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Dokumentenidentifikation DE19538836C2 12.10.2000
Titel Reaktor-Umwälzpumpensystem
Anmelder Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, JP
Erfinder Shimano, Kunio, Yokosuka, Kanagawa, JP;
Nakamura, Youichi, Fujisawa, Kanagawa, JP;
Ozaki, Osamu, Tokio/Tokyo, JP;
Ohshima, Iwao, Kawasaki, Kanagawa, JP
Vertreter Blumbach, Kramer & Partner GbR, 81245 München
DE-Anmeldedatum 18.10.1995
DE-Aktenzeichen 19538836
Offenlegungstag 25.04.1996
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.10.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.10.2000
IPC-Hauptklasse G21C 15/18
IPC-Nebenklasse G21C 15/24   H02P 7/63   H02J 9/06   F04B 49/06   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Umwälzpumpensystem für einen Reaktor, das mit einer Energieversorgungseinrichtung für den Antrieb einer Kühlmittel-Umwälzpumpe eines Kernreaktors versehen ist, und insbesondere auf die Vermeidung von Reaktorunfällen, die möglicherweise bei einem momentanen Leistungsausfall, einem Zusammenbrechen der Leistung oder einer Schnellabschaltung des Reaktors auftreten können.

Bei Kernreaktoren wird als ein Mittel zur Steuerung der Ausgangsleistung einer Anlage ein System zur Steuerung der Strömungsrate eines Kühlmittels, das durch den Reaktor umläuft, eingesetzt. Genauer gesagt wird die Steuerung der Strömungsrate dadurch bewirkt, daß eine Reaktor-Umwälzpumpe durch eine Leistungsversorgungseinrichtung mit variabler Frequenz angesteuert wird und eine Ausgangsfrequenz der Leistungsversorgungseinrichtung variiert wird, um hierdurch die Drehzahl der Umwälzpumpe des Reaktors zu ändern.

Als eine herkömmliche, hinsichtlich der Frequenz variable Leistungsversorgungseinrichtung wird ein M-G-Satz (Motor-Generator-Set) eingesetzt, der eine Fluidkupplung besitzt, die hinsichtlich des Schlupfes veränderlich ist. In Fig. 9 ist ein System-Blockschaltbild gezeigt, in dem ein herkömmliches Umwälzpumpensystem für einen Reaktor dargestellt ist, das eine Pumpe und eine Leistungsversorgungseinrichtung für die Pumpe enthält.

Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist eine in der Anlage befindliche Wechselspannungs-Sammelleitung (Wechselspannungs-Bus) 1 über einen Unterbrecher 2 mit einem Elektromotor 4 verbunden, der eine der Komponenten des Motor-Generator-Sets 3 bildet. Der Elektromotor 4 ist über eine Fluidkupplung 5 mit einem Generator 6 gekoppelt. Der Generator 6 ist seinerseits über einen Unterbrecher 7 mit einer Reaktor-Umwälzpumpe (Umlaufpumpe oder Zirkulierpumpe) 8 verbunden.

Bei einem normalen Zustand wird die Reaktor-Umwälzpumpe 8 derart betätigt, daß sie eine vorbestimmte Strömungsrate aufrecht erhält, wobei hierbei ein Signal R, das von der Pumpe 8 stammt und die Drehzahl der Pumpe 8 oder die Strömungsrate eines Kühlmittels anzeigt, mit Hilfe einer Steuereinrichtung 9 überwacht wird. Wenn allerdings ein Signal V, das einen Spannungsabfall anzeigt, der durch einen momentanen Leistungsausfall bzw. Spannungsausfall oder einen Zusammenbruch der Spannung auf der Wechselstromschiene (Wechselstrom-Bus) 1 im Inneren der Anlage bedingt ist, oder ein Reaktor-Schnellabschaltsignal 5 an die Steuereinrichtung 9 angelegt wird, wird das herkömmliche System in einer solchen Weise gesteuert, daß die Spannung, die an die Umwälzpumpe 8 für den Reaktor angelegt wird, nicht rasch verringert wird, und daß folglich kein abrupter Wechsel der Strömungsrate hervorgerufen wird, die durch eine Veränderung der Drehzahl der Umwälzpumpe 8 des Reaktors hervorgerufen würde, wobei die Trägheitskraft der Rotation des Motor-Generator-Sets 3 ausgenutzt wird.

Der Motor-Generator-Set 3, der als die Spannungsversorgungseinrichtung für die Umwälzpumpe 8 des Reaktors dient, ist dahingehend problematisch, daß er geringe Zuverlässigkeit besitzt, da sein Ansprechverhalten langsam ist und Wartungsarbeiten für abgenutzte Teile der drehenden Komponenten erforderlich sind. Weiterhin besitzt der Motor- Generator-Set 3 den Nachteil, daß er die Möglichkeit der Verringerung der Größe des Reaktorgebäudes begrenzt, da er einen großen Installationsraumbedarf erfordert.

Im Hinblick auf den vorstehend erläuterten Sachverhalt besteht seit kurzem eine Tendenz, eine statische Spannungsversorgungseinrichtung mit variabler Spannung und variabler Frequenz einzusetzen, die Halbleiterbauelemente aufweist und rasches Ansprechverhalten sowie hohe Zuverlässigkeit besitzt, da sie keine drehenden Abschnitte enthält. Jedoch ist eine solche statische Spannungsversorgungseinrichtung mit variabler Spannung und variabler Frequenz mit dem Nachteil verknüpft, daß sie im Unterschied zu dem herkömmlichen Motor-Generator-Set 3 keinen Trägheitseffekt besitzt.

Demgemäß ist zusätzlich eine kompensierende Leistungsversorgungseinrichtung erforderlich, um gewünschte Betriebseigenschaften der Umwälzpumpe 8 für den Reaktor auch in dem Fall eines momentanen bzw. sofortigen Leistungsausfalls oder eines Leistungszusammenbruchs der in der Anlage befindlichen Wechselstrom-Sammelschiene 1 oder in dem Fall einer Schnellabschaltung des Reaktors aufrecht zu erhalten. Es wurde bislang daran gedacht, Speicherbatterien als diese kompensierende Spannungsversorgungseinrichtung einzusetzen. Jedoch ist der Einsatz von Speicherbatterien dahingehend nachteilig, daß sie großen Installationsraumbedarf erfordern und mühsame Wartungsarbeiten wie etwa das Laden der Batterien benötigen.

