DE19653205C1

DE19653205C1 - Nuclear reactor melt-down interceptor with natural, indirect cooling system

Info

Publication number: DE19653205C1
Application number: DE19653205A
Authority: DE
Inventors: Nikolay-Ivanov Dr Ing Kolev
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2016-12-20

Abstract

An interception chamber (1) especially suitable for materials resulting from a meltdown event in a nuclear power plant comprises a vessel (6) to receive and spread out the melt. Its cooling surface (61) comprises a material which conducts heat well. A coolant immediately below it, carries heat away. Novel features include inclination of the cooling surface with respect to the horizontal, and the melt is spread out as a cascade, and divided up, held on terraces.

Description

Die Erfindung betrifft einen Auffangraum für eine Schmelze, z. B. als Sicherheitsvorrichtung für Störfälle, insbesondere in kerntechnischen Anlagen.The invention relates to a collecting space for a melt, e.g. B. as a safety device for accidents, in particular in nuclear facilities.

Kerntechnische Anlagen werden so ausgelegt, daß selbst für unwahrscheinliche, aber schwerwiegendste Störfälle Vorsorge getroffen wird. Ein solch schwerwiegender Störfall ist die Kernschmelze. Hierbei schmilzt der Reaktorkern mit Brennstä ben und dem zugehörigen Strukturmaterial infolge einer außer Kontrolle geratenen Kernreaktion.Nuclear facilities are designed so that even for unlikely but most serious precautionary incidents is hit. Such a serious accident is that Meltdown. Here, the reactor core melts with fuel ben and the associated structural material as a result of an exception Control of nuclear reaction.

Bei einem Sicherheitskonzept für derartige Störfälle ist un mittelbar unterhalb oder seitlich unterhalb des Reaktordruck behälters ein Raum vorgesehen, in dem durch einen ab schmelzenden Reaktorkern entstehende Kernschmelze aufgefangen und abgekühlt werden kann, so daß keine Beeinträchtigungen der Umgebung entstehen. Die Auswirkungen eines solch unwahrschein lichen Störfalls blieben somit auf die Kernkraftanlage be schränkt.With a safety concept for such accidents is un indirectly below or laterally below the reactor pressure container provided a room in which by a Melting emerging core melted and can be cooled so that no impairment of the Environment arise. The impact of such an improbability Liche accident remained on the nuclear power plant limits.

In der DE 195 27 462 C1 ist eine Kernkraftanlage mit Behälter zur Aufnahme und Ausbreitung von Kernschmelze angegeben, wobei der Reak tordruckbehälter der Kernkraftanlage in einer Reaktorgrube angeordnet ist. An einem seitlichen unteren Ende der Reaktor grube befindet sich eine Durchlaßöffnung. Diese verbindet die Reaktorgrube mit einem Behälter zur Aufnahme und Ausbreitung der Kernschmelze. Dieser Behälter befindet sich in einem Auf fangraum. Er ist dort über Befestigungselemente an der Decke des Auffangraumes angebracht. Der Auffangraum ist so mit Was ser gefüllt, daß sich der Behälter vollständig unterhalb der Wasseroberfläche befindet. Oberhalb der Wasseroberfläche be findet sich im Auffangraum ein Luftvolumen. Der Auffangraum hat eine Austrittsöffnung, die zu einem Dampfkanal führt.In DE 195 27 462 C1 is a nuclear power plant with a receptacle and spread of meltdown indicated, the Reak Gate pressure vessel of the nuclear power plant in a reactor pit is arranged. At one side lower end of the reactor pit is a passage opening. This connects the Reactor pit with a container for receiving and spreading the meltdown. This container is in an open catch room. It is there via fasteners on the ceiling of the collecting room attached. The collecting room is so what water filled that the container is completely below the Water surface. Be above the water surface there is an air volume in the collecting room. The reception room has an outlet opening that leads to a steam channel.

