Offenlegungsschrift DE A1

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1 BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Offenlegungsschrift DE A1 Int. Cl. 3: G21C15/02 G 21 C 15/18 Aktenzeichen: P Anmeldetag: DEUTSCHES Offenlegungstag: PATENTAMT CO o M LU Anmelder: Erfinder: Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim, DE Prinz, Heinz, Dipl.-Ing., 8551 Eggolsheim, DE Prüfungsantrag gem. 44 PatG ist Ventilanordnung 5 CO Iii Q BUNDESDRUCKEREI BERLIN /330 5/80

2 Jf - VPA 80 P DE Patentansprüche 1. Ventilanordnung für die Einspeisung von Kühlmittel in zwei Stränge eines Kernreaktors, die bei einem 5 Bruch eines der beiden Stränge diesen absperrt, während der andere Strang geöffnet ist, mit einem Ventilsitz für jeden Strang und einem gemeinsamen Ventilteller, der über einen Kolben in Abhängigkeit vom Druck in den Strängen betätigt wird, dadurch gekenn- 10 zeichnet, daß der Ventilteller (8) von zwei gegeneinander wirkenden Federn (18, 19) bei gleichem Druck in den beiden Strängen in einer Mittelstellung zwischen den Ventilsitzen (6, 7) gehalten wird Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (18, 19) am Kolben (10) angreifen. 3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 20 gekennzeichnet, daß der Ventilteller (8') zwei mit Spiel miteinander gekoppelte Teile (20, 21) umfaßt, die jeweils einem Ventilsitz zugeordnet sind und einen unter der Wirkung einer Feder stehenden Kolben aufweisen Ventilanordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile in der Öffnungsstellung an einem Anschlag anliegen. ORIGINAL INSPECTED

3 KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen VPA 80 P DE 5 Ventilanordnung Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für die Einspei sung von Kühlmittel in zwei Stränge eines Kernreaktors, die bei einem Bruch eines der beiden Stränge 10 diesen absperrt, während der andere Strang geöffnet ist, mit einem Ventilsitz für Jeden Strang und einem gemeinsamen Ventilteller, der über einen Kolben in Abhängigkeit vom Druck in den Strängen betätigt wird. 15 Bei der aus der deutschen Patentschrift bekannten Ventilanordnung der oben genannten Art geht es um die Sicherheitseinspeisung bei einem Druckwasserreaktor. Der Ventilteller sitzt dabei entweder auf dem einen oder dem anderen der jeweils einem Strang zugeordneten 20 Ventilteller auf. Der zum Umschalten erforderliche Differenzdruck wird mit Hilfe von stark drosselnden Blenden aufgebracht, da er ziemlich hoch sein muß, wenn das Ventil sicher schalten soll. Außerdem ist eine den Ventilteller überbrückende Ausgleichsleitung vorgesehen, 25 die im Störungsfall zu Leckagen führt. Die Ausgleichsleitung kann ferner ein unerwünschtes Umschalten bei Druckstößen verursachen, die etwa durch Kondensationsschläge zustande kommen. 30 Die Erfindung sucht dagegen eine Ausbildung der Ventilanordnung, bei der keine Leckagen und störende Umschaltungen möglich sind und im Normalbetrieb die der Ventilanordnung zugeführte Kühlmittelmenge zu gleichen Teilen in die beiden Stränge gelangt, so daß erst beim 35 Bruch eines der beiden Stränge eine automatische Absperrung erfolgt. Sm 2 Hgr /

