DE1775243A1

DE1775243A1 - Schutzbehaelter-System fuer Kernreaktoren

Info

Publication number: DE1775243A1
Application number: DE19661775243
Authority: DE
Inventors: Wilson Ivan L
Original assignee: Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Current assignee: Atomic Energy of Canada Ltd AECL
Priority date: 1965-08-09
Filing date: 1966-06-07
Publication date: 1970-01-08
Also published as: US3587623A; GB1102908A

Description

PR. DIETER THOMSEN - PiPL INQ. HARRO TIHDTCS Taus IS» Juli 1968

Telefons 03«/22ό3$4 _ - . ._ . _n ' Telegrammadresse: Thopatent

Case lo-24G .

Neue Patentanmeldung

Ausscheidung aus P 15 39 65o,6 Atonic Energy of Canada Limited

Atomic Energy of Canada Limited Ottawa,Ontario (Canada)

Schutzbehälter-System für Kernreaktoren

Die Erfindung betrifft ein Schutzbehälter-System für Kernreaktoren sowie ein hierfür "besonders geeignetes Überdruckventil.

Mit zunehmender Anwendung von Kernreaktoren zur öffentlichen Stromversorgung und der dadurch bedingten Erfordernis, · diese Kernreaktoren in Gebieten relativ hoher Bevölkerungsdichte zu errichten, ist auch die Notwendigkeit gestiegen, -Solm^amassnahmen bereitzusxellen, die im Unglücks- oder Katastrophenfall beim Reaktorbetrieb gewährleisten, dass keine radioaktive Verseuchung der näheren und weiteren Umgebung desKernreaktors

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SL

stattfinden kann. Eine solche Schutzmassnahme besteht darin, sowohl den Kernreaktor als auch die zugehörige Ausrüstung, die radioaktiver Strahlung ausgesetzt sein kann,. ηίτ einem unter Druck stehenden Schutzbehälter zu umgeben, der aller Voraussicht nach einem Überdruck standhalten kann, der sich im schlimmsten Pail einstellen wird. Schutzbehälter dieser Art haben eine durchaus zufriedenstellende Wirkung erwiesen* wenn die verwendeten Kernreaktoren für eine verhältnismässig geringe Leistung ausgelegt sind. Aber für die nun in Planung bzw. im Bau befindlichen Kernreaktoren mit Ausgangsleistungen in der Grössenordnung von 5oo Mw (abgegebene elektrische Energie) sind geeignete Schutzbehälter di-eser Art unbrauchbar und darüberhinaus in ihrer Konstruktion auch viel zu aufwendig.

Bei einem solchen Hochleistungs Kernreaktor könnten in einem Katastrophenfall ohne weiteres innerhalb der ersten Stunde nach dem Beginn eines Durchgehens etwa loo-lo kcal freigesetzt werden. Der in einem Schutzbehälter entwickelte Druck wird dabei vom Betrag der nach dem Durchgehen des Kernreaktors zugeführten Kühlung abhängen. Im schlimmsten 3?alle, wenn jegliche Kühlung ausfällt, muss mit der gesamten entwickelten V/ärme gerechnet werden, nämlich sowohl der, die zum Zeitpunkt des Kernreaktorunfalls entstanden ist, als auch der, die sich durch den radioaktiven Zerfall des Kernbrennstoffs nach der Zerstörung ergibt. So entsteht z.B. bei einem Behälter mit einem Inhalt von uxige-

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fähr 56 6oo m ein Druck von ungefähr 8,5 atü. Bei einem Volumen von ungefähr 142 ooo nr würde sich etwa ein Druck von 3,5 atü einstellen. Diese Druckwerte sind ausserordentlich hoch, so dass

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j!.^1if.---i·. ;· . ■-.r^j ■'... "■ BAD ORIGINAl.

ein geeigneter Schutzbehälter wahrscheinlich nur aus einer « doppelwandigen Konstruktion bestehen kann. Der damit verbundene Aufwand ist aber 'beträchtlich und damit kostspielig; wenn aber weiterhin berücksichtigt wird, dass der Leckfaktor auf einem " j möglichst geringen Wert gehalten werden soll, dann ist eine i solche Bauweise praktisch undurchführbar. Es wäre zwar denkbar, •ein Wärmeaustausch-System zum Abführen der bei einem Kernreaktor-Unfall entstehenden Wärme su verwenden; aber auch hier gilt es zu bedenken, dass bei hohen erzielbaren Ausgangsleistungen der Aufwand für ein solches Wärmeabsorptionssystem ebenfalls sehr hoch würde, und zwar dies umsomehr als für jeden Kernreaktor einer Gruppe ;}e ein*besonderer Wärmeaustauscher vorgesehen werden müsste.