Der Behälter zur Aufnahme und Ausbreitung der Kernschmelze besteht aus einem gut wärmeleitfähigen Material. Sein Boden ist so geformt, daß er eine Mehrzahl von geodätisch höchst liegenden und eine Mehrzahl von geodätisch tiefstliegenden Punkten aufweist. Mit anderen Worten: Die Form des Behälter bodens ist so, als ob eine Mehrzahl von Pyramiden flächig ne beneinander angeordnet ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Behälterboden an keiner Stelle horizontal verläuft.The container for absorbing and spreading the meltdown consists of a highly thermally conductive material. His bottom is shaped so that it has a plurality of geodesic supreme lying and a plurality of geodetically lowest Points. In other words: the shape of the container floor is as if a plurality of pyramids are flat is arranged side by side. In this way it is achieved that the bottom of the container is not horizontal at any point.

An den geodätisch höchst liegenden Punkten des Behälterbodens findet sich ein Verbindungskanal zur Behälteroberseite. Der Sinn dieser Formgebung besteht darin, daß das durch die Kern schmelze erhitzte und zum Teil verdampfte Kühlwasser an dem stets geneigten Behälterboden ungehindert aufsteigen kann und die Luftblasen durch die Verbindungskanäle zur Oberfläche des Kühlwassers entweichen können. Hierdurch wird vermieden, daß sich am Behälterboden Dampfblasen ansetzen, die den Wärme übergang zwischen Behälterboden und Kühlwasser beeinträchti gen.At the geodetically highest points on the bottom of the container there is a connection channel to the top of the container. Of the The purpose of this design is that it is through the core melt heated and partially evaporated cooling water on the always inclined container floor can rise freely and the air bubbles through the connecting channels to the surface of the Cooling water can escape. This avoids that vapor bubbles build up on the bottom of the container that block the heat Transition between tank bottom and cooling water impaired gene.

Da durch die Verbindungskanäle zugleich Dampfblasen zum Was seroberfläche geleitet werden und Kühlwasser aus dem oberen Bereich des Auffangraumes in den unteren Bereich nachfließt, entsteht eine Vermischung zwischen Dampf- und Kühlwasserströ men unterschiedlicher Temperatur. Eine natürliche Kühlwasser strömung durch Konvektion stellt sich somit nur bedingt ein.Because through the connecting channels steam bubbles to what water surface and cooling water from the upper Area of the collecting space flows into the lower area, there is a mixture between steam and cooling water flows different temperature. A natural cooling water Flow through convection is therefore only limited.

Dem genannten Stand der Technik liegt das Kühlprinzip zugrunde, daß die Kernschmelze auf der Ausbreitungsfläche von unten ge kühlt wird. Der Vorteil liegt darin, daß somit der direkte Kontakt zwischen Kernschmelze und Kühlmittel vermieden wird. Da die Kernschmelze nicht in Kontakt mit Kühlmittel kommt, kann es auch nicht zu Dampfexplosionen kommen. The above-mentioned prior art is based on the cooling principle, that the meltdown ge on the spreading area from below is cooled. The advantage is that it is direct Contact between meltdown and coolant is avoided. Since the meltdown does not come into contact with coolant, steam explosions cannot occur.

Für Auffangbehälter mit diesem Kühlprinzip ist mehrfach vor geschlagen worden, die Ausbreitungsflache in dem Sinn schräg anzuordnen, daß die Kernschmelze an ihrer Oberseite auf Grund der Schwerkraft nach unten fließt, während das Kühlmittel an der Unterseite der Ausbreitungsfläche nach oben fließt, so daß eine Gegenstrom-Kühlung stattfindet (siehe z. B. US 5,186,888; DE 24 59 339 B2).For collecting containers with this cooling principle is several times before been struck, the spreading surface oblique in the sense to arrange that the meltdown is aground on its top gravity flows down while the coolant is on the underside of the spreading surface flows upwards, so that countercurrent cooling takes place (see e.g. US 5,186,888; DE 24 59 339 B2).

Aufgabe dieser Erfindung ist es, die Kühlung in einem Auf fangbehälter für eine Schmelze zu verbessern.The object of this invention is to provide cooling in one to improve the catch container for a melt.

