DE1564985C3 - Kernreaktoranlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kernreaktoranlagen mit einem auf dem Prinzip der Kondensation von Dampf beruhenden Druckunterdrückungssystem, bei welcher unter Druck stehender Dampf in einem Kernreaktor dadurch erzeugt wird, daß Wärme vom Kernbrennstoff her auf Wasser übertragen wird, welche einen ersten, den Reaktor mit Abstand umgebenden Behälteraufbau, einen zweiten, den ersten Behälteraufbau mit Abstand umgebenden Behälteraufbau, einen Wassersumpf in dem Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Behälteraufbau, eine Entlüftungsleitung, welche sich vom ersten Behälteraufbau unter die Oberfläche des Sumpfes erstreckt, und ein Druckminderungsventil aufweist, wobei der zweite Behälteraufbau eine langgestreckte Form hat, wobei der Kernreaktor, der erste Behälteraufbauiund der Wassersumpf an dem ^: einen Ende des'zw'ytejriv-BehältefaüiFbäues angeordnet sind und wobei das Örtickminderungsventil sich an dem dazu entgegengesetzten'Ende des zweiten Behälteraufbaues befindet, nach Patent 1 267 760.

Bei Kernreaktoranlagen der genannten Gattung ist es im Interesse der Sicherheit notwendig eine Vorrichtung vorzusehen, die ein Entweichen von Spaltprodukten in die Atmosphäre verhindert, und zwar bei einem Notfall, wie er beispielsweise durch einen Bruch im Kühlmittelkreislauf auftreten könnte. Eine Vorrichtung

j · besteht darin, daß die Anlage mit einem Druckbehälterumbau bzw. Druckkesselbehälter umgeben wird, dessen Ausmaße ausreichen, um den Gesamtausiritt von Dampf und freigegebenen Spaltprodukten ,aufzunehmen; aber solche Umbauungen weisen äußerst große Ausmaße auf und sind daher sehr aufwendig.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Verbesserung des Gegenstandes des Hauptpatents und basiert darauf, daß das Reaktor-Kühlmittel durch einen umfangreichen Bruch im Kühlmittelkreislauf in zwei Phasen entweicht, nämlich einer ersten unverseuchten Phase von relativ großem Volumen und relativ hohem Druck und einer folgenden zweiten verseuchten Phase von relativ kleinem Volumen und relativ niedrigem Druck, wenn im Reaktor ein Verlust des Kühlmittels auftritt und sich ein Bruch der Reaktorbrennelementhüllen bemerkbar macht, wobei Spaltprodukte freigegeben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zu schaffen, bei welcher im Fall eines Bruches im Kühlmittelkreislauf das Kühlmittel vom ersten Behälteraufbau nach dem zweiten Behälteraufbau entweicht, und zwar über den Wassersumpf, so daß der größte Teil des entweichenden Dampfes kondensiert wird und das Wasser den größten Teil der festen Spaltprodukte zurückhält Sobald die erste Ausströmphase in den zweiten Behälteraufbau abgegeben wird, wird der Druck darin erhöht, um so die druckempfindliche Einweg-Druckmindervorrichtung zu öffnen, so daßzuerst die ursprünglich im zweiten Behälteraufbau vorhandene Luft in die Atmosphäre entweicht, und hierauf folgt nichtkondensiertes unverseuchtes Kühlmittel, bis der Druck im zweiten Behälter so stark abgefallen ist,

• . -daß sich die druckempfindliche Einweg-Entlüftungsvorrichtung schließen kann. Die zweite, verseuchte Phase, welche ein kleines Volumen und geringen Druck aufweist, wird auf diese Weise im zweiten Behälteraufbau

.5° zurückgehalten. Bei der im Hauptpatent beschriebenen Kernreaktoranlage besteht der Behälteraufbau aus einer Turbinenhalle, welche vorzugsweise langgestreckt ist und ein großes Volumen aufweist, und die druckempfindliche Einweg-Druckmindervorrichtung besteht aus einem Rückschlagventil, welches auf dem Dach der Turbinenhalle an demjenigen Ende angebracht ist, welches dem Reaktor abgelegen ist.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Stau-, Prall- oder Leitvorrichtung, welehe die Mediumströmung vom zweiten Behälteraufbau her über das Druckminderungsventil verlaufen läßt, vorgesehen ist und daß die Stau-, Prall- oder Leitvorrichtung einen zweiten Entlüftungsweg aufweist, welcher sich vom unteren Bereich des zweiten Behälteraufbaus nach dem Druckminderungsventil hin erstreckt.

