DE19524882A1

DE19524882A1 - Device for capture of molten core following a nuclear reactor melt-down

Info

Publication number: DE19524882A1
Application number: DE19524882A
Authority: DE
Inventors: Claude Jegou
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1994-07-12
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 1996-01-18
Also published as: FR2722606B1; FR2722606A1

Abstract

A device for containment of a molten reactor core comprises a horizontal fire resistant layer of paving stones (1), on which are mounted upright fire-resistant walls (10) to form a rectangular mesh of cells. The lower layer (1) is composed of two layers the lower level of which is a continuous layer of adjoining paving stones. The upper layer has spaces (9), into which the lower part (11) of the walls (10) fits. The walls (10) on top of the rectangular cells overlap at their corners by the thickness of one wall. The paving stones (1) have side surfaces (2,3) inclined at different angles (8,9).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rückgewinnung eines geschmolzenen Reaktorkerns.The invention relates to a device for recovery of a molten reactor core.

Man empfindet nunmehr die Notwendigkeit, sich gegen Unfälle und nachfolgende Risiken bei der Kernschmelze von Kernreak toren und deren Austreten nach außerhalb des primären Si cherheitsbehälters des Reaktors zu schützen. Es sind bereits Vorrichtungen zum Zurückhalten des geschmolzenen Materials entworfen worden, und sie bestehen im allgemeinen aus Becken aus einem feuerfesten Material, die mit einem angrenzenden, hydraulischen Kühlkreis verbunden sind oder nicht, um das feuerfeste Material zu entlasten und eine unmittelbarere Erstarrung des geschmolzenen Materials zu erhalten, das Corium genannt wird und ungefähr 3000°C aufweisen kann. Dennoch muß man eine zu langsame Abkühlung in einem Becken mit einer großen Oberfläche sowie starke Bewegungen des Coriums befürchten. Deshalb ist der Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Rückgewinnung, die bessere Leistungen beim Einschließen und Abkühlen des geschmolzenen Materials bietet. Es handelt sich um eine Anordnung von feuerfesten Pflastersteinen zur Rückgewinnung eines geschmolzenen Re aktorkerns, die aus einer horizontalen, feuerfesten Schicht gebildet ist, die von einem Netz sich kreuzender, feuerfe ster Wände überhöht ist und die Zellen umgeben. Das deutsche Patent 20 35 089 beschreibt eine Vorrichtung zur Rückgewin nung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, die von einer horizontalen Schicht, die mit sich zellenförmig kreuzenden Wänden überhöht ist, wobei aber keine konkrete Beschreibung der Struktur angegeben ist, und man muß wahrscheinlich an nehmen, daß die horizontale Schicht durchgehend und aus einem Stück ist.You now feel the need to take action against accidents and subsequent risks associated with the Kernreak meltdown gates and their exit outside the primary Si to protect the safety container of the reactor. There are already Devices for retaining the molten material designed and generally consist of basins made of a refractory material that matches an adjacent hydraulic cooling circuit are connected or not to that relieve fireproof material and a more immediate To get solidification of the molten material that Corium is called and can have about 3000 ° C. Nevertheless, you have to cool down too slowly in a pool with a large surface area as well as strong movements of the Coriums fear. Therefore the subject of the invention a recovery device that performs better enclosing and cooling the molten material offers. It is an arrangement of refractory Paving stones for the recovery of a melted Re actuator core, which consists of a horizontal, refractory layer that is formed by a network of intersecting, fire-fires walls are high and surround the cells. The German Patent 20 35 089 describes a device for recovery tion according to the preamble of claim 1, which by a horizontal layer that intersect with cells Walls is excessive, but no concrete description of the structure is given, and you probably have to take that horizontal layer continuously and out one piece.