Das Prinzip besteht dabei darin, daß die Schmelze auf einer Kühlfläche großflächig ausgebreitet wird. Infolge der großflächigen Ausbreitung weist die Schmelze eine große Oberflä che und eine geringe Schichtdicke auf, wodurch eine rasche Abkühlung und Erstarrung möglich ist. Um im Fall einer Kern schmelze ein Entweichen radioaktiver Emissionen zu vermeiden, kann der Auffangraum nach außen abgeschlossen sein.The principle is that the melt on a Cooling surface is spread over a large area. As a result of the large area Spreading, the melt has a large surface surface and a small layer thickness, which enables a quick Cooling and solidification is possible. To in the case of a core melt to prevent escape of radioactive emissions, the collecting room can be closed off from the outside.

Hierbei soll außerdem, insbesondere im Falle einer Kern schmelze, durch Konvektion eine starke, natürliche Kühlmit telströmung initiiert werden.This should also, especially in the case of a core melt, a strong, natural coolant by convection tel flow can be initiated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An spruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of the An spell 1 solved.

Die Erfindung ist auch für die Kühlung anderer Schmelzen, z. B. Hochtemperaturschmelzen in metallverarbeitenden Anlagen oder in der chemischen Industrie geeignet, wird aber im folgenden für Kernkraftanlagen und Kernschmelzen beschrieben.The invention is also for cooling other melts, e.g. B. High temperature melting in metal processing plants or suitable in the chemical industry, but will be described below described for nuclear power plants and meltdowns.

Ein Behälter zur Aufnahme und Ausbreitung der Kernschmelze in der Kernkraftanlage weist eine Kühlfläche auf, die aus gut wärmeleitfähigem Material besteht. Diese Kühlfläche ist in Bezug zur Erdnormalen schräg geneigt. Hierbei wird unter Erd normalen jeder vom Erdmittelpunkt durch die Erdoberfläche ausgehende Strahl verstanden. Die Kühlfläche ist eine schräg verlaufende Wand, die außerdem noch so beschaffen ist, daß sich die Kernschmelze darauf kaskadenartig ausbreitet und terrassenförmig verteilt. Die kaskadenartige Ausbreitung und terrassenförmige Verteilung der Kernschmelze kann bevorzugt dadurch erreicht werden, daß die Kühlfläche Staustufen für die Kernschmelze aufweist, d. h. in der schrägen Oberseite der Wand sind Querwände verankert. A container for absorbing and spreading the meltdown in The nuclear power plant has a cooling surface that looks good thermally conductive material. This cooling surface is in Relative to the normal to the earth. Here is under ground normal everyone from the center of the earth through the earth's surface outgoing beam understood. The cooling surface is oblique running wall, which is also such that the meltdown then cascades and distributed in terraces. The cascade-like spread and terraced distribution of the meltdown may be preferred can be achieved in that the cooling surface barrages for has the meltdown, d. H. in the sloping top of the Cross walls are anchored to the wall.

Ist die oberste Staustufe auf der Kühlfläche mit Kernschmelze gefüllt, so überfließt die weiter hinzutretende Kernschmelze die erste Stauwand und breitet sich in der zweiten Staustufe aus. Ist auch diese Staustufe mit Kernschmelze gefüllt, so über fließt die weiter hinzutretende Kernschmelze die zweite Stau wand, um sich sodann in der dritten Staustufe auszubreiten. Dieser Vorgang wiederholt sich bis entweder alle Staustufen mit Kernschmelze gefüllt sind oder keine Kernschmelze mehr nachfließt.Is the top dam on the cooling surface with meltdown filled, the meltdown to be added flows over the first dam wall and spreads in the second dam stage. If this barrage is also filled with meltdown, so about the further meltdown flows the second traffic jam wall to then spread out in the third barrage. This process is repeated until either all barrages are filled with meltdown or no more meltdown continues to flow.