Aus der DE 38 36 563 A1 ist ein Reaktor-Umwälzpumpensystem für einen Kernreaktor bekannt, bei dem die Kühlmittelpumpe durch einen Antriebsmotor angetrieben wird. Zusätzlich zum Antriebsmotor ist ein Schwungradgenerator vorhanden, dessen Schwungrad durch einen während des normalen Reaktorbetriebs als Motor betriebenen Generator in Drehung gehalten wird. Bei einem Zusammenbruch der Stromversorgung wird der Schwungradgenerator auf Generatorbetrieb umgeschaltet und speist den Antriebsmotor für die Kühlmittelpumpe, so daß dieser vorübergehend weiterhin in Drehung gehalten wird. Ein solcher Schwungradgenerator erfordert allerdings erhöhten Raum- und Leistungsbedarf.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Probleme oder Nachteile, die beim Stand der Technik auftreten, im wesentlichen zu beseitigen und ein Reaktor-Umwälzsystem bereitzustellen, das eine Leistungsversorgungseinrichtung enthält, wobei das Reaktor-Umwälzsystem einen kompakten Aufbau haben und hinsichtlich der Sicherheit und der Zuverlässigkeit verbessert sein soll.

Diese und weitere Zielsetzungen lassen sich in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dadurch erreichen, daß ein Reaktor-Umwälzpumpensystem gemäß Patentanspruch 1 bereitgestellt wird.

Bei bevorzugten Ausgestaltungen werden die nachstehend beschriebenen, charakteristischen Merkmale zusätzlich erhalten.

Die Information, die einen Unfall anzeigt, wird durch ein Signal übertragen, das entweder einen momentanen Leistungsausfall oder einen Zusammenbruch der Spannung auf der in der Anlage befindlichen Wechselspannungs-Sammelschiene oder eine Schnellabschaltung des Reaktors repräsentiert.

Die supraleitende Energiespeichereinrichtung ist zwischen der Einstelleinrichtung für die Einstellung der Gleichspannung und der Erregungsleistungsversorgungsquelle beziehungsweise Erregungsspannungsversorgungsquelle angeordnet.

Die Steuereinrichtung ist derart ausgelegt, daß sie die Wechselspannung, die an die Pumpeneinheit angelegt wird, unter Konstanthaltung des Verhältnisses der Wechselspannung und der Frequenz ändert, um hierdurch die Förderrate der Pumpe derart zu steuern, daß sie den vorbestimmten Wert besitzt, während die von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung abgegebene Ausgangsspannung auf einen vorbestimmten Wert geändert wird.

Die supraleitende Energiespeichereinrichtung, die mit der Eingangsseite des Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandlers über die Einstelleinrichtung für die Einstellung der Gleichspannung verbunden ist, ist mit der Einstelleinrichtung für die Einstellung der Wechselspannung und mit einem Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler verknüpft bzw. gekoppelt, der mit einer Einstelleinrichtung für die Einstellung der Wechselspannung/Frequenz versehen ist, die ihrerseits für eine Steuerspannungsquelle ausgelegt ist und in Reihe zwischen eine Ausgangsseite der supraleitenden Energiespeichereinrichtung und die Steuereinrichtung geschaltet ist.

Eine weitere supraleitende Energiespeichereinrichtung, eine Einstelleinrichtung für die Einstellung der Gleichspannung und ein Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler, der mit einer Einstelleinrichtung für die Einstellung der Wechselspannung/Frequenz versehen ist, sind jeweils für eine Steuerspannungsquelle ausgelegt bzw. an diese angepaßt und zwischen die Erregungsspannungsversorgungsquelle, die mit der zuerst erwähnten supraleitenden Energiespeichereinrichtung verbunden ist, die mit der Eingangsseite des Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandlers über die Einstelleinrichtung für die Einstellung der Gleichspannung verbunden ist, und die Steuereinrichtung geschaltet.

Die supraleitende Energiespeichereinrichtung weist ein wärmeisolierendes Gefäß, in dem flüssiges Helium eingefüllt ist, eine supraleitende Spule, die in das flüssige Helium eingetaucht ist, und einen Stromanschluß auf, mit dem die Erregungsspannungsversorgungsquelle und die supraleitende Spule verbunden sind.

Die genannte Aufgabenstellung wird außerdem durch ein Reaktor-Umwälzpumpensystem gemäß Patentanspruch 8 gelöst.

Eine Mehrzahl von Unterbrechern ist an den Eingangsseiten bzw. den Ausgangsseiten der supraleitenden Energiespeicherelemente angeordnet.

In Übereinstimmung mit den charakteristischen Merkmalen der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend anhand von bevorzugten Ausgestaltungen erläutert wurden, wird die Energie, die in der supraleitenden Energiespeichereinrichtung gespeichert ist, in dem Fall, daß das Signal, das den momentanen Leistungsausfall oder das Zusammenbrechen der Spannung auf der in der Anlage befindlichen Wechselspannungs-Sammelschiene anzeigt, oder eine Schnellabschaltung des Reaktors repräsentiert, in die Steuereinrichtung eingespeist wird, herausgeführt, um die abgegebene Gleichspannung bei dem vorbestimmten Wert zu halten, um die Förderrate der Reaktor-Umwälzpumpeneinheit bei dem vorbestimmten Wert in dem Fall des momentanen Spannungsausfalls bzw. Energieausfalls zu halten.

In dem Fall eines Zusammenbruchs der Spannung oder einer Schnellabschaltung des Reaktors wird die Wechselspannung, die an die Umwälzpumpeneinheit des Reaktors durch den Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler, der mit der Einstelleinrichtung für die Einstellung der Wechselspannung/Frequenz versehen ist, angelegt wird, unter Konstanthaltung des Verhältnisses der Wechselspannung und der Frequenz derart geändert, daß die Förderrate der Pumpe derart gesteuert wird, daß sie einen vorbestimmten Wert besitzt, während die abgegebene Gleichspannung bei dem vorbestimmten Wert gehalten wird.

Wenn das Signal, das den momentanen Energieausfall oder das Zusammenbrechen der Spannung auf der Wechselspannungs-Sammelschiene in der Anlage oder die Schnellabschaltung des Reaktors bezeichnet, an die Steuereinrichtung angelegt wird, wird die Energie, die in der supraleitenden Energiespeichereinrichtung gespeichert ist, herausgeführt, um die ausgangsseitige Gleichspannung bei einem vorbestimmten Wert zu halten, damit die Förderrate der Umwälzpumpeneinheit des Reaktors bei dem vorbestimmten Wert in dem Fall eines momentanen Energieausfalls gehalten wird.

In dem Fall eines Zusammenbruchs der Energie oder einer Schnellabschaltung des Reaktors wird die Wechselspannung, die an die Umwälzpumpeneinheit des Reaktors angelegt wird, geändert, wobei das Verhältnis von Wechselspannung und Frequenz durch den Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler, der mit der Einstelleinrichtung zur Einstellung der Wechselspannung/Frequenz versehen ist, konstant gehalten wird, um die Förderrate der Pumpe so zu steuern, daß sie den vorbestimmten Wert besitzt, während die abgegebene Gleichspannung in einer vorbestimmten Weise geändert wird.

