DE1147241B

DE1147241B - Device to compensate for sudden load reductions in steam power plants with a primary and secondary circuit, especially in nuclear power plants

Info

Publication number: DE1147241B
Application number: DEW24897A
Authority: DE
Inventors: Grady L Hartfield; Harry A Van Wassen
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1958-01-24
Filing date: 1959-01-24
Publication date: 1963-04-18

Description

Einrichtung zum Ausgleich von plötzlichen Lastsenkungen bei Dampfkraftanlagen mit einem Primär- und Sekundärkreislauf, insbesondere bei Atomkraftanlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine dampferzeugende und dampfausnutzende Anlage, bei der ein von einem Primärkreislauf getrennter Sekundärkreislauf vorhanden ist, und. bezieht sich insbesondere auf Atomkraftanlagen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, plötzliche Lastsenkungen auszugleichen.Device to compensate for sudden load reductions in steam power plants with a primary and secondary circuit, especially in nuclear power plants. The invention refers to a steam generating and steam exploiting system in which one of A secondary circuit separate from a primary circuit is present, and. refers to especially on nuclear power plants. The invention is based on the task of sudden Compensate for load reductions.

Bei Atonikraftahlagen ist es bekannt, zum Schutz des Primärkreises, dem das Reaktorgefäß angehört und, .an den Hilfseinrichtungen angeschlossen sind, eine Anzahl von Sicherheitsventilen vorzusehen. Aufgabe dieser Ventile ist es, zu verhindern, daß der Druck im Primärkreislauf über den Konzessionsdruck ansteigt. Wenn nun plötzliche Lastabsenkungen in sekundären und tertiären Kreisen auftreten, wirken sich diese auf den Primärkreis aus und rufen dort mitunter große Druckstöße hervor. Sprechen dann Sicherheitsventile im Primärkreis an, wodurch neben einer Abnutzung der Ventile die viel schwerwiegendere Unannehmlichkeit auftritt, daß radioaktive Substanzen aus dem Pramärkreis austreten, so können unübersehbare Schäden entstehen.In atonic power meals it is known to protect the primary circuit, to which the reactor vessel belongs and. are connected to the auxiliary equipment, to provide a number of safety valves. The task of these valves is to prevent the pressure in the primary circuit from rising above the concession pressure. If now sudden load drops occur in secondary and tertiary circles, Do these have an effect on the primary circuit and sometimes cause large pressure surges there emerged. Then respond to safety valves in the primary circuit, which in addition to a Wear on the valves the much more serious inconvenience that radioactive occurs Substances leak from the primary circle, this can result in unmistakable damage.

Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt. Die Erfindung besteht darin, daß ein aus. an sich bekannten Entlastungsventilen, Impulswandlern, Verzögerungsgliedern und Regelgeräten aufgebautes Entlastungssystem für den Sekundärkreislauf vorgesehen ist, durch welches bei Lastsenkungen, bei denen üblicherweise die Sicherheitsventile des Primärkreises ausgelöst würden, mittels der in an sich bekannter Weise mit verschiedenem Durchs,atzvermögen ausgelegten und lastabhängig und stufenweise gesteuerten Entlastungsventile aus dem Sekundärkreislauf Arbeitsmittel in solchen Mengen ablaßbar ist, daß im Primärkreis die Lastsenkung nur mit einer Änderungsgeschwindigkeit eintritt, bei der die Sicherheitsventile des Primärkreises noch nicht ausgelöst werden.These disadvantages are eliminated by the invention. The invention is that one from. known relief valves, pulse converters, Relief system for the secondary circuit built up with delay elements and control devices is provided by which in the event of load reductions, in which usually the safety valves of the primary circuit would be triggered, by means of the known in a manner with different Through, caustic capacity designed and load-dependent and gradually controlled relief valves from the secondary circuit working fluid can be drained in such quantities that in the primary circuit the load reduction only occurs at a rate of change at which the safety valves of the primary circuit are not yet triggered.

Durch das Entlastungssystem kann die Entlastung entsprechend dem jeweiligen Abfall der Generatorlast vorgenommen werden. Zur verstärkten Zufuhr von Speisewasser während des Abblasens der Entlastungsventile sind ,mit Vorteil mehrere mit einem gleichartigen handbetätigten Ventil verbundene, automatisch betätigte Speisewasserventile in Bypaßordnung zu dem normalen Speisewasserventil angeordnet. Den nacheinander betätigten Entlastungsventilen können handbetätigte Absperrventile vorgeschaltet sein, welche im Normalbetrieb ganz geöffnet sind.Through the relief system, the relief can be according to the respective Decrease in generator load can be made. For increased supply of feed water while the relief valves are being blown off, several with one are advantageous similar manually operated valve connected, automatically operated feed water valves arranged in bypass order to the normal feed water valve. One after the other operated relief valves can be preceded by manually operated shut-off valves which are fully open in normal operation.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter schematischer Darstellung. Gleiche oder einander entsprechende Teile sind in sämtlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing. the Figures show exemplary embodiments in their essential parts for the invention in a greatly simplified schematic representation. Same or corresponding Parts are provided with the same reference symbols in all figures.

Fig. 1 zeigt das Schema eines Strömungskreislaufes eines Kühlmittels im primären und sekundären Kreislauf bei einem Durckwasserreaktor und bestimmten, einem geregelten Dampfentlastungssystem zugehörigen Einrichtungen; Fig. 2 zeigt ein elektrisches, Schaltschema eines für die Dampfregelung bestimmten Regelsystems gemäß der vorliegenden Erfindung; Fg. 3 zeigt ein anderes Regelschema nach der Erfindung für die Betätigung und Regelung des Dampfentlastungssystems.Fig. 1 shows the scheme of a flow circuit of a coolant in the primary and secondary circuit in a pressurized water reactor and certain, facilities associated with a regulated vapor relief system; Fig. 2 shows an electrical, circuit diagram of a control system intended for steam control according to the present invention; Fig. 3 shows another control scheme according to the invention for actuating and regulating the vapor relief system.

Nach der Erfindung werden die Druck und Temperaturstöße oder sonstige Übergänge im System, die mit einem Absinken der Last in der Atomkraftanlage oder in irgendeiner anderenthermodynamischen elektrischen Einrichtung zusammenhängen, bei Überschreiten eines bestimmten Wertes durch Ausstoßen von Dampf aus dem System kompensiert. Nach der Erfindung sind geeignete Mittel dafür vorgesehen, daß nur bei Überschreiten des Lastabfalles über einen bestimmten Wert Dampf abgeblasen wird. Dieser Wert ist in der Anlage wenig niedriger als derjenige, der die üblicherweise vorhandenen Sicherheitsventile des Primärkreises auslösen würde.According to the invention, the pressure and temperature surges or other Transitions in the system that occur with a decrease in the load in the nuclear power plant or related to any other thermodynamic electrical device, when a certain value is exceeded by the expulsion of steam from the system compensated. According to the invention, suitable means are provided for that only if the load drop exceeds a certain value, steam is blown off will. This value is a little lower in the system than that which is usually existing safety valves in the primary circuit would trigger.

Ferner sind in Verbindung mit dem Regelsystem Mittel für eine Verstärkung der Strömung des Speisewassers oder .für die Zugabe aufbereiteten Wassers in den dampferzeugenden Wärmeaustauscher der thermodynamischen Anlage vorgesehen, um die durch abgeblasenen Dampf eömgetretenen Verluste von Wasser oder von anderen Kühlmitteln auszugleichen.Furthermore, in connection with the control system, there are means for an amplification the flow of the feed water or. for the addition of treated water into the Steam-generating heat exchanger of the thermodynamic system provided to the Loss of water or other coolants caused by vented steam balance.

Die Fig. 1 zeigt eine Anwendung der Erfindung auf das Kühlmittelsystem im Sekundärkreis 20 eines Atomreaktors 22. Der Reaktor 22 ist z. B. ein Druckwasserleistungsreaktor, wie er in dem vorerwähnten »Genfer Artikel« erwähnt ist, der eine Wärmeleistung von ungefähr 400 MW hat. Der Reaktor 22 hat einen Druckbehälter oder ein Druckgehäuse 24 mit oberen und unteren Zweigleitungen 28 bzw. 30. Der Reaktorkern. 26 ist in dem Gehäuse 24 durch geeignete Tragvorrichtungen (nicht dargestellt) befestigt und enthält viele gebündelte Brennstoffelemente 32. Jedes der Bündel 32 besteht aus vielen Stäben bzw. Platten, die spaltbares Material enthalten und in einem solchen Abstand angeordnet sind, daß zwischen ihnen das Reaktorkühlmittel fließen kann. Allgemein sind: die Brennstoffbündel. 32 in vertikaler Richtung in dem Reaktorkern 26 zwischen den oberen, und, den unteren, kernhaltenden Platten 34 und 36 angeordnet. Spezielle Einheiten der Form eines Druckwasserreaktors einschließlich des Reaktorkerns und der damit verbundenen Einrichtungen enthält der obererwähnte »Genfer Artikel«.Fig. 1 shows an application of the invention to the coolant system in the secondary circuit 20 of a nuclear reactor 22. The reactor 22 is e.g. B. a pressurized water power reactor, as it is mentioned in the aforementioned "Geneva article", which has a thermal output of about 400 MW. The reactor 22 has a pressure vessel or housing 24 with upper and lower branches 28 and 30, respectively. The reactor core. 26 is secured in the housing 24 by suitable supports (not shown) and contains many bundled fuel elements 32. Each of the bundles 32 consists of many rods or plates containing fissile material and spaced apart such that the reactor coolant is between them can flow. General are: the fuel bundles. 32 arranged in the vertical direction in the reactor core 26 between the upper, and, the lower, core-holding plates 34 and 36. The above-mentioned "Geneva Article" contains special units in the form of a pressurized water reactor, including the reactor core and the associated equipment.