Es sind noch weitere Vorschläge für ein Schutzsystem gemacht worden, z.B. indem die"·Hülle eines Kernreaktors über einen

Wärmeaustauscher mit einem Gasbehälter verbunden bzw. daran angeschlossen wird. Aber auch eine solche Anordnung kann keine

befriedigenden Ergebnisse liefern, weil die Druckwerte im Schutz- S

behälter gegebenenfalls auch oberhalb des Atmosphärendrucks j

liegen und zusätzlich eine unzulässige Höhe dee Leckfaktors auf- i

treten kann, ' I

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Schutz- j behälter-Syetem für Kernreaktoren zu schaffen, das unter Vermei-. den der oben beschriebenen Nachteile auch für Hochleistungskernreaktoren geeignet ist und insbesondere bei vertretbarem Aufwand praktisch auszuführen ist, so dass ein ausreichender Schutz gewährleistet wird.

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BADORlGINAt.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens ein je einen eigentlichen Kernreaktor umgebendes, » gasdichtes Gehäuse über ein Überdruck-Ventilsystem mit einem , Vakuumkessel'in Verbindung steht,und dass das Überdruck-Ventilsystem so ausgelegt ist, um bei einem im Gehäuse auftretenden Überdruck, insbesondere oberhalb des Atmosphärendru-cks, anzusprechen. .- ■ ^;

'Dadurch wird erreicht, dass bei Druckausgleich zwischen beiden Behältern nach einem Katastrophenfall der jeweilige Druck in den Behältern unterhalb des Atmosphärendrucks oder zumindest unterhalb eines zulässigen Wertes bleibt. Das hat aUs- j serdem zur Folge, dass keine radioaktive Strahlung nach aussen dringen kann.

Gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken wird die Wirkung der Schutzanordnung noch dadurch verstärkt, dass beim Druckausgleich im Vakuumkessel eine Berieselungsanlage ausgelöst wird, so dass beim Verdampfen der durch die Berieselungsanlage versprühten Flüssigkeit eine v/irksame Kühlung erzielt werden kann.

Ein anderer Aspekt der Erfindung ist auf den Aufbau -eines schnellwirkenden aber in seiner Konstruktion sehr einfachen Überdruckventils gerichtet, das in äusserst vorteilhafter Weise beim Zustandekommen des Druckausgleicas zv/ischen dem den Kernreaktor umgebenden, gasdichten Gehäuse und dem Vakuumkessel rasch ansprechend wirksam wird.

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Erfindungsgemäss besteht dieses Ventil aus einem zylindrischen Ventilkörper, in dessen Zylinderwandung die mit dem Vakuumkessel in Verbindung stehenden Austrittsöffnungen angebracht sind und bei dem die den Austrittsöffnungen benachbarte Stirnöffnung des Ventilkörpers als Eintrittsöffnung an die Leitung zum gasdichten Gehäuse angeschlossen ist. Gemäss der Erfindung ist weiterhin innerhalb des Ventilkörpers ein aus zwei Endplatten bestehender haspelartiger Kolben gleitbar angeordnet, wovon in Ruhestellung des Kolbens die erste die Austrittsöffnungen von der Eintrittsöffhurg scheidet und die zweite Endplatte das als Dämpfungskammer ausgebildete zweite Ende des Ventilkörpers von den Aus tritt s öffnungen trennt. Wird so durch den Druck im gasdichten Gehäuse der Kolben infolge der Überwindung des in der Dämpfungskammer eingestellten Drucks,, sei es Pederdruck, sei es Gasdruck, in Richtung der Dämpfungskammer bewegt, dann wird ein Weg von dem den Kernreaktor umgebenden Gehäuse zum Vakuumkessel freigegeben, so dass der Druckausgleich bei einem vorgegebenem Wert ausserst rasch vonstatten gehen kann.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der unten angeführten Zeichnungen die Erfindung näher erläutert, und aus den Patentansprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Übersicht über das

erfindungsgemässe Schutzbehälter-System;

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Fig. 2 eine Seitenansicat im Schnitt des Schutzbehälter-Systems nach Fig. 1;

Fig. 3. einen Teilausschnitt der im Vakuum- ·

kessel angewendeten Berieselungsanlage;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung, teilweise im Ausschnitt des erfindungsg^emässen Überdruckventils;

Fig. 5 einen vergrösserten Teilausschnitt .des Ventilkolbens;

Fig. 6 eine Übersicht zur Erläuterung der '

Steuerung des* erfindungsgemässen Überdruckventils.