4 303AAS VPA so P DE Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, daß der Ventilteller von zwei gegeneinander wirkenden Federn hei gleichem Druck in den beiden Strängen in einer Mittelstellung zwischen den Ventilsitzen gehalten wird. 5 Die von den Federn bestimmte Haltekraft in der Mittelstellung kann durch die Wahl der FedervorSpannung in weiten Grenzen variiert werden. Deshalb ist es möglich, daß die Absperrung vom Druck sehr feinfühlig abhängig gemacht 10 wird. Die Federn können dem Einzelfall angepaßt oder auch einstellbar ausgebildet werden. Bei gegebenen Strömungsverhältnissen bedeutet das, daß geringe Strömungsunterschiede erfaßt und zur Steuerung des Ventils verwendet werden können. Damit ist sichergestellt, daß 15 die Umschaltung erst ab einer bestimmten Durchsatzdifferenz, dann aber mit großer Sicherheit, erfolgt. Die Federn dämpfen zugleich in vorteilhafter Weise den Schließvorgang. Sie öffnen das Ventil, wenn ein Druckausgleich vorhanden ist. 20 Die Federn können vorteilhaft am Kolben angreifen, so daß im Inneren der eigentlichen Armatur nur der Ventilteller zu bewegen ist. Die Federn stehen dann zum Beispiel für Prüf- und Wartungsarbeiten zur Verfügung. 25 Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Ventilteller zwei mit Spiel miteinander gekoppelte Teile, die jeweils einem Ventilsitz zugeordnet sind und einen unter der Wirkung einer Feder stehenden Kolben aufweisen. 30 Die Kopplung sorgt dafür, daß mindestens einer der beiden Stränge für die Einspeisung des Kühlmittels zur Verfügung steht. Andererseits ist es möglich, jeweils einen Durchlaß auch willkürlich zu schließen. Dabei kann die Öffnungsstellung durch einen Anschlag bestimmt wer- 35 den, an der die beiden Teile des Ventiltellers anliegen.

5 ; A 81 - / VPA 80 P DE Dies ergibt eine symmetrische Bauweise mit übersichtlichen Strömungsverhältnissen. Der Anschlag kann auch durch eine Begrenzung des Kolbenweges ersetzt werden. 5 Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele beschrieben. In Fig. 1 ist in einem Schnitt schematisch vereinfacht 10 eine Ventilanordnung 1 dargestellt, die eine durch einen Pfeil 2 angedeutete Sicherheitseinspeiseleitung eines Druckwasserreaktors mit zwei nicht weiter dargestellten Strängen des Druckwasserreaktors verbindet. Es kann sich um den heißen und kalten Strang des Primärkühlkrei- 15 ses handeln, die in Richtung der Pfeile 3 und 4 von einem Druckspeicher und/oder einer Hochdruckpumpe versorgt werden. Den Strängen sind im Inneren des Ventilgehäuses 5 zwei 20 Ventilsitze 6 und 7 zugeordnet, die mit einem Ventilteller 8 verschlossen werden können. Der Ventilteller 8 ist über eine Betätigungsstange 9 mit einem Kolben 10 verbunden, der in einem Zylinder gleitet. Der Zylinder 11 ist auf der dem Ventilteller abgekehrten Seite des Kolbens über eine Leitung 12 mit dem dem Pfeil 4 zugeordneten Auslaß 13 verbunden und zwar hinter einer Blende 14. Der dem Ventilteller 8 zugekehrte Teil des Zylinders 11 ist über eine Leitung mit dem dem Pfeil 3 zugeordneten Auslaß 16 wiederum hinter einer Blende 17 verbunden. Auf den Kolben 10 wirken zwei Druckfedern 18 und 19, die vorzugsweise gleich ausgebildet sind. Die Federn 35 halten den Kolben und damit den Ventilteller 8 in der

