DE1508080C3

DE1508080C3 - Verfahren und Einrichtung zur Übertragung der Entholpie des Kühlmittels eines gasgekühlten Kernreaktors an ein Sekundärgas

Info

Publication number: DE1508080C3
Application number: DE1508080A
Authority: DE
Inventors: Franz-Rudolf Dipl.-Phys. 5101 Roetgen Block; Heinrich 5100 Aachen Comes
Original assignee: 5100 AACHEN
Current assignee: 5100 AACHEN
Priority date: 1965-11-25
Filing date: 1965-11-25
Publication date: 1974-07-04
Also published as: DE1508080A1; DE1508080B2

Description

dem oberen Ende derselben und tritt nahe dem unteren Ende der Blasenkammer II in letztere ein. Das aufzuheizende Sekundärgas, beispielsweise ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, perlt in der Blasenkammer II von unten nach oben durch das flüssige Blei, wobei die Wärme auf dieses Gasgemisch übertragen wird und demzufolge eine Abkühlung des Bleis erfolgt. Letzteres tritt am oberen Ende aus der Blasenkammer II aus und wird am unteren Ende der Blasenkammer I in diese zurückgeführt.

Der in F i g. 2 der Zeichnung dargestellte Sicherheitskreislauf wird dann wirksam, wenn die vorbeschriebenen Helium-Bleikreisläufe ausfallen. Die Wärme des Reaktors soll dann während der Zeit des Ausfalls über den Sicherheitskreislauf abgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 weise Kohlenmonoxid oder ein Gemisch von Kohlen-Patentansprüche: monoxid und Kohlendioxid, abgegeben wird. Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Er-

1. Verfahren zur Übertragung der Enthalpie findung wird vorteilhaft eine Einrichtung benutzt, bei des Kühlmittels eines gasgekühlten Kernreaktors 5 welcher in den Kreislauf des flüssigen Bleis zwei BIaan ein Sekundärgas, dadurch gekenn- senkammern eingeschaltet sind, von denen die eine zeichnet, daß die Wärmeübertragung vom mit dem Kreislauf des Reaktorkühlmittels und die Reaktorkühlmittel auf das wärmeaufnehmende andere mit einer Zu- und einer Ableitung für das Sekundärgas über im Kreislauf geführtes flüssiges wärmeaufnehmende Gas verbunden ist. Dabei ist die

. Blei stattfindet. io Anordnung so getroffen, daß das wärmeabgebende

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfah- bzw. das wärmeaufnehmende Gas jeweils eine Säule rens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, aus flüssigem Blei von unten nach oben durchströmt, daß in den Kreislauf des flüssigen Bleis zwei BIa- Dabei können die beiden Blasensäulen so nebeneinsenkammern (I, II) eingeschaltet sind, von denen ander angeordnet sein, daß das flüssige Blei aus der die eine mit dem Kreislauf des Reaktorkühlmit- 15 einen Säule, in der es Wärme vom Kühlmittel des tels und die andere mit einer Zu- und Ableitung Kernreaktors aufnimmt, am oberen Ende heiß in die für das wärmeaufnehmende Gas verbunden ist. zweite Säule übertritt, in der es seine Wärme an das

Sekundärgas abgibt und dabei infolge der Schwerkraft nach unten sinkt. Durch eine Verbindung der 20 beiden Blasenkammern am unteren Ende tritt das in der zweiten Kammer abgekühlte Blei durch Schwerkraftwirkung wieder in die andere Blasenkammer ein, in welcher die Aufheizung des Bleis erfolgt, und

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ein- steigt in letzterer auf Grund der bei der Aufheizung richtung zur Übertragung der Enthalpie des Kühlmit- 25 eintretenden Volumenvergrößerung wiederum nach tels eines gasgekühlten Kernreaktors an ein Sekun- oben. Die Bewegung in diesem Bleikreislauf kann därgas. auch durch besondere Pumpen erreicht werden, die

Die Verwendung gasförmiger Kühlmittel für Kern- zweckmäßig im kältesten Teil des Kreislaufes anreaktoren ist durch Riezler—Walcher, »Kern- geordnet sind.