Eine solche Struktur regt an, die Pflastersteine und die Wände in der Form von Elementen in geringer Zahl herzustel len, die einen modularen Zusammenbau bilden, der einfach für jede bestimmte Form eines Reaktors oder der darunter liegen den Kammer, in die das Corium fließen würde, abgeändert oder daran angepaßt werden kann. Man vermeidet daher die Mühe und die Herstellungskosten einer einheitlichen oder aus volumi nösen Elementen gebildeten Struktur. Die Elemente sind ein fach miteinander verbunden, ohne ihre Verbindungsflächen mit einem Zement zu betreichen, was übrigens beim Einsatz wegen der erzeugten übergroßen Erhitzung vergebens wäre, die die Verbindungen zerbrechen könnte. Gewisse Vorsichtsmaßnahmen erlauben einen guten Halt des Zusammenbaus beim Ausfluß des Coriums nach einem Unfall trotz der Kräfte und Turbulenzen vorzusehen. Man empfiehlt tatsächlich, die Wandelemente in den Pflastersteinen mit Basisabschnitten zu halten, die von unteren Abschnitten der Pflastersteine gehalten werden und zwischen den oberen Abschnitten der Pflastersteine und ins besondere der benachbarten Pflastersteine angeordnet sind. Die Pflastersteine werden dann mit ihren unteren Abschnitten zusammengesetzt, und die oberen Abschnitte überdecken nicht vollständig die unteren Abschnitte, sondern weisen Zwischen räume auf, die von Basisabschnitten eingenommen werden, wenn der Zusammenbau hergestellt wird.Such a structure stimulates the paving stones and the To produce walls in the form of elements in small numbers len, which form a modular assembly that is easy for any particular form of or below the reactor modified the chamber into which the corium would flow or can be adjusted. One therefore avoids the trouble and the manufacturing cost of a uniform or from volumi nous elements formed structure. The elements are one fold connected with each other without using their connecting surfaces to coat a cement, which is because of the use the excessive heating generated would be in vain, which the Could break connections. Certain precautions allow a good hold of the assembly when the outflow of the Coriums after an accident despite the forces and turbulence to provide. One actually recommends putting the wall elements in to hold the paving slabs with base sections by lower sections of the paving stones are kept and between the upper sections of the paving stones and ins special of the neighboring paving stones are arranged. The paving stones are then with their lower sections assembled, and the upper sections do not overlap completely the lower sections, but indicate intermediate tidy up the basic sections when the assembly is made.

Das Lecken von geschmolzenem Material zwischen den Pfla stersteinen kann beträchtlich verringert werden, wenn die Pflastersteine mit den Seitenflächen verbunden werden, die in der vertikalen Richtung Änderungen der Ausrichtung auf weisen, d. h. die Flächen folgen in vertikaler Richtung nach und deren Schrägheit veränderbar ist. Verschachtelte Seiten oder mit Sägezahnkontur sind besonders wirksam, wobei man sich aber in der Praxis mit Seiten zufrieden geben kann, die einen vorspringenden und einen einspringenden Winkel auf weisen.Licking molten material between the plums stones can be reduced considerably if the Paving stones are connected to the side surfaces that changes in orientation in the vertical direction point, d. H. the surfaces follow in the vertical direction and the slant is changeable. Nested pages or with a sawtooth contour are particularly effective, whereby one but in practice can be satisfied with pages that a protruding and a protruding angle point.

Die Erfindung wird nun mehr im einzelnen mit Hilfe einer besonderen vollständig modularen Ausführungsform beschrie ben, d. h. die aus einer einzigen Baueinheit gebildet ist, die mit der gewünschten Anzahl zu liefern ausreicht, um eine Oberfläche nahezu beliebiger Form zu überdecken, und die nur aus zwei oder drei Arten feuerfester Elemente zusammenge setzt ist.The invention will now be described in more detail with the aid of a described particular fully modular embodiment ben, d. H. which is made up of a single structural unit, which with the desired number is sufficient to supply one Covering surface of almost any shape, and that only composed of two or three types of refractory elements sets is.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigt:The subject of the invention is based on an embodiment explained in more detail with reference to the drawings, in which shows:

Fig. 1 ein Pflasterelement und zwei Wandelemente, die ausgebildet sind, die Baueinheit zu ergeben, und Fig. 1 is a plaster element and two wall elements which are designed to give the structural unit, and

Fig. 2 den erhaltenen Zusammenbau. Fig. 2 shows the assembly obtained.

