CS273405B1

CS273405B1 - Connection of ballast safety piping in nuclear power plant's steam generator's secondary circuit

Info

Publication number: CS273405B1
Application number: CS774788A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Houska; Josef Ing Zach; Jiri Ing Karlach
Original assignee: Jan Ing Houska; Josef Ing Zach; Jiri Ing Karlach
Priority date: 1988-11-24
Filing date: 1988-11-24
Publication date: 1991-03-12
Also published as: CS774788A1

Abstract

The design falls into the field of nuclear power engineering and deals with increasing radiation safety of the surroundings of the nuclear plant in case of steam generator malfunction. The merit of the design is the creation of the mutual collector (230), which connects all the connecting tracks (110) fitted with a backflow valve (10) and adjustable valve (20) that are connected to the tracks of continuous blowdown (21) of each steam generator (2a, 2b, 2c, 2d). The mutual collector (230) is connected to the input of the block (30) of safety valves. The exhaust of this block (30) of safety valves is connected with the exhaust of the block of safety valves of the pressurizer (3) via a connecting track (308), and a branch (58), which opens into a tank (5), is connected to this connecting track. The whole connection is placed inside containment (01).<IMAGE>

Description

Vynález řeší nové zapojení předřazených pojistných armatur ve schématu sekundárního okruhu parogenerátoru jaderné elektrárny, které má za cíl zvýšit jadernou bezpečnost při poruše parogenerátoru.The invention solves a new connection of upstream safety valves in the secondary circuit diagram of a steam generator of a nuclear power plant, which aims to increase nuclear safety in the event of a steam generator failure.

Za současného stavu jsou parogenerátery jaderných elektráren jištěny proti nedovolenému přetlaku, vznikajícímu při poruše těsnosti parogenerátoru, blokem pojistných ventilů a přepouštěcí stanicí do atmosféry. Tlak v sekundárním okruhu parogenerátoru vzrůstá zejména při poruše trubek jeho teplosměnné plochy, jeho těsnění nebo těsnění tělesa primárního kolektoru parogenerátoru. Tím potom dojde k porušení bariéry mezi primárním a sekundárním okruhem a současně s průnikem vody z primárního okruhu do sekundárního okruhu nastane i průnik radioaktivity. Dojde-li k takové události, vydají čidla radiační ochrany příkaz k uzavření rychlozávěrných ventilů na potrubí mezi havarovaným parogenerátorem a turbinou. Tím se zabrání další kontaminaci sekundárního okruhu, ale. narůstá tlak na sekundární straně parogenerátoru. Vzrůst tlaku způsobí nejprve otevření přepouštěcí stanice do atmosféry a později otevření pojistných ventilů, umístěných na parovodu od parogenerátoru s vybavených výfukem do atmosféry. Současné zapojení těchto pojistných ventilů a přepouštěcích stanic do atmosféry, umístěných vně ochranné obálky, nedává dostatečnou záruku, že při havárii parogenerátoru spojené s.porušením bariéry mezi primárním a sekundárním okruhem nepronikne část radioaktivity do atmosféry.At present, the steam generators of nuclear power plants are protected against the unauthorized overpressure caused by a steam generator leak failure, by a block of safety valves and by a discharge station into the atmosphere. The pressure in the secondary circuit of the steam generator increases especially in case of failure of the tubes of its heat transfer surface, its sealing or the sealing of the primary collector body of the steam generator. This then breaks the barrier between the primary and secondary circuits and at the same time as the water from the primary circuit to the secondary circuit penetrates the radioactivity. If such an event occurs, the radiation protection sensors will command the shut-off valves on the piping between the crashed steam generator and the turbine. This prevents further contamination of the secondary circuit, but. the pressure on the secondary side of the steam generator increases. The pressure build-up causes first opening of the transfer station to the atmosphere and later opening of the safety valves located on the steam line from the steam generator equipped with the exhaust into the atmosphere. The simultaneous connection of these safety valves and bypass stations to the atmosphere located outside the protective envelope does not provide sufficient assurance that, in the event of a steam generator failure associated with a barrier between the primary and secondary circuits, part of the radioactivity will not penetrate into the atmosphere.