Im Schutzbehälter-System nach Fig. 1 sind zwei Kernreaktoren A und B jeweils von einem gasdichten Gehäuse 1 umgeben. Einze-lheiten sind hierbei nur für das Gehäuse 1, das den Kernreaktor A umgibt, angegeben; tatsächlich aber sind die für den Kernreaktor B die gleichen. Jedes Gehäuse 1 ist an eine Rohrleitung 2 angeschlossen, die eine Anzahl von Überdruck-Ventilen 3 aufweist. Diese Überdruck-Ventile 3 sind andererseits an -Leitungen 4 angeschlossen, die zu einem Vakuumkessel 5 führen, in dem ein niedriger Druck aufrechterhalten wird. Falls ein Unfall an^J einem der Kernreaktoren auftritt, dann öffnet die dabei entstehende Stosswelle die zugeordneten Überdruckventile 2, so dass in beiden Kernreaktorgehäusen 1 der Druck abgesenkt wird.

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Die Abteilungen innerhalb eines Gehäuses 1 sind untereinander durch grosse Durchgänge verbunden, und daa Gas gelangt durch die Öffnung.6 in die Rohrleitung 2. In geeigneter Weise durchbrochene Verpuffungsvorhänge-7, die bei normalem Reaktorbetrieb abgeschlossene Räume bilden, können je nach Bedarf angebracht werden. Die die Kernreaktoren A, B umgebenden Gehäuse 1 sind mit Eingangstüren 8 ausgestattet, denen je ein Windfang 9 zugeordnet ißt. Weiterhin ist im Gehäuse 1 ein lösbares Einsatzstück Io vorgesehen, um grössere, sum Betrieb erforderliche Ausrüstungsgegenstände, wie z.B. Reaktorstäbe, Behälter zur Aufnahme % von ausgebrannten Stäben, an Ort und Stelle zu bringen, bzw. entfernen zu können, wenn eine grössere Überholung notwendig ist. Die in der Darstellung nach Fig. 2 sichtbare Wassersprühanlage zur Kühlung des Vakuumkessels 5 enthält einen hierin eingezogenen Wasserspeicherboden 2o und einen Rohrverbinder 21 für die Sprührohre. Der so gebildete Wasserspeicher enthält Wasser 22. Einzelheiten dieses Wasserspeichers und des Sprührohrsystems sind der Darstellung nach Pig. 3 zu entnehmen. Der is Wasserspeicher oberhalb des Wasserspiegels gebildete Zwischenraum steht über ein Druckrohr 25 mit dem Innern 26 des Vakuuinkessels 5 in Verbindung. Steigt nun der Druck im Zwischenraum so an, dass der Druck in einer oberhalb des Wasserspeichers angebrachten, über eine Steigleitung 29 mit dem Wasserspeicher verbundenen Kammer überschritten wird, dann steigt das Wasser in das Abteil 3o dieser Kammer 27 auf. Die Steigleitung 29 ragt bis auf das Niveau des Wasserspeicherbodens 2o in den Wasserspeicher hinein, der zweckmässigerweiee an der Stelle eine

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Vertiefung 28 aufweist. Wird schliesslich ein Druckunterschied erreicht, der gross genug ist, dann steigt das Wasser · im Abteil 3o so weit auf, dass eine dammartige Scheidewand '