technik«, B. G. Teubner Verlagsgesellschaft Stuttgart, 30 In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele 1958, bekannt. Die direkte Nutzbarmachung der Ent- der Erfindung im Schema dargestellt. Es zeigt
halpie des Kühlmittels ist eine wesentliche Vorausset- F i g. 1 eine Einrichtung zur Übertragung der Ent-

zung für die wirtschaftliche Nutzung der Kernenergie. halpie des Kühlmittels eines gasgekühlten Kerareak-Der normalerweisebeschritteneWeg, dieimKernreak- tors an ein Sekundärgas, bei welcher die Blasenkamtor erzeugte Wärme zunächst in elektrische Energie 35 mem übereinander angeordnet sind,
umzuwandeln und diese elektrische Energie danach im F i g. 2 eine derartige Einrichtung mit nebeneinan-

Rahmen z. B. eines Eisengewinnungsprozesses wie- der angeordneten Blasenkammern,
der in Wärme zurückzuverwandeln, ist umständlich Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 befinden

und zudem aufwendig, da er mit erheblichen, unver- sich die Säulen aus flüssigem Blei jeweils in den meidbaren Energieverlusten verbunden ist. 40 Kammern I und II. Auf Grund der Einwirkung der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf Schwerkraft oder unter der Einwirkung einer Pumpe möglichst einfache Weise eine direkte Nutzbarma- strömt das als Zwischenmedium dienende Blei durch chung der Enthalpie des Kühlmittels eines gasgekühl- das Rohr 1 oder 1 α von der Kammer I in die Kamten Kernreaktors zu ermöglichen. Zur Lösung dieser mer II, in der es durch das vom Kernreaktor kom-Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Wärme- 45 mende gasförmige Kühlmittel aufgeheizt wird. Das übertragung vom Reaktorkühlmittel auf das wärme- aufgeheizte Blei strömt durch die Leitung 2 aus der aufnehmende Sekundärgas über im Kreislauf geführ- Kammer I über 3 in die Kammer I, in welcher die tes flüssiges Blei stattfindet. Dabei kann es sich bei vom Reaktorkühlmittel aufgenommene Wärme an dem Kühlmittel des Kernreaktors um Helium han- das Sekundärgas abgegeben wird. Letzteres strömt dein. An Stelle von Blei können auch andere Metalle 50 durch das in der Kammer I befindliche Blei. Daraus verwendet werden, die bei der jeweiligen Arbeitstem- ergibt sich, daß der Druck, unter dem das Sekundärperatur flüssig sind und einen ausreichend niedrigen gas steht, dementsprechend gewählt werden muß. Dampfdruck aufweisen. Dabei ist davon auszugehen, daß das von unten nach

Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens gemäß oben durch die in der Kammer I befindliche Bleider Erfindung besteht darin, daß die Wärmeübertra- 55 säule strömende Sekundärgas der auf das Blei eingung auch bei verhältnismäßig hohen Temperaturen wirkenden Schwerkraft entgegenwirt Bei Ausfühvon z.B. oberhalb 900⁰C durchgeführt werden rungsbeispiel gemäß Fig.2 sind die beiden Blasenkann. Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit kammern I und II nebeneinander angeordnet Das der Anwendung des Verfahrens auf einen Reduk- als Kühlmittel verwendete Helium wird im Reaktor tionsprozeß für Eisenerze wichtig, da dieser Re- 60 aufgeheizt und perlt in der Blasenkammer I durch duktionsprozeß erst bei einer Temperatur oberhalb das darin befindliche flüssige Blei. Von dort strömt von 900° C mit einer ausreichend hohen Geschwin- das abgekühlte Helium durch ein Rückstandsfilter digkeit abläuft. Bei Verwendung bekannter Wärme- zum Reaktor zurück. Die Blasenkammer I ist Teil austauscher wäre das Arbeiten mit einer solch hohen eines Bleikreislaufes, zu welchem neben der bereits Temperatur praktisch unmöglich, da es an geeigneten 65 erwähnten Blasenkammer II noch die Verbindungs-Materialien fehlt, aus denen die Wandungen herge- leitungen sowie eine darin eingeschaltete Elektro-Instellt werden könnten, durch die hindurch die Wärme duktionspumpe gehören. Das in der Blasenkammer I des Kühlmittels an das Sekundärgas, also beispiels- aufgeheizte Blei verläßt diese Blasenkammer nahe