Bei dieser Ausführungsform sind die gesetzten Pflastersteine 1, die den Boden der Vorrichtung bilden, in der Draufsicht im wesentlichen quadratisch, wobei sie aber mit zwei vor springenden Seitenflächen 2 und zwei einspringenden Seiten flächen 3 enden. Die Seiten jeder Art sind aneinanderstoßend und eine von ihnen ist in der Figur verborgen. Unter vor springender Seite 2 wird eine Seite verstanden, die aus einer oberen Facette 4, die schräg nach oben gerichtet ist, und einer unteren Facette gebildet ist, die schräg nach unten gerichtet ist. Und umgekehrt sind die einspringenden Seiten 3 aus einer oberen Facette 6, die schräg nach unten ausgerichtet ist, und einer unteren Facette 7 gebildet, die schräg nach oben ausgerichtet ist. Diese Facetten sind durch eine horizontale Kante 8 für die vorspringenden Seiten, und durch eine horizontale Anflachung 9 für die einspringenden Seiten getrennt. Die Anflachungen erstrecken sich daher über einen halben Umfang der Pflastersteine.In this embodiment, the set paving stones 1 , which form the bottom of the device, are substantially square in plan view, but they end with two front side surfaces 2 and two side surfaces 3 that protrude. The sides of each type are abutting and one of them is hidden in the figure. Jumping side 2 is understood to mean a side which is formed from an upper facet 4 which is directed obliquely upwards and a lower facet which is directed obliquely downwards. And conversely, the projecting sides 3 are formed from an upper facet 6 , which is oriented obliquely downwards, and a lower facet 7 , which is oriented obliquely upwards. These facets are separated by a horizontal edge 8 for the projecting sides and by a horizontal flat 9 for the projecting sides. The flats therefore extend over half the circumference of the paving stones.

Die unteren Facetten 5 und 7 sind nahezu aneinanderstoßend, wenn die Pflastersteine 1 zusammengesetzt sind, wenn man die in der Praxis sehr kleinen Zwischenräume vernachlässigt. Jedoch zeichnen die Anflachungen 9, die von der Teilanord nung der oberen Facetten 4 und 6 befreit sind, ein gitter förmiges, hohles Netz auf dem Zusammenbau der Pflastersteine 1, das aufgefüllt werden kann, indem man dort ungefähr rechteckförmige Tafeln 10, aber mit schräger Ausrichtung an ordnet, wenn sie gesetzt werden und deren Seiten daher die Form eines Parallelograms haben. Die Tafeln 10 werden an der Baustelle mit einem Basisabschnitt 11 gerade über der An flachung 9 gesetzt, der zwischen den oberen Facetten 4 und 6 angeordnet wird. Das erhaltene Netz ist in der Fig. 2 darge stellt. Man sieht, daß die Tafeln 10 gekreuzte Wände bilden, die Zellen 12 mit vierseitigem, quadratischem Querschnitt begrenzen, wo sich das Cromium im Falle eines Unfalls ver teilen und bleiben kann, bis es erstarrt, was durch eine hydraulische Kühlvorrichtung begünstigt wird, die sich unter dem Pflastersteinen 1 befindet. Selbst ohne eine solche Vorrichtung wäre die Abkühlung dank der ausgedehnten Wärme austauschoberfläche ziemlich schnell, die die Wände 10 liefern.The lower facets 5 and 7 are almost abutting each other when the paving stones 1 are put together, if one neglects the gaps that are very small in practice. However, the flats 9 , which are exempt from the Teilanord voltage of the upper facets 4 and 6 , a grid-shaped, hollow network on the assembly of the paving stones 1 , which can be filled by there approximately rectangular panels 10 , but with an oblique orientation orders when they are placed and their sides therefore have the shape of a parallelogram. The panels 10 are placed at the construction site with a base portion 11 just above the flat 9 , which is arranged between the upper facets 4 and 6 . The network obtained is shown in FIG. 2 Darge. It can be seen that the panels 10 form crossed walls which delimit cells 12 with a quadrilateral square cross-section where the cromium can divide and remain in the event of an accident until it solidifies, which is promoted by a hydraulic cooling device which is located underneath the paving stones 1 . Even without such a device, cooling would be fairly quick thanks to the extensive heat exchange surface that the walls 10 provide.