Dosavadní zapojení na jaderné elektrárně v části primárního a sekundárního okruhu je provedeno tak, že jaderný reaktor je připojen potrubními trasami primárního okruhu k parogenerátorům, K jedné této trase je dále připojena odbočka, která je zavedena do vodní strany kompenzátoru objemu, z jehož parní strany vychází spojka, spojující vstupní strany pojistných ventilů kompenzátoru objemu. Výfuky těchto pojistných ventilů jsou zavedeny do harbotážní nádrže. Z vodní strany každého parogenerátoru je vyveden odluh. Celé toto dosavadní zapojení je uzavřeno v ochranné obálce. Pojištění sekundární strany parogenerátoru proti nedovolenému přetlaku je umístěno vně ochranné obálky na potrubí ostré páky, tj. na parovodu, a to mezi každým parogenerátorem a turbinou. Pojištění je realizováno blokem pojistných ventilů parogenerátoru a přepouštěcí stanicí do atmosféry, za kterými jsou směrem k turbině umístěny rychlozávěrné ventily. Z technologických důvodů, daných provozními režimy jaderná elektrárny, jo toto pojištění nutné a musí být zachováno.The existing connection at the nuclear power plant in the part of the primary and secondary circuit is carried out in such a way that the nuclear reactor is connected through the piping routes of the primary circuit to the steam generators. One branch is connected to a branch. coupling connecting the inlet sides of the volume compensator safety valves. Exhausts of these safety valves are introduced into the harbot tank. From the water side of each steam generator is blown out. The entire circuit is enclosed in a protective envelope. The secondary side of the steam generator is protected against unauthorized overpressure. It is placed outside the protective envelope on the sharp lever pipe, ie on the steam pipe, between each steam generator and the turbine. The insurance is realized by a block of safety valves of the steam generator and an overflow station into the atmosphere, behind which the quick-closing valves are located towards the turbine. For technological reasons given by the operating modes of the nuclear power plant, this insurance is necessary and must be maintained.

Tyto nevýhody významně omezuje zapojení předřazených pojistných armatur sekundárního okruhu parogenerátoru jaderné elektrárny podle vynálezu, sestávající z ochranné obálky, ve které je uzavřena sada parogenerátorů, z nichž každý je připojen jednak k jadernému reaktoru trasou primárního okruhu, jednak k parovodu a jednak k trase edluhu. K jedné z tras primárního okruhu je připojena odbočka, ústící do vodní strany kompenzátoru objemu, k jehož parní straně je připojena spojka, ke které jsou napojeny vstupy pojistných ventilů kompenzátoru objemu. Výfuky těchto pojistných ventilů kompenzátoru objemu ústí do barbotážní nádrže. Každý parovod je vyveden mimo ochrannou obálku, kde je opatřen blokem pojistných ventilů parogenerátoru, přepouštěcí stanicí do atmosféry a rychlozávěrným ventilem. Podstata vynálezu spočívá v tom, že ke každé trase odluhu je připojena přípojná trasa, opatřená zpětnou klapkou a řiditelnou armaturou. Přitom každá přípojná trasa ústi do společného kolektoru, který je připojen ke vstupu bloku pojistných ventilů společného kolektoru. Výfuk bloku pojistných ventilů společného kolektoru je spojen spojovací trasou s výfukem bloku pojistných ventilů kompenzátoru objemu a k této spojovací trase je připojena přípojka, ústící do nádrže, kterou může být barbotážní nádrž.These disadvantages are greatly reduced by the connection of upstream safety fittings of the secondary circuit of the steam generator of a nuclear power plant according to the invention, consisting of a protective envelope in which a set of steam generators are closed, each connected to the nuclear reactor via the primary circuit. To one of the routes of the primary circuit is connected a branch leading to the water side of the volume compensator, to whose steam side a coupling is connected, to which the inputs of the safety valves of the volume compensator are connected. Exhausts of these volume compensator safety valves lead to the barbotage tank. Each steam pipeline is led outside the protective envelope, where it is equipped with a block of steam generator safety valves, an overflow station to the atmosphere and a quick closing valve. The essence of the invention is that to each blow-off path a connection path is provided, provided with a non-return valve and a controllable fitting. In this case, each connection path opens to a common collector which is connected to the inlet of the common valve safety valve block. The exhaust manifold of the common collector valve block is connected by a connecting path to the volume compensator valve block exhaust, and to this connecting path is connected a connection leading to a tank, which may be a barbotage tank.

