(12) UTLÄGGNINGSSKRIFT [Bl (21)

Transkript

1 SVERIGE (19) SE (12) UTLÄGGNINGSSKRIFT [Bl (21) (51) Internationell klass 3 G21C 15/18 (44) Ansökan utlagd och utläggningsskriften publicerad (11) Publicerirgsnummer (41) Ansökan allmänt tillgänglig PATENTVERKET (22) Patentansökan inkom (24) Löpdag (62) Stamansökans nummer (86) Internationell ingivningsdag (86) Ingivningsdag för ansökan om europeiskt patent (30) Prioritetsuppgifter Ansökan inkon-men som: B svensk patentansökan fullföljd internationell patentansokan med nummer O omvandlad europeisk patentansokan med nummer (71)Sökande:AB Asea-Atom, Box Västerås SE (72)Uppfinnare: K Hannerz, Västerås (74)Ombud: Aanes M (54)Benämning: Kärnreaktoranläggning med gaskudde som avgränsning mellan kylvatten och omgivande bassängvatten (56)Anförda publikationer: SE ( G21C 1/14), GB (G21C 15/18), US (176-61), US (176-61) (57)5ammandrag: Tryckvattenrsaktor hos vilken reaktortanken är anordnad i en som en txycktank utförd bassäng (i) son innehåller starkt nautronabaorberande, t ex borerat, vatten, under det att reaktortanken (6) är försedd med en vid härdens under- Bida anordnad inloppsöppning (33*) för bassängvatten samt med en övre öppning som är försedd med ett gasl&s (4). Gaslåsen, bassängvattnet och ovannämnda inloppsöppning ingår tillsammans med härden (9) i en nödavställningskrets, som innehåller medel för åstadkommande av en tryckskillnad som vid normal reaktordrift balanseras av tryckfallet Över reaktorhärden, så att inget vattenflöde strömmar genom nödavställningskretsen. Tryckskillnaden åstadkommes med hjälp av en pump eller liknande flödesdrivande medel, t ex genom att utnyttja tryckskillnaden mellan en pelare av kallt basbängvatten och en pelare av varmt reaktorvatten» ^ HIH]»

2 1 Föreliggande uppfinning avser en reaktoranläggning enligt ingressen hos nedanstående patentkrav. En dylik reaktor är känd genom svenska patentskriften Vid ovannämnda kända reaktor utgöres hjälpkrecsene flödesdrivande medel till 5 övervägande del av en i hjälpkretsen ingående gas kudde, dvs av en gaskudde som är innesluten i reaktortankens övre del. Den tryckskillnad som åstadkommes i hjälpkretsen med hjälp av gaskudden är lika med den statiska tryckskillnaden mellan två vattennivåer, vilkas inbördes avstånd är lika med gaskuddens vertikala dimension. Denna tryckskillnad är vid normal reaktordrift 10 i huvudsak lika med tryckfallet över reaktorhärden. Den obalans som fordras för att hjälpkretsens tryckskillnad skall kunna driva ett flöde av bassängvatten genom härden uppstår endast om en. markant ändring av pumpens uppfordringstryck äger rum. En reaktion på för hög temperatur i reaktorkylvattnet kan endast erhållas indirekt genom att ångblåsor bildade vid kokning verkar 15 störande på cirkulationspumpens funktion, varvid kylvattenflödet genom härden och därmed tiyckfallet över denna reduceras. Detta medför att hjälpkretsens reaktion på för hög temperatur hos reaktorkylvattnet är något ryckig. Vidare är det en nackdel a^t -Hn tryckovilinafl som vid bortfall av cirkulationspumpen verkar i hjälpkretsen sjunker mer och mer när den till reaktorhärden