Unterhalb der Kühlfläche ist der Auffangraum mit Kühlmittel gefüllt. Als Kühlmittel kann insbesondere Wasser zur Verwen dung gelangen. Wird nunmehr die Kühlfläche mit Kernschmelze beaufschlagt, so gibt die Kernschmelze ihre Wärmeenergie an die Kühlfläche ab. Durch die Kühlfläche wird die Wärmeenergie in das Kühlmittel weitergeleitet. Dadurch wird ein Blasensie den des Kühlmittels an der Unterseite der Kühlfläche initi iert. Das erwärmte Kühlmittel und die Kühlmittel-Dampfblasen steigen entlang der geneigten Kühlmittelfläche auf. Als Folge strömt noch kaltes Kühlmittel zur Unterseite der Kühlfläche. Durch die einsetzende Konvektion wird ein Kühlmittelstrom entlang der Unterseite der Kühlfläche hervorgerufen.The collecting area with coolant is below the cooling surface filled. In particular, water can be used as the coolant arrive. Now the cooling surface with meltdown applied, the meltdown indicates its thermal energy the cooling surface. Through the cooling surface, the thermal energy is in the Coolant passed on. This will make you a bladder initiate the coolant at the bottom of the cooling surface iert. The heated coolant and the coolant vapor bubbles rise along the inclined coolant surface. As a result cold coolant still flows to the bottom of the cooling surface. Through the onset of convection, there is a flow of coolant along the bottom of the cooling surface.

Vorzugsweise befindet sich im Auffangraum unter der Kühlflä che ein keilförmiger Füllkörper. Zwischen der Kühlfläche und dem Füllkörper existiert ein hinreichend breiter Kanal für das Kühlmittel ("Hauptkühlkanal"), der die schräge Wand von unten praktisch auf ihrer ganzen Fläche kühlt. Desgleichen existiert ein ("unterer") Kühlmittelkanal zwischen dem Füll körper und dem Boden des Auffangraumes. Ein ("seitlicher") Kühlmittelkanal besteht fernerhin zwischen dem Füllkörper und jenen Seitenwänden des Auffangraumes, die der Spitze und der Breitseite des keilförmigen Kühlkörpers gegenüberliegen. Wird nunmehr das Kühlmittel an der Unterseite der Kühlfläche durch die Kernschmelze erhitzt, so strömt es durch den Kühlmittel kanal zwischen Kühlfläche und Füllkörper schräg nach oben. Dadurch entsteht unter dem unteren Bereich der Kühlfläche ein Unterdruck im Hauptkühlkanal. Infolgedessen wird Kühlmittel aus dem zwischen dem Füllkörper und dem Boden des Auffangrau mes befindlichen unteren Kühlmittelkanal in den Unterdruckbe reich nachgeführt. Der untere Kühlmittelkanal wird gespeist durch das Kühlmittel, das sich im seitlichen Kühlmittelkanal, also zwischen der Breitseite des keilförmigen Füllkörpers und der gegenüberliegenden Seitenwand des Auffangraumes befindet. Auf diese Weise entsteht eine effektive Naturzirkulation des Kühlmittels um den Füllkörper herum und ein stetiger Kühlmittel strom entlang der Unterseite der Kühlfläche.It is preferably located in the collecting area under the cooling surface che a wedge-shaped packing. Between the cooling surface and there is a sufficiently wide channel for the packing the coolant ("main cooling duct") that covers the sloping wall of cools down practically over their entire surface. The same there is a ("lower") coolant channel between the fill body and the floor of the collecting space. A ("side") Coolant channel also exists between the packing and those side walls of the collecting space, the top and the Opposite broad side of the wedge-shaped heat sink. Becomes now through the coolant at the bottom of the cooling surface the meltdown heats up, so it flows through the coolant channel between the cooling surface and filler obliquely upwards. This creates a below the lower area of the cooling surface Negative pressure in the main cooling duct. As a result, coolant from the between the packing and the bottom of the collecting area mes located lower coolant channel in the vacuum richly updated. The lower coolant channel is fed through the coolant that is in the side coolant channel, thus between the broad side of the wedge-shaped packing and the opposite side wall of the collecting room. This creates an effective natural circulation of the Coolant around the packing and a steady coolant current along the bottom of the cooling surface.

Der entstehende Kühlmitteldampf wird vorzugsweise zentral ab geleitet. Die Dampfableitung kann sich dabei z. B. oberhalb des Kühlmittelkanals befinden, der durch die Breitseite des keilförmigen Füllkörpers und der gegenüberliegenden Seiten wand des Auffangraumes gebildet wird.The coolant vapor produced is preferably removed centrally headed. The steam discharge can z. B. above of the coolant channel, which is through the broad side of the wedge-shaped packing and the opposite sides wall of the collecting space is formed.

