DE1564558C3

DE1564558C3 - Gasgekühlter Kernreaktor mit einer Einrichtung zum Antrieb von Küh!gasgebläse n

Info

Publication number: DE1564558C3
Application number: DE1564558A
Authority: DE
Inventors: Elmar 8520 Erlangen Harand
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-04-02
Filing date: 1966-04-02
Publication date: 1975-10-02
Also published as: DE1564558A1; CH445662A; DE1564558B2

Description

Die Erfindung betrifft einen gasgekühlten Kernreaktor mit im Normalbetrieb von Turbinen getriebenen Kühlgasgebläsen und mit einer Einrichtung zum Antrieb derselben beim An- und Abfahren des Reaktors sowie während eines eventuellen Notbetriebes.

Aus der Zeitschrift »Nuclear Power« vom März 1957, S. 90, ist es bekannt, die Kühlgebläse eines gasgekühlten Kernreaktors zur Drehzahlregelung nicht nur mit Dampfturbinen, sondern auch mit. Elektromotoren zu betätigen, die entweder mit Hilfe einer veränderbaren Frequenz oder einer variablen Spannung drehzahlgeregelt werden. Zur Drehzahlregelung können Hydraulische Kupplungen benutzt werden. Alle diese Einrichtungen erfordern jedoch einen relativ hohen Aufwand. Schon aus diesem Grunde erscheinen sie für einen eventuellen Notbetrieb ungeeignet, der als Aufgabe der Erfindung mit möglichst einfachen Mitteln gewährleistet werden soll.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes während dieser Betriebszustände benötigte Kühlgebläse zusätzlich starr mit einer während des Normalbetriebes leer mitlaufenden, regelbaren Flüssigkeitsturbine gekoppelt ist.

Damit können die großen und teuren sogenannten Ponymotoren für das An- und Abfahren sowie für den Notbetrieb eines gasgekühlten Reaktors ersetzt werden. Die dadurch möglichen Einsparungen sind beträchtlich. Dies gilt auch für einen Vergleich mit den vorgenannten hydraulischen Kupplungen oder anderen Antriebsmöglichkeiten.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Zeichnungen.

Normalerweise wird für das An- und Abfahren sowie für den Not- und Nachkühlbetrieb gasgekühlter Reaktoren das Kühlgasumwälzgebläse gemäß F i g. 1 mit Hilfe eines sogenannten Ponymotors angetrieben. Die schematische Darstellung in F i g. 1 zeigt dabei den einfachsten Fall eines direkten Antriebs der mit dem Generator 4 gekoppelten Hauptturbine 3 mit Hilfe des aus

f. dem Kernreaktor 1 kommenden erhitzten Kühlgasstromes. Dieser gelangt über die Antriebsturbine 23 für das Gebläse 2, wo er wieder verdichtet wird, in den Reaktor 1 zurück. Zwischen Gebläse 2 und Antriebsturbine 23 ist der Ponymotor 21 eingeschaltet, der vom Dreh-

ιυ stromnetz gespeist wird. Dieser Motor ist nur geeignet, den Schwachlastbetrieb zu übernehmen. Mittels einer Überholkupplung 22 ist die.Antriebsturbine 23 mit dem Gebläse 2 verbunden und kann mit beginnender Eigenenergieerzeugung des Reaktors 1 den Antrieb des Umwälzgebläses 2 direkt übernehmen. Die notwendige Drehzahlregelung des Ponymotors wird dabei normalerweise durch einen vorgeschalteten Frequenzumformer 28 vorgenommen. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß sie sehr aufwendig ist und verhältnismäßig viel Raum benötigt sowie wegen der begrenzten Drehmomentübertragung der Überholkupplung nur bis zu einer Grenzleistung geeignet ist, die beim Bau größerer gasgekühlter Reaktoren bald überschritten wird. Zur Behebung dieser Nachteile wird erfindungsgemaß vorgeschlagen, jedes während dieser Betriebszustände benötigte Kühlgebläse zusätzlich starr mit einer während des Normalbetriebes leer mitlaufenden regelbaren Flüssigkeitsturbine zu koppeln. Eine Überholkupplung zwischen der Antriebsturbine und dem Geblase bzw. der auf der gleichen Welle sitzenden Flüssigkeitsturbine wird dann nicht mehr benötigt.