6 / - VPA 80 p DE in der Fig. 1 dargestellten Mittellage, solange der Druck in den Auslässen 13 und 16 gleich ist. Ändert sich jedoch dieser Druck wegen eines Lecks in einem über die Ventilanordnung 1 beschickten Strang, so verschiebt 5 sich der Kolben 10 entgegen der Wirkung der Federn, so daß der defekte Strang abgesperrt wird. Ist zum Beispiel der Druck im Auslaß 13 geringer als im Auslaß 16, weil ein Leck vorliegt, so wird der Kolben nach oben verschoben, bis der Ventilteller 8 auf den Ventilsitz 6 trifft. In dieser Lage wird der Ventilteller durch die Druckdifferenz selbsttätig festgehalten, so daß die gewünschte automatische Absperrung im Störungsfall gegeben ist. Zuvor ergibt sich jedoch 15 eine gleichmäßige Aufteilung der mit dem Pfeil 2 angedeuteten Strömung auf die beiden Stränge, solange die Ausbildung des Ventilinneren symmetrisch ist. Evtl. kann man Korrekturen durch die Bemessung der Blenden 14 und 17 vornehmen. 20 Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 umfaßt der Ventilteller 8' zwei Teile 20 und 21, die über eine Koppelstange 22 mit Spiel verbunden und den Ventilsitzen 6', 7' zugeordnet sind. Der Teil 20 ist über die Kolben- 25 stange 24 mit einem Kolben 25 verbunden, der durch eine Feder 26 in die Öffnungsstellung gedrückt wird. Der Teil 21 ist über eine Kolbenstange 28 mit einem Kolben 29 verbunden, der über eine Feder 30 in die 30 ÖffnungsStellung gedrückt wird. Dadurch ergibt sich eine vollständig symmetrische Ausbildung. Dies gilt auch für die den Kolben 25 und 29 zugeordneten Zylinder 32 und 33, die auf der dem Ventilteller 8' abgekehrten Seite über Leitungen 35 und 36 jeweils mit dem "eigenen" 35 Auslaß 37 und 38 verbunden sind, während der dem Ven-

7 ß- - / - VPA 80 P DE tilteller 8' zugekehrte Teil der Zylinder 32, 33 über Leitungen 39 und 40 mit dem jeweils anderen Auslaß verbunden ist. 5 Die Federn 26 und 30 sind gleich ausgebildet. Sie drücken die Teile 20, 21 des Ventiltellers 8' in der Öffnungsstellung, d.h. bei gleichem Druck in den Auslässen 37 und 38, gegen einen Anschlag 42. Die mit dem Pfeil 2 angedeutete zuströmende Kühlmittelmenge verteilt sich 10 gleichmäßig auf die Auslässe 37 und 38. Ergibt sich jedoch in einem der Stränge ein Leck, so führt der hinter den Blenden 43 und 44 entstehende Differenzdruck zu einer Verschiebung eines der beiden 15 Kolben 25 oder 29. Der defekte Strang wird abgesperrt, während der andere Strang geöffnet bleibt, so daß die gesamte Kühlmittelmenge in den gesunden Strang eingespeist wird. 20 Durch die Kopplung 22 der beiden Teile 20 und 21 wird dafür gesorgt, daß die beiden Auslässe nicht gleichzeitig abgesperrt werden können, obwohl die Teile 20 und 21 zum Beispiel zu Prüfzwecken auch willkürlich betätigt werden können, um die Funktionstüchtigkeit der 25 Ventilanordnung 1 nachzuweisen. Die lose Kopplung der Teile 20, 21 ermöglicht ferner ein Öffnen des geschlossenen Ventils durch einen nicht dargestellten äußeren Stellantrieb. 30 Die bei den Ausführungsbeispielen vorgesehenen Blenden 14, 17, 43 und 44 haben einen großen Durchlaßquerschnitt, so daß die normale Strömung praktisch nicht beeinträchtigt wird. Sie können wegen der geringen, bei der Erfindung zum Schalten notwendigen Drosselwirkung auch ganz entfal- 35 len, wenn der normale Strömungswiderstand im Ventil ausreicht. 4 Patentansprüche 2 Figuren

8 VPA 80 P DE Zus amm enf a s sung 5 Ventilanordnung Zur Einspelsung von Kühlmittel in zwei Stränge eines Kernreaktors ist eine Ventilanordnung (1) bekannt, die einen leckenden Strang absperrt, während der andere 10 geöffnet ist. Der Ventilteller (8) wird zu diesem Zweck über einen Kolben (10) in Abhängigkeit vom Druck in den Strängen betätigt. Bei gleichem Druck wird erfindungsgemäß durch zwei gegeneinander wirkende Federn (18, 19) für eine Mittelstellung zwischen Ventil- 15 sitzen (6, 7) gesorgt, die den beiden Strängen zugeordnet sind. Die Erfindung kommt insbesondere für Notkühlsysteme an Druckwasserreaktoren in Frage. FIG 2 ORIGINAL INSPECTED

9 Nummer: Int. Cl. 3 : Anmeldetag: Offenlegungstag: G21C 15/ September März /2 P DE FIG1

10 8-2/2 80 P DE FIG2