[发明专利]核电站的给水分配系统以及用于运行核电站的方法

说明书

本发明涉及一种核电站的给水分配系统，其由至少两个布置在反应堆压力容器内的给水分配器构成，以及涉及一种用于运行核电站的方法。此外，本发明涉及一种核电站。

在核电站中，在位于反应堆压力容器中的反应堆芯内通过受控的核裂变来产生热量。借助该热量加热冷却剂，该冷却剂被泵送通过反应堆芯并且由此将能量从反应堆芯以及反应堆压力容器输出。由于对于人员而言危险的放射性，除了反应堆压力容器之外通常在核电站中有其他的屏蔽装置或者防护罩，以便吸收大部分的放射性辐射。

存在不同的反应堆类型，其在芯燃料、冷却循环和调节器方面彼此不同。

不同于压水反应堆(其中有独立的初级循环和次级循环)，在属于轻水反应堆的沸水反应堆情况下存在唯一的蒸汽－水循环。通常，在沸水反应堆中将预热的水泵送到反应堆压力容器中。通过在那里生成的热量，该水作为蒸汽从反应堆压力容器导出并且在那里驱动一个或者多个涡轮机并且冷凝。接着，其借助泵被向回馈送到反应堆压力容器中。通常在馈入之前在上游连接有给水容器，为了温度和/或压力平衡而首先将流体聚集在其中。在大多数情况中，水在馈入之前还流经预热器，以便使得冷凝后的水的温度接近反应堆压力容器中的温度。

为了在反应堆压力容器本身中分配水，设置有带给水分配器的给水分配系统(简称系统)。在申请人的厂房内常用的系统中，给水分配器由恰好一个环形主体构成，其分为两个或者四个空心的部分段。在四个部分段的情况下，这些部分段的每个都基本上达到四分之一圆，并且在流通方面分别与馈入接管(Einspeisestutzen)以及多个排出喷嘴连接。馈入接管通常对称分布，使得分别有两个馈入接管对置地布置在反应堆压力容器中。在四个馈入接管的情况下，由此形成交叉形状的样式。给水分配器的两个或者四个部分段通过相同数目的馈送管路来用水填充，其中这些馈送管路的每个并且由此给水分配器的部分段可以独立地接通。除了在反应堆中使用水之外，其他流体也是可能的，其通过给水分配器馈入到反应堆压力容器中。因此，术语“给水”在下文中应当广义地解释并且也包括这种情况。

给水分配系统应当负责反应堆压力容器中的足够大量的输送给水，使得另外也由于在那里主导的压力而出现循环并且可以将反应堆热量引出。

因为在申请人的厂房中常用的给水分配器是针对全负荷运行来设计的，所以馈送管路、填充接管和主体等等的大小选择为使得在全负荷运行情况下进行反应堆压力容器的合适的馈送。然而在核反应堆的部分负荷运行时以及起动时，反应堆以更小输送量的给水来被供给。因为为了合适地使用给水分配器尤其在其中必须具有最小压力，所以在这种情况中仅仅部分地使用了馈送管路，其中这可以通过主动控制或者通过被动器件来进行。如果例如仅仅是现有的馈送管路之一并且由此也仅仅是部分段之一被流体流过，则这也意味着由于环形的布置，流体不再均匀分布，而是不对称地分布在反应堆压力容器中。

不对称的馈送与严重的缺点相关联。一方面，在反应堆压力容器内在直接馈送的和非直接馈送的部位之间会出现大的温差，其会导致材料疲劳和材料断裂(尤其是在反应堆压力容器的内壁中)。另一方面，不均匀的馈送也会导致反应堆热量的部分被延迟地引出，使得一方面会预期到效率损失，并且另一方面在反应堆压力容器的部分区域中会出现过高的绝对温度。同样在核反应堆过载时(其特别是在有堆芯熔化的危险时会出现)，这种系统是具有缺点的，因为对于这种情况而言大小比例仅仅是受限地设计的，使得通常使用附加的紧急冷却元件。另一缺点是缺少真正的冗余。例如在馈送管路和/或给水分配器故障时，反应堆芯的给水馈送直到缺陷消除都是持续不均匀的。

因此，本发明所基于的任务是，提出一种给水分配系统，其一方面在起动时以及部分负荷运行时在更小的机械负荷情况下提供给水的均匀分配，并且另一方面在维持核电站中通常的安全性情况下具有各组件的冗余。另外，要提出一种通过使用这种给水分配系统的情况下特别适合的、用于运行核电站的方法。

关于给水分配系统方面，该任务根据本发明被解决，其中每个给水分配器：

●具有恰好一个环形的主体，其带有内部通道，

●具有至少一个填充接管，其在流通方面与所述内部通道通过至少一个填充开口连接，以及

●具有多个排出喷嘴，其在流通方面与所述内部通道连接，

并且给水分配器的填充接管的每个都在流通方面与该给水分配器的每个排出喷嘴连接。

有利的扩展方案是从属权利要求的主题。