DE1589657C3 - Behältersystem für Atomkernreaktoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Behältersystem für Atomkernreaktoren mit vom Sicherheitsbehälter des Reaktors getrennten Kondensatoren, bei dem die bei einem Schadensfall des Reaktors in den Kondensatoren sich bildende, nicht kondensierbare radioaktiv verseuchte Restgasatmosphäre mit Hilfe einer Umwälzvorrichtung über eine Dekontaminierungseinrichtung in einen Abzug fließt. Solch eine Anlage ist aus »Proceedings of the Third International Conference on the Peaceful Uses of Atomic Energy«, Bd. 13, 1965, S. 363 Fig. 3 bekannt.

Von dieser bekannten Anlage ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, das Sicherheitssystem bei Unfällen schnell in Gang zu bringen, es aber außerdem so auszubilden, daß unabhängig vom Betrieb des Reaktors in gewissen Zeitabständen seine Funktionsfähigkeit geprüft werden kann.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Behältersystem gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die dekontaminierte Restgasatmosphäre in an sich bekannter Weise in Rückflußleitungen in den Sicherheitsbehälter zurückführbar ist, und daß das in den Kondensatoren sich bildende Kondensat über Falleitungen dem Reaktorkern zur Unterstützung von dessen Kühlung zuführbar ist.

Man kann druckabhängige Ventile vorsehen, die die Kondensatoren in Betrieb setzen, wenn der Gasdruck einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Zweckmäßig wird der Vorratsbehälter für das Einspritzmedium oberhalb der Kondensatoren angeordnet.

Da das Kondensat über ein im Normalfall offenes Ventil in den Sicherheitsbehälter zurückfließt, ist die sofortige Betriebsbereitschaft gegeben, nach Schließung dieses Ventils aber eine Prüfung möglich.

Diese und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt einen wassergekühlten Kernreaktor, in dessen Druckkessel der Reaktorkern und die für ihn erforderlichen Regelvorrichtungen enthalten sind. Die üblichen Vorrichtungen, die Wasserzufuhr und die Dampf- und/ oder Wasserabfuhr zu und vom Reaktor sind auch vorgesehen. Der Reaktor ist in einem Sicherheitsbehalter 12 angeordnet, der — wie üblich — eine geeignete Abschirmung 14 enthält.

Gemäß der Erfindung sind mehrere Behälter 16 außerhalb des Behälters 12 angeordnet. Diese Kessej stehen mit dem Inneren· des Behälters 12 über die Leitung 18 in Verbindung, die ein normalerweise geöffnetes Absperrventil 20 enthält. Es sind so viele Kessel 16 vorgesehen, daß ein ausreichendes Volumen zur schnellen Druckminderung im Behälter vorhanden ist. Jeder Kessel 16 ist normalerweise zum Inneren des Behälters 12 geöffnet und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel steht die Leitung 18 mit dem von der Abschirmung 14 umschlossenen Raum in Verbindung. Die Kessel 16 sind mit einer geeigneten Abschirmung 22 versehen.

Die Behälter 16 bilden nicht nur einen Teil des Volumens des Behältersystems, sondern auch einen Teil der Kondensierungsanlage zur Kondensierung des bei einem Betriebsunfall erzeugten Dampfes und dienen so zur schnellen Druckminderung in dem Behältersystem, um das Ausströmen radioaktiven Materials aus dem Behälter möglichst zu verhindern.

Die Kondensierung des bei einem Betriebsunfall erzeugten Dampfes geschieht durch Einführung eines Kondensierungsmediums in die Kessel 16.