Die Figur zeigt in schematischer Art und Weise ein Ausfüh rungsbeispiel eines Auffangraumes für Kernschmelze im Quer schnitt.The figure shows an embodiment in a schematic manner Example of a collection room for meltdown in the cross cut.

In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel eines Auffangraumes 1 im Falle einer Kernschmelze zu sehen. Des weiteren ist der untere Teil eines Reaktordruckbehälters 2 zu erkennen, der sich in einer Reaktorgrube 3 befindet. Ein Teil 21 des Reaktor druckbehälters ist durchgeschmolzen. Aus ihm tritt Kern schmelze 4 aus. Die aus dem Reaktorkern 2 austretende Kern schmelze 4 wird über ein Schmelzleitsystem 5 in einen Behäl ter 6 zur Aufnahme und Ausbreitung der Kernschmelze eingelei tet. Hierfür ist unterhalb und seitlich des Reaktordruckbe hälters 2 in der Reaktorgrube 3 eine Durchlaßöffnung 7 vorge sehen, die die Reaktorgrube 3 mit dem Behälter 6 verbindet. Bis auf die Durchlaßöffnung 7 ist der Behälter 6 gegenüber seiner Umgebung abgeschlossen.In the figure, an embodiment of a collecting space 1 can be seen in the case of a meltdown. The lower part of a reactor pressure vessel 2 , which is located in a reactor pit 3, can also be seen. A part 21 of the reactor pressure vessel has melted. Core melt 4 emerges from it. The emerging from the reactor core 2 core melt 4 is introduced via a melt guide system 5 in a container ter 6 for receiving and spreading the core melt. For this purpose, a passage opening 7 is provided below and to the side of the reactor pressure vessel 2 in the reactor pit 3 , which connects the reactor pit 3 to the container 6 . Except for the passage opening 7 , the container 6 is sealed off from its surroundings.

Die Wandungen des Behälters 6 bestehen aus einem wärmeleitfä higen Metall. Vorzugsweise wird Stahl verwendet. Ein derart gut wärmeleitfähiges Material ist nicht nur für den Boden des Behälters 6, der als Kühlfläche 61 dient, erforderlich, son dern auch für die übrigen Wandungen. Diese werden nämlich durch die flüssige Kernschmelze 4 einer Wärmestrahlung ausge setzt. Vorzugsweise verfügen die Behälterwandungen über ein hier nicht eingezeichnetes Kühlsystem. Die Wandstärken der Behälterwandungen betragen vorzugsweise 1 cm bis 10 cm. Ins besondere für den Behälterboden als Kühlfläche 61 wird eine Wandstärke von 5 cm besonders bevorzugt. In der Zeichnung sind die Wandstärken des Behälters 6 überproportional darge stellt.The walls of the container 6 consist of a thermally conductive metal. Steel is preferably used. Such a good heat-conductive material is not only necessary for the bottom of the container 6 , which serves as a cooling surface 61 , but also for the other walls. These are namely by the liquid meltdown 4 sets a heat radiation. The container walls preferably have a cooling system, not shown here. The wall thicknesses of the container walls are preferably 1 cm to 10 cm. A wall thickness of 5 cm is particularly preferred, particularly for the container bottom as cooling surface 61 . In the drawing, the wall thicknesses of the container 6 are disproportionately Darge.