, Výhodou zapojení předřazených pojistných armatur sekundárního okruhu parogenerátoru jaderné elektrárny podle vynálezu je zamezení úniku radioaktivity do atmosféry při havárii parogenerátoru. Tento účinek zapojení podle vynálezu je dán tím, že médium z havarovaného parogenerátoru zůstává uvnitř prostoru ochranné obálky. Samostatně řízené pojistné ventily na přípojných trasách i blok pojistných ventilů společného kolektoru mají výfuk zaveden pod vodní hladinu do nádrže, která umožní chlazení vody na mezi sytosti tak, aby expanzí nevznikla v prostoru ochranné obálky pára. Výtok ochlazené vody do prostoru ochranCS 273405 Bl né obálky může být zachycen a zaveden do jímky speciální kanalizace, určené pro radioaktivní vodu.The advantage of connecting upstream safety fittings of the secondary circuit of the steam generator of a nuclear power plant according to the invention is to prevent leakage of radioactivity into the atmosphere in the event of a steam generator accident. This effect of the connection according to the invention is due to the fact that the medium from the damaged steam generator remains inside the protective envelope space. Separately controlled safety valves on the connection routes as well as the common collector safety valve block have the exhaust introduced below the water surface into the tank, which allows cooling of the water to the saturation limit so that the expansion does not create vapor in the area of the protective envelope. Chilled water outlet to protection areaCS 273405 Bleach envelopes can be trapped and fed into a special drainage well for radioactive water.

Příklad praktického zapojení předřazených pojistných armatur sekundárního okruhu parogenerátoru jaderné elektrárny je schematicky znázorněn na připojeném výkresu.An example of a practical connection of upstream safety valves of the secondary circuit of a steam generator of a nuclear power plant is shown schematically in the attached drawing.

Podle nej je v ochranné obálce 01 umístěn jaderný reaktor 1., ke kterému jsou trasami 02 primárního okruhu připojeny Čtyři parogenerátory 2a, 2b. 2c, 2d. Přiváděči větve těchto tras 02 primárního okruhu jsou opatřeny hlavními cirkulačními čerpadly £, Každý parogenerátor 2a, 2b, 2c, 2d je dále připojen parovodem 27 k parní turbině, která není na Výkresu zakreslena. Ke každému parogenerátoru 2a, 2b, 2c, 2d je také připojena trasa 21 odluhu. K napájecí větvi trasy 02 primárního okruhu, vedoucí od jaderného reaktoru 1_ k dolnímu levému parogenerátoru 2d je připojena odbočka 13., ústící do spodní části kompenzátoru 2 objemu. Z jeho horní části vychází spojka 38, která spojuje vstupní části pojistných ventilů bloku 8 pojistných ventilů kompenzátoru 2 objemu, jejichž výfuky jsou připojeny k výfukům pojistných ventilů bloku 30 pojistných ventilů společného kolektoru 230, a to spojovací větví 308. K této spojovací větvi 308 je připojena přípojka 58, která je zavedena do vodní části barbotážní nádrže 2· ^K trasám 21 odluhů každého parogenerátoru 2a. 2b, 2c, 2d je připojena přípojná trasa 110, která je vždy na straně, bližší parogenerátoru 2a, 2b, 2c., 2d opatřená zpětnou klapkou 10 a na vzdálenější straně řiditelnou armaturou 20, Každá tato přípojná trasa 110 je opačným koncem spojena se společným kolektorem 230, který vychází z přípojné trasy 110 horního pravého parogenerátoru 2a a ústí do vstupní části bloku 30 pojistných ventilů společného kolektoru 230. Parovody 27, vycházející z parogenerátorů 2a, 2b, 2c, 2d, procházejí ochrannou obálkou 01 a mimo ni je každý opatřen blokem 2 pojistných ventilů příslušného parogenerátoru 2a, 2b, 2c, 2d, přepouštěcí stanicí £ do atmosféry a rychlozávěrným ventilem 2·According to it, a nuclear reactor 1 is placed in the protective envelope 01, to which four steam generators 2a, 2b are connected via the paths 02 of the primary circuit. 2c, 2d. The feed branches of these primary circuit paths 02 are provided with main circulation pumps 6. Each steam generator 2a, 2b, 2c, 2d is further connected by a steam duct 27 to a steam turbine not shown in the drawing. An extraction path 21 is also connected to each steam generator 2a, 2b, 2c, 2d. A branch 13 is connected to the supply branch of the primary circuit line 02 leading from the nuclear reactor 7 to the lower left steam generator 2d, leading to the lower part of the volume compensator 2. From its upper part, a clutch 38 connects the inlet portions of the block 8 relief valves of the volume compensator 2, the exhausts of which are connected to the exhaust valves of the common collector 230 relief valves block 30 by means of the connecting branch 308. To this connecting branch 308 is Connection 58 is provided, which is introduced into the water part of the bubbler tank 2. ^{To the} discharge paths 21 of each steam generator 2a. 2b, 2c, 2d is connected to a connecting line 110, which on each side closest to the steam generator 2a, 2b, 2c., 2d is provided with a non-return flap 10 and on the far side a controllable armature 20. a collector 230 which extends from the connection path 110 of the upper right steam generator 2a and flows into the inlet part of the block 30 of the relief valves of the common collector 230. Steam lines 27 coming from the steam generators 2a, 2b, 2c, 2d pass through the protective envelope 01 and block 2 of the safety valves of the respective steam generator 2a, 2b, 2c, 2d, the overflow station £ to the atmosphere and the quick-acting valve 2 ·