Das Reaktorkühlmittel besteht aus leichtem Wasser (H20), welches unten in das Reaktorgehäuse 24 aus Kühlkreisläufen 37 eintritt und nach Durchströmen des Reaktorkernes. 26 von unten nach oben aus dem Reaktorgehäuse 24 durch die Leitung 28 austritt. Bei den oberen Leitungen 28 zweigt das Kühlwasser über Leitungen 38 in die vorerwähnten Kühlkreisläufe 37 ab. Bei der vorliegenden Anordnung ist jeder der vier Kühlkreisläufe 37 mit einem Dampferzeuger 40 und einer Umwülzpumpe 42 großer Durchsatzleistung mit relativ geringer Förderhöhe ausgestaltet. Die Leiturgen 38 verbinden die einzelnen Dampferzeuger 40 mit der Leitung 28, und jede dieser Leitungen enthält ein Paar von Absperrventilen 44, durch die einer oder mehrere der Kühlkreisläufe vom Primärkreis des Reaktors getrennt werden können. Vom Dampferzeuger 40 eines jeden Kühlkreislaufs wird das primäre Kühlmittel zur Saugseite der Umwälzpumpe 42 über die Verbindungsleitung 46 geführt. Die Druckseite jeder Pumpe 42 ist mit dem unteren Ende oder dem Einlaßanschluß 30 durch eine Leitung 48 verbunden. In jeder Leitung 48 befindet sich ein Rückschlagventil 50 zur Verhinderung des Rückströmens der Flüssigkeit aus dem Reaktorgehäuse 24 in Richtung auf die Umwälzpumpe 42 bei einer Unterbrechung der Leistungslieferung oder ,aus sonstigen Gründen, ferner ein Ventil 52, das in Verbindung mit den Ventilen 44 dazu dient; einen bestimmten Kühlkreislauf von dem Reaktor abzuschalten.The reactor coolant consists of light water (H20), which is below enters the reactor housing 24 from cooling circuits 37 and after flowing through the Reactor core. 26 from the bottom up from the reactor housing 24 through the line 28 exits. In the case of the upper lines 28, the cooling water branches off via lines 38 in the aforementioned cooling circuits 37. In the present arrangement, everyone is of the four cooling circuits 37 with a steam generator 40 and a circulation pump 42 large Throughput designed with a relatively low head. The Leaders 38 connect the individual steam generator 40 to the line 28, and each of these lines includes a pair of shut-off valves 44 through which one or more of the cooling circuits can be separated from the primary circuit of the reactor. From the steam generator 40 one of each cooling circuit, the primary coolant becomes the suction side of the circulation pump 42 out via the connecting line 46. The pressure side of each pump 42 is with the lower end or the inlet connection 30 by a line 48 connected. In each Line 48 is a check valve 50 to prevent backflow of the liquid from the reactor housing 24 in the direction of the circulation pump 42 an interruption in the delivery of services or, for other reasons, also Valve 52, which is used in conjunction with valves 44; a specific cooling circuit shut down from the reactor.

Mit der Leitung 28 des. Reaktors. 22 ist ein Druckgehäuse 56 verbunden. Das Gehäuse 56 enthält einen Teil des Kühlmittels, das durch mit 58 bezeichnete Erhitzer verdampft wird. Die Erhitzer 58 haben in diesem Falle ausreichendes Fassungsvermögen, um den Arbeitsdruck des ersten. Reaktorsystems durch Verdampfung der im Druckbehälter 56 bei einem Druck von 140 Atm. befindlichen Flüssigkeit zu halten. Die in. dem Druckgehäuse 56 entstehenden Drücke werden über .eine am Boden befindliche Leitung 60, die das Druckgehäuse mit dem primären Reaktorgehäuse verbindet, auf das primäre Reaktor-System übertragen.With the line 28 of the reactor. 22, a pressure housing 56 is connected. The housing 56 contains a portion of the coolant indicated by 58 Heater is evaporated. In this case, the heaters 58 have sufficient capacity, about the work pressure of the first. Reactor system by evaporation of the pressure vessel 56 at a pressure of 140 atm. to keep the liquid present. The in. Dem Pressure housing 56 resulting pressures are .ein on the ground line 60, which connects the pressure housing to the primary reactor housing, to the primary Transfer reactor system.

Das Druckgehäuse 56 hat ausreichenden Dampfraum, um normale Volumenänderungen im ersten Kühlkreislauf aufzunehmen, die durch Schwankungen des Arbeitsdruckes oder anderer Verä.ndeavngen entstehen, um die Druckspitzen und Volumenänderun gen im ersten Reaktorsystem zu vermindern. Solche Druck und Volumenänderungen sind vor allem deswegen unerwünscht, weil sie eine Gegenwirkung des Atomreaktors erzeugen und deswegen seine Regelung erschweren. Bei einer gewissen Druckschwankung wird ein Teil des ankommenden Stoßes der Flüssigkeit durch eine Leitung 59 zur oberen oder Dampfkammer des Druckgefäßes 56 geführt. Dieser Teil der Stoßwelle wird in den Dampfraum gespritzt, wie das bei 61 angedeutet ist, und läßt einen Teil des Dampfes kondensieren, um zusätzliche Stoßwellen aufzufangen. Eine geeignete Form des Druckgefäßes ist offenbart in der USA.-Patentanmeldung 677 875 von W. J. Shane, betitelt »Pressure Contralling System« vom 13. August 1958.The pressure housing 56 has sufficient vapor space to allow normal volume changes record in the first cooling circuit caused by fluctuations in the working pressure or other changes arise in order to reduce the pressure peaks and volume changes in the first reactor system to decrease. Such pressure and volume changes are before all because they are undesirable because they create a counteraction of the nuclear reactor and therefore complicate its regulation. With a certain pressure fluctuation, part of the incoming shock of the liquid through a line 59 to the upper or steam chamber of the pressure vessel 56 out. This part of the shock wave is in injected the vapor space, as indicated at 61, and leaves part of the Condense vapor to absorb additional shock waves. A suitable shape of the pressure vessel is disclosed in U.S. Patent Application 677,875 to W. J. Shane, titled "Pressure Contralling System" from August 13, 1958.

Der aus jedem Dampferzeuger 40 ausströmende Dampf wird über eine mit einem Ventil versehene Leitung 62 herausgeführt. Die Leitungen 62 sind wiederum verbunden mit einer Einlaßs.ammelleitung 64 eines Dampfbehälters 66. Von dem Dampfbehälter 66 wird: der in dem Sekundärkreis 20 erzeugte Dampf über Leitungen 70 zu einer Hochdruckturbine 68 geführt. 72 isst eine Niederdruckturbine, die die- Turbinenwelle 74 aufweist. In üblicher Weise sind Dampfzuleitungen (nicht gezeigt) zwischen den Hochuni Niederdruckturbinen 68 und 72 vorgesehen. In gleicher Weise ist ein Generator an die Turbinenantriebswelle 74 angekuppelt (nicht dargestellt), der z. B. eine maximale Leistung von etwa 100 MW besitzt.The steam flowing out of each steam generator 40 is led out via a line 62 provided with a valve. The lines 62 are in turn connected to an inlet manifold 64 of a steam tank 66. From the steam tank 66: The steam generated in the secondary circuit 20 is conducted via lines 70 to a high-pressure turbine 68. 72 eats a low pressure turbine which has the turbine shaft 74. Steam supply lines (not shown) are provided between the high-uni low-pressure turbines 68 and 72 in a conventional manner. In the same way, a generator is coupled to the turbine drive shaft 74 (not shown), the z. B. has a maximum output of about 100 MW.

Von der Niededruckturbine 72 aus wird der Dampf einem Turbinenkondensator 76 und das Kondeneat durch eine Leitung 78 einer Speysewasserzweigleitung 80 zugeführt. In der Kondensataustrittsleitung 78 befindet sich ein Rücksehlagventil 84, das ein unerwünschtes Rückfließen der Flüssigkeit des Kühlmittels im Sekundärkreis ,in den Kondensator 76 oder in die Turbinen verhindern soll. Das aufbereitete, für den sekundären Kreislauf 20 erforderliche Speisewasser wird der Leitung 78 über die Leitung 79 und eine, mit einem Ventil versehene Leitung 82 zugeführt.From the low-pressure turbine 72, the steam is fed to a turbine condenser 76 and the condensate is fed through a line 78 to a feedwater branch line 80. In the condensate outlet line 78 is a Rücksehlagventil 84 which is intended to prevent an undesirable back flow of the liquid coolant in the secondary circuit, in the condenser 76 or in the turbines. The treated feed water required for the secondary circuit 20 is fed to the line 78 via the line 79 and a line 82 provided with a valve.