3 2 tillförda bassängvattenoängden ökar, för att bli lika med noll när den till reaktorkärlet tillförda bassängvattenmangden motsvarar gaskuddens volym. Detta innebär att en övervägande del av de i hjälpkretsen vid normal reaktordrift befintliga flödesdrivande medel icke har någon förmåga att driva vatten 5 genom härden, trader någon nämnvärd del av det tidsrum då härdens resteffekt fortfarande är relativt stor, t ex större än 50 av sitt maximivärde. Vid en reaktor enligt uppfinningen avser man att eliminera ovannämnda nackdelar. Detta uppnås genom att den tryckskillnad som verkar i hjälpkretsen till största delen åstadkonmes med hjälp av minst ett flödesdrivande medel 10 som i motsats till ovannämnda gaskudde kan upprätthålla tryckskillnaden i hjälpkretsen i huvudsak oberoende av volymen av den till reaktorkärlet tillförda bassängvattennängden. Vad som kännetecknar uppfinningen framgår av nedanstående patentkrav. Uppfinningen ste.ll i det följande beskrivas under hänvisning till figur 1, 2, 15 3, 4» 5» 6 och 7 pä bifogade, schematiska ritningar. Fig 1 och fig 2 visar en första utföringsform av en reaktoranläggaing enligt uppfinningen, under det att fig 1 visar ett vertikalsnitt längs I-I på fig 2, och fig 2 visar ett horisontalsnitt längs II-II på fig 1. Fig 3 visar en andra utföringsform av uppfinningen i vertikalsnitt genom reaktorhärden. Fig 4 visar 20 en elektrisk ekvivalent till den beskrivna kända reaktorn, medan fig 5, 6 och 7 visar elektriska ekvivalenter till olika utföringsfoimer av en reaktor enligt uppfinningen. På fig 1 och 2 betecknar 1 en bassäng, som är utförd i betong och dimensionerad för ett inre tryck på minst 5 bar, företrädesvis för ett tryck på minst 15, 25 t ex 70 bar. Bassängen 1 har ett metalliskt foder 1' med ett intilliggande i betongen inbäddat kylrörssystem 2, och försedd med ett bassänglock 1", och innesluter tillsammans med detta ett bassängutrynme 3» som till största delen upptas av borerat vatten och som dessutom innehåller en gaskudde 4, en innertank 5, en av dennas väggar omsluten reaktortank 6, tre U-fonniga ång- 3 generatorelement 7 och en anordning 8 för lagring av använt bränsle. Reaktortanken 6 är hopsatt av tre med varandra hopflänsade delar, nämligen en nedre del 6', en mellandel 6" och en övre del 6"' Heaktortanken 6 innehåller en reaktorhärd 9 med ett flertal vertikala bränslepatroner 9*. Härden 9 är omsluten av ett cylindriskt hölje '0, som är öppet i 35 båda ändarna. Höljet 10 är vid sin överkant, försett med en i ett horisontal-

4 plan liggande utvändig fläns, vars ytterkant är fästad vid överkanten av reaktortankens nedre del 6'. Ovannämnda fläns är försedd med-ett flertal genomgående, cirkulära hål, vilka är anordnade efter varandra i periferiell led och försedda med var sin ringformiga elastiskt eftergivande tätningsanordning 11. Ett i förhållande till reaktortankdelen 6" koaxiellt anordnat grenrör 12 har vid sin nedre ände ett flertal grenar 13» vilka är införda i mellanrummet 14 mellan den nedre reaktortankdelen 6' och höljet 10 genom var sin tätningsanordning 11. Grenrörets 12 övre ände omsluter tätande en nedre, öppen ände hos en i huvudsak hålcylindrisk kropp 15, som är tillsluten i sin övre ände och som med ett i huvudsak bålcylindriskt mellanrum 15' omsluter en mindre, i huvudsak hålcylindrisk kropp 16, vars övre ände är hydrauliskt ansluten till ingångssidan hos en cirkulationspump 17 och vars nedre, i övrigt tillslutna ände är försedd med tre flexibla inlopp8stutsar 16, vilka trycktätt är förda genom den cylindriska väggen hos den omgivande kroppen 15 och löstagbart hopkopplade med var sin stuts 18* i väggen hos den övre reaktortankdelen 6"'. Var och en av stutsarna 18' är i sin tur fastflänsad vid en utloppsstuts 18" tillhörande primärkretsen hos ett ånggeneratorelement 7, varvid den hålcylindriska kroppen 16 utgör en inloppsledning som förbinder reaktortankens inloppskammare med en värmeväxlare, som utgöres av de tre ånggeneratorelementen 7. Inloppskammaren utgöres av det mellan de hålcylindriska kropparna 15 och 16 avgränsade utrymmet, tillsammans med utrymmet 14 och det i grenröret 12 befintliga utrymmet 12*. Reaktorkärlet har en utloppskammare 19, som utgöres av det mellan grenröret 12, inklusive grenarna 13, och reaktortankdelen 6" avgränsade utrymmet tillsammans med det utrymme som avgränsas mellan den övre reaktortankdelen 6"' och den hålcylindriska kroppen 15. Den övre reaktortankdelen 6"' har tre utloppsstutsar 29, vilka via var sin utloppsledning 30 är ansluten till var sin inloppsöppning hos var sitt ånggeneratorelement 7. Den hålcylindriska kroppen 15 har en övre hålcylindrisk del 15", som är införd i en genomgående central öppning som är utformad i bassängens betonglock 1". Den övre delen 15" är utvändigt avtätad gentemot locket 1" med hjälp av en bäl^liknande metallkropp 20, som är fastsvetaad mellan den övre delen 15" och en i betonglocket 1" ingjuten metallring. Ett flertal vid delen 15" fastsvetsade ben 21 uppbär en pumpmotor 22, som är förbunden med pumpen 17 via en axel som passerar genom en axeltätning 23 avsedd att täta för tryckskillnaden mellan reaktortryck och atmosfäriskt tryck. Överst i bassängen finns en gaskudde 4 i form av innesluten vattenånga. Gaskudden 4 står i förbindelse med en ångpanna 24, som är försedd med tryckregulator. Gränsytan mellau gaskudden 4 och bassängvahnet är betecknad ra?*