Wenn das Signal, das den momentanen Energieausfall oder das Zusammenbrechen der Energie auf der Wechselspannungs-Sammelschiene in der Anlage, oder die Schnellabschaltung des Reaktors signalisiert, an die Steuereinrichtung angelegt wird, wird die Energie von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung in die Umwälzpumpeneinheit des Reaktors eingespeist.

Da weiterhin eine vorbestimmte Steuerspannung an die Steuereinrichtung über die Einstelleinrichtung zur Einstellung der Gleichspannung und den Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler, der mit der Einstelleinrichtung für die Einstellung der Wechselspannung/Frequenz versehen ist, angelegt wird, kann die Förderrate der Pumpe in einer vorbestimmten Weise selbst nach dem Zusammenbruch der Energieversorgung in der Anlage gesteuert werden, wobei die Einstelleinrichtung für die Einstellung der Gleichspannung und der mit der Einstelleinrichtung für die Einstellung der Wechselspannung/Frequenz versehene Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler für eine Steuerquellenspannung ausgelegt sind.

Wenn das Signal, das den momentanen Energieausfall der das Zusammenbrechen der Energie auf der Wechselspannungs-Sammelleitung in der Anlage, oder die Schnellabschaltung des Reaktors signalisiert, an die Steuereinrichtung angelegt wird, wird Energie von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung zu der Umwälzpumpeneinheit des Reaktors geleitet.

Da weiterhin eine Steuerspannung, die eine vorbestimmte Wechselspannung und Frequenz besitzt, an die Steuereinrichtung von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung über die Einstelleinrichtung zur Einstellung der Gleichspannung und den mit der Einstelleinrichtung zur Einstellung der Wechselspannung/Frequenz versehenen Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler, die sämtlich für eine Steuerquellenspannung ausgelegt sind, angelegt wird, kann die Förderrate der Pumpe in einer vorbestimmten Weise selbst nach Zusammenbrechen der Energieversorgung in der Anlage gesteuert werden.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird während des normalen Betriebs und in dem Fall eines momentanen Energieausfalls auf der Wechselspannungs-Sammelschiene in der Anlage Energie aus der Mehrzahl von supraleitenden Energiespeicherelementen wechselweise herausgenommen, so daß eine vorbestimmte Gleichspannung an die Umwälzpumpeneinheit des Reaktors angelegt wird, um den Betrieb mit der vorbestimmten Förderrate der Pumpe fortzusetzen.

Zusätzlich wird in dem Fall des Zusammenbrechens der Energie bzw. Spannung auf der Wechselspannungs-Sammelschiene in der Anlage oder in dem Fall einer Schnellabschaltung des Reaktors Energie aus der Mehrzahl von supraleitenden Energiespeicherelementen abwechselnd herausgegriffen und an die Umwälzpumpeneinheit des Reaktors zur Steuerung der Förderrate der Pumpe auf den vorbestimmten Wert angelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein System-Blockschaltbild eines Reaktor-Umwälzpumpensystems, die eine Spannungsversorgungseinrichtung aufweist, das ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,

Fig. 2 eine detaillierte Darstellung des Aufbaus einer supraleitenden Energiespeichereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine Darstellung der Betriebseigenschaften bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei in Fig. 3A eine Gleichspannung dargestellt ist, in Fig. 3B eine Wechselspannung gezeigt ist und in Fig. 3C eine Förderrate der Pumpe dargestellt ist,

Fig. 4 eine Darstellung der Betriebseigenschaften gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei in Fig. 4A eine Gleichspannung gezeigt ist, in Fig. 4B eine Wechselspannung dargestellt ist und in Fig. 4C eine Förderrate der Pumpe gezeigt ist,

Fig. 5 ein System-Blockschaltbild eines Umwälzpumpensystems eines Reaktors, das eine Spannungsversorgungseinrichtung aufweist und einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entspricht,

Fig. 6 ein System-Blockschaltbild eines Umwälzpumpensystems eines Reaktors, das eine Spannungsversorgungseinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist,

Fig. 7 ein System-Blockschaltbild eines Umwälzpumpensystems eines Reaktors, das eine Spannungsversorgungseinrichtung aufweist und ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,

Fig. 8 eine Darstellung der Betriebseigenschaften bei dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei in Fig. 8A Betriebsarten einer Mehrzahl von supraleitenden Energiespeichereinrichtungen dargestellt sind und in Fig. 8B eine Förderrate einer Pumpe gezeigt ist, und

Fig. 9 ein System-Blockschaltbild eines Umwälzpumpensystems für einen Reaktor, das mit einer herkömmlichen Spannungsversorgungseinrichtung ausgestattet ist.

In den anliegenden Zeichnungen sind die gleichen Bestandteile der Ausführungsbeispiele wie bei der in Fig. 9 dargestellten, herkömmlichen Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 9 versehen und werden nicht nochmals detailliert beschrieben.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel in Form eines System-Blockschaltbilds dargestellt, das ein Reaktor-Umwälzpumpensystem zeigt, das eine Pumpeneinrichtung und eine für diese vorgesehene Spannungsversorgungseinrichtung aufweist. Hierbei ist eine in der Anlage befindliche Wechselstrom-Sammelschiene (Wechselstrom-Speiseleitung oder Stromschiene) 1, die als eine Spannungsversorgung in der Anlage dient, über einen Unterbrecher 2 mit einem Wechselspannungs/Gleichspannungs-Wandler bzw. Gleichrichter 10 und mit einem Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler bzw. Wechselrichter 11, der mit einer Einstelleinrichtung 17 zur Einstellung der Wechselspannung/Frequenz versehen ist, verbunden. Der Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler 11 ist mit einer Reaktor- Umwälzpumpe 8 verbunden.

Mit einer Gleichstromverdrahtung bzw. Gleichspannungsleitung 12, die den Wechselspannungs/Gleichspannungs-Wandler 10 und den Gleichspannungs/Wechselspannungs- Wandler 11 miteinander verbindet, sind eine Einstelleinrichtung 13 zur Einstellung der Gleichspannung sowie eine supraleitende Energiespeichereinrichtung 14 verbunden, die Spannung an die Reaktor-Umwälzpumpe 8 im Fall zum Beispiel eines momentanen Spannungsausfalls oder eines Zusammenbrechens der Spannung der Wechselspannungs- Sammelschiene 1, oder in dem Fall einer Schnellabschaltung des Reaktors abgibt.