31 überspült wird und somit Wasser auch in das andere Abteil

32 der Kammer 27 gelangt. Über eine mit dem Abteil 32 verbundene Palleitung 33 gelangt dieses Wasser dann schliesslich in den Rohrverbinder 21, von wo es über die Sprührohre'auf die Sprühdüsen 34 verteilt wird. Am Verbindungspunkt der Palleitung 33 mit dem Rohrverteiler 21 wird vorteilhafterweise ein Syphon bzw. eine Wasserfalle eingebaut, die verhindern soll, dass ein etwa im Raum 26 des Vakuumkessels eingedrungenes Gas über das Sprühsystem in die Kammer 27 gelangen kann. Um eine flexible Betriebsweise zu erreichen, ist die Kammer 27 zweckmässigerweise über eine Anschlussöffnung 35 mit einem. Vakuumsystem verbunden, dessen Druck sich nur langsam ändert und im wesentlichen mit dem normalerweise im Raum 26 des Vakuumkessels 5 eingehaltenen übereinstimmt; das gilt natürlich nicht beim Eintreten eines Reaktorunfalls. Dieser Druck entspricht im wesentlichen dem Wasserdampfdruck bei der im Vakuumkessel 5 herrschenden Temperatur zusätzlich eines geringen, durch Luft bedingten Partialdrucks, insgesamt etwa Io bis 25 mm Hg. Das Wasser steht in der Steigleitung 29 und gegebenenfalls im Abteil 3o, wobei der Abstand vom Wasserspiegel bis zur kammhöhe der Scheidewand 31 vom Druckunterschied zwischen Raum 26 und Kammer 27 abhängig ist. Ist dieser Abstand

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von der Kammhöhe normalerweise gross genug, dann reichen geringe Druckänderungen im Raum 26 nicht aus, um das Berieselungssystem auslösen zu können; sondern lediglich bei einem nennenswerten

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Sprung des Druckwertes, welciier im -we sent liehen vom Vakuum in der Kammer 27 und der Kammhöhe der Scheidewand abhängt, setzt sich das Berieselungssystem in Betrieb, so dass das in den Raum 26 des Vakuumkessels 5 eingedrungene Gas oder auch eingeströmter Dampf abgekühlt wird. Es ist zweckmässig, dass die Berieselungsanlage nicht in Tätigkeit tritt, bevor die im Vakuumkessel 5 enthaltenen oder eintretenden Gase einen nennenswerten Anteil an Wasserdampf aufweisen, der dann infolge der Wirkung der Berieselung kondensiert wird. Durch eine entsprechende Wahl.der Kammhöhe der Scheidewand 31» kann aber wie beschrieben ein entsprechendes Verzögerungsintervall herbeigeführt werden. · . "

Das in Pig. 4 gezeigte Überdruckventil 3 enthält einen in einem Zylinder 41 gleitbar'angeordneten Kolben 4o. In der Zylinderwandung sind Austrittsöffnungen 42 angebracht, die in eine den Zylinder 41 umgebende Ringleitung 43 münden, die ihrerseits an die Zuführungsleitung 4 des Vakuumkessels 5 angeschlossen ist. Das Gas aus der Rohrleitung 2 wird der oberen Stirnöffnung des Ventilzylinders über ein Sieb 44 zugeführt, welche somit die Eintrittsöffnung darstellt. Der Kolben 4o ist im wesentlichen haspelartig aufgebaut und besitztdie beiden Endplatten 45 und 46, die durch die Stützen 47 in einem gegenseitigen Abstand gehalten werden. Die beiden Endplatten gleiten bei Betätigung des Ventils im Zylinder 41, sind aber gegen die Zylinderwandung durch Kolbenringe 48 abgedichtet, die in der Darstellung nach Fig. 5

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als Ringpaar abgebildet sind. Sie bestellen vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen. Über eine Ölleitung 49 wird in den Zwischenraum 5o zwischen den Ringen -einerseits und der Zylinderwandung andererseits Dichtungsöl eingeführt, so dass eine Leckstelle zwischen Kolben 4o und Zylinderwandung lediglich Öl in die Zuführungsleitung 4 und damit in den Vakuumkessel 5 gelangen lässt, aber nicht Gas. Die Ölleitung 49 setzt sich in einer weiteren Ölleitung 51 fort, um einen dem Zwischenraum 5o ähnlichen Zwischenraum in der unteren Endplatte 46 des Kolbens 4o zu speisen. Unterhalb des Kolbens 4o I¹St der Ventilzylinder als Dämpfungskammer 54 ausgebildet, die über einen Anschlussstutzen 53 mit einer Druck-bzw. Vakuumleitung verbunden ist, so dass der Kolben 4o je nach den in der Dämpfungskammer herrschenden Druckverhältnissen auf- oder abwärts bewegt werden kann. Normalerweise ist bei'-Betrieb das Überdruckventil 3 geschlos sen, wobei der Druck in der Rohrleitung 2 im wesentlichen Atmosphärendruck entspricht. In diesem. Falle soll der Druck in der Dämpfungskammer 54 nur dazu ausreichen, um das Gewicht des Kolbens 4o zu überwinden.