5 4 och gränsytan mellan gaskudden 4 och det i reaktortanken 6 befintliga vattnet är betecknad med 26. Bålcylindrar 27 resp 28 ar bikaksmaterial med vertikala kanaler är anordnade längs en vertikal sträcka, inom vilken nämnda gränsytor kan tänkas förflytta sig. Vid normal reaktordrift är nivåskillnaden mellan gränsytorna 25 och 26 mindre än 30 <?o, företrädesvis mindre än 20 av avståndet mellan reaktortankens övre öppna ände och reaktorhärdens överkant, och nivån 25 kan ligga högre än nivån 26 eller omvänt, eller nivåskillnaden kan vara lika med noll. InloppskaEsnarens 12' nedre del 14 står via ett flertal i reaktordelens 6* botten anordnade munstycken 31 och via ett till dessa anslutet rör 32 i hydraulisk förbindelse med en vertikal inloppstrumma 35» som vid sin nedre ände har en inloppsöppning 33' för bassängvatten. Inloppstrumman 35 är fylld med bikaksmaterial och -innehåller alltså i princip ett stort antal tunna parallellkopplade, vertikala rör. Cirkulationspumpen 17 är försedd med en shuntkrets genom att en hydraulisk förbindelse är anordnad mellan hålcylindrarna 16 och 15 i form av en shuntventil 34. Reaktortanken 6, ånggeneratorelementen 7 samt de mellanliggande förbindelseledningarna är utvändigt försedda med ett värmeis olerande skikt 60, t ex i form av en vattenfylld metallvävnad, så att bas sängvattnets temperatur vid nonäal reaktordrift är minst 100 C lägre än temperaturen hos det från reaktorkärlets utloppskammare 19 utströmmande reaktorkylvattnet, vilket innebär att dettas specifika vikt är väsentligt lägre"än bassängvattnets specifika vikt. Det tryck, som utövas av en bassängvattenpelare är alltså högre än det tryck som motsvarar en lika hög kylvattenpelare. Hos den på fig 1 och 2 visade reaktorn är nivåskillnaden mellan den mot gaskudden 4 angränsande kylvattenytan 26 och reaktorhärdens nedre ände så stor, att tryckskillnaden.mellan en bassängvattenpelare, vars höjd är lika sed nämnda nivåskillnad, och en lika hög kylvattenpelare vid normal reaktordrift utgör en. övervägande del av tryckfallet över reaktorhärden. Vid den på fig 1 och 2 visade reaktorn är det genom härden strömmande kylvattenflödet injusterat med hjälp av shuntventilen 34 på sådant sätt, att tryckfallet över reaktorhärden vid normal reaktordrift är lika med differensen mellan ett tryck som motsvarar en bassängvattenpelare från härdens nederkant till g^väits tai. 25, och ett tryck som motsvarar en ':ylv?tt*;npelare från härdens nederkant till gränsytan 26. Den av densitetsskillnaden förorsakade tryckskillnaden mellan bassängvattenpelaren och kylvattenpelaren är vid den på fig 1 och