Die supraleitende Energiespeichereinrichtung 14 ist mit einer Erregungsspannungsversorgungsquelle 15 verbunden, an die von einer separaten Versorgungsquelle (nicht gezeigt) Spannung angelegt wird. Eine Steuereinrichtung 16 empfängt ein einen Spannungsabfall anzeigendes Signal V auf der beziehungsweise über die Wechselspannungs-Sammelschiene 1 in der Anlage, ein eine Schnellabschaltung des Reaktors anzeigendes Signal S und ein Drehzahlsignal R von der Umwälzpumpe 8 des Reaktors, und steuert die Einstelleinrichtung 13 zur Einstellung der Gleichspannung, die Einstelleinrichtung 17 zur Einstellung der Wechselspannung/Frequenz und die Erregungsspannungsquelle 15.

Das eine Schnellabschaltung des Reaktors anzeigende Signal S ist üblicherweise ein Signal, das von einer Steuerschaltung eines Wasserumwälzsystems des Reaktors stammt.

Die supraleitende Energiespeichereinrichtung 14 ist gemäß nachfolgender Erläuterung ausgelegt. Wie es in dem detaillierten, die Gestaltung zeigenden Diagramm gemäß Fig. 2 gezeigt ist, ist ein Stromanschluß 22 über eine Leitung 21 mit einer supraleitenden Spule 20 verbunden, die in einem wärmeisolierenden Gefäß wie etwa einem Kryostaten 18 untergebracht und zur Kühlung in flüssiges Helium 19 eingetaucht ist. Mit dem Stromanschluß 22 ist die Erregungsspannungsquelle 15 verbunden, von der ausgehend ein Strom zu der supraleitenden Spule 20 geleitet wird, um elektrische Leistung bzw. Energie, die zu speichern ist, bereitzustellen.

Ferner sind mit dem Stromanschluß 22 eine Schalteinrichtung 23, die selektiv eingeschaltet oder abgeschaltet wird, um entweder einen geschlossenen Schaltkreis zu bilden, durch den ein Strom dazu gebracht wird, permanent durch die supraleitende Spule 20 zu fließen, oder den Schaltkreis zu unterbrechen, um das Fließen des Stroms in Richtung zu einer Last zu ermöglichen, eine Diode 24, durch die der Strom, der aus der supraleitenden Spule 20 herausgeleitet wird, dazu veranlaßt wird, in eine festgelegte Richtung zu fließen, und ein Speicherkondensator (Speicherkapazität) 25 verbunden, der zum Umwandeln des aus der supraleitenden Spule 20 herausgeleiteten Stroms in eine Spannung dient.

Die Energie des Gleichstroms, der aus der supraleitenden Spule 20 herausgeführt wird, wird durch den Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler 11 in eine Wechselspannungsenergie umgewandelt und wird dann an die Umwälzpumpe 8 des Reaktors angelegt. Die Spannung und die Frequenz der Wechselstromenergie, die in die Umwälzpumpe 8 des Reaktors eingespeist wird, werden durch die Einstelleinrichtung 17 für die Einstellung der Wechselspannung/Frequenz unter Steuerung durch die Steuereinrichtung 16 auf vorbestimmte Werte eingestellt.

Das erste Ausführungsbeispiel mit dem vorstehend erläuterten Aufbau arbeitet in nachfolgend angegebener Weise. In der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 14 wird die supraleitende Spule 20 bereits vorab durch die Erregungsspannungsquelle 15 erregt und durch das flüssige Helium 19 gekühlt. Die Schalteinrichtung 23 ist in einem supraleitenden Zustand geschlossen, so daß in der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 14 eine erhebliche Menge an elektrischer Energie gespeichert ist.

Wenn das einen Spannungsabfall anzeigende Signal V, das bei einem momentanen Leistungsausfall oder bei einem Zusammenbrechen der Spannung auf der in der Anlage beziehungsweise in dem Kraftwerk befindlichen Wechselspannungs-Sammelschiene 1abgegeben wird, oder wenn das eine Schnellabschaltung des Reaktors anzeigende Signal S an die Steuereinrichtung 16 in dem Fall einer unüblichen Energie bzw. Spannung, die in die Umwälzpumpe 8 des Reaktors eingespeist wird, eingangsseitig angelegt wird, wird die Schalteinrichtung 23 in der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 14 in den geöffneten Zustand gebracht und es wird die Energie, die in der supraleitenden Spule 20 gespeichert ist, an die Umwälzpumpe 8 des Reaktors abgegeben, wobei sie durch den Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler 11 und die Einstelleinrichtung 17 für die Einstellung der Wechselspannung/Frequenz auf die vorbestimmte Spannung und Frequenz eingestellt wird.

Die vorstehend erläuterte Steuerung wird in folgender Weise bewirkt. In dem Fall eines momentanen Leistungsausfalls wird eine Wechselstromleistung, die die gleiche Spannung und Frequenz wie diejenige im Fall eines normalen Betriebs besitzt, an die Umwälzpumpe 8 des Reaktors zu diesem Zeitpunkt abgegeben, um deren normalen Betrieb aufrecht zu erhalten. Sobald die Spannungsversorgung in dem Kraftwerk wieder in den normalen Zustand zurückgekehrt ist, wird die supraleitenden Energiespeichereinrichtung 14 von dem Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler 11 getrennt und durch Erregung seitens der Erregungsspannungsquelle 15 mit elektrischer Energie im Hinblick auf bzw. unter Berücksichtigung des Zustands der verbleibenden elektrischen Energie, die in der supraleitenden Spule 20 gespeichert ist, aufgeladen. Hierauf wird die Schalteinrichtung 22 geschlossen, um die wieder aufgefrischte elektrische Energie erneut in einem supraleitenden Zustand zu speichern.

In dem Fall eines Zusammenbruchs der Spannung und einer Schnellabschaltung des Reaktors wird an die Umwälzpumpe 8 des Reaktors Energie bzw. Spannung angelegt, so daß die Pumpe in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Charakteristik bzw. Kennlinie des Ausklingens bzw. Herunterfahrens der Strömungsrate betrieben wird. Wenn die Einspeisung von Energie in die Umwälzpumpe 8 des Reaktors nicht länger erforderlich ist, wird die supraleitende Energiespeichereinrichtung 14 von dem Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler 11 getrennt und dann erneut mit elektrischer Energie ergänzend für eine Speicherung derselben in supraleitendem Zustand gespeist.

Die vorstehend erläuterte Steuerung des Betriebs hinsichtlich der supraleitenden Energie wird unter Bezugnahme auf eine Darstellung der Betriebskennlinien in Fig. 3 in größeren Einzelheiten beschrieben. Wie in Fig. 3A dargestellt ist, wird die Gleichspannung, die von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 14 abgegeben wird, stets konstant gehalten, wie es durch eine charakteristische Linie bzw. Kennlinie 26 angegeben ist.