Die Dampfsammelleitung 64 weist erfindungsgemäß viele regelbare Entlastungsventile auf, und jedes dieser Ventile ist hinter ein von Hand bedienbares Absperrventil geschaltet. Jedes der aus einem Entlastungs- und handbedienbaren Ventil bestehenden Ventilpaare ist über eine Leitung 86 mit der Sammelleitung 64 verbunden. In dem vorliegenden Fall werden vier solche Entlastungsventil-- 88, 90, 92 und 94 verwendet, von denen jedes, wie bereits erwähnt, hinter ein von Hand bedienbares Ventil 96 geschaltet ist. Wie nachstehend besonders erläuter wird, werden die Entlastungsventile 88 bis 94 automatisch, z. B. elek trisch, betätigt, entsprechend Fig. 2 und 3 der Zeichnung, um bestimmte Dampfmengen aus dem Sekundärkreislauf 20 abzublasen.According to the invention, the steam collecting line 64 has many controllable relief valves, and each of these valves is connected behind a manually operated shut-off valve. Each of the valve pairs consisting of a relief valve and a manually operable valve is connected to the collecting line 64 via a line 86. In the present case, four such relief valves - 88, 90, 92 and 94 - are used, each of which, as already mentioned, is connected behind a manually operated valve 96. As will be particularly explained below, the relief valves 88-94 are automatically, e.g. B. elec trically operated, as shown in FIGS. 2 and 3 of the drawing to blow off certain amounts of steam from the secondary circuit 20.

Anzahl und Größe der Regelventile 88 bis 94, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in Tätigkeit treten, werden von einem überschreiten einer bestimmten Lastanforderung an das zu regelnde thermodynamische System abhängig gemacht. Bei einer Atomkraftanlage hat dieser Lastabfall ein Ansteigen der Durchschnittstemperatur im Sekundärkreis zur Folge. Da weniger Dampf verbraucht wird, kann dieser Temperaturanstieg seinerseits in gefährlicher Weise große Schwankungen im Primärkreislauf verursachen, weil nämlich weniger Wärme durch den Dampferzeuger 40 abgeführt wird. Die regelbaren Entlastungsventile 88 bis 94 werden entsprechend dem Schema nach Fig. 2 betätigt, und, zwar nur dann, wenn der Lastabfall einen Druckanstieg im Primärsystem hervorruft, der sonst die üblicherweise mit dem Primärsystem verbundenen nicht gezeigten Sicherheitsveritile oder anderen entsprechenden. Einrichtungen zum Ansprechen bringen würde.Number and size of the control valves 88 to 94, which lead to a particular At the point in time, a certain load requirement will be exceeded made dependent on the thermodynamic system to be controlled. At a nuclear power plant this load drop has an increase in the average temperature in the secondary circuit result. As less steam is consumed, this temperature rise can in turn cause dangerously large fluctuations in the primary circuit, because namely less heat is dissipated through the steam generator 40. The adjustable relief valves 88 to 94 are actuated according to the scheme of FIG. 2, and only then, if the load drop causes a pressure increase in the primary system, which would otherwise cause the safety equipment, not shown, usually connected to the primary system or other equivalent. Would make facilities respond.

Ein anderer Grund dafür, daß die Betätigung des Regelsystems nur .im Falle der Überschreitung eines bestimmten Lastabfalles erfolgt, liegt in der Charakteristik des primären Kreislaufes, die geeignet ist, bestimmte Schwankungen, die aus einem kleinen Lastabfall entstehen, zu_ kompensieren. Die kleineren Lastabfälle werden normalerweise durch die übergangsabsorbierende Wirkung des Druckbehälters 56 und durch die verminderte Aktivität, die von dem jeweiligen Temperaturabfall im primären K"uhlinttelkreis herrührt, kompensiert. Es ist bei einem Wärmereaktor, bei dem langsame Neutronen nach Herstellung der Kettenreaktion verwendet werden, bekannt, daß die Moderationsfähigkeit des Materials zur Verlangsamung der Neutronen mit dem Ansteigen der Temperaturen in der Weise abnimmt, daß beispielsweise ein negativer Koeffizient der Aktivität von etwa 2,0.10-4 Kl° C erreicht werden kann. Daher ist bei dieser Anlage das Regelsystem nur dazu bestimmt, bei solchen hohen und wahrscheinlich unerwarteten Lastabfällen in Tätigkeit zu treten, die sonst eine Betätigung von einem oder mehreren der verschiedenen mit der Reaktoranlage verbundenen Sicherheitsventile verursachen würde.Another reason why the operation of the control system is only If a certain load drop is exceeded, lies in the characteristic of the primary circuit, which is capable of certain fluctuations arising from a small load drop, to_compensate. The smaller load drops will be normally by the transfer absorbing effect of the pressure vessel 56 and by the decreased activity caused by the respective temperature drop in the primary K "uhlinttelkreis originates, compensated. It is with a heat reactor, with the slow Neutrons are known to be used after the creation of the chain reaction Moderation ability of the material to slow down the neutrons as they rise of temperatures decreases in such a way that, for example, a negative coefficient the activity of about 2.0.10-4 Kl ° C can be achieved. Hence with this one Plant the control system only intended at such high and probably unexpected Load drops in activity that would otherwise require one or more actuation of the various safety valves connected to the reactor system would.

Die handbetätigten Ventile 96, die, wie vorher erwähnt, mit den regelbaren Entlastungsventilen verbunden sind, haben ;hier die gleiche Größe bzw. Kapazität wie die regelbaren Entlastungsventile 88 bis 94. Die Ventile 96 ermöglichen eine Abschaltung eines oder mehrerer Ventile 88 bis 94 für den Fall einer mangelnden Funktionsfähigkeit der letzteren Ventile. Folglich sind die Ventile 96 normalerweise geöffnet. In ähnlicher Weise ist eine mit einem Ventil versehene Leitung 98 mit der Dampfsammelleitung 64 verbunden, um ein Abblasen des. Dampfes aus dem Sekundärkreis 20 zu, ermöglichen, solange der Reaktor außer Betrieb ist, um die einen radioaktiven Zerfall bewirkende Wärme aus dem Roaktorkem 26 zu entfernen.The manually operated valves 96, which, as previously mentioned, with the controllable Relief valves connected have; here the same size or capacity like the controllable relief valves 88 to 94. The valves 96 allow a Shutdown of one or more valves 88 to 94 in the event of a lack Functionality of the latter valves. Thus, the valves 96 are normal opened. Similarly, a valved conduit 98 is included connected to the steam manifold 64 in order to blow off the steam from the secondary circuit 20 to, as long as the reactor is out of order, to make the one radioactive To remove decay causing heat from the Roaktorkem 26.

Erfindungsgemäß sind weiterhin. ein oder mehrere Speisewasserventile 100 und 102 vorhanden, die als Bypaß zu dem normalen Speisewasserventil der Leitung 81 geschaltet sind. Jedes der Bypaßventile 100 und 102 ist mit einem ,handbetätigten Ventil 106 in einer der parallelen Leitungen 108 verbunden. Jede der Bypaßleilung 108 zusammen mit der normalen Speisewasserleitung 81 ist mit der Speisewasseranschlußleitung 79 verbunden. Jedes der Ventile 106 soll möglichst von derselben Größe sein wie die Bypaßvontile 100 .und 102. Die Bypaßventile 100 und 102 öffnen automatisch durch einen elektrischen Stromkreis, wie er in Verbindung mit der FLg. 2 der Zeichnungen später beschrieben wird, und werden geöffnet, nachdem eine bestimmte Zahl der regelbaren Entlastungsventile 88 und 94 geöffnet worden ist. Der Zweck der Bypaß-Speisewasserventile 100 und 102 besteht darin, den Fluß des aufbereiteten: Speisewassers zum Ausgleich für die Verluste im sekundären Kühlmüttelkreisl.auf zu erhöhen, entsprechend der Menge .des aus dem Sekundärkreis 20 ausgeblasenen Dampfes; wenn :nämlich ein oder mehrere der regelbaren Entlastungsventile 86 bis 94 betätigt sind. Die handbetätigten Ventile 106 ermöglichen eine Abschaltung eines oder mehrerer Speisewasserventile 100, 102 und 104 bei nicht einwandfreiem Betrieb. Jedes der Speisewasserventile 100, 102 und 104 wird zusätzlich automatisch durch die normale Wasserstamdsanzeige und Regelkreis (nicht .gezeigt), die mit dem Dampferzeuger 40 verbunden sind, betätigt. Dieser Regelkreis ist von üblicher Art und öffnet und schließt die Speisewasserventile 100, 102 und 104, wie durch die gestrichelte Linie 110 angegeben ist. Die Bypaß-Speisewasserventile 100 und 102 können jedoch .erst dann geöffnet werden, wenn sie ein Signal von dem Regelkreislauf, wie er in Fig. 2 bzw. 3 dargestellt ist, erhalten haben. Andererseits jedoch übersteuert ein, von. dem normalen D.ampfexzeugerregelkreis ausgehendes Signal zum Schließen des Ventils ein von dem Regelkreislauf nach Fig. 2 oder 3 ausgehendes. Öffnungssignal, um eine Überlastung der Gehäuse- oder Dampfseite des Dampferzeugers 40 zu verhindern. Die Verwendung der Speisewasserzwegleitung 80 ermöglicht natürlich einen Wassemspiegelausgleich unter den vier Dampferzeugern 40 dieser Einmichtung.According to the invention are still. one or more feed water valves 100 and 102 are present, which are connected as a bypass to the normal feed water valve of the line 81. Each of the bypass valves 100 and 102 is connected to a manually operated valve 106 in one of the parallel lines 108. Each of the bypass lines 108 together with the normal feed water line 81 is connected to the feed water connection line 79. Each of the valves 106 should, if possible, be of the same size as the bypass valves 100 and 102. The bypass valves 100 and 102 open automatically by an electrical circuit, as it is in connection with the FLg. 2 of the drawings, and are opened after a certain number of the variable relief valves 88 and 94 have been opened. The purpose of the bypass feed water valves 100 and 102 is to increase the flow of the treated: feed water to compensate for the losses in the secondary Kühlmüttelkreisl.auf, according to the amount .des blown from the secondary circuit 20; if: namely one or more of the controllable relief valves 86 to 94 are actuated. The manually operated valves 106 enable one or more feed water valves 100, 102 and 104 to be switched off in the event of improper operation. In addition, each of the feed water valves 100, 102 and 104 is automatically actuated by the normal water level indicator and control circuit (not shown) associated with the steam generator 40. This control loop is of a conventional type and opens and closes the feedwater valves 100, 102 and 104, as indicated by the dashed line 110. The bypass feedwater valves 100 and 102 can, however, only be opened when they have received a signal from the control circuit as shown in FIGS. 2 and 3, respectively. On the other hand, however, overdrives a, von. the normal D.ampfexgenerator control circuit outgoing signal for closing the valve is an outgoing signal from the control circuit according to FIG. 2 or 3. Opening signal to prevent the housing or steam side of the steam generator 40 from being overloaded. The use of the feed water duct 80 naturally enables a water level equalization among the four steam generators 40 of this device.