6 visade reaktorn något större än tryckfallet över reaktorhärden vid önskad, kylvattenflöde. Bassängens och reaktorns vertikala dimensioner är alltså något större än det som strängt taget behövs. I syfte att uppnå balans mellan ovannämnda tryckfall och tryckdifferensen mellan de båda vattenpelarna har man därför gjort den lättare av de båda vattenpelama något längre än den andra, vilket innebär att tryckskillnaden mellan de båda vattenpelama blir något mindre än det värde man skulle ha fått vid en och samma nivå för gränsytorna 25 och 26. Vid den visade reaktorn utgör skillnaden mellan det tryck som utövas av en tänkt bassängvattenpelare av samma höjd över härdens nedre kant som den i utloppskammaren 19 befintliga kylvattenpelaren, och det tryck som utövas av denna kylvattenpelare mer än 100 $ av tryckfallet över reaktorhärden vid normal reaktordrift, t ex 110 $6 av detta tryckfall. Av ekonomiska skäl bör denna procentsats generellt vara mindre än 140 $ hos en reaktoranläggning enligt uppfinningen.,eftersom man annars skulle få helt oacceptabla vertikala dimensioner på bassäng och reaktorkärl. 1 andra sidan kan en reaktoranläggning av samma typ som den på fig 1 och 2 visade utföras med relativt Bmå vertikala dimensioner på bassäng och reaktortank, varvid skillnaden nellan det tryck som utövas av en bassängvattenpelare och det tryck som utövas av en lika hög kylvattenpelare blir mindre än det som erfordras för att balansera tryckfallet över reaktorhärden vid normal reaktordrift. För att balans skall kunna uppnås ökar man i ett dylikt fall skillnaden mellan det av ovannämnda bassängvattenpelare utövade trycket och det av ovannämnda kylvattenpelare utövade trycket genom att förstnämnda pelare göres längre än den senare, dvs genom att gränsytan 26 anordnas på en nivå som ligger lägre än gränsytan 25. Kylvattenpelaren göres emellertid alltid så hög att skillnaden mellan det tryck som utövas av en lika hög bassängvattenpelare och det tryck som utövas av kylvattenpelaren motsvarar mer än 60 $ av tryckfallet övsr reaktorhärden vid normal reaktordrift, företrädesvis mer än av detta. Genom att reaktorkärlet 6 har en nedre öppning 33* där bassängvattnet kan strömma in och en övre öppning vid gränsytan 26 där reaktorkylvatten kan strömma ut i bassängen, ingår reaktorhärden inte endast i reaktorns primärkylkrets utan även i en pneumatisk-hydraulisk nödavställningskrets, i vilken bassängens starkt borerade vatten ingår. Hödavställningskretsen innehåller i övrigt inloppstrumman 33 med tillhörande rör 32, munstyckena 31» inlopps-kammarens 12* nedre parci, utloppfesaiamaren19 och gaekudden 4. I nödavställaingskretsen utgör kombinationen av en i reaktorkärlet befintlig ständigt varm

7 6 vattenpelare och en utanför detta befintlig ständigt kall vattenpelare ett flödesdrivande medel. Detta verkar med en flödesdrivande förmåga, dvs med en tryckskillnad, som ökar under nödavställnings förloppet, eller åtminstone hålles i huvudsak konstant oberoende av storleken på den drivna vattenmängden. Vid normal reaktordrift balanseras ovannämnda, i nödavstängningskretsen verkande tryckskillnad av tryckfallet över reaktorhärden, och ingen transport av bassängvatten till reaktorns primärkylkrets äger rum. 0m kylvattenflödet genom reaktorhärden skulle reduceras p g a något fel i reaktorns primärkylkrets, t ex bristande pumpfunktion, får tryckfallet över reaktorhärden ett lägre värde och kan inte längre balansera nödavställningskretsens flödesdrivande tryckskillnad, varför bassängvatten strömmar in genom öppningen 33'. Ora den av bristande pumpfunktion förorsakade reduktionen av tryckfallet över härden är större än det tryck som kan utövas av en kylvattenpelaxe av samma höjd som den ångftrllda delen av utloppskaaaaaren 19, kommer ett vattenflöde att lämna reaktorkärlet vid utloppskanimarens överkant, medan ett lika stort bassängvattenflöde strömmar in genom inloppsöppningen 33. Detta blir relativt litet vid små avvikelser från normal cirkulation i reaktorns primärkylkrets och. relativt stort vid stora avvikelser, och det drives av en tryckskillnad, som gör sig gällande i nödavställningskretsen och som endast är betingad av densitetsskillnaden mellan det relativt kalla, i bassängen befintliga vattnet och det relativt varma i reaktorkärlet befintliga vattnet. Vid bristande cirkulation i primärflödeskretsen är densitetsskillnaden större än vid normal reaktordrift. 0m t ex pumpmotorn 22 stannar, sjunker reaktoreffekten till ett belopp, som motsvarar resteffekten redan innan den i härden befintliga vattenmängden har fått samma borinnehåll som en motsvarande mängd bassängvatten. Densitetsskillnaden mellan det i bassängen befintliga vattnet och det i reaktorkärlet befintliga vattnet kommer att vara minst lika stor vid resteffekt som vid normal reaktordrift, varför den flödesdrivande tryckskillnaden i avställningskretsen är minst lika stor vid resteffekt som vid normal drift, åtminstone så länge en övervägande del av den ursprungliga vattenmängden finns kvar i bassängen. Bassängen utföres med en bassängvattenvolym, som är minst tre gånger, företrädesvis minst tio gånger, så stor som reaktortankens volym. En fördel vid en reaktoranläggning enligt uppfinningen är att nödavställningskretsen vid höja reaktortemperatur Kan utlösa avscabining eller en reglerande åtgärd som en direkt reaktion på temperaturhöjningen, medan man vid ovannämnda