Die zweite Entlüftungsleitung kann aus dem Raum in einer hohlen Wand des zweiten Behälteraufbaus beste-

hen, und der Eintritt von Gas oder Dampf in die zweite Entlüftungsleitung kann über Lüftungsdurchlässe vor sich gehen, die im unteren Bereich der Wand angeordnet sind.

Falls ein Entweichen von verseuchtem Kühlmittel vom ersten Behälter zum zweiten Behälter über den Wassersumpf hinweg erfolgt, haben irgendwelche unkondensierten Dämpfe oder Gase, welche Spaltprodukte enthalten, eine niedrigere Dichte als die relativ kühle Luft, welche ursprünglich im zweiten Behälter vorhanden war. Die zweite Entlüftungsleitung sorgt dafür, daß der Abströmweg nach dem Druckminderungsventil indirekt verläuft, und das Ablassen, welches von den unteren Bereichen der zweiten Kammer aus erfolgt, sorgt dafür, daß zuerst unverseuchte Luft entweicht, wodurch die Wirksamkeit des Spaltproduktbehälters der Anlage verbessert wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist das Druckminderungsventil eine dritte Entlüftungsleitung auf, die sich vom zweiten Behälter in eine Wassermasse erstreckt, welche sich außerhalb des zweiten Behälteraufbaus befindet und so vorgesehen ist, daß die hydraulische Saugwirkung überschritten wird, wenn der Druck innerhalb des zweiten Behälteraufbaus auf einen vorgegebenen Wert ansteigt, wodurch der zweite Behälter über die Wassermasse zur Atmosphäre hin entlüftet wird.

Durch die Verwendung einer Wasserdichtung statt eines Rückschlagventils wird die mechanische Kompliziertheit bei dem Ventil vermieden, die Betriebssicher-

'5 heit erhöht und die Kosten für die Anlage werden verringert.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kernreaktoranlage mit einem auf dem Prinzip der Kondensation von Dampf beruhenden Druckunterdriickungssystem, bei welcher unter Druck stehender Dampf in einem Kernreaktor dadurch erzeugt wird, daß Wärme vom Kernbrennstoff her auf Wasser übertragen wird, welche einen ersten, den Reaktor mit Abstand umgebenden Behälteraufbau, einen zweiten, den ersten Behälteraufbau mit Abstand umgebenden Behälteraufbau, einen Wassersumpf in dem Raum zwischen dem ersteh und zweiten Behälteraufbau, eine Entlüftungsleitung, welche sich vom ersten Behälteraufbau unter die Oberfläche des Sumpfes erstreckt, und ein .Druckminderungsventil aufweist, wobei der zweite Behälteraufbau eine langgestreckte Form hat,-wobei der; Kernreaktor, der erste Behälteraufbau und der "Wassersumpf an dem einen Ende des zweiten Behäiteraufbaues angeordnet sind und wobei das Druckminderungsventil sich an dem dazu entgegengesetzten Ende des zweiten Behälteraufbaues befindet, nach Patent 1 267 760, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stau-, Prall- oder Leitvorrichtung, welche die Mediumströmung vom zweiten Behälteraufbau her über das Druckminderungsventil verlaufen läßt, vorgesehen ist und daß die Stau-, Prall- oder Leitvorrichtung einen zweiten Entlüftungsweg aufweist, welcher sich vom unteren Bereich des zweiten Behälteraufbaus nach dem Druckminderungsventil hin erstreckt.

2. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Entlüftungsleitung aus dem Raum in einer hohlen Wand des zweiten Behälteraufbaus besteht und daß der Eintritt von Gas oder Dampf in die zweite Entlüftungsleitung 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 eine dritte Entlüftungsleitung aufweist, die sich vom zweiten Behälter in eine" Wassermasse erstreckt, welche sich außerhalb des zweiten Behälteraufbaus befindet und so vorgesehen ist, daß die hydraulische Saugwirkung überschritten wird, wenn der Druck innerhalb des zweiten Behälteraufbaus auf einen vorgegebenen Wert ansteigt, wodurch der zweite Behälter über die Wassermasse zur Atmosphäre hin entlüftet wird. .