DE1300174B

DE1300174B - Kernreaktoranlage

Info

Publication number: DE1300174B
Application number: DEU13032A
Authority: DE
Inventors: Johnson Frank Geoffrey
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1963-12-16
Filing date: 1966-08-23
Publication date: 1969-07-31
Also published as: DE1227577B; ES307183A1; GB1081673A; GB1100625A; US3321374A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Weiterent- welcher eine Ausweitung des sekundären Behälterwicklung der Kernreaktoranlage mit gasdichtem Be- volumens herbeiführt, und zwar für die Speicherung hälteraufbau, der im Abstand vom Reaktorkern an- von verseuchtem, nichtkondensiertem Dampf und geordnet ist und diesen umgibt, und einer an den Gas bei niedrigem Druck, welcher bzw. welches durch Behälteraufbau anschließenden Kammer, die einen 5 den Flüssigkeitssumpf hindurch in die Kammer ab-Flüssigkeitssumpf enthält, über eine Verbindungslei- gegeben wird. Die Druckminderungsvorrichtung tung, welche unterhalb des Flüssigkeitsspiegels mün- schützt vor Überdruckbildung, so daß ein Aufbau det, mit dem vom Behälteraufbau umschlossenen von geringer Stärke bzw. Festigkeit (wie beispiels-Raum kommuniziert und über eine Öffnung oberhalb weise eine Turbinenhalle) als zweiter Behälter verdes Flüssigkeitsspiegels, in der eine Ventilvorrich- io wendet werden kann. Die Druckminderungsvorrichtung zum Öffnen und Schließen der Öffnung vor- tung, welche sich an einem Ende des verlängerten gesehen ist, mit der Außenluft verbunden werden zweiten Behälters befindet, das der Kammer abgekann, wobei die in Schließrichtung vorbelastete Ven- legen ist, sorgt dafür, daß unverseuchte Luft, die tilvorrichtung normalerweise in der geöffneten Stel- anfangs im zweiten Behälter enthalten war, zuerst lung über eine druckempfindliche Vorrichtung ge- 15 abgegeben wird.

halten wird, welche die Ventilvorrichtung freigibt, Es ist Vorsorge dafür getroffen, daß die volumewenn der Druck in der Kammer auf einen vorge- irische Kapazität des zweiten Behälters so groß ist, gebenen Wert ansteigt, und wobei der Raum in der daß die Druckminderungsvorrichtung geschlossen Kammer oberhalb des Flüssigkeitsspiegels über eine wird, bevor verseuchte Dämpfe und Gase die Voröffnung mit einer außerhalb des Behälteraufbaus 20 richtung erreichen.

angeordneten Halle kommuniziert, die mit einem Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

Druckminderungsventil versehen ist, welches nach Strömungsverhältnisse in der Halle und die Ventil-

außen öffnet und an dem Ende der Halle angeordnet vorrichtung der Kernreaktoranlage des Hauptpatents

ist, das dem mit der Kammer in Verbindung stehen- zu verbessern.

den Ende entgegengesetzt ist, nach Patent 1 227 577. 25 Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Kernreaktor-

Dem Gegenstand des Hauptpatents liegt die Kon- anlage nach Patent 1 227 577 erfindungsgemäß da-

zeption zugrunde, daß bei einem Reaktor das Kühl- durch gekennzeichnet, daß eine Leiteinrichtung zum

mittel bei einem umfangreichen Bruch im Kühlmittel- Lenken des Weges einer Gas- oder Dampfströmung

kreislauf in zwei Phasen entweicht: einer ersten un- von der Halle her über das Druckminderungsventil

verseuchten Phase von relativ großem Volumen und 30 vorgesehen ist und daß die Leiteinrichtung das

relativ hohem Druck, auf die eine zweite, verseuchte Druckminderungsventil mit den unteren Bereichen

Phase von relativ kleinem Volumen und relativ nied- der Halle verbindet.