Auf der anderen Seite wird, wie in Fig. 3B gezeigt ist, die Wechselspannung, die an die Umwälzpumpe 8 des Reaktors angelegt wird, auf einem vorbestimmten Wert während eines Zeitintervalls von dem Zeitpunkt t0, zu dem die Spannungsversorgung in dem Kraftwerk abgeschaltet wird, bis zu dem Zeitpunkt t1 gehalten und dann allmählich mit einer vorbestimmten Rate des Abfalls nach dem Zeitpunkt t1 verringert, wie es durch eine charakteristische Linie bzw. Kennlinie 27 angezeigt ist, wobei das Verhältnis zwischen der Spannung und der Frequenz konstant gehalten wird.

Demgemäß wird die Förderrate der Umwälzpumpe 8 des Reaktors gemäß der Darstellung durch eine Kennlinie 28 in Fig. 3C während des Zeitintervalls von dem Zeitpunkt t0, zu dem die Stromversorgung in dem Kraftwerk abgeschaltet wird, bis zu dem Zeitpunkt t1 bei einem vorbestimmten Wert gehalten. Falls daher die kraftwerksinterne Spannungsversorgung durch den momentanen Leistungsausfall abgeschaltet wird und innerhalb dieses Zeitintervalls wieder auf den früheren Zustand zurückgebracht wird, wird die Förderrate der Pumpe nicht geändert.

In dem Fall eines Zusammenbrechens der kraftwerksinternen Spannungsversorgung oder einer Schnellabschaltung des Reaktors wird jedoch die Förderrate der Pumpe mit einer vorbestimmten Rate bzw. Neigung nach dem Zeitpunkt t1 verringert, so daß sich die Strömungsrate in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Auskling-Kennlinie bzw. Abkling-Kennlinie verändert.

Bei dem vorstehend beschriebenen, ersten Ausführungsbeispiel ist die supraleitende Energiespeichereinrichtung 14, die als eine kompensierende Spannungsversorgungseinrichtung dient, kompakt, statisch oder stationär, hinsichtlich der Durchführung von Wartungsarbeiten einfach sowie in hohem Maße zuverlässig, da sie keine sich abnutzenden Teile enthält. Weiterhin besitzt die supraleitenden Energiespeichereinrichtung 14 ein rasches Ansprechverhalten in Kombination mit einer statischen Spannungsversorgungseinrichtung mit variabler Spannung und variabler Frequenz, die aus dem Wechselspannungs/Gleichspannungs-Wandler 10, dem Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler 11 usw. besteht. Als Ergebnis kann der Reaktor sicher und in verbesserter Weise betrieben werden.

Weiterhin wird eine Drehmomentcharakteristik über den vollen Bereich der Drehzahl (Förderrate) der Umwälzpumpe 8 des Reaktors dadurch konstant gehalten, daß die Wechselspannung, die an die Umwälzpumpe 8 des Reaktors angelegt wird, derart gesteuert wird, daß das Verhältnis zwischen der Spannung und der Frequenz konstant gehalten wird. Demzufolge kann der Betrieb der Umwälzpumpe 8 des Reaktors in stabiler Weise gesteuert werden.

Ein zweites Ausführungsbeispiel stellt eine Abänderung des vorstehend erläuterten ersten Ausführungsbeispiels dar und zeichnet sich dadurch aus, daß bei Verwendung der gleichen Systemauslegung wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Steuereinrichtung 16 die Gleichspannung, die von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 14 abgegeben wird, gemäß der Darstellung der Betriebseigenschaften in Fig. 4 steuert.

Wie in Fig. 4A dargestellt ist, wird die Gleichspannung, die von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 14 abgegeben wird, für eine Zeitspanne ab dem Zeitpunkt t0, zu dem die kraftwerksinterne Spannungsversorgung abgeschaltet wird, bis zu dem Zeitpunkt t1 bei einem vorbestimmten Wert gehalten und dann mit einer vorbestimmten Abfallrate bzw. Neigung nach dem Zeitpunkt t1 allmählich verringert, wie es durch eine Kennlinie 29 dargestellt ist.

Weiterhin wird die Wechselspannung, die an die Umwälzpumpe 8 des Reaktors angelegt wird, für die Zeitspanne ab dem Zeitpunkt t0, bei dem die Spannungsversorgung in dem Kraftwerk abgeschaltet wird, bis zu dem Zeitpunkt t1 bei einem vorbestimmten Wert gehalten und nach dem Zeitpunkt t1 allmählich mit einer vorbestimmten Rate des Abfalls verringert, wie es durch eine Kennlinie 27 in Fig. 4B veranschaulicht ist, wobei das Verhältnis von der Spannung zu der Frequenz konstant gehalten wird.

Demgemäß wird die Förderrate der Umwälzpumpe 8 des Reaktors vor dem Zeitpunkt t1 bei einem vorbestimmten Wert gehalten, wie es durch eine Kennlinie 28 in Fig. 4C veranschaulicht ist, und wird dann allmählich mit einer vorbestimmten Abfallrate nach dem Zeitpunkt t1 zum Abklingen gebracht.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird daher die Energiemenge, die von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 14 bereitgestellt wird, nach dem Zeitpunkt t1 verringert. Dies ist hinsichtlich der Verringerung der Größe der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 14 und deren noch kompakterer Auslegung wirkungsvoll.

Ein drittes Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorstehend erläuterten, ersten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist, dahingehend, daß ein Teil des Gleichstroms, der von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 14 erzeugt wird, über eine Einstelleinrichtung 30 zur Einstellung der Gleichspannung und einen Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler 32, der mit einer Einstelleinrichtung 31 für die Einstellung der Wechselspannung/Frequenz versehen ist, zu einer Steuereinrichtung 33 abgezweigt und dieser zugeführt wird, wie es in dem System-Blockschaltbild gemäß Fig. 5 gezeigt ist. Hierbei sind die Einstelleinrichtung 30 und der Gleichspannungs/Wechselspannungs- Wandler 32 sowie die Einstelleinrichtung 31 insgesamt für eine Steuerquellenspannung ausgelegt.

Bei der vorstehend erläuterten Ausgestaltung wird die Steuerquellenspannung, die von der Steuereinrichtung 33 benötigt wird, selbst während des Zusammenbrechens der im Kraftwerk befindlichen Spannungsversorgung nach deren Abschaltung, von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 14 bereitgestellt, wobei sie derart festgelegt wird, daß sie die vorbestimmte Wechselspannung und Frequenz besitzt. Demgemäß kann die Steuerung des Betriebs der Spannungsversorgungseinrichtung für die Umwälzpumpe des Reaktors in stabiler Weise durchgeführt werden und kann die Förderrate der Umwälzpumpe 8 des Reaktors mit einer vorbestimmten Rate abgesenkt werden bzw. ausklingen.