In Fig. 2 der Zeichnung ist ein Kreislauf zur Betätigung der Dampfregelventile 88 bis 94 und der Bypaß-Speisewasservemtile 100 und 102 gemäß der Erfindung dargestellt. Der Regelkreislauf enthält einen genormten Drehstzom-Wärmeumformer 120, der die gesamte Ausgangsleistung des mit der Atomkraftanlage verbundenen elektrischen Generators mißt. Der Umformer ist von der handelsüblichen Art (Leeds and Northrop, .Catalog No. 10730) und erzeugt eine der Generatorlast, die bei dieser Anlage zwischen 0 und 100 MW schwankt, linear proportionale Gleichstromleistung.In Fig. 2 of the drawing, a circuit for actuating the steam control valves 88 to 94 and the bypass feed water valves 100 and 102 according to the invention is shown. The control circuit contains a standardized rotary current heat converter 120 which measures the total output power of the electrical generator connected to the nuclear power plant. The converter is of the commercially available type (Leeds and Northrop, .Catalog No. 10730) and generates a DC power that is linearly proportional to the generator load, which in this system fluctuates between 0 and 100 MW.

Der Umformer 120 ist mit einem elektrischen Generator durch Leitungen 122 und einen Reduziertransformator (nicht gezeigt) verbunden. Die Ansprechzeyt für den Wandler 120 beträgt 1 Sekunde. Das bedeutet, daß die Zeit, die der Umformer braucht, um auf 90% der Änderung der erwähnten Generatorleistung anzusprechen, gleich 1 Sekunde ist. Die elektrische Generatorleistung wird benutzt, um ein Eingangssignal auf den Wandler 120 zu geben an Stelle eines auf die Temperatur oder Druck im Primärkreis bezogenen Signals, wie es zuvor in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde, und zwar wegen der abschwächenden Wirkung oder Verzögerung, die in einem solchen System auftreten, besonders durch den Dampferzeuger 40 bei dar Übertragung - der absinkenden Generatorleistung auf das Primärsystem in Form eines bestimmten Überganges. Auf diese Weise können übergroße Druck- oder Volumenstöße im Primärkreis abgefangen und korrigiert werdsn, noch ehe die Auswirkung des Generatorverbrauehs auf den Primärkreis übertragen wird. Aus diesem Grunde wird die Änderung der Generatorlast als Eingangssignal für das Regelsystem benutzt, da die Größe der Änderung die Störung darstellt, die den vorerwähnten bestimmten Übergang hervorruft, wenn, die Wirkung der Laständerung über die Turbine und die Dampferzeuger 40 auf den Primärkreis übertragen ist.The converter 120 is connected to an electrical generator by leads 122 and a step-down transformer (not shown). The response time for the converter 120 is 1 second. This means that the time it takes for the converter to respond to 90% of the change in the generator power mentioned is equal to 1 second. The generator electrical power is used to provide an input to transducer 120 rather than a primary circuit temperature or pressure related signal as previously described in connection with FIG. 1 because of the attenuating effect or delay that occur in such a system, especially by the steam generator 40 when transferring - the decreasing generator power to the primary system in the form of a certain transition. In this way, excessive pressure or volume surges in the primary circuit can be intercepted and corrected before the effect of the generator consumption is transferred to the primary circuit. For this reason, the change in generator load is used as an input to the control system, since the magnitude of the change represents the disturbance which causes the aforementioned particular transition when the effect of the load change is transmitted to the primary circuit via the turbine and the steam generators 40.

Das. Ausgangssignal des Wandlers 120 wird einem Übertrager oder Verzögerer 124 und parallel dazu einem Quecksilberreglerschalter 126 über die Leitungen 128 bzw. 130 zugefühm: Der Verzögerer 124 ist von der Art des üblichen Lastanzeige- und übertragong gerätes der Firma Leeds and Northrop, Catalog No. 69 221. Es ist die Aufgabe des Verzögerers 124, ein Milliwatt-Gleichstromsignal mit fester Zeitverzögerung zu übertragen. Dieses Signal ist natürlich gleich demjenigen, das vom Verzögerer 124 aufgenommen wurde, abgesehen von der erwähnten Verzögerung. Das verzögerte Ausgangssignal des Verzögerers. wird in gleicher Weise über eine Leitung 132 auf die Regeleinrichtung 126 ,gegeben. Die Anzeigeeigenschaft des Verzögerers 124 isst kein notwendiges Merkmal der Erfindung. Die Verzögerungsgeräte haben eine Schleifdrahtanordnung. Die Ausgleichsvorrichtung dieser Anlage besteht aus einem Getriebekopf und einem Motor geringer Drehzahl, der 12 bis 18 Minuten zum Überstreichen des gesamten Einstellbereiches. benötigt. Das Ausgangssignal des Verzögerers 124 ist gleich dem Eingangssignal vom -Wandler 120, wenn der Verzögerer ausgeglichen ist. Der -genannte Ausgleichsmotor bewegt den Schleifdraht des Verzögerers konstant entsprechend dem Laständerungsbedarf von 8,3 oder 5,55 MW/Min. Die Geschwindigkeit des Ausgleichsmechanismus kann durch Verstellung des Getriebekopfes des genannten Motors geändert werden, und die Geschwin-' digkeit oder eine Verzögerung hängt von bestimmten Übergängen ab, die sm Primärkreis zulässig sind. Wie im folgenden. noch gezeigt wird, genügt die Anwendung der 12-Minuten-Verzögerung, um eine angemessene Regelung dieser Art thermodynamischer Vorrichtungen zu. gewährleisten.That. The output signal of the converter 120 is fed to a transformer or delay 124 and, in parallel, a mercury regulator switch 126 via the lines 128 and 130, respectively: The delay 124 is of the type of the usual load display and transmission device from Leeds and Northrop, Catalog No. 69 221. It is the job of the delay 124 to transmit a milliwatt DC signal with a fixed time delay. This signal is of course the same as that picked up by the delay 124 , except for the delay mentioned. The delayed output of the delay. is given in the same way to the control device 126 via a line 132. The display property of the retarder 124 is not a necessary feature of the invention. The delay devices have a slip wire arrangement. The compensation device of this system consists of a gear head and a low speed motor that takes 12 to 18 minutes to sweep over the entire setting range. needed. The output of the delay 124 is equal to the input of the converter 120 when the delay is balanced. The above-mentioned compensating motor moves the retarder's slip wire constantly according to the load change requirement of 8.3 or 5.55 MW / min. The speed of the compensation mechanism can be changed by adjusting the gear head of the said motor, and the speed or a delay depends on certain transitions that are permissible in the primary circuit. As in the following. As will be shown, the application of the 12 minute delay is sufficient to adequately control this type of thermodynamic device. guarantee.