rigem Druck folgt, wenn beim Reaktor ein Verlust Im Falle eines Entweichens von verseuchtem an Kühlmittel auftritt und ein Versagen der Brenn- Kühlmittel vom ersten Behälter nach dem zweiten Stoffelementhüllen sich bemerkbar macht, indem sie 35 Behälter durch den Flüssigkeitssumpf hindurch weist Spaltprodukte freigeben. jeder nichtkondensierte Dampf oder jedes nichtkon-Bei der Anlage ist Vorsorge dafür getroffen, daß densierte Gas, welcher bzw. welches Spaltprodukte im Falle eines Bruchs im Kühlmittelkreislauf das enthält, eine geringere Dichte auf als die relativ kühle Kühlmittel von dem ersten Behälter nach der Kam- Luft, welche sich anfangs im zweiten Behälter bemer über den Flüssigkeitssumpf abgelassen bzw. ab- 40 findet. Die zweite Auslaßleitung gewährleistet, daß gegeben wird, so daß der größte Teil des entweichen- der Entlüftungsweg nach der Druckminderungsvorden Dampfes kondensiert wird und die Flüssigkeit richtung indirekt verläuft, und der Entzug von den den größten Teil der festen Spaltprodukte zurück- Grundbereichen des zweiten Behälters stellt sicher, hält. Die erste Phase beim Ablassen wird nach der daß zuerst die unverseuchte Luft entweicht, wo-Außenluft hin geleitet, und zwar durch den normaler- 45 durch der Spaltproduktbehälterwirkungsgrad der Anweise geöffneten Auslaß, aber auf Grund des in der lage verbessert wird.

Kammer entstandenen hohen Drucks wird die Ven- Bei der Konstruktion der Kernreaktoranlage nach tilvorrichtung ausgelöst und bewirkt ein Schließen dem Patent 1 227 577 sind die Öffnungen für die des Auslasses, sobald der hohe Druck absinkt. Die Verbindung der inneren Bereiche der Kammer mit zweite, verseuchte Phase wird somit in der Kammer 50 der Außenluft abdichtbar verschlossen, und zwar zurückgehalten. Durch das Ablassen von Luft und durch Berst- oder Einreißplatten, und der zweite unverseuchtem Kühlmittel in der Kammer nach der Behälter enthält die Elektrizitätserzeugungseinrich-Außenluft hin, bevor die Kammer abgedichtet wird tung. Die Platten sind so angeordnet, daß sie aus der und so verseuchtes Kühlmittel am Entweichen ge- Öffnung herausgeschleudert werden, wenn der Druck hindert wird, kann die Kammer (welche dadurch zu 55 einen vorgegebenen Wert innerhalb des Bereichs von einem sekundären Behältervolumen wird) kleinere 0,035 bis 0,1 kg/cm² überschreitet. Zur Verbesse-Abmessungen aufweisen, und hierdurch werden weni- rung der Ventilvorrichtung besteht diese und die die ger Kosten verursacht als andernfalls erforderlich Ventilvorrichtung freigebende druckempfindliche wären, um die ausgeströmte Kühlmittelmenge zu Vorrichtung aus einer Entlüftungsleitung, welche von halten bzw. zurückzuhalten. 60 der Kammeröffnung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels Die beschriebene Konstruktion der Kernreaktor- in eine zweite Wassermasse hineinführt, die sich anlage weist einen langgestreckten Aufbau auf, wel- außerhalb der Kammer und des Behälters befindet eher sich an die Kammer anschließt und mit dieser und bei der der auf den Ausgang der Entlüftungsin Verbindung steht. Der langgestreckte Aufbau um- leitung wirkende hydrostatische Druck von der ausgibt den ersten Behälter mit Reaktor und weist Rück- 65 tretenden Strömung überwunden wird, wenn der schlag-Druckminderungsvorrichtungen an einem Druck innerhalb der Kammer auf einen vorgegebenen Ende auf, welches der Kammer abgelegen ist. Der Wert über den atmosphärischen Druck ansteigt,
langgestreckte Aufbau bildet einen zweiten Behälter, Das Druckminderungsventil für das Verbinden der

Halle mit der Außenluft besteht aus einer Entlüftungsleitung, welche sich vom Ende der Halle in eine außerhalb der Halle angeordnete Wassermasse erstreckt und bei der der auf den Ausgang der Entlüftungsleitung wirkende hydrostatische Druck von der austretenden Strömung überwunden wird, wenn der Druck innerhalb der Halle einen vorgegebenen Wert (0,005 kg/cm²) überschreitet.

Durch den Ersatz des Druckminderventils, welches am Dach bzw. First des zweiten Behälters angebracht wird, wie es im Patent 1227 577 beschrieben ist, und durch den Ersatz des normalerweise geöffneten Ventils der Öffnung der Kammer durch Wasserverschluß-Auslaßleitungen werden die mechanischen Schwierigkeiten bei Ventilen vermieden, es wird die Betriebssicherheit erhöht, und die Kosten für die Anlage werden verringert.