8 7 kända reaktor endast kunde få en dylik reaktion indirekt, nämligen genom att ångblåsor bildade vid övertemperatur ger ökat hydrauliskt motstånd, varefter avställningskretsen i sin tur reagerade på otillräckligt vattenflöde. Om vattentemperaturen i reaktorkärlets utloppokammare 19 ökar hos den på fig 1 ooh 2 visade reaktorn, kommer den av temperaturstigningen förorsakade densitetsminskningen att kompenseras av en motsvarande höjning av gränsytan 26. Om vattentemperaturen överstiger ett visst tillåtet värde, som ligger under kokpunkten vid rådande reäktortryck, stiger gränsytan 26 till reaktorkärlets överkant, varefter avställningskretsens drivande tryckskillnad överstiger tryckfallet över reaktorhärden och ett bassängvattenflöde strömmar in genom inloppsöppningen 33* Detta flöde upphör endast om en temperatursänkning, t ex p g a det i reaktorn införda borerade bassängvattnet, inträffar. Om däremot temperaturstigningen fortsätter, ökar flödet av inströmmande bassängvatten. Om en plötslig temperaturökning äger rum i reaktorhärden kan en stark ångbildning i kylvattnet inträffa, vilket innebär att det hydrauliska motståndet i härden och därmed tryckfallet över denna, ökar väsentligt. 1 den på fig 1 och 2 visade reaktoranläggningen är härden och reaktortanken dimensionerade på sådant sätt, att den ökning av avställningskretsens flödesdrivande tryckskillnad som förorsakas av den vid en ångbildning ökade densitetsskillnaden, är minst lika stor som den av denna ångbildning förorsakade ökninga,v tryckfallet över reaktorhärden. Varje ånggeneratorenhet 7 bar på sekundärsidan en utloppsledning 34 för ånga och en returledning 35 för matarvatten. I ångledningen 34 ingår ett rörparti 34' som är utfört som ett venturirör och dimensionerat på sådant sätt, att änghastigheten i venturirörets smalaste del vid normal reaktordrift utgör minst 40fo av ljudhastigheten i ånga av samma tryck och temperatur som det i utloppskammaren befintliga vattnet. Eftersom ett genom en rörledning strömmande ångflöde inte kan bli större än ljudhastigheten, får man därvid en relativt låg övre gräns för det ångflöde som kan strömma ut om brott på ångledningen 34 skulle inträffa. Om bassängen av något missöde skulle komma att utsättas för ett större tryck än det den är dimensionerad för, så att någon spricka uppstår i bassängväggen, kan man räkna med att innertanken 5 fortfarande är intakt, eftersom denna aldrig kan utsättas för större tryck än det statiska vattentrycket. Innertankens 5 volym utgör minst pc företrädesvis niosl 7- % av baesängvolymen.