Unter dem Einfluss eines Drucks in der Rohrleitung 2, der Atmosphärendruck überschreitet, wobei der genaue Wert durch entsprechende Wahl des ständigen. Drucks in der: Dämpfungskammer 54 festgelegt wird, öffnet sich das Ventil 3 automatisch. Eine andere Möglichkeit zur Betätigung des Überdruckventils besteht darin, dass es unter Steuerung einer Messdose, die den Druckunterschied zwischen dem in Gehäuse 1 und Ätmosphärendruck

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abfühlt, geöffnet wird. In diesem Falle wird dann der Druck in der Dämpfungskaminer 54 unter dem Einfluss der Messdose abgesenkt, so dass die Endfläche 46 des Kolbens 4o abwärts gleitet, sobald ein vorbestimmter Überdruck, z.B. von 35 · lo"-⁵ atü im Gehäuse 1 überschritten wird. Im zuerst beschriebenen Beispiel schliesst sich das Überdruckventil wieder, wenn der Druck in der Rohrleitung 2 auf Atmosphärendruck zurückfällt. Im zweiten Pail schliesst sich das Überdruckventil 3 wieder, wenn die Messdose Atmosphärendruck feststellt oder bei einem vorgegebenem niedrigeren Druck, als der, der zum öffnen des Überdruckventils erforderlich ist, wie z.B. 17,5 · lo"^ atü im Gehäuse 1. Das Überdruckventil kann auch offen bleiben, so dass der Druck im Vakuumkessel 5. und im Gehäuse 1 ausgeglichen bleibt. Es versteht sich von selbst, dass durch Absenken des Drucks in der Därapfungskammer 54 das Überdruckventil jederzeit geöffnet werden kann, falls es erforderlich sein sollte. Eine Lagemessvorrichtung 55 stellt-die Lage des Kolbens 4o fest und steuert hier nicht gezeigte, an den Anschlusstutζen 53 angeschlossene Vorfüllventile. Wird das Überdruckventil 3 zwischenzeitlich, geöffnet, d,ann kann das Gitter 44 mit einer Gummilage abgedeckt werden, um den Unterdruck im Vakuumkessel 5 beizubehalten. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Wasserfalle in der mit dem zu untersuchenden Überdruckventil 3 in Verbindung stehenden Zuführungsleitung 4 anzuordnen, um so einen Lufteinbruch in den Vakuumkessel 5 zu verhindern. Eine Abtropfleitung 57 ist am Boden der Dämpfungskammer 54 angeschlossen, um das etwa in die Dämpfungskammer 54 eingedrungene öl zur Dichtung der Kolbenringe ablaufen lassen zu können.

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■Unter Bezugnahme auf die Darstellung nach Fig. 6 soll nun die Anwendung der Messdose zur Steuerung des Überdruckventils 3 "beschrieben werden. In einem Zylinder 6o gleitet ein Kolben 61 dessen Kolbenstange 62 mit einem zweiten Kolben 63 verbunden ist, der in einem zweiten Zylinder 64 gleitbar angeordnet ist. Eine Verbindungsleitung 65 verbindet das den Kernreaktor umgebende Gehäuse 1 mit einer Einlassöffnung 66 an einem Ende des ersten Zylinders 60. Eine öffnung 67 am anderen Ende des Zylinders 60 geht ins Freie. Schraubenfedern 68 und 73 widerstehen elastisch einer Bewegung des Kolbens 61 aus der Mittellage ici ersten Zylinder 60. Der zweite Zylinder 64 ist über eine Kittelöffnung 69 in der Mitte des zweiten Zylinders 64 und eine Leitung 7o an den Anschlusstutzen 53 einesüberdruckventils 3 angeschlossen. Geringfügig unter Überdruck stehendes Gas kann dem zweiten Zylinder 64 über eine Öffnung 71 an einem 'Ende des zweiten Zylinders 64 zugeführt werden, während es geringfügig unter Unterdruck stehend über eine Öffnung 72 am anderen Ende des zweiten Zylinders ausgelassen werden kann.