Der Regler 126 ist von dem handelsüblichen Typ Leeds and Northrop, Catalog No. 69 221, und erfaßt die Differenz zwischen dem. direkt vom Wandler 120 über :die Leitungen 128 und 130 gegebenen Signal und dem Verzögerer 124 erhaltenen veazögerten Signal. Der Regler 126 ist eine Hilfseinrichtung mit einer Welle, die von dem Gerät in Übereinstimmung mit den Differenzen zwischen den dem Regler zugeführten Eingangssignalen eingestellt wird.The regulator 126 is of the commercially available Leeds and Northrop type, Catalog No. 69 221, and records the difference between the. directly from converter 120 via: the lines 128 and 130 given signal and the delay 124 received delayed signal. The regulator 126 is an auxiliary device with a shaft that from the device in accordance with the differences between those fed to the regulator Input signals.

Bei einer solchen Anordnung der Erfindung sind vier Quecksilberschalter 134, 136, 138 und 140 auf der genannten Welle (eicht dargestellt), befestigt, wie durch die Strichlinien 142 angedeutet ist. Die einzelnen Stellungen der Quecksilberschalter sind relativ zur Welle .einstellbar, so daß die Schalter zu gegebenen Werten über den ganzen Regelbereich des Entlastungsventils - der Bereich beträgt in diesem Falle 0 bis 100 MW - durch den Regler 126 geschlossen und geöffnet werden können. Durch das Messen der Differenz zwischen den beiden Eingangssignalen errechnet der Regler 126 das Maß jeder Laständerung und stellt dementsprechend die Welle ein. Bei dieser Anlage jedoch reagiert die Regeleinrichtung nicht auf Laständerungen in einer bestimmten Richtung, sondern arbeitet nur dann, wenn das direkte Signal vom Wandler 120 um einen bestimmten Wert geringer ist als das vom Verzögerer 124 verzögerte Signal. Die Schalter 134 bis 140 öffnen sich nacheinander, wenn de Größe der Lastabfälle bestimmte Anderungsbeträge überschreitet, die in diesem Falle auf zunehmend größere Werte für die Schalter einsgestellt sind, Ehe die Normallast auf den vorgenannten elektrischen Generator wieder eingestellt wird, werden die Schalter 134 bis 140 automatisch durch den Regler 126 in der umgekehrten Reihenfolge, in der sie geschlossen werden, automatisch .geöffnet und beenden allmählich das. Ausblasen von Dampf aus dem Sekundärkreis 20. In. dieser besonderen Anordnung schließt der Schalter 136 etwa 5,5 Minuten nach dem Schalter 134, der Schalter 138 schließt etwa 2,7 Minuten nach dem Schalter 136 und der Schalter 140 3,6 Minuten nach dem Schalter 138. Die Schalter 134 bis 140 sind einzeln verbunden über einen von Hand beweglichen Dreipunktschalter 143 mit der Magnetspule 144. Die Magnetspulen 144 dienen dazu, die Steuerventile 88 bis 94 zu öffnen, wenn die zugehörigen Schalter 134 bis 140 geschlossen sind. Wie durch die Leitungen 146 angedeutet ist, kann jede der Magnetspulen 144 ihr zugehöriges Ventil 88, 90, 92 oder 94 entweder direkt oder über ein nicht gezeigtes Zwischenventil oder einen anderen pneumatischen oder hydraulischen Kreis betätigen.In such an arrangement of the invention there are four mercury switches 134, 136, 138 and 140 on said shaft (not shown), fixed as is indicated by the dashed lines 142. The individual positions of the mercury switch are adjustable relative to the shaft, so that the switches over to given values the entire control range of the relief valve - in this case the range is 0 to 100 MW - can be closed and opened by controller 126. By the controller calculates the measurement of the difference between the two input signals 126 the amount of any change in load and adjusts the shaft accordingly. At this However, the control system does not react to load changes in a specific system Direction, but only works when the direct signal from transducer 120 is around is a certain value less than the signal delayed by the delay 124. The switches 134 to 140 open sequentially when the size of the load drops exceeds certain change amounts, which in this case are increasingly larger Values for the switches are set before the normal load on the aforementioned electrical generator is set again, the switches 134 to 140 automatically by controller 126 in the reverse order in which it was closed are automatically .opened and gradually stop blowing out steam the secondary circuit 20. In. With this particular arrangement, switch 136 closes approximately 5.5 minutes after switch 134, switch 138 closes approximately 2.7 minutes after switch 136 and switch 140 3.6 minutes after switch 138. The Switches 134 to 140 are individually connected via a manually movable three-point switch 143 with the solenoid 144. The solenoid 144 are used to control the control valves 88 to 94 open when the associated switches 134 to 140 are closed. As indicated by the lines 146, each of the magnetic coils 144 can be associated with it Valve 88, 90, 92 or 94 either directly or via an intermediate valve (not shown) or operate another pneumatic or hydraulic circuit.

Jeder der Schalter 134, 136, 138 oder 140 und der dazugehörige von Hand bediensbare Schalter 143 und die Magnetspule 144 sind durch Leitungen 148 und 150 parallel in Reihe zu einem Paar elektrischer Speiseleitungen 152 und 154 gekoppelt, die an eine geeignete elektrische Spannungsquelle angeschlossen ist (nicht dargestellt). Jeder der von Hand bedienbaren Schalter ermöglicht den Anschluß von einzelnen oder allen (wie in. Fig. 2 .gezeigt) die Ventile regelnden Magnetspulen 144 an den Regler 126, wenn die Kontakte 156 und 158 der zugehörigen Schalter miteinander verbunden sind. In ähnlicher Weise können auch .alle Ventile 88 bis 94 und die mit ihnen verbundenen Magnetspulen 144 vom Regler durch Betätigen der Dreipunktschalter 143 in die offene Stellung, wie es durch den Kontakt 160 angedeutet ist, abgeschaltet werden. Im Falle eines Versagens des Regelsystems oder aus ähnlichem Anlaß kann jedes der regelbaren Dampfentlastungsventile 88 bis 94 von Hand mit dem durch die Leitungen 152 und 154 damgestellten elektrischen Speisekreis durch Überbrückung der Kontakte 162 und 156 der von Hand betätigbaren Schalter 143 verbunden werden. Die letztere Stellung des von Hand betätigten Schalters 143 bildet natürlich einen Bypaß zu den zugehörigen Quecksilberschaltern 134, 136, 138 oder 140.Each of the switches 134, 136, 138 or 140 and the associated one of Hand-operated switches 143 and the solenoid 144 are through lines 148 and 150 coupled in parallel in series with a pair of electrical feed lines 152 and 154, which is connected to a suitable electrical voltage source (not shown). Each of the manually operated switches enables individual or all (as shown in. Fig. 2. Shown) the valves regulating solenoid coils 144 to the controller 126 when the contacts 156 and 158 of the associated switches are connected together are. Similarly, all valves 88 to 94 and those connected to them Solenoid 144 from the controller by actuating the three-point switch 143 in the open Position, as indicated by the contact 160, can be switched off. In the event of a failure of the control system or for a similar reason, any of the controllable Vapor relief valves 88-94 by hand with the one through lines 152 and 154 The electrical supply circuit created by bridging contacts 162 and 156 the manually operable switch 143 are connected. The latter position of the manually operated switch 143 forms a bypass to the associated Mercury switches 134, 136, 138 or 140.