Als Kühlfläche 61 für die Kernschmelze 4 dient der Boden des Behälters. Dieser ist gegenüber der Erdnormalen schräg ge neigt. Die Kühlfläche 61 weist an ihrer Oberseite 611 eine Mehrzahl von Staustufen 8 auf. Diese Staustufen 8 werden durch Querwände gebildet, die von der Oberfläche der schrägen Wand, die den Boden des Behälters (also die Kühlfläche) bildet, nach oben ragen, d. h. entlang der Isohypsen der geneigten Kühlflä che 61 sind Barrieren 81 für die Kernschmelze 4 nach der Art von Staudämmen errichtet. Diese Barrieren 81 bestehen vor zugsweise aus dem selben Material wie die Wandungen des Be hälters 6, insbesondere aus dem Material, aus dem die Kühl fläche 61 besteht. Zum Schutz vor der thermischen Befastung durch die Kernschmelze 4 sind die Barrieren 81 an ihrer in Steigrichtung der Kühlfläche 61 weisenden Seite mit einer Wärmedämmschicht 82 versehen. Diese Wärmedämmschicht 82 kann insbesondere aus einer Hochtemperaturkeramik bestehen.The bottom of the container serves as cooling surface 61 for the meltdown 4 . This is inclined towards the earth's normal. The cooling surface 61 has a plurality of barrages 8 on its upper side 611 . These barrages 8 are formed by transverse walls which protrude from the surface of the inclined wall which forms the bottom of the container (i.e. the cooling surface), ie along the isohypses of the inclined cooling surface 61 there are barriers 81 for the meltdown 4 according to the Kind of dams erected. These barriers 81 are preferably made of the same material as the walls of the loading container 6 , in particular of the material from which the cooling surface 61 is made. To protect against thermal contamination by the meltdown 4 , the barriers 81 are provided with a thermal insulation layer 82 on their side pointing in the rising direction of the cooling surface 61 . This thermal barrier coating 82 can in particular consist of a high-temperature ceramic.

Der Behälter hat bevorzugt eine trichterartige Form, so daß er einem antiken Amphitheater ähnelt.The container preferably has a funnel-like shape, so that it resembles an ancient amphitheater.

Wird nunmehr Kernschmelze 4 durch die Durchlaßöffnung 7 ins Innere des Behälters geleitet, so füllt sich zuerst die ober ste der Staustufen 8 auf der Kühlfläche 61, bis der Pegel der Schmelze den oberen Rand der Barriere 81 erreicht. Bei weite rem Zufluß von Kernschmelze 4 überfließt diese die oberste der Staustufen 8 kaskadenartig und füllt die darunterliegende Staustufe auf. Ist auch hier der Pegelstand der Kernschmelze 4 bis zum oberen Ende der Barriere gestiegen, so wird auch die Barriere der zweiten Staustufe kaskadenartig von der Kernschmelze überflossen und somit die dritte Staustufe ge füllt. Dieser Vorgang setzt sich zum unteren Ende der Kühl fläche 61 so lange fort, bis entweder auch die unterste der Staustufen 8 mit Kernschmelze 4 gefüllt ist oder bis der Zu fluß von Kernschmelze 4 durch die Durchlaßöffnung 7 versiegt. Durch diese Art des kaskadenartigen Überfließens der Staustu fen 8 durch die Kernschmelze 4 verteilt sich diese auf der Kühlfläche 61 terrassenartig.Now meltdown 4 is passed through the passage opening 7 into the interior of the container, so the top of the barrages 8 fills first on the cooling surface 61 until the level of the melt reaches the upper edge of the barrier 81 . When rem remainder of meltdown 4 flows over the top of the barrages 8 cascade and fills the underlying barrage. If the level of the meltdown 4 has risen to the upper end of the barrier here as well, the barrier of the second barrage is overflowed by the meltdown and thus fills the third barrage. This process continues to the lower end of the cooling surface 61 until either the lowest of the barrages 8 is filled with meltdown 4 or until the flow of meltdown 4 through the passage opening 7 dries up. Through this type of cascade-like overflow of the barrage 8 fen through the meltdown 4 , this is distributed on the cooling surface 61 like a terrace.

Unterhalb der Kühlfläche 61 ist der Auffangraum 1 mit Kühl mittel 9 gefüllt. Als Kühlmittel kann insbesondere Wasser dienen. Der Kühlmittelpegel 91 kann dabei seitlich der Kühl fläche 61 - wie in der Figur dargestellt - höher als der höchste Bereich der Kühlfläche 61 liegen. Über dem Kühlmit telpegel 91 befindet sich ein Gasvolumen 10 im Auffangraum 1. Dieses Gasvolumen 10 ist mit Luft gefüllt und schließt an eine Austrittsöffnung 11 an, die zu einem Dampf kanal 12 führt.Below the cooling surface 61 , the collecting space 1 is filled with coolant 9 . Water in particular can serve as the coolant. The coolant level 91 can laterally the cooling surface 61 - as shown in the figure - be higher than the highest area of the cooling surface 61 . Above the coolant level 91 there is a gas volume 10 in the collecting space 1 . This gas volume 10 is filled with air and connects to an outlet opening 11 which leads to a steam channel 12 .