Es lässt sich nun übersehen, dass bei einem im Gehäuse 1 herrschenden Überdruck, der im Stande ist, den Kolben 63 unter der Mittelöffnung 69 fortzubewegen, das Gas aus der Leitung 7o angesaugt wird, so dass das Überdruckventil sich selbständig öffnet. Fällt hingegen der Druck im Gehäuse 1 unterhalb des Atmosphärendrucks.ab, so dass der Kolben 63 zur anderen Seite hinbewegt wird und die Öffnung 71 mit der Mittelöffnung 69 in Verbindung steht, dann dringt Gas in den Anschlusstutzen 53 des

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entsprechenden Überdruckventils 3 ein und lässt das Ventil .schliessen. Duron ent sprechende Wahl der Federstärke der Schraubenfedern 68 und 73 kann der. Druck im Gehäuse 1 festgelegt werden, bei dem sich das Überdruckventil 3 öffnen und schliessen soll.

In den Darstellungen nach Fig. 4 und 5 ist lediglich ein Ausführungsbeispiel für ein Überdruckventil gebracht. Hierin kann aber ohne weiteres die Wirkung des Gasdrucks in der Dämpfungskammer 54 auch durch Federwirkung ersetzt werden, wenn ein selbstätig wirkendes Überdruckventil angewendet werden soll.

Ein grosser Vorteil in Anwendung des gegen Gasdruck arbeitenden Ventilkolbens gegenüber eines gegen Federkraft betriebenen besteht darin, dass das Überdruckventil im ersten 'Fall unter Prüfbedingungen betätigt werden kann, indem der Gasdruck in der Dämpfungskammer 54 entsprechend eingestellt wird. Bei einer anderen Abänderung des Überdruckventils sind die Dichtungsringe 48 so angeordnet, dass die obere Endfläche 45 des Ventilkolbens 4o gegen in die Wandung des Ventilkörpers fest angebrachte Dichtungsringe wirkt. Das Dichtungsmaterial selbst besteht aus relativ weichem Material und kann entweder auf dem Kolben 4o oder auf den festangebrachten Dichtungsringen sitzen. Auch die Dichtungsringe an der unteren Endfläche 46 des Kolbens 4o können in geeigneter Weise durch eine flexible Membran-

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dichtung, wie bei Trockengasbehälter angewendet, ersetzt werden, die einen beträchtlichen Hubweg, ohne undicht zu werden, gestattet.

Anstelle von Überdruck-Ventilen der in Fig. 4 und 5 gezeigten Art können auch Drosselklappenventile angewendet werden. Jedoch müssen hier, um ein schnelles Ansprechen'zu gewährleisten, die Betätigungsorgane sehr gross sein, so dass die Ventile in erster Linie von diesen BetätigungsOrganen abhängig sind, anstatt selbstätig gesteuert zu sein. "**

Schliesslich soll noch diskutiert werden, welche Abmessungen ein Vakuumkessel für eine Anzahl daran angeschlossener Gehäuse für Kernreaktoren besitzen muss. Es ist. zweckmässig, wenn diese Gehäuse für Kernreaktoren bei einem sehr geringen negativen Druck, z.B. etwa bei 25 oder 5ο mm W.S. betrieben werden und dabei die Überdruckventile 3 so' einzustellen, dass sie geöffnet wer-) den, wenn ein positiver Druck von etwa 35 : Io atü in einem dieser Gehäuse 1 entwickelt wird. Sind diese Kernreaktoren je für 5oo" Mw (elektrisch) ausgelegt, dann sollte der Inhalt des Vakuumkessels etwa 73 6oo m für jedes daran angeschlossene

Gehäuse 1 von etwa 34 ooo m betragen. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass im Unglücksfalle die gesamte, aus dem Gehäuse 1 verdrängte Luft und zusätzlich noch etwa 28 ooo m^ Dampf aufgenommen werden können, wobei noch ein Spielraum für eine Ausdehnung auf Grund der Wärmeentwicklung bleibt. Der Vakuumkessel würde so den gesamten sich beim Auflösen des primären

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Kühlmittels bildenden Dampf aufnehmen, ohne dass eine Notwendigkeit dafür besteht, eine Berieselung vorzunehmen oder ein Kühlmittel zu injizieren.

