferably be at least $ 60, most preferably more than $ 70, of the entire height of the reactor vessel. The diameter of the container should preferably be at least and most preferably more than 190 fo the diameter of the reactor core. Because of the large diameter and height of the container, a good separation of steam and water is obtained, and only small pressure differences are required in order to force the steam out through the upper grass lock. The water supply through the lower gas lock tube 37 is thus ensured.

Üblicherweise enthält ein Gasschloßrohr Luft oder Stickstoff. Bei einem Gasschloßrohr nach der Erfindung kann das Gas auch Wasserdampf sein, der in einer besonderen Siedeanordnung erzeugt und z.B. durch ein dünnes "Dampfrohr dem Gasschloßrohr zugeführt wird.A gas lock tube usually contains air or nitrogen. In a gas lock tube according to the invention, the gas can also be water vapor which has a special boiling arrangement and is fed to the gas lock tube e.g. through a thin steam tube.

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Claims

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Claims;

, '1. / reactor system with a slightly water-cooled reactor core, whose fuel bundles are arranged vertically, with a reactor vessel, an inlet chamber and a from this separate outlet space for the through the reactor core has flowing cooling water, with a heat exchanger, with a circulation pump for the primary circuit of the heat exchanger with a water-filled basin and with at least one hydraulic connection between the heat exchanger and said inlet and outlet space, the reactor core being enclosed in the reactor vessel, the reactor vessel is arranged in the basin and the coolant of the primary cooling circuit during normal operation is shut off from the basin water by means of a removable locking arrangement, characterized in that the primary cooling circuit via a drain opening (16) and an inlet opening (17) constantly in the walls delimiting the primary cooling circuit is in open connection with the basin space (31), at least the drain opening having a connecting element provided for this purpose in the form of a gas lock tube (18, 38).

2. Reactor plant according to claim 1, characterized in that the drain opening (16) with an upper gas lock tube (18, 38) is provided that the inlet opening (17) is provided with a lower gas lock tube (19, 37) and that the outlet end of the upper gas lock tube higher than the upper end of the

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Reactor core (3, 30) and higher than the highest section
of the lower gas lock tube.

3. Reactor plant according to claim 2, characterized in that each in the gas lock tubes (18, 19) enclosed Amount of gas is connected to a gas container (22, 23) via gas pipes (20, 21).

4. Reactor plant according to claim 1, characterized in that the heat exchanger (42) in the reactor vessel (34)
is arranged.

5. Reactor plant according to claim 4, characterized in that

that the heat exchanger includes a cooling coil (46) belonging to its secondary circuit and a vertical tube (42), in which the cooling coil is arranged that the lower end of the tube (42) opens into the inlet space (35) and that the Tube (42) is provided at its upper end with at least one inlet opening (47) which is connected to the outlet space (36) in Connection.

6. reactor system according to claim 5, characterized in that

that the inlet opening (47) via a pump chamber (39) with the Outflow space (36) communicates, with at least one circulation pump (57) water from the outflow space (36) to the pump chamber (39) pumps.

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7. Eeaktoranlage according to any one of claims 4-6, characterized in that a lower gas lock tube (37) to a lower part of the discharge space (36) and an upper gas lock tube (38) connected to an upper part of the outlet space (36) is·

8 · Reactor plant according to claim 7, characterized in that the basin has a well embedded in the basin floor (58) is executed, the depth of which is greater than a quarter of the depth of the basin and in which the predominant part of the lower Gas lock tube (37) protrudes

9 · Reactor plant according to one of claims 4-8, characterized in that the uppermost point of the upper gas lock tube (38) is significantly higher than the water level (N) of the basin,

10. Reactor plant according to one of the preceding claims, characterized in that the basin water in normal operation a neutron absorbing agent in a relative high concentration, while the water enclosed in the reactor vessel is relatively pure during normal operation or has a significantly lower concentration of the agent mentioned

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