Přípojné trasy 110 umožňují pomocí zpětných klapek 10 a trvale otevřených armatur 20 propojit za provozu ten parogenerátor 2a, 2b., 2c, 2d se společným kolektorem 230, ve kterém je nejvyšší tlak. Zpětné klapky 10 pouze zabraňují, aby se zvýšený tlak dostal do dalších parogenerátorů 2a, 2b, 2c, 2d, aby nedocházelo k jejich vzájemnému propojení a k problémům s regulací jejich hladiny. Řiditelné armatury 20 se zavírají pouze při poruše některé zpětné klapky 10, nebo při zkouškách těsnosti armatur a při funkčních zkouškách zapojení. Přitom platí, že blok 30 pojistných ventilů společného kolektoru 230 má své ventily nastaveny na otevírací tlak cca o 0,2 MPa nižší, než je otevírací tlak přepouštěcích stanic £ do atmosféry.The connection paths 110 enable the steam generator 2a, 2b, 2c, 2d to be connected to the common collector 230, in which the highest pressure is, by means of non-return valves 10 and permanently open fittings 20. The non-return flaps 10 only prevent the increased pressure from passing to the other steam generators 2a, 2b, 2c, 2d, so as to prevent their interconnection and problems with their level control. The controllable fittings 20 only close upon failure of a non-return valve 10, or during leakage tests and wiring tests. In this case, the safety valve block 30 of the common collector 230 has its valves set to an opening pressure of about 0.2 MPa lower than the opening pressure of the transfer stations 6 into the atmosphere.

