DE1185736B - Verfahren und Vorrichtung zum Schutze von Gasreinigungsanlagen in Atomreaktoranlagen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KL: G 21

Deutsche KL: 21g-21/20

Nummer: 1185736

Aktenzeichen: G 25851 VIII c/21 g Anmeldetag: 2. Dezember 1958 Auslegetag: 21. Januar 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schütze von Reinigungsanlagen für Schutz- und/oder Kühlgase, die durch Atomkernanlagen geführt werden.

Schutz- und/oder Kühlgase, die — meist im Kreislauf — durch Atomreaktoren und die damit zusammenhängenden Einrichtungen geführt werden, nehmen dort ständig oder zeitweilig radioaktive Verunreinigungen auf. Sie müssen deshalb außerhalb des eigentlichen Atomreaktors in einer Reinigungsanlage kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit von diesen radioaktiven Verunreinigungen befreit werden.

Zur Reinigung solcher Gase ist es bekannt, sie über Adsorber zu führen, die durch einen besonderen Kältekreislauf auf tiefer Temperatur gehalten werden. Durch die Verbindung der Reinigungsanlage mit einem Kältekreislauf besteht die Gefahr, daß im Falle von Undichtigkeiten radioaktive Verunreinigungen von der Reinigungsanlage in den Kältekreislauf gelangen und durch diesen verbreitet werden.

Die Ausweitung der radioaktiven Verseuchung bei einem Verfahren zum Schütze von Reinigungsanlagen für Schutz- und/oder Kühlgase, die durch Atomreaktoranlagen geführt werden, wird erfindungsgemäß dadurch verhütet, daß die aus Adsorbern, Wärmeaustauschern und Verbindungsleitungen bestehende Reinigungsanlage mindestens teilweise von dem aus dem Reinigungsadsorber austretenden gereinigten Schutz- oder Kühlgas — gegebenenfalls unter Wärmeaustausch — umspült wird, bevor dieses seiner Verwendung als Schutz- oder Kühlgas dem Atomreaktor wieder zugeführt wird.

Zur Durchführung des Verfahrens wird die Reinigungsanlage so aufgebaut, daß deren einzelne Baueinheiten, insbesondere Adsorber, Wärmeaustauscher, Verbindungsleitungen, Gegenströmer — mindestens an bruch- oder leckgefährdeten Stellen — je von einem besonderen Mantel umgeben sind, der zur Aufnahme und Fortleitung des als Schutzgas für die Baueinheit dienenden gereinigten Gasstromes ausgebildet und dimensioniert ist.

Insbesondere sollen die Kühlmittelleitungen für die einzelnen Bauelemente der Reinigungsanlage, wie Adsorber oder Wärmeaustauscher, von den das radioaktive Gas führenden Apparateteilen und Kanälen durch Leitungen bzw. Räume abgeschirmt sein, die als Schutzgas für das zu reinigende Gas das bereits gereinigte Gas führen.

Der diesen Maßnahmen zugrunde liegende Leitgedanke besteht darin, daß besonders das Kühlmittel, welches für die Durchführung des Reinigungsprozesses, insbesondere des Absorptionsvorganges oder Ad-Verfahren und Vorrichtung zum Schütze von
Gasreinigungsanlagen in Atomreaktoranlagen

Anmelder:

Gesellschaft für Linde's Eismaschinen

Aktiengesellschaft,

Zweigniederlassung Höllriegelskreuth,

Höllriegelskreuth bei München

Als Erfinder benannt:

Dr. rer. nat. Wilhelm Lehmer, München

sorptionsvorganges, notwendig ist und das beispielsweise aus Difluordichlormethan, gekühlter gasförmiger Luft oder flüssiger Luft bestehen kann, in der Weise durch die Reinigungsanlage geführt wird, daß es auch bei Undichtigkeiten niemals direkt durch radioaktives Gas verseucht werden kann, sondern höchstens mit bereits gereinigtem Gas verunreinigt wird.

Diese Maßnahme ist von größter Bedeutung, weil gerade durch die Kühlmittelleitungen neue Verbindungen zwischen Reaktoranlage bzw. der mit dieser zusammenhängenden Reinigungsanlage, welche mit dem zu reinigenden Kühlmittel versorgt werden soll, und der von Radioaktivität freizuhaltenden Umgebung entstehen. Das allgemeine Prinzip besteht darin, daß die radioaktiven, noch nicht gereinigten Ströme oder Teilströme des radioaktiv verseuchten Gases oder Gasgemisches möglichst im Innern der Reinigungsanlage geführt werden; daß die Hilfsströme insbesondere des Kühlmittels bzw. der Kühlmittel, welche für die Reinigung benötigt werden, möglichst außerhalb der ganzen Reinigungsanlage geführt werden und daß das gereinigte Gas so geführt wird, daß es weitgehend das noch zu reinigende Gas umhüllt bzw. mindestens dieses von den Kühlmittelströmen abschirmt.