Es wird z. B. Wasser von einem erhöhten Speichertank 24 den Spritzdüsen 26 im Kessel 16 zugeführt, und zwar über die Leitung 28, die ein motorbetriebenes Regelventil 30 und ein Absperrventil 32 enthält. Das Regelventil 30 kann automatisch in Abhängigkeit vom Druckanstieg im Kessel 12 bei einer Beschädigung des Reaktordruckkessels betrieben werden. Das Ventil 30 kann auch durch andere automatische Regelvorrichtungen betätigt werden, die auf einen solchen Betriebsunfall ansprechen öder aber manuell bedient werden. Beim Öffnen des Ventils 30 wird Wasser in den Kessel 16 über die Spritzdüsen 26 eingeführt und dadurch der Dampf kondensiert. Dadurch wird der Druck im Behälter reduziert und nach weiterer Dampfzufuhr eine schnelle Reduzierung des Drucks in dem ganzen Behältersystem erzielt. Der Druck kann dicht an den vor dem Betriebsunfall bestehenden Wert, nämlich dicht an Atmosphärendruck, gebracht werden. Die Leitungen 18 sind Falleitungen, die vom Behälter 16 abwärts zum Reaktor im Behälter 12 führen. Auf diese Weise kann das während des Betriebs der Kondensationsanlage im Kessel 16 entstehende Kondenswasser zum Reaktor abfließen und dessen Kühlung unterstützen. Wenn das Sperrventil 20 geschlossen und das Ventil 30 geöffnet wird, kann das richtige Arbeiten dieser Anordnung unter, tatsächlichen Betriebsbedingungen geprüft werden. Zu diesem Zweck ist ein Abzug 34 mit einem Ventil 35 vorgesehen, der das in den Behälter 16 zugeführte Wasser abströmen läßt. Dies ist ein besonderer Vorteil gegenüber bekannten Systemen, bei denen die Einspritzung in den Druckbehälter erfolgt.

Zur Entfernung radioaktiver Produkte aus der Be-

hälteratmosphäre nach einem Betriebsunfall ist eine Umwälzanlage vorgesehen. Sie besteht aus einer Pumpe 36, deren Einlaß mit dem oberen Ende des Kessels 16 über das Ventil 38 verbunden ist und deren Auslaß mit dem oberen Ende des Behälters 12 über die Filter- und Reinigungsvorrichtungen 40, die Leitung 42 und das Ventil 44 in Verbindung steht. Jeder der Kessel 16 wird mit einer solchen Umwälzanlage versehen oder mit anderen Kesseln an eine gemeinsame Umwälzanlage angeschlossen.

Nach Öffnen der Ventile 38 und 44 kann die Atmosphäre in dem Behältersystem durch an sich bekannte Filter- und Reinigungsvorrichtungen umgewälzt werden und dabei ihre Radioaktivität sehr schnell und schließlich auf einen solchen Wert reduziert werden, daß sie über die Leitung 42 und ein geeignetes Ventil 46 in einem Abzug abgeführt werden kann.

Zur weiteren Druckreduzierung in dem Behältersystem kann ein Wärmeaustauscher 47 z.B. eine Kältemaschine vorgesehen sein. Auf diese Weise ist es möglich, durch Reduzierung der Temperatur den Druck geringfügig unter Atmosphärendruck zu bringen. Auch die Einspritzung über die Düsen 26 während der Umwälzung der Atmosphäre durch die Anlage reduziert die Temperatur und damit auch den Druck.

Der Wassertank 24 sollte genügend hoch angeordnet sein, um die Einspritzung von Wasser über die Düsen 26 auch gegen den maximal erwarteten Druckanstieg im Behälter 16 zu gewährleisten. Statt ίο dessen kann aber auch eine Pumpe in der Leitung 28 angeordnet sein.

Statt durch Einspritzung kann auch anders kondensiert werden.

Die Radioaktivität der Atmosphäre im Behältersystem kann ständig durch Geräte 48 überwacht werden, die anzeigen, wenn sie über einen geeigneten Kamin durch Öffnen des Ventils 46 sicher abgeführt werden kann.

Die Erfindung ist besonders geeignet für ein Kraftwerk mit mehreren Kernreaktoren. Darm kann nämlich der bzw. die Kessel 16 an mehr als ein Kraftwerk angeschlossen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Behältersystem für Atomkernreaktoren mit vom Sicherheitsbehälter des Reaktors getrennten Kondensatoren, wobei die bei einem Schadensfall des Reaktors in den Kondensatoren sich bildende, nicht kondensierbare radioaktiv verseuchte Restgasatmosphäre mit Hilfe einer Umwälzvorrichtung über eine Dekontaminierungseinrichtung in einen Abzug fließt, dadurch gekennzeichnet, daß die dekontaminierte Restgasatmosphäre in an sich bekannter Weise in Rückflußleitungen in den Sicherheitsbehälter (12) zurückführbar ist, und daß das in den Kondensatoren (16) sich bildende Kondensat über Falleitungen (18) dem Reaktorkern zur Unterstützung von dessen Kühlung zuführbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß druckabhängige Ventile (30) vorgesehen sind, die .die Kondensatoren (16) in Betrieb setzen, wenn der Gasdruck einen vorbestimmten Wert erreicht hat.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (24) für das Einspritzmedium oberhalb der Kondensatoren (16) angeordnet ist.