Při porušení hermetičnosti mezi primárním a sekundárním okruhem uvnitř některého parogenerátoru 2a, 2b, 2c, 2d, například dolního pravého parogenerátoru 2b, nastává vlivem přítoku tlakové primární vody do sekundárního okruhu nárůst tlaku, parního výkonu a radioaktivity. Čidla radiační ochrany uzavřou rychlozávěrný ventil 2 na parovodu 27 havarovaného parogenerátoru .2b. Tlak na sekundární straně tohoto parogenerátoru 2b roste až do úrovně otevíracího tlaku bloku 30 pojistných ventilů společného kolektoru 230. Tento tlak se nastaví přes přípojnou trasu 110 v kolektoru 230. Zpětné klapky 10 přípojných tras 110 nehavarovaných parogenerátorů 2a, 2c, 2d se uzavřou. Další nárůst tlaku způsobí otevření bloku 30 pojistných ventilů společného kolektoru 230 a odvod tlakové vody, která je na mezi sytosti, přes spojovací větev 308 a přípojku 58 pod vodní hladinu do barbotážní nádrže 5_. Voda, která by jinak expandovala na páru, se zde ochladí pod mez sytosti a po přeplnění barbotážní nádrže 2 ^a prasknutí pojistné membrány je nezakresleným potrubím odvedena do speciální kanalizace. Předřazenou činností bloku 30 pojistných ventilů společného kolektoru 230 nedojde k otevření ani přepouštěcí stanice £ do atmosféry, ani bloku 7 pojistných ventilů dolního pravého parogenerátoru 2b na jeho parovodu 27.In case of hermetic failure between the primary and secondary circuits within a steam generator 2a, 2b, 2c, 2d, for example the lower right steam generator 2b, pressure, steam output and radioactivity increase due to the inflow of pressurized primary water into the secondary circuit. The radiation protection sensors close the quick-closing valve 2 on the steam pipe 27 of the damaged steam generator. The pressure on the secondary side of this steam generator 2b increases up to the opening pressure level of the common collector valve safety valve block 30. This pressure is set via the connection line 110 in the collector 230. The non-crash flaps 10 of the unloaded steam generators 2a, 2c, 2d are closed. Further pressure build-up causes the opening of the safety valve block 30 of the common collector 230 and the discharge of pressurized water, which is at saturation, through the connecting branch 308 and the connection 58 below the water level to the barbotage tank 5. The water, which would otherwise expand to steam, is cooled below the saturation limit and after overfilling the barbotage tank 2 ^{and the} rupture of the safety diaphragm is discharged through a non-drawn pipe to a special sewer. Upstream of the relief valve block 30 of the common collector 230, neither the overflow station 6 into the atmosphere nor the lower right steam generator block 7b on its steam duct 27 will be opened.

Rychlozávěrný ventil 2 zůstává při havárii některého z parogenerátorů 2a, 2b, 2c,The quick-acting valve 2 remains in the event of an accident of one of the steam generators 2a, 2b, 2c,

2d uzavřen. Spolu s poklesem výkonu jaderného reaktoru 1 po havárii, který zajistí automatika nebo obsluha, dojde postupně i k poklesu tlaku na sekundární trase havarovaného2d closed. Along with the fall in nuclear reactor 1 performance after an accident that is provided by the automation or operator, the pressure on the secondary route of the damaged

CS 273405 Bl parogenerátorů 2b. Po poklesu tlaku na uzavírací tlak bloku 30 pojistných ventilů společného kolektoru 230 se tento blok 30 automaticky uzavře.CS 273405 B1 steam generators 2b. After the pressure has dropped to the closing pressure of the common collector valve safety valve block 30, the common collector valve block 30 closes automatically.

Zapojení předřazených pojistných armatur podle vynálezu umožňuje využít v případě potřeby pro manipulaci s blokem 30 pojistných ventilů společného kolektoru 230 a s řiditelnými armaturami 20 dálkové ovládání z dozorny jaderné elektrárny. Operativnost při odstraňování havárie některého z parogenerátorů 2a, 2b, 2c, 2d nebo při poruše čidel v tomto zapojení předřazených pojistných armatur tím zajišťuje potřebnou funkci za provozu.The connection of upstream safety valves according to the invention makes it possible, if necessary, to use a remote control from a nuclear power plant control room for handling the safety valve block 30 of the common collector 230 and the controllable valves 20. The operability in the case of accident breakdown of one of the steam generators 2a, 2b, 2c, 2d or in case of failure of the sensors in this connection of upstream safety fittings ensures the necessary function during operation.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Connection of upstream safety valves of the secondary circuit of steam generators of a nuclear power plant, consisting of a protective envelope in which a set of steam generators is closed, each connected to the nuclear reactor via the primary circuit route, steam line and blowdown route, then to one of the routes a branch pipe connected to the water side of the volume compensator connected to the steam side is connected to the coupler, to which the volume compensator safety valve inputs are connected, while their exhausts lead to a barbotage tank, each steam line being led outside the protective envelope where steam generators safety valves, atmospheric overflow station and quick-release valve, characterized in that a connection path (110), equipped with a non-return valve CIO) and a controllable fitting (20) is connected to each blow path (21) and that each connection path ( 110) it opens into a common collector (230) which is connected to the inlet of the common collector (230) relief valve block (30), the exhaust of the common collector (230) relief valve block (30) being connected via a connecting line (308) with the exhaust (8) ) of the volume compensator (3) and that a connection (58) connecting to the tank (5) is connected to this connecting path (308).