9 8 Reaktivitetskompensation sker vid den visade reaktoranläggningen med borsyra. Styrstavar i vanlig mening behövs inte. I stället har man en avställningsanordning som är avsedd att förse härden aed absorbatorkroppar vid längre tids avställning av.reaktorn och som även är effektiv som extra nödavstängningssystem. Åvställningsanordningen har ett ovanför reaktortanken anordnat magasin 36 som är hopbyggt av ett stort antal vertikala, på ritningen ej visade magasinrör. Varje magasinrör innehåller ett stort antal borstålkulor. Magasinet 36 kan vridas om en vertikal, mittlinje medelst en genom bassänglocket förd kraftöverföringsanordning 37. Vid reaktordrift hålles kulorna på plats i magasinet med hjälp av en ej visad perforerad platta. På plattans undersida är ett flertal fördelningsrör 38 för borstålkulcrna anordnade med överändarna under var sitt hål i den perforerade plattan. Fördelningsrörens nedre ändar mynnar ut ovanför var sin bränslepatron 9'. Varje hydraulisk förbindelse 18, 18', 18", 29, 30 mellan reaktortanken 6 och den av ånggeneratorelementen 7 bestående ånggeneratorn är i sin helhet anordnad ovanför en nivå som ligger ovanför reaktorhärdens överkant, och vars avstånd från denna motsvarar minst 20 företrädesvis mer än 35 i" av bassängens 3 maximala vattendjup. Om läckage skulle uppstå mellan primärsida och sekundärsida hos något av de tre ånggeneratorelementen 1, kan vatten komna att pressas ut genom ångledningarna 34 och returledningen 35. Genom att ovannämnda hydrauliska förbindelser är anordnade ovanför ovannämnda nivå kan ett dylikt läckage aldrig medföra att bassängvattnet sjunker under denna nivå. Vid den på fig 1 och 2 visade utföringsformen av uppfinningen finns det i nödavställningskretsen en drivande tryckskillnad som ger ett konstant eller ökande flöde i nödavställningskretsen när tryckfallet över härden blir mindre än den drivande tryckskillnaden. I stället för att åstadkomma en dylik tryckskillnad huvudsakligen genom att utnyttja densitetsdifferens mellan bassäng- och reaktorvatten, kan man alstra en övervägande del av tryckskillnaden ifråga med hjälp av en särskild, för detta syfte avsedd pump, t ex som vid den pa fig 3 visade utföringsformen av uppfinningen. På fig 3 betecknar 41 en som ett tryckkärl utförd bassäng, som är fylld med starkt borerat vatten och som innehåller en reaktortank 42, som innesluter en reaktorhärd 43- Reaktorkärlet 42 har en utloppskammare 44 och en inloppskammare 45, vilka tillsammans med härden 43> en utloppsledning 46? ett U-formigt ånggeneratorelement 471 en cirkulationspump 48 och en inloppsledning 49 ingår i reaktorns primärkyliorets. lngger«,^atoreleiflentet ÄR av z SE typ S~T 'C'" ovan "beskrivna elementet 7. Utloppskammaren 44 står vid sin övre ände i förbindelse med en gaskudde 50 i form av vattenånga som levereras av en ej visad

10 ångpanna via ett trycksättningsrör 51» varvid ett i huvudsak konstant tryck på minst 5 bar upprätthålles i gaskudden 50. TJtloppskammaren 45 omfattar förutom ett nedanför härden befintligt utrymme 45' ett biutrymme 45"» som vid sin nedre ände är försett med en inloppsöppning 52 för bassängvatten och en cylindrisk kropp 53 av bikaksmaterial. Inloppsledningen 49 delar sig i två grenar 49' och 49", varvid en övervägande del av primärkylkretsens vattenflöde tillföres reaktorhärden 43 via grenen 49* och biutrymmet 45". Grenen 49* har ett parti 54» eo är utfört med relativt litet tvärsnitt och förbikopplat av en shuntkrets 55 som är försedd med en reglerventil 56 med vars hjälp storleken av det till biutrymmet 45 levererade vattenflödet kan regleras. Biutrymmet 45" är förbundet med utrymmet 45' via ett som ett venturirör utfört rörparti 57* och bildar tillsammans med ett vid änden av grenen 49" utformat munstycke 57" en vattenstrålpump 57. Reaktorhärden 43, utloppskammaren 44, gaskudden 50, bassängutrymcet, inloppsöppningen 52, biutrymmet 45" 1 rörpartiet 57 och utrymmet 45' bildar en nödavställningskrets, i vilken vatt ens trålpumpen 57 ger en drivande tryckskillnad. Vid normal reaktordrift balanseras tryckfallet över reaktorhärden 43 endast i mycket liten grad av den tryckskillnad som motsvarar nivåskillnaden mellan gränsytorna 26* och 25* hos gaskudden 50* Tryckfallst över reaktorhärden balanseras vid normal reaktordrift i huvudsak av tryckalstraade medel som har förmåga att upprätthålla det alstrade trycket i huvudsak oberoende av om vattenflödets tidsintegral är stor eller liten. Dessa medel utgöres dels av vattenpelare av olika densitet, dels av vattenstrålpusrpen 57. Tack vare denna, kan man vid den på fig 3 vi Bade reaktoranläggningen utföra bassäng och reaktortank med betydligt mindre vertikala dimensioner än vid den på fig 1 visade. Vid onormal temperaturhöjning i reaktortanken, eventuellt först vid kokning om ovan nämnda vertikala dimensioner är relativt små, blir densitetsskillnaden så stor att ett kontinuerligt flöde av bassängvatten kan strömma in gencwn inlopp söppningen 52. Vid bortfall av cirkulationspumpen 48 och därmed av vattenstrålpusrpen 57 ger densitetsskillnaden omedelbart upphov till ett genom nödavställningskretsen strömmande flöde, och dettas storlek växer med ökande temperatur i reaktorhärden. I stället för vattenstrålpumpen 57 kan en reaktoranläggning enligt uppfinningen förses med en pump, som drives av en särskild motor och alltså fungerar oberoende av cirjculationspumpen 48.