Die Dichte der Umwandungen verringert beträchtlich die Wel len und Turbulenzen der Flüssigkeit sowie die Risiken und Schäden, wenn beispielsweise der Zusammenbau an einer Stelle nachgäbe. Wenn einige Tafeln 10 zerstört werden, sind die Folgen für das gesamte Netz gering, da nur einige der Zellen verbunden würden. Man erkennt auch, daß die dem flüssigen Material aufgezwungene Richtungsänderung, das zwischen die Pflastersteine 1 auf der Höhe der Kanten 8 und der Anfla chungen 9 eindringt, dieses Eindringen schwieriger macht und daher die Risiken eines Lecks nach unten merklich verrin gert. Kompliziertere Verbindungsformen mit mehreren Winkeln oder tieferen Verzahnungen können bevorzugt werden, wenn man noch weiter diese Gefahren verringern möchte.The density of the conversions significantly reduces the wave and turbulence of the liquid as well as the risks and damage if, for example, the assembly gave way in one place. If some panels 10 are destroyed, the consequences for the entire network are small since only some of the cells would be connected. It can also be seen that the change in direction imposed on the liquid material, which penetrates between the paving stones 1 at the level of the edges 8 and the flange 9 , makes this penetration more difficult and therefore significantly reduces the risks of a leak downwards. More complicated connection forms with multiple angles or deeper serrations can be preferred if you want to further reduce these risks.

Die Tafeln 10 stoßen nicht an, sondern sind an vier Ecken zusammengesetzt, wobei jede Endseite 13 von ihnen an dem Ende der Seitenfläche 14 eines Nachbarn ruht. Jede Tafel 10 besitzt daher an jedem Ende eine im wesentlichen vertikale Kante, die mit einer ähnlichen Kante von drei benachbarten Tafeln 10 verbunden ist. Diese Anordnung erlaubt, gleich zeitig die Anforderung an einen einfachen Zusammenbau und daran zu erfüllen, ein im wesentlichen vollständig reguläres und sehr stabiles Gitter an den Zellenecken zu konstruieren.The panels 10 do not abut, but are assembled at four corners, with each end face 13 of them resting at the end of a neighbor's side face 14 . Each panel 10 therefore has a substantially vertical edge at each end, which is connected to a similar edge of three adjacent panels 10 . This arrangement allows, at the same time, to meet the requirement for simple assembly and to construct an essentially completely regular and very stable grid at the cell corners.

Die Grundfigur dieser Ausführungsform ist das Quadrat. Man kann Vorrichtungen auf der Grundlage anderer geometrischer Figuren und in Übereinstimmung mit der Definition der Er findung entwerfen. Die Elemente des Zusammenbaus können selbst unterschiedlich sein. Die schräge Richtung der Tafeln 10 ergibt sich aus dem Interesse Facetten 4, 5, 6 und 7 von schrägen Pflastersteinen zu haben. Man könnte aber bei spielsweise vertikale Tafeln an ihrem oberhalb der Pflaster steine 1 ausgerichteten Abschnitt verwenden, und nur ihr Basisabschnitt wäre dann schräg. Andere Anordnungen können in Betracht gezogen werden.The basic figure of this embodiment is the square. Devices can be designed based on other geometric figures and in accordance with the definition of the invention. The elements of the assembly itself can be different. The oblique direction of the panels 10 results from the interest in having facets 4 , 5 , 6 and 7 of oblique paving stones. However, one could use, for example, vertical panels on their section aligned above the paving stones 1 , and only their base section would then be oblique. Other arrangements can be considered.

Claims

1. A device for recovering a molten re core, which is formed from a horizontal, refractory layer, which is crossed by a network of the refractory walls, the cells ( 12 ) surround, characterized in that the horizontal layer from an assembly is formed by paving stones ( 1 ), which are formed from a lower section and an upper section above, the lower sections being composed of one another and the upper sections being separated by spaces ( 9 ) which are separated from base sections ( 11 ) of the walls ( 10 ) that form the walls.

2. Device for the recovery of a molten rector core, according to claim 1, characterized in that the spaces extend over half a circumference of the paving stones ( 1 ) and are occupied with sections of the base ( 11 ) of the paving stones which are over half a circumference the cells ( 12 ) extend.

3. A device for recovering a molten reactor core, according to claim 1 or 2, characterized in that the cells ( 12 ) are four-sided and the panels ( 10 ) are arranged four by four with the corners ( 15 ).

4. A device for recovering a molten reac core, according to one of claims 1 to 3, characterized in that the paving stones ( 1 ) with the side surfaces ( 2 , 3 ) are connected, the changes in the vertical direction of the orientation ( 8 , 9 ) exhibit.

5. A device for recovering a molten reac core, according to claim 4, characterized in that the paving stones ( 1 ) comprise two side surfaces ( 2 ) with a protruding angle and two side surfaces ( 3 ) with a protruding angle.