In diesen Falle können die regelbaren Dampfentlastungsventile 88 bis 94 Dampf bis zu einer Gesamtmenge von 338 000 kg/Std. und einem Druck von 42 Atm. abblasen. Der Ausstoß einer solchen Dampfmenge ist angemessen, um den Primärkreis nach einem Gesamtlastabfall von 100 MW ins Gleichgewicht zu bringen, obwohl der maximale Dampffluß in dem Sekundärkreis bei einem gewählten Beispiel 0,585 -.10a kg/Std. bei einem Druck von 42 Atm. beträgt. Die einzelnen Kapazitäten der regelbaren Entlastungsventile 88 bis 94 sind so ausgewählt, daß sie etwa. vier gleiche Druckstöße oder bestimmte Übergänge -im Primärkreis weitergeben, wQbeä keiner dieser Druckstöße so groß ist, daß die im Primärkreis gültigen Konzessionswerte überschritten werde. oder eines der üblichen Sicherheitsventile, die normalerweise mit dem Primärkreis in Verbindung stehen, in Tätigkeit gesetzt wird. Außerdem lösen die Ventile 88 bis 94 bei bestimmten Werten automatisch aus und sprechen bei einem Druck an, der unter denn Ansprechdruck der normalerweise in dem Sekundärkreis 20 gebrauchten Sicherheitsventile liegt, um ein Einsetzen .der rogelbaren Entlastungsventilz ebenso wie der normalerweise mit dem, Sekundärkreis verbundenen. Sicherheitsventile zu verhindern. Die regelbaren Entlastungsventile 88 bis 94 sind genormt, die leistungsgeregelten Ventile sind von bekannter Bauart, so daß sich eine eingehende Beschreibung erübrigt. Bei dem. der Erfindung können -die regelbaren Entlastungsventile, 8$ bis 94 folgende Kapazitäten besitzen: Dampfausstoßvermögen: Ventil 88 . . . . . . . . . . . . . . . 149 000 kg/Std. Ventil 90 . . . . . . . . . . . . . . . 101500 kg/Std. Ventil 92 . . . . . . . . . . . . . . . 57 200 kg/Std. Ventil 94 . . . . . . . . . . . . . . . 34 500 kg/Std. Es wird darauf hingewiesen, daß die oben angegebeuen Kapazitäten oder Dampfdurehffußmengen maximale Kapazitäten der einzelnen Ventile darstellen bei einem Druck im Sekundärkreis von 140 Atm. Wie bereits, oben gesagt wurde, werden diese Ventile der Reihe nach geöffpet durch die mit ihnen verbundenen Relaisschalter 134 bis 140, beginnend mit dein kleinsten Sieherheitsventil94, um vier annähernd gleiche Druckstöße vgn für den Primärkreis zulässigem Ausmaß auszulösen. Die Entlastungsventile 88 bis 94 dieser Anlage haben jedoch sehr =mschie&che Kapazitäten, die entsprechend. den Zweiten, irdenen diese Ventile geöffnet werden, sich vergrößern, da dieser Dampfdruck im Seku#rrdärkreis beim öffnen von, eitlem oder mehreren der regelbaren. Entlastungsventile 8$ bis 94 abfällt, Andere Gründe für die zunehmenden Größen dieser Ventile sind der verminderte Wirkungsgrad des negativen Temperaturkoeffizienten bei niedrigem Reaktorleistungsniveau. .und der Verlust der Speisewasservorwärmung des Dampferzeugers, der normalerweise durch einen Dampfentzug durch Abdampfleitungen vom Dampferzeuger 40 eintritt. In diesem Ausführuahgsbeispiel werden die Relaisschalter 134 bis 140 durch den Regler 126 entweder geöffnet oder geschlossen, so daß die Entlastungsventile 88 bis 94 durch die folgenden, vom Regler 126 aufgezeichneten Lastabfälle betätigt werden: Geöffnet Geschlossen Ventil 88 . . . . . . . . . 68 MW 66 MW Ventil 90 . . . . . . . , . 38 MW 3( MW Ventil 92 . . . . . . . . . 23 MW 21 MW Ventil 94 . . . . . . . . . 15 MW 3 MW Aus des obigen Tabelle ist zu ersehnen, daß die Ventile 88 bis 94 in zunehmender Größe entsprechend dem Abfall der Last geöffnet werden, beginnend mit der Öffnung des Ventits 94. Dieses Ventil 94 bleibt offen, wenn das nächste größere Ventil 92 bei einem Verlust von 23 MW geöffnet wird und so weiter, bis alle Ventile 88 bis. 94 geöffnet sind, wenn ein, Lastverlust von 68 MW eintritt. Wie oben gesagt wurde, schießen die Ventile 88 bis 94 der Reihe nach entsprechend abnehmender Ventilgröße selbsttätig durch die Regeleinrichtung 12.6. Die vorher erwähnten Zeaverzqgernngen zw sehen den Schließzeiten der Ventile werden so ausgewählt, daß genügend Dampf aus. dem Sekundärkreis abgeblasen wird, um extreme Übergänge im Primärkreis zu verhindern.. Wenn die Entlastungsventile 88 bis 94 geschlossen sind, kann die normale Turbinenlast wieder eingestellt werden.In this case, the adjustable steam relief valves 88 to 94 steam up to a total of 338,000 kg / hour. and a pressure of 42 atm. blow off. The output of such an amount of steam is adequate to bring the primary circuit into equilibrium after a total load drop of 100 MW, although the maximum steam flow in the secondary circuit in a chosen example is 0.585-10a kg / h. at a pressure of 42 atm. amounts to. The individual capacities of the controllable relief valves 88 to 94 are selected so that they are about. Pass on four equal pressure surges or certain transitions in the primary circuit, wQbeä none of these pressure surges is so great that the concession values valid in the primary circuit are exceeded. or one of the usual safety valves that are normally connected to the primary circuit is activated. In addition, the valves 88 to 94 trigger automatically at certain values and respond at a pressure which is below the response pressure of the safety valves normally used in the secondary circuit 20, in order to insert the adjustable relief valve as well as that normally connected to the secondary circuit. Prevent safety valves. The controllable relief valves 88 to 94 are standardized, the output-controlled valves are of a known type, so that a detailed description is superfluous. In which. According to the invention, the adjustable relief valves 8 to 94 can have the following capacities: Steam output capacity: valve 88. . . . . . . . . . . . . . . 149,000 kg / hour Valve 90. . . . . . . . . . . . . . . 101,500 kg / h Valve 92. . . . . . . . . . . . . . . 57 200 kg / hour Valve 94. . . . . . . . . . . . . . . 34 500 kg / hour It should be noted that the capacities or steam flow foot quantities given above represent the maximum capacities of the individual valves at a pressure in the secondary circuit of 140 atm. As already said above, these valves are opened in sequence by the relay switches 134 to 140 connected to them, starting with the smallest safety valve 94, in order to trigger four approximately equal pressure surges vgn for the primary circuit permissible extent. The relief valves 88 to 94 of this system, however, have very different capacities, which accordingly. The second, earthen these valves are opened, because this steam pressure in the secondary circuit when opening, empty or several of the controllable. Relief Valves 8 $ to 94 drops, Other reasons for the increasing sizes of these valves are the decreased efficiency of the negative temperature coefficient at low reactor power levels. .and the loss of the feed water preheating of the steam generator, which normally occurs as a result of steam extraction through exhaust lines from the steam generator 40 . In this exemplary embodiment, the relay switches 134 to 140 are either opened or closed by the controller 126 , so that the relief valves 88 to 94 are actuated by the following load drops recorded by the controller 126: Open closed Valve 88 . . . . . . . . . 68 MW 66 MW Valve 90. . . . . . . ,. 38 MW 3 (MW Valve 92. . . . . . . . . 23 MW 21 MW Valve 94. . . . . . . . . 15 MW 3 MW From the table above it can be seen that valves 88 to 94 are opened in increasing sizes as the load decreases, starting with the opening of valve 94. This valve 94 remains open when the next larger valve 92 is lost at 23 MW is opened and so on until all valves 88 through. 94 are open when a load loss of 68 MW occurs. As stated above, the valves 88 to 94 close automatically in sequence through the control device 12.6 in accordance with the decreasing valve size. The previously mentioned Zeaverzqgernngen between the closing times of the valves are selected so that there is enough steam. the secondary circuit is blown off to prevent extreme transitions in the primary circuit. When the relief valves 88 to 94 are closed, the normal turbine load can be set again.

Die obige Tabelle zeigt die Größe der Lastverluste, bei denen die Entlastungsventile 88 bis 94 geöffnet werden können. Die Ventile werden jedoch nicht geöffnet, wenn nicht der Lastverlust inwerhäb einer durch den Verzögerer 124 und vom Regler 126 bestimmten. Zeit eintritt. Wenn man annimmt, daß der Verzöge rer 124 mit. einem 12-Minuten-Getriebekopf ausgerüstet ist, so kann dieses Gerät mit Hilfe seines bekannten Mechanismus., wie er oben kurz beschrieben worden ist, ein der maximalen Generatorlast entsprechendes Signal in 12 Minuten ausgleichen. In dem Ausführungsbeispiel liegt die maximale Last bei 100 MW, und das Verzögerungsgerät kann daher einen, Lastabfall in Höhe von etwa 8,3 MW in einer Minute oder 1 MW in etwa 7 Sekunden ausgleichen. Bei Anwendung der Erfindung ist festgelegt, daß dieser Betrag eines Lastabfalls aufgenommen werden kann durch denn primärlcreis, ohne d aß die normalen Sicherheitsventile in Tätigkeit treten und ohne daß nachteilige Wirkungen für den Reaktor zu befürchten sind. Um das. erste Entlastungsventil 94 zu öffnen, ist demgemäß ein Lastabfall von etwa 23,3 MW in einer Minute oder 16 MW in 7 Sekunden erfgrderlch. Bei einem plötzlichen Verlust von weniger als 15 MW wird das Entlastungsventil 94 jedoch nicht in Tätigkeif treten, In ähnlicher Weise öffnet das Ventil 92 nach einem Lastverlust von etwa 31,3 MW in einer Minute oder 24 MW in etwa 7 Sekunden, während ein plötzlicher Verlust von weniger als. 23 MW das Ventil 92 nicht beenflußt. Der tatsächliche "Lastabfall, der notwendig ist, um .ein Arbeiten der übrigen Entlastungsventile 88 bis 92 zu veranlassen, geht klar aus dem Vorhergehenden hervor. Wenn sich die Last wieder einzustellen beginnt, werden die regelberen Fntlastungs#venttil-e 8$ bis 94 entsprechend den Lastverlusten geschlossen, wie sie für die Ventile unter der Spalte »geschlossen« in der vorhergehenden Tabelle aufgeführt sind. Wenn die Last sich jedoch n cht wieder einstellt, werden die Ventile automatisch nach einer bestimmten Betriebszeit geschlossen. Die größere Spanne zwischen den Offnungs- und Schließstellen des kleinsten Ventils 94 ist erforderlich, um ein zu frühes Schließen dieses. Ventils nach dem Schließen des vorhergehenden Ventils zu verhindern.The table above shows the magnitude of the load losses at which the relief valves 88 to 94 can be opened. However, the valves are not opened unless the load loss is determined by the delay 124 and the controller 126 . Time comes. Assuming that the delay rer 124 with. is equipped with a 12-minute gear head, this device can with the help of its known mechanism, as it has been briefly described above, equalize a signal corresponding to the maximum generator load in 12 minutes. In the exemplary embodiment, the maximum load is 100 MW, and the delay device can therefore compensate for a load drop of approximately 8.3 MW in one minute or 1 MW in approximately 7 seconds. When the invention is applied, it is specified that this amount of load drop can be absorbed by the primary circuit without the normal safety valves coming into operation and without fear of adverse effects for the reactor. In order to open the first relief valve 94, a load drop of about 23.3 MW in one minute or 16 MW in 7 seconds is accordingly required. In a sudden loss of less than 15 MW, the relief valve 94 will not occur in Tätigkeif, Similarly, the valve 92 opens after a load loss of about 31.3 MW in a minute or 24 MW in about 7 seconds, while a sudden loss of less than. 23 MW valve 92 is not closed. The actual "load drop that is necessary to cause the remaining relief valves 88 to 92 to operate is clear from the foregoing. When the load begins to adjust again, the more regulating relief valves 8 $ to 94 are accordingly closed to the load losses, as listed for the valves under the column "closed" in the previous table. However, if the load does not return, the valves are automatically closed after a certain operating time Closing the smallest valve 94 is necessary in order to prevent this valve from closing too early after the previous valve has been closed.