11 10 Den på fig 4 visade elektriska ekvivalenten motsvarar den kända, i patentskriften beskrivna reaktorn, varvid de elektriska motstånden R^ och R v motsvarar reaktorhärdens respektive värmeväxlarens hydrauliska motstånd, medan generatorn G Q motsvarar cirkulationspumpen och kondensatorn C den i 5 reaktortanken befintliga luftkudden. Kondensatom C har en laddning som motsvarar lnftkuddene volym och en spänning som motsvarar luftkuddens vertikala utsträckning och som är lika med spänningsfallet E över motståndet E^. Den på fig 5 visade elektriska ekvivalenten motsvarar den på fig 1 och 2 visade utföringsformen av uppfinningen, om man förutsätter att nivåskillnaden 10 mellan gränsytorna 25 och 26 är försumbar. Spänningsfallet E balanseras här av en generator G^, dvs av en spänningskälla som i motsats till kondensatom C kan upprätthålla sin spänning oberoende av den. levererafia elektricitetsmängden. Den på fig 6 visade ekvivalenten motsvarar en reaktoranläggning enligt fig 1 15 och 2 där nivåskillnaden mellan gränsytorna 25 och 26 vid aormal drift inte är försumbar, men ändå så liten, att motsvarande tryckskillnad endast motsvarar en mindre del av tryckfallet över reaktorhärden. Det förutsättes att den spänning som alstras av generatorn Gg utgör minst 60 $ av spänn Ingafallet E. Den av generatorn Gg alstrade spänningen motsvara? den tryckskillnad som 20 alstras i nödavställningskretsen p g a densitefcsskillnaäen mellan, det i bassängen och det i reaktortanken befintliga vattnet. Den på fig 7 visade ekvivalenten motsvarar den på fig 3 visade reaktoranläggningen, under det att nivåskillnaden mellan gränsytorna 25' och 26' förutsattes försumbar. Den av generatorn Gg levererade spänningen motsvarar den 25 av densitetsskillnaden alstrade tryckskillnaden, medan generatorn Gy har en, t ex 10 jé högre spänning som motsvarar den av vattenstrålpumpen 57 alstrade tryckskillnaden.

12 ii PATENTKBAV 1. Reaktoranläggning med en 1 en reaktortank (6; 42} innesluten, vattenfylld, med vertikala kylkanaler utförd reaktorhärd som är ansluten till en Inloppskammare (12'; 45) ooh en utloppskammare (19; 44) för kylvatten, med en värmeväxlare (7; 47) eller liknande, med en bassäng (1; 41) som är fylld och trycksatt med neutronabsorherande vattenlösning, med minst en hydraulisk förbindning mellan värmeväxlaren och utloppskammaren, med minst en hydraulisk förbindning mellan inloppskammaren och värmeväxlaren och med en i reaktorns primärkrets anordnad cirkulationspump (17; 48) som är anordnad att vid normal reaktordrift ge ett kylvattenflöde genom härden, varvid reaktortanken är anordnad i bassängen, 'nder det att inloppskamaaren och utloppskanmaren står i förbindelse med bassängvätskan via en nedre (33*; 52) respektive övre avställningsöppning, varvid ett vertikalt avstånd kan mätas mellan nämnda avställningsöppningar, under det att reaktorhärden förutom att ing& i primärkretsen även ingår i en avställningskrets, som innehåller nämnda inloppskammare, nämnda nedre avställningsöppning, bassängen, nämnda övre avställningsöppning och nämnda utlopp skawmare, under det att nämnda avställningakret s innehåller ett flödesdrivande systes, som vid nämnda konstanta kylvattenflöde genom reaktorhärden ger en i avställningskretsen verkande tryckskillnad som motverkar och är i balans med txyckfallet över reaktorhärden och'därigenom förhindrar nämnvärd tillförsel av bassängvätska till denna, känne- tecknad därav, att nämnda flödesdrivando system huvudsakligen ut-> göres av ett självcirkulationssystem, under det att nämnda reaktorkärl vid normal reaktordrift är fyllt med reaktorvatten längs en vertikal sträcka som utgör en övervägande del av nämnda vertikala avstånd och att medeltemperaturen av nämnda i bassängen befintliga vattenl$5sning vid normal reaktordrift är minst 100 C lägre än temperaturen av det från nämnda utloppskammare (19) strömmande kylvattnet, samt att reaktorvattnets nivå (26) vid nämnda övre avställningsöppning har sådan höjd i förhållande till reaktorkylvattnets nivå. vid nämnda nedre avställningsöppning (33') att skillnaden mellan det tryck som utövas ar en tänkt, med denna hpjd utformad pelare av bassängens neutronabsorberande vattenlösning och det tryck som utövas av en tänkt, med samma höjd utformad pelare av det i reaktortanken (6) befintliga kylvattnet vid ovannämnda temperaturskillnad blir så stor, att denna tryckskillnad åtminstone utgör en övervägande del av nämnda i avställningskretsen verkande tryckskillnad.