Als Ergebnis kann bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Notwendigkeit der Bereitstellung einer separaten Spannungsquelle für den Notfall wie etwa einer Speicherbatterie, die für den Betrieb der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 14 und der Steuereinrichtung 33 für die Steuerung derselben in dem Fall eines momentanen Leistungsausfalls oder des Zusammenbrechens der Spannung auf der Wechselspannungs-Sammelschiene 1 in dem Kraftwerk, oder in dem Fall einer Schnellabschaltung des Reaktors erforderlich wäre, beseitigt werden.

Ein viertes Ausführungsbeispiel, das in dem System-Blockschaltbild gemäß Fig. 6 dargestellt ist, stellt eine Abänderung des vorstehend erläuterten dritten Ausführungsbeispiels dar und ist derart ausgelegt, daß zusätzlich zu der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 14 für die Bereitstellung der Energie für die Umwälzpumpe 8 des Reaktors, die in der das erste Ausführungsbeispiel veranschaulichenden Fig. 1 dargestellt ist, eine weitere supraleitenden Energiespeichereinrichtung 34 für eine Steuerquellenspannung, eine Einstelleinrichtung 35 für die Einstellung der Gleichspannung, ein Gleichspannungs/Wechselspannungs- Wandler 36 und eine Einstelleinrichtung 37 für die Einstellung der Wechselspannung/Frequenz vorgesehen und mit einer Steuereinrichtung 38 verbunden sind.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung wird eine Quellenspannung für die Steuereinrichtung 38 in dem Fall eines momentanen Energieausfalls oder des Zusammenbrechens der Spannung auf der Wechselspannungs-Sammelschiene 1 in dem Kraftwerk, oder in dem Fall einer Schnellabschaltung des Reaktors, von der unabhängigen, supraleitenden Energiespeichereinrichtung 34 zugeführt. Demgemäß wird die Förderrate der Umwälzpumpe 8 des Reaktors selbst bei einem momentanen Energieausfall bzw. Spannungsausfall der Wechselspannungs-Sammelschiene 1 nicht geändert. Weiterhin wird die Umwälzpumpe des Reaktors selbst bei dem Zusammenbrechen der Spannung oder bei einer Schnellabschaltung des Reaktors derart betrieben, daß sie die Förderrate ausklingen läßt, wodurch sich eine erhöhte Sicherheit und Zuverlässigkeit bei dem Betrieb des Reaktors ergibt.

Ein fünftes Ausführungsbeispiel, das in Form eines System-Blockschaltbilds in Fig. 7 dargestellt ist, zeichnet sich dadurch aus, daß die Energie für den Antrieb der Umwälzpumpe 8 des Reaktors von einer Mehrzahl von supraleitenden Energiespeichereinrichtungen sowohl während des normalen als auch während des abnormalen Betriebs erzeugt wird.

Die im Kraftwerk befindliche Wechselspannungs-Sammelschiene 1 ist über den Unterbrecher 2 mit einer Erregungsspannungsversorgung 31 verbunden, deren Ausgang verzweigt und über jeweilige Unterbrecher 40a bis 40c mit supraleitenden Energiespeichereinrichtungen 41a bis 41c verbunden ist.

Die Ausgangssignale der supraleitenden Energiespeichereinrichtungen 41a bis 41c werden nach Durchlaufen durch jeweilige Unterbrecher 42a bis 42c zusammengefaßt und anschließend mit der Umwälzpumpe 8 des Reaktors über den Wechselspannungs/Gleichspannungs- Wandler 10 und den Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler 11, der durch die Einstelleinrichtung 17 zur Einstellung der Wechselspannung/Frequenz gesteuert wird, verbunden.

Jeweilige Steuerschaltungen für die vorstehend erläuterten Komponenten sind mit einer Steuereinrichtung 43 verbunden, so daß Signale, die Zustände von diesen Komponenten angeben, der Reihe nach an die Steuereinrichtung 43 abgegeben werden und diese Komponenten durch Steuersignale von der Steuereinrichtung 43 gesteuert werden. Insbesondere die supraleitenden Energiespeichereinrichtungen 41a bis 41c werden derart gesteuert, daß sie abwechselnd arbeiten bzw. zur Erzeugung der Ausgangsenergie mit einem gewissen Ein/Aus-Zyklus betrieben werden.

Während die supraleitenden Energiespeichereinrichtungen 41a bis 41c abgeschaltet sind, werden sie mit elektrischer Energie durch die Erregungsspannungsversorgung 39 geladen, wenn sich die kraftwerksinterne Spannungsversorgung im normalen Zustand befindet.

Das fünfte Ausführungsbeispiel, das die vorstehend beschriebene Ausgestaltung besitzt, arbeitet gemäß der nachfolgenden Beschreibung, die auf die Darstellung von Betriebseigenschaften gemäß Fig. 8 Bezug nimmt. Hierbei sind in Fig. 8A Betriebsarten der supraleitenden Energiespeichereinrichtungen 41a bis 41c dargestellt. Genauer gesagt werden die drei supraleitenden Energiespeichereinrichtungen 41a bis 41c während des normalen Betriebs vor dem Zeitpunkt t0, zu dem ein Zusammenbruch der Spannungsversorgung in dem Kraftwerk auftritt, abwechselnd derart betrieben, daß sie Ausgangsleistung in einem wiederholten Ein/Aus-Zyklus für die Zuführung einer kontinuierlich bemessenen Spannung beziehungsweise kontinuierlichen Nennspannung zu der Umwälzpumpe 8 des Reaktors erzeugen.

In dem Fall eines Zusammenbruchs der Spannungsversorgung in dem Kraftwerk setzt die supraleitende Energiespeichereinrichtung 41a die Zuführung der Nennspannung zu dem Zeitpunkt t0, zu dem ein Zusammenbruch der Spannungsversorgung in dem Kraftwerk auftritt, fort. Die supraleitende Energiespeichereinrichtung wird zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t2 von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 41a auf die Energiespeichereinrichtung 41c umgeschaltet, jedoch wird die Nennspannung weiterhin kontinuierlich an die Umwälzpumpe 8 des Reaktors 8 angelegt. Danach wird die Ausgangsspannung, die von den supraleitenden Energiespeichereinrichtungen abgegeben wird, nach dem Zeitpunkt t1 allmählich verringert.