Wenn das kleinste der regelbaren Entlastungsventile 94 geöffnet ist, wie es bei Lastverlusten zwischen 15 und 23 MW der Fall ist, sind das notanale Speiwwasserventil104 und die dazugehörigen Leitungengroß genug, um nicht nur die normale Speisewasseraufbereitungsmenge, sondern auch die zusätzliche Aufbereitungsmenge zu liefern, die erforderlich wird durch den verlorenen oder aus dem System über das Entlastungsvejlti194 .ausgeblasenen Dampf, Wie oben beschrieben, wird das Speisewasserventil 104 in Abhängigkeit von einem Signal, das von mit den Dampferzeugern. 40 verbundenen üblichen Speisewasserstandsreglern. empfangen wird, geöffnet und geschlossen. Wenn jedoch die zusätzlichen regelbaren Entlastungsventile 88, 90 oder 92 geöffnet werden, was durch größere Lastabfälle bewirkt ist, reicht das normale Speisewasserventi1104 nicht aus, um den Wasserspiegel des Speisewassers in jedem der Dampferzeuger 40 beizubehalten, und zwar wegen des Anwachsens der Dampfmenge, die aus dem Sekundärkreis 20 ausgeblasen wird. Entsprechend werden die zusätzlichen Speisewasserventäle 100 und 102 mit dem Sekundärkreis in Bypaßanordnung zum normalen Speisewasserventil 104 verbunden, um die Speisewassereintrittsmenge zu erhöhen. Es ist wünsch.enswert, zwei oder mehr Speisewasserventile vorzusehen, da solche Ventile billiger und leichter bedien= und- regelbar sind als einzelne große Ventile.When the smallest of the controllable relief valves 94 is open, as is the case with load losses between 15 and 23 MW, the notanal Speiwwasserventil104 and the associated pipes are large enough to not only handle the normal feed water treatment volume, but also to provide the additional amount of reprocessing that is required through the lost or blown out of the system via the relief valve Steam, like described above, the feed water valve 104 is shown in FIG Dependence on a signal coming from with the steam generators. 40 associated usual Feed water level regulators. is received, opened and closed. But when the additional adjustable relief valves 88, 90 or 92 are opened, what caused by larger load drops, the normal feed water valve 1104 is sufficient not off to the water level of the feed water in each of the steam generators 40 due to the increase in the amount of steam coming from the secondary circuit 20 is blown out. The additional feed water channels 100 are correspondingly and 102 with the secondary circuit in bypassing the normal feed water valve 104 connected to increase the amount of feed water entering. It is desirable to provide two or more feed water valves, since such valves are cheaper and lighter can be operated and regulated as individual large valves.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Bypaßventüe 100 und 102 in ähnlicher Weise bedient wie die .regelbaren Entlas,tungsvenitile 88 bis 94. Für jede der Bypaß-Speisewasserventile 100 und 102 ist ein die Magnetspulen 164 betätigender Mechanismus 144 der regelbaren Entlastungsventile in den Regelkreis der Fig. 2 eingeschaltet. Bei dieser Anordnung befinden sich die Magnetspulen 164 in Parallelschalung zu diesen Spulen 144, die mit den Entlastungsventilen 92 und 90 verbunden sind, die die zweiten und dritten Ventile bilden, welche :durch den Regler 126 bei Abnahme der Lastgeöffnet werden. Wenn nur das erste Ventil. 94 in Tätigkeit ist, wird zusätzlich in; dem Maße Speisewasser geliefert, wie es nur für das normale Speisewasserventil 104 erforderlich ist, und wenn die .ersten zwei Ventile 94 und 92 durch den Regler geöffnet werden, wird Speisewasser durch das normale Speisewasserventi1104 und ein Bypaß-Speisewasserventi1102 herangeführt. Wenn andererseits drei oder alle der regelbaren Entlastungsventile in Tätigkeit treten; arbeiten beide Bypaß-Speisewasserventile 100 und 102 in Verbindung mit den normalen Speisewasserventilen 104, und während dieser Zeit werden- Öffnen und Schließen durch den mit den Dampferzeugern 40 verbundenen normalen Wasserstandsregelkreis. bewirkt. Daraus ist zu ersehen, daß jedes der Bypaß-Speisewasserventile 100 oder 102 -gleichzeitig" seit den regelbaren Entlastungsventilen 90 bzw. 92, betätigt wird, da die mit ihnen verbundenen Spulenbetätiger parallel geschaltet sind.In the present embodiment of the invention, the Bypass valves 100 and 102 are operated in a similar way to the controllable relief valves 88 through 94. For each of the bypass feedwater valves 100 and 102, one is the solenoid 164 actuating mechanism 144 of the controllable relief valves in the control loop of Fig. 2 switched on. The solenoids 164 are located in this arrangement in parallel to these coils 144, which are connected to the relief valves 92 and 90 are connected, which form the second and third valves which: through the Regulator 126 can be opened when the load decreases. If only the first valve. 94 in Activity is additionally in; the amount of feed water supplied as it is only for the normal feed water valve 104 is required, and if the first two valves 94 and 92 are opened by the regulator, feed water is through the normal Feed water valve 1104 and a bypass feed water valve 1102 brought up. If on the other hand three or all of the adjustable relief valves operate; both work Bypass feed water valves 100 and 102 in conjunction with the normal feed water valves 104, and during this time, opening and closing are carried out by the steam generator 40 connected normal water level control circuit. causes. From this it can be seen that each of the bypass feedwater valves 100 or 102 -simultaneously "since the controllable Relief valves 90 and 92, respectively, are actuated as the coil actuators associated with them are connected in parallel.

Andererseits kann, wie in Fig. 3 gezeigt wird, das Paar der Bypaß-Spoisewasserventile 100 und 102 durch ein einziges größeres Bypaß-Speisewasserventil 166 ersetzt werden. Das zuletzt erwähnte Speisewasserventi1166 dieser Anlage kann durch Erzeugung eines Spulenbetätigers 168 in der schon oben in Verbindung mit den Spulenbetätigem 144 und 164 beschriebenen Weise geöffnet werden. Der Regelkreislauf der Fig. 3 ist so angeordnet, daß das Bypaß-SpeisewasserventiY 166 geöffnet wird, wenn. ein oder mehrere der :regelbaren Entlastungsventile 88 bis 94 geöffnet sind. Wie oben bereits gesagt, bedarf es keiner zusätzlichen Speisewasserkapazität, wenn das erste und kleinste Entlastungsventil 94 geöffnet und so der Spulenbetätiger 168 des Bypaßventils 166 in wünschenswerter Weise parallel mit einem oder mehreren der übrigen Entlastungsventile 88 bis 92 verbunden ist. In der letztes. Anordnung der Erfindung kann die Spule 168 für das Speisewasserventil 166 wünschenswert parallel zu zwei der zuletzt erwähnten Entlastungsventile verbunden werden und ist- so angeordnet, daß das Speisewasserventil 166 geöffnet ist, wenn ein oder zwei dieser Entlastungsventile offen sind. Diese Anordnung bildet einen Sicherheitsfaktor für den Fall, daß eines der größeren Dampfentlastungsventile, mit denen das Bypaß-Speisewasserventil. in noch zu beschreibender Weise verbunden ist, nicht funktionieren sollte.On the other hand, as shown in FIG. 3, the pair of bypass spoil water valves 100 and 102 can be replaced with a single larger bypass feed water valve 166. The last-mentioned feed water valve 11666 of this system can be opened by generating a coil actuator 168 in the manner already described above in connection with the coil actuators 144 and 164. The control circuit of FIG. 3 is arranged so that the bypass feed water valve 166 is opened when. one or more of the controllable relief valves 88 to 94 are open. As stated above, no additional feed water capacity is required when the first and smallest relief valve 94 is open and so the spool actuator 168 of the bypass valve 166 is desirably connected in parallel with one or more of the remaining relief valves 88-92. In the last one. According to the present invention, the spool 168 for the feed water valve 166 can be desirably connected in parallel with two of the last mentioned relief valves and is arranged so that the feed water valve 166 is open when one or two of these relief valves are open. This arrangement provides a safety factor in the event that one of the larger steam relief valves that are used by the bypass feedwater valve. connected in a manner to be described should not work.