Die F i g. 2 zeigt diesen speziellen Antrieb des Gasumwälz- bzw. Kühlgasgebläses 2. Mit 24 ist die Flüssigkeitsturbine bezeichnet, die über eine Flüssigkeitspumpe 25, die von einem Elektromotor 26 angetrieben sein kann, mit Druckflüssigkeit versorgt wird. Mit 27 sind die starren Wellenkupplungen beiderseits der Flüssigkeitsturbine 24 bezeichnet. Als Arbeitsmedium für die Flüssigkeitsturbine kann dabei Wasser oder auch öl oder eine andere geeignete Flüssigkeit verwendet werden. Diese läuft dabei ständig im Kreislauf um und wird nach der Entspannung in der Turbine erneut durch die Flüssigkeitspumpe 25 dem Turbinenlaufrad zugeführt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sie sehr einfach aufgebaut ist, nur einen sehr geringen Platzbedarf hat — ihre Länge beträgt etwa 0,5 m gegenüber derjenigen eines Ponymotors mit etwa 2m — und durch Änderung der umlaufenden Flüssigkeitsmenge leicht regelbar ist. Komplizierte Kupplungen entfallen, da das Turbinenrad während des Normalbetriebes mitläuft. Der Antrieb der Flüssigkeitspumpe 25 kann über einen Elektromotor 26, z. B. einen normalen Asynchronmotor, erfolgen; elektrische Drehzahlregelungen entfallen, also vor allem auch die bisher üblichen Frequenzumformer.

.ΊΊ Selbstverständlich können auch andere Motoren für den Antrieb der Flüssigkeitspumpe 25 Verwendung finden, abgesehen davon, daß je nach Lage des betreffenden Kraftwerks auch andere Energiequellen zum Antrieb der Flüssigkeitsturbine verwendet werden kön- nen, wie z. B. die Energie strömenden Wassers oder die Energie eines geodätischen Energiespeichers, also eines hochgelegenen Wasserspeicherbeckens.

In jedem Fall ergibt sich für den Aufbau des mit einer derartigen Einrichtung versorgten gasgekühlten Kernreaktors ein wesentlich geringerer Platzbedarf, ein geringerer Aufwand für die Regelung des Notantriebs sowie voraussichtlich auch ein erheblicher preislicher Vorteil.

Über die Bauform der Flüssigkeitsturbine wurden keine speziellen Angaben gemacht, da handelsübliche Flüssigkeitsturbinen mit Freistrahldüsen oder Leiträdern für die Zuführung des Antriebsmittels Verwendung finden können. Spezialentwicklungen dürften normalerweise nicht notwendig werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gasgekühlter Kernreaktor mit im Normalbetrieb von Turbinen getriebenen Kühlgasgebläsen und mit einer Einrichtung zum Antrieb derselben beim An- und Abfahren des Reaktors sowie während eines eventuellen Notbetriebes, dadurch gekennzeichnet, daß jedes während dieser Betriebszustände benötigte Kühlgasgebläse (2) zusätzlich starr mit einer während des Normalbetriebes leer mitlaufenden regelbaren Flüssigkeitsturbine (24) gekoppelt ist.

2. Gasgekühlter Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsturbine (24) auf der Verbindungswelle zwischen dem Kühlgasgebläse (2) und der Antriebsturbine (23) für den Normalbetrieb angeordnet ist.

3. Gasgekühlter Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Versorgung der Flüssigkeitsturbine (24) mit dem Arbeitsmedium eine im Kreislauf dieses Mediums liegende und von einem Elektromotor (26) angetriebene Flüssigkeitspumpe (25) vorgesehen ist.

4. Gasgekühlter Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betrieb der Flüssigkeitsturbine (24) eine jederzeit zur Verfugung stehende Energiequelle in Form eines geodätischen Energiespeichers vorgesehen ist.