Unterhalb der Kühlfläche 61 befindet sich im Auffangraum 1 ein keilförmiger Füllkörper 13. Die Oberseite 131 des keil förmigen Füllkörpers 13 ist parallel zur Unterseite 612 der Kühlfläche 61. Sie ist jedoch von der Unterseite 612 der Kühlfläche 61 so weit entfernt, daß zwischen den beiden Flä chen ein verhältnismäßig großer Kühlmittelkanal 92 entsteht, der mit Kühlmittel 9 gefüllt ist (Hauptkühlmittelkanal). Des weiteren ist die Unterseite 132 des keilförmigen Füllkörpers 13 vom Boden 14 des Auffangraumes 1 so weit entfernt, daß auch hier ein mit Kühlmittel 9 gefüllter Kühlmittelkanal 93 vorliegt (unterer Kühlmittelkanal). An seiner vorderen Spitze 133 hält der keilförmige Füllkörper 13 von der Wand des Auf fangraumes 1, auf welche er hinzeigt, einen hinreichend gro ßen Abstand, so daß die Kühlmittelkanäle 92 und 93 an dieser Stelle miteinander verbunden sind. Aufgrund des Abstandes der Breitseite 134 des keilförmigen Füllkörpers 13 von der dieser Breitseite 134 gegenüberliegenden Wand des Auffangrau mes 1 entsteht ein seitlicher Kühlmittelkanal 94, der auch auf dieser Seite eine Verbindung zwischen den Kühlmittelkanä len 92 und 93 bewirkt. Auf diese Weise wird der Füllkörper 13 so mit Kühlmittel 9 umgeben, daß dieses um jenen zirkulieren kann.Below the cooling surface 61 there is a wedge-shaped filler 13 in the collecting space 1 . The top 131 of the wedge-shaped filler 13 is parallel to the bottom 612 of the cooling surface 61 . However, it is so far away from the underside 612 of the cooling surface 61 that a relatively large coolant channel 92 is formed between the two surfaces and is filled with coolant 9 (main coolant channel). Furthermore, the underside 132 of the wedge-shaped filler 13 is so far away from the bottom 14 of the collecting space 1 that a coolant channel 93 filled with coolant 9 is also present here (lower coolant channel). At its front tip 133 , the wedge-shaped filler 13 holds a sufficiently large distance from the wall of the catch chamber 1 , to which it points, so that the coolant channels 92 and 93 are connected to one another at this point. Due to the distance of the broad side 134 of the wedge-shaped packing 13 from the wall of the Auffangrau mes 1 opposite this broad side 134 , a lateral coolant channel 94 is formed , which also causes a connection between the coolant channels 92 and 93 on this side. In this way, the filler 13 is surrounded with coolant 9 so that it can circulate around it.

Werden nunmehr im Falle einer Kernschmelze die Staustufen 8 mit Kernschmelze 4 gefüllt, so wird die Wärmeenergie der Kernschmelze 4 durch die Kühlfläche 61 an das im Kühlmittel kanal 92 befindliche Kühlmittel 9 abgegeben. Hierdurch wird ein Blasensieden des Kühlmittels 9 an der Unterseite 612 der Kühlfläche 61 ausgelöst. Das erwärmte Kühlmittel steigt mit samt den entstandenen Dampfblasen durch den Kühlmittelkanal 92 in Richtung des dort eingezeichneten Pfeiles nach oben. Die Dampfblasen steigen an die Oberfläche 91 des Kühlmittels 9 und geben ihren Inhalt an den Gasraum 10 ab. Dieser Kühl mitteldampf kann durch die Austrittsöffnung 11 in den Dampf kanal 12 gelangen und dort abgeführt werden. Auf diese Weise wird ein Überdruck durch verdampfendes Kühlmittel 9 im Auf fangbehälter 1 vermieden.If the barrages 8 are now filled with meltdown 4 in the case of a meltdown, the thermal energy of the meltdown 4 is released through the cooling surface 61 to the coolant 9 located in the coolant channel 92 . This causes a bubble boiling of the coolant 9 on the underside 612 of the cooling surface 61 . The heated coolant rises together with the resulting vapor bubbles through the coolant channel 92 in the direction of the arrow drawn up there. The vapor bubbles rise to the surface 91 of the coolant 9 and deliver their contents to the gas space 10 . This cooling medium vapor can pass through the outlet opening 11 into the steam channel 12 and be discharged there. In this way, overpressure by evaporating coolant 9 in the collecting container 1 is avoided.