In der letzteren Anordnung ist der Spulenerreger 168 parallel mit der Spule 144 der Entlastungsventile 90 und 92 verbunden. Im einzelnen ist der Spulen eireger 168 über Leitungen 148 und 150 und über Speiseleitungen 152 und 154 in, gemischter Schaltung mit zwei Paaren der Schalterkontakte 170 und 172 verbunden. Jeder Schalter 170 und 172 wird durch Kontakte 174 oder 176 geschlossen.In the latter arrangement, the coil exciter 168 is in parallel with coil 144 of relief valves 90 and 92. In detail is the coils eireger 168 via lines 148 and 150 and via feed lines 152 and 154 in, mixed circuit connected to two pairs of switch contacts 170 and 172. Each switch 170 and 172 is closed by contacts 174 or 176.

In dieser Schaltung werden die Kontakte 174 und 176 einzeln. durch Anker 178 und 180 von den Spulenerregem 144, idie mit zwei der Entlastungsventüe 90 und 92 verbunden sind, betätigt. Aus dieser Anordnung :geht hervor, daß das Einzelbypaß-Speisewasserventil 166 geöffnet wird, um eine zusätzliche Speisewasserkapaztät zu schaffen, wenn entweder eines oder beide der geregelten Entlastungsventile 90 und 92 .geöffnet sind.In this circuit, contacts 174 and 176 become individual. by Armature 178 and 180 from coil exciter 144, idie with two of the relief valves 90 and 92 are connected, actuated. From this arrangement: it can be seen that the single bypass feedwater valve 166 is opened to provide additional feed water capacity if either one or both of the regulated relief valves 90 and 92 are open.

In Verbindung mit einer Atomreaktoranlage arbeitet das vorbeschriebene Sicherheitsventil nicht, wenn andere Reaktorschutzsysteme betätigt sind. Die Beziehung zwischen dem Dampfentlastungssystem nach der Erfindung und solchen zusätzlichen Reaktorschutzsystemen wird schematisch in Fig.2 gezeigt. Solche andere Reaktorschutzsysteme lösen z. B. den Einsatz von Reaktorreguherstäben (nicht gezeigt) .aus, um dem Reaktor abzustellen im Falle des Verlustes an Kühlmittel im Primärkreis oder bei sonstiger Gefahr. Die Regulierstäbe, werden durch geeignete Antriebsmittel 181 betätigt und sind in Reihe geschaltet mit einer Vielzahl von Schaltern 182, die ihrerseits, entsprechend den Linien 186 durch geRignete Anzeige- und Regelkreise 184 geregelt sind. Die Relaisschalter 182 liegen parallel zu eineue Leitungspaar 188, welches seinerseits an die Leitungen 152 und 154 angeschlossen ist. Eine Spule 190 eines normalerweise geschlossenen Relaisschalters 192 ist eingeschaltet in einem der Leiter 188 und liegt somit in Reihe mit des. parallelen Schaltern 182. Andererseits liegen die Schalterkontakte 192 an der Leitung 148 und somit in Reihe mit dem Regelkreis des Entlastungsventils, wie er in Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde. Sobald ein oder mehrere der Schalter 182 geschlossen, werden, um den Reaktorregulierstab einzuschalten oder andere mit dem Reaktorsystem verbundene Schutzeinrichtungen zu betätigen, werden die normalerweise geschlossenen Schaltkontakte 192 durch Err bwng der Relaisspule 190 geöffnet, so daß eine Betätigung der Spulenbetätiger 144, 164 oder 168 verhindert wird (Fig. 3).In connection with a nuclear reactor system, the safety valve described above does not work if other reactor protection systems are activated. The relationship between the vapor relief system according to the invention and such additional reactor protection systems is shown schematically in FIG. Such other reactor protection systems solve z. B. the use of Reaktorreguherstäben (not shown) .aus to turn off the reactor in the event of a loss of coolant in the primary circuit or in the event of any other danger. The regulating rods are actuated by suitable drive means 181 and are connected in series with a multiplicity of switches 182, which in turn are regulated according to lines 186 by suitable display and control circuits 184. The relay switches 182 are parallel to a new line pair 188, which in turn is connected to lines 152 and 154. A coil 190 of a normally closed relay switch 192 is energized in one of the conductors 188 and is thus in series with the parallel switches 182. On the other hand, the switch contacts 192 are on the line 148 and thus in series with the control loop of the relief valve as described in connection with it with Fig. 2 was described. As soon as one or more of the switches 182 are closed in order to switch on the reactor control rod or to actuate other protective devices connected to the reactor system, the normally closed switch contacts 192 are opened by detection of the relay coil 190, so that actuation of the coil actuators 144, 164 or 168 is prevented (Fig. 3).

Aus der obigen Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung geht ein neues und wirkungsvolles. regelbares. Entlastungssystem hervor. Obwohl es in erster Linie für eine Reaktoranlage beschrizben ist, ist es klar, daß dieses Regelsystem nach der vorliegenden Erfindung mit gleicher Leichtigkeit für konventionelle dampferzeugende Anlagen oder für jedes System anwendbar ist, bei dem der Druck des dampferzeugenden Teilas des Systems nicht notwendig konstant gehalten werden muß und bei dem Dampf aus dem System in verschiedenen Mengen zur Regelung des Systems abgeblasen werden soll. Beispielsweise kann die Erfindung auch einer Verwendung mit Quecksilber-Wasser-Dampferzeugungssystemen mit einer üblichen Heizquelle angepaßt werden, bei denen der geregelte Ausstoß von Dampf aus dem Sekundär- oder Wasserkreis wünschenswert ist, um allzu große übergänge irn Primär- oder Quecksilberkreis zu verhindern. Dabei ist es natürlich klar, daß die einzelnen Laständerungen, die Aufeinanderfolge von Ventilöffnungen und -schließurigen lediglich beispielhaft angeführt sind und daß andere Anderungen und Reihenfolgen entsprechend den Charakteristiken des regelnden thermodynamischen Systems angewendet werden können. Es ist weiterhin klar, daß besondere handelsübliche Teile, z. B. der Wandler 120, der Verzögerea 124, der Regler 126, durch andere Teile ersetzt werden können, die ähnliche Funktionen ausführen können, nämlich die Berechnung der Laständerung und Betätigung der Spulen 144 in Abhängigkeit von bestimmten Laständerungen.From the above description of embodiments of the invention goes a new and effective one. adjustable. Relief system. Although it is in is primarily described for a reactor plant, it is clear that this control system according to the present invention with equal ease for conventional steam generating Systems or applicable to any system in which the pressure of the steam generating Part of the system is not necessary must be kept constant and the steam from the system in various amounts to control the system should be blown off. For example, the invention can also have a use matched with mercury-water steam generating systems with a common heating source where the regulated ejection of steam from the secondary or water circuit is desirable in order to avoid excessively large transitions in the primary or mercury circuit impede. It is of course clear that the individual load changes, the sequence of valve openings and closures are only given by way of example and that other changes and orders according to the characteristics of the regulating thermodynamic system can be applied. It is also clear that special commercially available parts, e.g. B. the converter 120, the delay 124, the controller 126, can be replaced by other parts that can perform similar functions, namely the calculation of the change in load and actuation of the coils 144 as a function of certain load changes.

Vorstehende Ausführungsbeispiele können im Rahmen der Erfindung in mannigfacher Weise abgewandelt werden, ohne dabei von dem eigentlichen Erfindungsgedanken abzuweichen.The above embodiments can within the scope of the invention in can be modified in many ways without abandoning the actual inventive idea to deviate.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device to compensate for sudden drops in load in steam power plants with a primary and a secondary circuit, in particular in the case of nuclear power plants, characterized in that one of the relief valves known per se, Relief system built up to pulse converters, delay elements and control devices is provided for the secondary circuit, through which in the event of load reductions, in which usually the safety valves of the primary circuit would be triggered by means of. designed in a manner known per se with different throughput capacities and load-dependent and gradually controlled relief valves from the secondary circuit Working fluid is drained in such quantities that the load is reduced in the primary circuit occurs only at a rate of change at which the safety valves of the primary circuit are not yet triggered.

2. Device according to claim 1, characterized characterized in that the discharge according to the discharge system respective drop in generator load can be undertaken.

3. Device according to claim 1, characterized in that the increased supply of feed water during the Blow off the relief valves several with a similar hand-operated Valve-connected, automatically operated feedwater valves in bypass arrangement the normal feed water valve are arranged.

4. Device according to claim 1, characterized in that the successively operated relief valves are manually operated Shut-off valves are connected upstream, which are fully open in normal operation. Publications considered: Association of large boiler owners: »Kesselbetrieb«, 3rd edition, Essen 1953, p. 187; "Fuel-Heat-Power", 9, 1957, p. 361.