Wie es in Fig. 8B durch eine Kennlinie 44 angezeigt ist, bleibt die Förderrate der Umwälzpumpe 8 des Reaktors, die durch die Ausgangsspannung von den supraleitenden Energiespeichereinrichtungen betrieben wird, selbst zu dem Zeitpunkt t0, zu dem ein Zusammenbruch der Spannungsversorgung in dem Kraftwerk auftritt, bei dem Nennwert. Die Förder-Nennrate bzw. Förder-Solleistung wird bis zu dem Zeitpunkt t1 beibehalten und es wird die Förderrate der Pumpe nach dem Zeitpunkt t1 mit einer vorbestimmten Rate zum Ausklingen gebracht.

Falls folglich die Spannungsversorgung in dem Kraftwerk einen momentanen Energieausfall zu dem Zeitpunkt t0 erleidet, jedoch vor dem Zeitpunkt t1 wiederhergestellt wird, wird der Betrieb der Umwälzpumpe 8 des Reaktors in keiner Weise während der Zeitspanne von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t1 beeinflußt, und zwar aufgrund der Ausgangsspannung, die von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 41a und von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 41c, auf die zu dem Zeitpunkt t2 umgeschaltet wird, abgegeben wird, und es verändert sich folglich die Förderleistung der Pumpe nicht.

In dem Fall eines Zusammenbruchs der Energie oder einer Schnellabschaltung des Reaktors wird die Nennleistung der Pumpenförderung durch die supraleitende Energiespeichereinrichtung 41a ab dem Zeitpunkt t0, zu dem der Zusammenbruch der Spannungsversorgung in dem Kraftwerk auftritt, bis zu dem Zeitpunkt t2 aufrecht erhalten und wird anschließend ab dem Zeitpunkt t2 bis zu dem Zeitpunkt t1 durch die supraleitenden Energiespeichereinrichtung 41c aufrecht erhalten.

Nach dem Zeitpunkt t1 wird die Förderrate der Umwälzpumpe 8 des Reaktors derart gesteuert, daß sie allmählich abklingt, indem die Ausgangsspannung, die von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung 41c abgegeben wird, mit einer vorbestimmten Abfallrate bzw. abfallenden Steigung verringert wird.

Auch wenn bei diesem fünften Ausführungsbeispiel drei supraleitende Energiespeichereinrichtungen 41a bis 41c eingesetzt werden, die parallel geschaltet sind, ist die Anzahl von supraleitenden Energiespeichereinrichtungen, die zu installieren sind, Fall für Fall in Abhängigkeit von der geforderten Kapazität, der geforderten Mehrfachanordnung usw. gewählt.

Da die Mehrzahl von supraleitenden Energiespeichereinrichtungen 41a bis 41c stets abwechselnd hinsichtlich der Zuführung von Energie zu der Umwälzpumpe 8 des Reaktors und der Speicherung von elektrischer Energie in wiederholter Weise betrieben werden, besitzt das fünfte Ausführungsbeispiel hohe Zuverlässigkeit bezüglich des Einsatzes als eine kompensierende Spannungsversorgungseinrichtung, die für einen Zusammenbruch der Spannungsversorgung in dem Kraftwerk ausgelegt ist.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erläutert wurde, kann die Reaktor-Umwälzpumpe in dem Fall eines momentanen oder sofortigen Spannungsausfalls oder eines Zusammenbruchs der Spannung auf einer Wechselspannungs-Sammelschiene in dem Kraftwerk, die als eine normale Spannungsquelle für den Antrieb der Umwälzpumpe des Reaktors dient, oder im Fall einer Schnellabschaltung des Reaktors mit ihrer Förder-Nennrate bzw. Solleistung betrieben werden oder derart angesteuert werden, daß ihre Förderrate mit einer vorbestimmten Rate ausklingt.

Als Ergebnis sind die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Betriebs des Kernkraftwerks erheblich verbessert. Da die supraleitende Energiespeichereinrichtung eine relativ kleine Anzahl von beweglichen Abschnitten besitzt und kompakt ausgebildet ist, wird mit der vorliegenden Erfindung zusätzlich eine einfache Wartung erzielt und in starkem Ausmaß zu einer Verringerung der Größe des Kraftwerks einschließlich des Nukleargebäudes beigetragen.

Das beschriebene Reaktor-Umwälzpumpensystem enthält somit eine Pumpe und eine Spannungsversorgungseinrichtung für den Antrieb der Pumpe. In der Spannungsversorgungseinrichtung sind ein Gleichrichter und ein Wechselrichter, der mit einer Einstelleinrichtung für die Einstellung der Wechselspannung/Frequenz versehen ist, in Reihe zwischen die kraftwerksinterne Wechselstromleitung und eine Reaktor-Umwälzpumpe geschaltet. Weiterhin sind eine Einstelleinrichtung zur Einstellung einer Gleichspannung, eine supraleitende Energiespeichereinrichtung und eine Treiberspannungsquelle mit der Eingangsseite des Wechselrichters verbunden. In der Spannungsversorgungseinrichtung ist eine Steuereinrichtung für den Empfang eines Signals, das einen momentanen Energieausfall oder ein Zusammenbrechen der Spannung auf der Wechselspannungsleitung des Kraftwerks oder eine Schnellabschaltung des Reaktors anzeigt, und für die Änderung einer Wechselspannung, die an die Reaktor-Umwälzpumpe angelegt wird, unter Konstanthaltung des Verhältnisses zwischen Wechselspannung und Frequenz vorgesehen, so daß die Förderleistung der Pumpe so gesteuert wird, daß sie einen vorbestimmten Wert besitzt. Hierbei wird die Ausgangsspannung der supraleitenden Energiespeichereinrichtung gleichfalls bei einem vorbestimmten Wert gehalten.


Anspruch[de]
  1. 1. Reaktor-Umwälzpumpensystem mit

    einer Pumpeneinheit (8) für die Umwälzung eines Kühlmittels in einem Reaktor, und

    einer Leistungsversorgungseinrichtung (10 bis 17), die mit der Pumpeneinheit (8) für deren Antrieb betriebsmäßig verbunden ist und aufweist:

    einen Wechselspannungs/Gleichspannungs-Wandler (10) und einen mit einer Einstelleinrichtung (17) zur Einstellung der Wechselspannung/Frequenz versehenen Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler (11), die in Reihe zwischen eine Wechselstrom-Sammelschiene (1) in der Anlage und die Pumpeneinheit (8) geschaltet sind,

    eine Einstelleinrichtung (13) zur Einstellung der Gleichspannung, die betrieblich mit der Ausgangsseite des Wechselspannungs/Gleichspannungs-Wandlers (10) gekoppelt ist,

    eine supraleitende Energiespeichereinrichtung (14), die betriebsmäßig mit der Einstelleinrichtung (13) für die Einstellung der Gleichspannung verbunden ist,

    eine Erregungsspannungsversorgungseinrichtung (15), die in betriebsmäßiger Verknüpfung mit der supraleitenden Energiespeichereinrichtung (14) angeordnet ist, und