Durch den Druckabfall in der Reinigungsanlage hat normalerweise das rückkehrende, bereits gereinigte Gas einen etwas geringeren Druck als das ankommende unreine Gas. Um bei eventuell auftretenden Undichtigkeiten zu verhindern, daß auf Grund dieser Druckdifferenz unreines Gas in das reine Gas strömt, ist vorgesehen, bei Bedarf an gefährdeten Stellen für eine große Strömungsgeschwindigkeit des unreinen und eine kleine des reinen Gases zu sorgen,

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um damit den statischen Druck des reinen Gases gegenüber dem Druck des unreinen Gases zu erhöhen.

In der Zeichnung ist eine Prinzipskizze der Reinigungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung beispielsweise dargestellt.

In dieser bedeutet 1 die Umgrenzung einer Atomreaktoranlage, in welcher sich ein Reaktor 2 befindet. Dieser wird von einem aus einem Helium-Neon-Gemisch bestehenden Kühlgasstrom durchströmt, der dabei mit radioaktiven Substanzen verunreinigt wird. Dieser Kühlgasstrom wird im Kreislauf geführt. Mindestens eine Teilmenge von ihm tritt als zu reinigender Gasstrom 3 aus dem Reaktor 2 aus, um nach Durchlaufen der Reinigungsanlage als gereinigter Gasstrom 4 wieder in den Reaktor 2 einzutreten. Der zu reinigende Gasstrom 3 ist durch eine ausgezogene Linie, der gereinigte Gasstrom 4 durch einen gestrichelten Linienzug dargestellt.

Die Reinigung des Gasstromes 3 erfolgt im vorliegenden Beispiel in zwei Adsorptionsstufen, für die je ein besonderer Kältekreislauf mit zwei verschiedenen Kühlmitteln vorgesehen ist. In der ersten Reinigungsstufe dient ein Adsorber 5 zur Adsorption von vorzugsweise nicht radioaktiven Verunreinigungen, die bei einer durch ein Kältemittel, wie Difluordichlormethan, festgelegten Temperatur vor sich geht. Dieses Kältemittel wird in einer Kältemaschine 6 gekühlt und durch die punktierte Leitung 7 zugeleitet, die den Adsorber 5 umgibt. Der ganze Adsorber —unter Umständen einschließlich der Rückleitung 3 bis zum Reaktor 2 hin — ist von einem besonderen Mantel 8 und einer anschließenden Leitung 9 umgeben, die beispielsweise aus »18/8-Chrom-Nickel-Stahl« bestehen können. Auf diese Weise befindet sich auch die mit Difluordichlormethan gefüllte Kühlschlange innerhalb einer Schutzgasatmosphäre aus dem das Mantelinnere 8 durchströmenden gereinigten Gasstrom 4.

In einem Wärmeaustauscher 10 wird das zu reinigende Gas bzw. Gasgemisch in Wärmeaustausch mit flüssiger bzw. kalter Luft 11 gebracht und dadurch gekühlt. Der kalte Luftstrom 11 entstammt einer mit 12 bezeichneten Flüssig-Luft-Anlage bzw. einem Flüssig-Luft-Behälter und wird, wie dies durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, im Kreislauf geführt. Die von dem zu reinigenden Gas durchströmten Teile sind wiederum mit Mänteln 13 umgeben. Auch zwischen den Leitungen der im Gegenstrom befindlichen Ströme 3 und 11 innerhalb der Wärmeaustauscher kann ein Schutzkanal angeordnet sein, der den gereinigten Gasstrom 4 führt. Da eine solche Anordnung den Wärmeaustausch beeinträchtigen würde, ist sie im Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen. Die eigentliche Reinigung des Gasstromes 3 von den radioaktiven Verunreinigungen wird in einem Adsorber 14 durchgeführt, welcher Aktivkohle enthält und wiederum von einem Schutzmantel 15 aus »18/8-Chrom-Nickel-Stahl« umgeben ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schütze von Reinigungsanlagen für Schutz- und/oder Kühlgase, die durch Atomreaktoranlagen geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Adsorbern, Wärmeaustauschern und Verbindungsleitungen bestehende Reinigungsanlage mindestens teilweise von dem aus dem Reinigungsadsorber (14) austretenden gereinigten Schutzoder Kühlgas — gegebenenfalls unter Wärmeaustausch — umspült wird, bevor dieses seiner Verwendung als Schutz- oder Kühlgas dem Atomreaktor wieder zugeführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Baueinheiten der Reinigungsanlage, insbesondere Adsorber, Wärmeaustauscher, Gegenströmer und Verbindungsleitungen zwischen diesen Teilen sowie Kühlmittelleitungen — mindestens an bruch- oder leckgefährdeten Stellen — je von einem besonderen Mantel umgeben sind, der zur Aufnahme und Fortleitung des als Schutzgas für die Baueinheiten dienenden gereinigten Gasstromes ausgebildet und dimensioniert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 754 183.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 769/280 1.65 © Bundesdruckerei Berlin