Die oben beschriebene Sprühkühlung würde aber automatisch bei einem Druck, der durch die Abmessungen des Systems festgelegt ist und der typischer Weise etwa o,35 atü im Vakuumkessel betragen soll, in Tätigkeit gesetzt. Der Wasserspeicher im Va-

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kuumkessel soll etwa 1 13o m Wasser bei Raumtemperatur enthalten. Eine Verzögerung des Einsatzes der Sprühkühlung vermeidet eine V/asservergeudung während des ersten Zeitraums nach einem Reaktorunfall, wenn das in den Vakuumkessel einströmende Gas zum grö'ssten Teil aus Luft besteht und deshalb nicht kondensationsfähig ist. Beim Einsatz der Sprühkühlung aber wird die Luft gekühlt und damit aller vorhandener Dampf niedergeschlagen. Dies hat zur Folge, dass das" durch Gas eingenommene Volumen verringert und dazu beigetragen wird, dass die im Vakuumkessel und in den damit verbundenen Gehäusen, die die Kernreaktoren umgeben, enthaltenen, radioaktiv verseuchten Gase unterhalb des Atinosphärendrucks bleiben. Das zur Speisung des Sprühsystems dienende Röhrensysteia und die Sprühdüsen sind in vorteilhafter Weise so ausgelegt, dass der Wasserspeicher erst dann vollständig entleert ist, wenn der Druck im Vakuumkessel mit dem in den die Kernreaktoren umgebenden Gehäusen ausgeglichen ist.

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Claims

Patentansprüche

1) Überdruckventil für den Anschluß einer Gasleitung an ein Unterdruckrohr, gekennzeichnet durch einen Zylinder (41) mit zu dem Unterdruckrohr (4) führenden Öffnungen (42), wobei die Gasleitung an ein neben diesen Öffnungen befindliches Ende des Zylinders angeschlossen ist, durch einen innerhalb des Zylinders angeordneten Kolben in Form einer Haspel mit einer oberen und einer unteren Endplatte (45, 46), '/on denen die obere Endplatte (45) sich neben dem einen Ende des Zylinders befindet und dieses eine Ende von den Öffnungen (42) trennt und von denen die untere Platte (46) unterhalb der Öffnungen (42) liegt, durch Leitungseinrichtungen, die sich in dem unterhalb der unteren Endplatte (46) befindlichen unteren Abschnitt des Zylinders (4I) in Leitungsverbindung befinden, wobei die Lage des Koliaens (40) in Abhängigkeit vom Druck in der Gasleitung und in diesem untererwlbschnitt des Zylinders bestimmt wird.

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2) Überdruckventil nach. Anspruch.T₁ dadurch, gekennzeichnet, daß zwischen der oberen Endplatte (45) und dem Zylinder (41 )Dichtainri<chtungen vorgesehen sind.

3) Überdruckventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der oberen Endeplatte* (45) und dem Zylinder (41) Kolbenringdichtungen vorgesehen sind, die einen Raum zwischen den Ringen und Leitungseinrichtungen begrenzen, die für die Zuführung einer Dichtflüssigkeit in den Saum bestimmt sind. ·

4) Überdruckventil nach Anspruch 1 bis 3> gekennzeichnet durch einen auf den Druck in der Gasleitung ansprechenden Differenzdruckfühler (60:) sowie durch Einrichtungen für das Abziehen von Gas aus dem 'unteren Abschnitt des Zylinders durch das Rohr, das betrieblich an den Differenzdruckfühler für das Öffnen des Überdruckventils angeschlossen ist, wenn der Druck in der Gasleitung einen gewählten Wert übersteigt.

5) Überdruckventil nach Anspruch 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen Dichtungsring im oberen Ende, des Zylinders (41), wobei die Dichtungseinrichtung zwischen diesem Ring und dem Kolben- (4Q) fürdas Abdichten der Leitung .'. von den öffnungen

(42) bei Axialverschiebung dee Kolbens ('4O) gegen diesen Ring zusammengepreßt wird.

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ρ) Überdruckventil nach Anspruch 3 bis 5» dadurch, ge- . kennzeichnet, daß zwischen der unteren Indeplatte (46)und

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dem Zylinder (41) eine weitere Kolbenringdichtungseinricatung vorgesehen ist, die einen zweiten Raum begrenzt,wobei weitere Leitungseinrichtungen (5-1) vorgesehen sind, mit denen Dichtungsflüssigkeit in diesen Saum fuhrbar ist. .

7) Überdruckventil nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Drainrohr (57) im unteren Abschnitt des Zylinders zum Entfernen von Leckverlusten aus den Räumen. .

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L e e r s e i t e