    eine Steuereinrichtung (16), die betriebsmäßig mit der Pumpeneinheit (8), der Einstelleinrichtung (13) für die Einstellung der Gleichspannung und der Erregungsspannungsversorgungseinrichtung (15) verbunden ist und dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einer Information, die einen Unfall anzeigt, eine Wechselspannung, die an die Pumpeneinheit (8) angelegt wird, unter Konstanthaltung eines Verhältnisses zwischen der Wechselspannung und der Frequenz zu ändern, um hierdurch eine Pumpenförderrate derart zu steuern, daß diese einen vorbestimmten Wert besitzt, wobei eine von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung (14) abgegebene Ausgangsspannung bei einem vorbestimmten Wert gehalten wird.
  2. 2. Reaktor-Umwälzpumpensystem nach Anspruch 1, bei dem die Information, die einen Unfall anzeigt, durch ein Signal (V, S) übertragen wird, das einen momentanen Energieausfall, einen Zusammenbruch der Spannung auf der Wechselstrom-Sammelschiene (1) in der Anlage oder eine Schnellabschaltung des Reaktors repräsentiert.
  3. 3. Reaktor-Umwälzpumpensystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die supraleitende Energiespeichereinrichtung (14) zwischen der Einstelleinrichtung (13) für die Einstellung der Gleichspannung und der Erregungsspannungsversorgungseinrichtung (15) angeordnet ist.
  4. 4. Reaktor-Umwälzpumpensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinrichtung (16) dahingehend ausgelegt ist, die an die Pumpeneinheit (8) angelegte Wechselspannung unter Konstanthaltung des Verhältnisses von Wechselspannung und Frequenz für eine Steuerung der Förderrate der Pumpeneinheit auf den vorbestimmten Wert zu ändern, wobei die von der supraleitenden Energiespeichereinrichtung (14) abgegebene Ausgangsspannung auf einen vorbestimmten Wert geändert wird.
  5. 5. Reaktor-Umwälzpumpensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die supraleitende Energiespeichereinrichtung (14), die mit der Eingangsseite des Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandlers (11) über die Einstelleinrichtung (13) für die Einstellung der Gleichspannung verbunden ist, mit einer Einstelleinrichtung (30) für die Einstellung einer Gleichspannung und einem Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler (32), der mit einer Einstelleinrichtung (31) für die Einstellung einer Wechselspannung/Frequenz versehen ist, verknüpft ist, wobei diese Komponenten (30, 31, 32) in Reihe zwischen eine Ausgangsseite der supraleitenden Energiespeichereinrichtung (14) und die Steuereinrichtung (33) geschaltet sind.
  6. 6. Reaktor-Umwälzpumpensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine weitere, supraleitende Energiespeichereinrichtung (41a, 41b, 41c), eine Einstelleinrichtung für die Einstellung der Gleichspannung und ein Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler, der mit einer Einstelleinrichtung zur Einstellung der Wechselspannung/Frequenz versehen ist, wobei diese Komponenten zwischen die Erregungsspannungsquelle, die mit der zuerst erwähnten supraleitenden Energiespeichereinrichtung, die mit der Eingangsseite des Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandlers über die Einstelleinrichtung für die Einstellung der Gleichspannung verschaltet ist, verbunden ist, und die Steuereinrichtung geschaltet sind.
  7. 7. Reaktor-Umwälzpumpensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die supraleitende Energiespeichereinrichtung (14) ein wärmeisolierendes Gefäß (18), das mit flüssigem Helium (19) gefüllt ist, eine supraleitende Spuleneinrichtung (20), die in das flüssige Helium eingetaucht ist, und einen Stromanschluß (22) aufweist, mit dem die supraleitende Spuleneinrichtung (20) und die Erregungsspannungsversorgungseinrichtung (15) verbunden sind.
  8. 8. Reaktor-Umwälzpumpensystem mit

    einer Pumpeneinheit (8) für die Umwälzung eines Kühlmittels in einem Reaktor, und

    einer Leistungsversorgungseinrichtung, die betrieblich mit der Pumpeneinheit für den Antrieb der Pumpeneinheit verbunden ist,

    wobei die Leistungsversorgungseinrichtung aufweist:

    eine Erregungsspannungsversorgungseinrichtung (39),

    eine supraleitende Energiespeichereinrichtung, die eine Mehrzahl von supraleitenden Energiespeicherelementen (41a, 41b, 41c) enthält, die parallel zueinander geschaltet sind,

    einen Wechselspannungs/Gleichspannungs-Wandler (10),

    einen Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler (11), der mit einer Einstelleinrichtung (17) für die Einstellung einer Wechselspannung/Frequenz versehen ist, wobei die Erregungsspannungsversorgungseinrichtung (39), die supraleitende Energiespeichereinrichtung, der Wechselspannungs/Gleichspannungs-Wandler (10) und der Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler (11) in Reihe zwischen eine Wechselspannungs-Sammelschiene (1) in der Anlage und die Pumpeneinheit (8) geschaltet sind, wobei sich die Erregungsspannungsversorgungseinrichtung (39) auf der Seite der Wechselspannungs- Sammelschiene (1) der Anlage befindet und der Gleichspannungs/Wechselspannungs- Wandler (11) auf der Seite der Pumpeneinheit (8) angeordnet ist, und

    eine Steuereinrichtung (43), die betriebsmäßig mit der Seite der Wechselspannungs-Sammelschiene (1) in der Anlage der supraleitenden Energiespeichereinrichtung und der Pumpeneinheit (8) derart verbunden ist, daß sie im Hinblick auf die Abgabe von Energie für den Antrieb der Pumpeneinheit (8) arbeitet, wodurch bei einem normalen Zustand eine vorbestimmte Förderrate der Pumpeneinheit aufrecht erhalten wird und die Förderrate der Pumpeneinheit in Abhängigkeit von einer Information, die einen Unfall anzeigt, derart gesteuert wird, daß sie einen vorbestimmten Wert hat.
  9. 9. Reaktor-Umwälzpumpensystem nach Anspruch 8, bei dem die Information, die einen Unfall anzeigt, durch ein Signal (V, S) übertragen wird, das einen momentanen Energieausfall, einen Zusammenbruch der Spannung auf der Wechselspannungs-Sammelschiene (1) in der Anlage oder eine Schnellabschaltung des Reaktors repräsentiert.
  10. 10. Reaktor-Umwälzpumpensystem nach Anspruch 8 oder 9, bei dem eine Mehrzahl von Unterbrechern (40a, 40b, 40c, 42a, 42b, 42c) auf der Seite der Eingänge und der Ausgänge der supraleitenden Energiespeicherelemente (41a, 41b, 41c) angeordnet ist.






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