Andererseits entsteht im unteren Bereich das Kühlmittelkanals 92 ein Unterdruck im Kühlmittel 9. Dieser Unterdruck wird dadurch ausgeglichen, daß noch nicht erhitztes Kühlmittel 9 aus dem Kühlmittelkanal 93 in der dort eingezeichneten Pfeilrich tung nachströmt. Der Kühlmittelkanal 93 wird mit Kühlmittel 9 aus dem Kühlmittelkanal 94 gespeist. Dort sinkt relativ küh les Kühlmittel in den unteren Bereich 941. Das noch relativ kühle Kühlmittel im oberen Bereich 942 des Kühlmittelkanals 94 wird durch das im Kühlmittelkanal 92 erhitzte Kühlmittel 9 verdrängt und in Pfeilrichtung nach unten in Richtung des Be reiches 941 gedrückt. Auf diese Art und Weise entsteht in Richtung der Pfeile eine effektive Kühlmittelströmung. Es wird so gewährleistet, daß stets verhältnismäßig kühles Kühl mittel 9 von unten in den Kühlmittelkanal 92 einströmt und so eine effektive Kühlung der Kühlfläche 61 bewirkt.On the other hand, the coolant channel 92 creates a negative pressure in the coolant 9 in the lower region. This negative pressure is compensated for by the fact that coolant 9 , which has not yet been heated, flows in from the coolant channel 93 in the direction of the arrow shown there. The coolant channel 93 is fed with coolant 9 from the coolant channel 94 . There coolant coolant sinks into the lower region 941 . The still relatively cool coolant in the upper region 942 of the coolant channel 94 is displaced by the coolant 9 heated in the coolant channel 92 and pressed down in the direction of the arrow in the direction of the region 941 . In this way, an effective coolant flow occurs in the direction of the arrows. It is thus ensured that always relatively cool cooling medium 9 flows from below into the coolant channel 92 and thus causes effective cooling of the cooling surface 61 .

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel befindet sich der Auffangraum 1 direkt unterhalb der Reaktorgrube 3. Selbstver ständlich sind auch Ausführungsformen realisierbar, bei denen der Auffangraum 1 seitlich unterhalb der Reaktorgrube 3 ange bracht ist.In the exemplary embodiment described, the collecting space 1 is located directly below the reactor pit 3 . Of course, embodiments are also feasible in which the collecting space 1 is introduced laterally below the reactor pit 3 .

Claims

1. Collection chamber ( 1 ) for a melt, in particular a core melt ( 4 ) of a nuclear power plant, with a container ( 6 ) for receiving and spreading the melt ( 4 ), the cooling surface ( 61 ) of which is made of a highly thermally conductive material and by a underlying coolant ( 9 ) is cooled, characterized in that the cooling surface ( 61 ) lies obliquely with respect to the normal to the earth and the melt ( 4 ) spreads out in a cascade fashion and distributes it in terraces.

2. Collection chamber ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in the case of heating by a hot melt, a flow of the coolant ( 9 ) under the cooling surface ( 61 ) of the container ( 6 ) can be generated by convection.

3. Collection chamber ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that under the container ( 6 ) is a packing ( 13 ) so that between this and the underside ( 612 ) of the cooling surface ( 61 ) of the container ( 6 ) and between this and the bottom ( 14 ) of the collecting space ( 1 ) each have a coolant channel ( 92 , 93 ) before and these two coolant channels ( 92 , 93 ) at the ends with each other directly or through a further coolant channel ( 94 ) are connected.