13 12 2. Se akt oranläggning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att nämnda i avställningskretsen verkande flödesdrivande system innehåller en vattenpump (57) 5. Beaktoranläggning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att nämnda bassäng är en i förspänd betong utförd trycktank (i) som är avsedd att uthärda ett tryck på minst 5 bar och att bassängen innehåller en i huvudsak cylindrisk, vertikal innertank (5) som är öppen i sin övre ände och har en volym som motsvarar minst 50 av bassängvolymen, under det att innertarskens cylindriska vägg är anordnad att omsluta reaktortanken och att tillsammans med bassängväggen avgränsa en i huvudsak hålcylindrisk spalt, som kommunicerar med det övriga bassängutrymmet vid ianertankens (5) överkant. 4 Reaktoranläggning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att samtliga i nämnda, bassäng (3) befintliga partier hos nämnda inloppslednikg(ar) och nämnda utloppsledning(ar) är anordnad ovanför reaktorhärdens överkant och på ett avstånd från denna som utgör minst av bassängens maximala vattendjup. 5. Beaktoranläggning enligt patentkrav 1, käa&etecknad därav, att nämnda värmeväxlare är en i nämnda bassäng innesluten ånggenerator (7), varvid en övervägande del av det genererade ångflödet är förd ut av bassängen via minst ett ångrör (34)» som innehåller ett soa ett venturirör utfört: rörparti (34 ) i a om är dimensionerat med så liten minidiameter att den maximala ånghastigheten i nämnda rörparti vid normal reaktordrift är minst 0,4 gånger ljudhastigheten i vattenånga av samma tryck och temperatur som det i utloppskammaren befintliga vattnet.. 6. Reaktoranläggning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att nämnda övre avställningsöppning och nämnda nedre avställningsöppning är försedda med var sitt gradientlås (28; 33) innehållande en mångfald bredvid varandra anordnade vertikala kanaler. 7. Reaktoranläggrving enligt patentkrav 1, känäot e cknad därav, att det i utloppskammaren befintliga kylvattnet vid normal drift är skilt från bassängvattnet medelst en vid reaktortankans övre ände anordnad gaskudde (4; ;c).

14

15 FIG

16 FIG

17 R h Gc FIG A R v FIG5 Rv WLP- Rh G c FIG.6 Rv oruu 1 - R h 6, FIG.7 Rv TJirir-

18 Tzyckvattenreakter hos vilken reaktortanksn är anordnad i en som en trycktank utförd bassäng (i) som innehåller starkt neutronabsorberande, t ex borerat, vatten, under det att reaktortahken (6) är försedd med en vid härdens undersida anordnad inloppsöppning (35') för bassängvatten samt med en övre Öppning som är försedd med ett gaslås (4). Gaslåsen, bassängvattnet och ovannämnda inloppaöppning ingår tillsammans med härden (9) i en nödavställningskrets, som innehåller medel för åstadkommande av en tryckskillnad som vid normal reaktordrift balanseras av txyckfallet över reaktorhärden, så att inget vattenflöde strömmar genom nödavställningskretsen. Tryckskillnaden åstadkommes med hjälp av en pump eller liknande flödesdrivande medel, t ex genom att utnyttja tryckskillnaden mellan en pelare av kallt bassängvatten och en pelare av varmt reaktorvatten.