Claims

Patentansprüche: 20

1. Kernreaktoranlage mit gasdichtem Behälteraufbau, der im Abstand vom Reaktorkern angeordnet ist und diesen umgibt, und einer an den Behälteraufbau anschließenden Kammer, die einen Flüssigkeitssumpf enthält, über eine Verbindungsleitung, welche unterhalb des Flüssigkeitsspiegels mündet, mit dem vom Behälteraufbau umschlossenen Raum kommuniziert und über eine Öffnung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels, in der eine Ventilvorrichtung zum Öffnen und Schließen der Öffnung vorgesehen ist, mit der Außenluft verbunden v/erden kann, wobei die in Schließrichtung vorbelastete Ventilvorrichtung normalerweise in der geöffneten Stellung über eine druckempfindliche Vorrichtung gehalten wird, welche die Ventilvorrichtimg freigibt, wenn der Druck in der Kammer auf einen vorgegebenen Wert ansteigt und wobei der Raum in der Kammer oberhalb des Flüssigkeitsspiegels über eine Öffnung mit einer außerhalb des Behälteraufbaus angeordneten Halle kommuniziert, die mit einem Druckminderungsventil versehen ist, welches nach außen öffnet und an dem Ende der Halle angeordnet ist, das dem mit der Kammer in Verbindung stehenden Ende entgegengesetzt ist, nach Patent 1 227 577, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leiteinrichtung zum Lenken des Weges einer Gas- oder Dampfströmung von der Halle her über das Druckminderungsventil vorgesehen ist und daß die Leiteinrichtung das Druckminderungsventil mit den unteren Bereichen der Halle verbindet.

2. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung durch den Raum in einer hohlen Wand der Halle gebildet wird und der Eintritt von Gas oder Dampf in die Leiteinrichtung über Lüftungsdurchlässe vor sich geht, die im unteren Bereich der Wand angeordnet sind.

3. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckminderungsventil aus einer Entlüftungsleitung besteht, welche sich vom Ende der Halle in eine außerhalb der Halle angeordnete Wassermasse erstreckt, und bei der der auf den Ausgang der Entlüftungsleitung wirkende hydrostatische Druck von der austretenden Strömung überwunden wird, wenn der Druck innerhalb der Halle auf einen vorgegebenen Wert über den atmosphärischen Druck ansteigt.

4. Kernreaktoranlage mit gasdichtem Behälteraufbau, der im Abstand vom Reaktorkern angeordnet ist und diesen umgibt, und einer an den Behälteraufbau anschließenden Kammer, die einen Flüssigkeitssumpf enthält, über eine Verbindungsleitung, welche unterhalb des Flüssigkeitsspiegels mündet, mit dem vom Behälteraufbau umschlossenen Raum kommuniziert und über eine Öffnung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels, der in eine Ventilvorrichtung zum Öffnen und Schließen der Öffnung vorgesehen ist, mit der Außenluft verbunden werden kann, wobei die in Schließrichtung vorbelastete Ventilvorrichtung normalerweise in der geöffneten Stellung durch eine druckempfindliche Vorrichtung gehalten wird, die die Ventilvorrichtung freigibt, wenn der Druck in der Kammer auf einen vorgegebenen Wert ansteigt, und der Raum in der Kammer oberhalb des Flüssigkeitsspiegels über eine Öffnung mit einer außerhalb des Behälteraufbaus angeordneten Halle kommuniziert, die mit einem Druckminderungsventil versehen ist, welches nach außen öffnet und an dem Ende der Halle angeordnet ist, das dem Ende, welches mit der Kammer in Verbindung steht, entgegengesetzt ist, nach Patent 1 227 577, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtung und die die Ventilvorrichtung freigebende druckempfindliche Vorrichtung aus einer Entlüftungsleitung besteht, welche von der Kammeröffnung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in eine zweite Wassermasse hineinführt, die sich außerhalb der Kammer und des Behälters befindet und bei der der auf den Ausgang der Entlüftungsleitung wirkende hydrostatische Druck von der austretenden Strömung überwunden wird, wenn der Druck innerhalb der Kammer auf einen vorgegebenen Wert über den atmosphärischen Druck ansteigt.