DE2061351A1 - Method and device for combating sodium fires - Google Patents
Method and device for combating sodium firesInfo
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United Kingdom Atomic Energy Authority, 11, Charles II Street,United Kingdom Atomic Energy Authority, 11, Charles II Street,
Iondon, S.W.1, EnglandIondon, S.W.1, England
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 61607/69 vom 17. Dez. 1969 beansprucht.For this filing, the priority is taken from the UK Claimed patent application No. 61607/69 dated Dec. 17, 1969.
Verfahren und Vorrichtung zur Bekämpfung Yon^Natriumbräncien^Method and device for combating Yon ^ sodium burns ^
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Verrichtung zur Bekämpfung von Natriumbränden in einer Anlage, bei welcher Natrium in flüssiger (geschmolzener) Form verwendet wird. Ein Beispiel für eine solche Anlage ist ein natriumgekühlter Schnelibrüter-Kernreaktor für Energieerzeugung.The invention relates to a method and a Performs to fight sodium fires in a facility, which uses sodium in liquid (molten) form. An example of such a system is a sodium-cooled one Schnelibrüter nuclear reactor for power generation.
Bei natriumgekühlten Schnellhrüter-Kernreaktoren ist es üblich, Wärme im Reaktorkern auf strömendes, flüssiges Natrium zu übertragen, wobei das erhitzte Natrium nach einem oder mehreren Primär-Wärmetausehern geleitet wird, in welchen Wärme auf ein iJekundär-Wäriueübertragungümedium, ebenfalls.· Natrium,In the case of high-speed sodium-cooled nuclear reactors, it is common to heat the reactor core on flowing liquid sodium to transfer, wherein the heated sodium is directed to one or more primary heat exchangers, in which heat to a secondary heat transfer medium, also sodium,
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übertragen wird, welches Dampferzeugungs-Wärmetauschern zugeleitet wird, wobei der erzeugte und überhitzte Dampf in einer Kraftmaschine beispielsweise einer Turbine, zur •Energieerzeugung verwendet wird. Während die Primär-Wärmetauscher gewöhnlich in einem abgeschirmten Behälter untergebracht sind, der außerdem den Reaktorkern,, ein Natrium-Schmelzbad, in welches der Kern eingetaucht ist, sowie Pumpen enthält, um eine Natriumstrümung zwischen Kern und Primär-Wärmetauschern zu erzeugen, v.'ird das Sekundär-Natrium üblicherweise aus dem Roaktortank nach Dampf erzeugungs-Wärmetauschern gefördert, die auiBerhalb des Tanks angeordnet sLnd. Dies erfordert die Verwendung von Rohren großer Bohrung, um das Natrium zu befördern, und sollte ein Leck in irgendeinem dieser Rohre auftreten, oder sollten solche Rohre unter fehlerhaften Bedingungen zu Bruch gehen, so entzündet sich flüssiges Natrium, welches -uit der Außenluft in der Umgebung der Rohre in Berührung kommt, spontan und wird so lange weiterbrennen, wie die Zufuhr von NatrUm andauert. Die durch das brennende Natrium erzeugten Dämpfe bzw. Rauchgase werden sich reichlich entwickeln und die Umgebung für das Bedienungspersonal schnell unpassierbar bzw. unhaltbar machen, was die Sicherheit der gesamten Reaktoranlage gefährden könnte..is transmitted, which steam generating heat exchangers fed is, the generated and superheated steam in an engine, for example a turbine, for • energy generation is used. While the primary heat exchangers are usually housed in a shielded container, the also the reactor core, a sodium melt bath in which the core is submerged, as well as contains pumps, to a sodium erosion between core and primary heat exchangers, The secondary sodium is usually taken from the Roaktor tank promoted to steam generating heat exchangers that are outside of the tank sLnd. This requires, and should, the use of large bore tubing to carry the sodium a leak occurs in any of these pipes, or should such pipes break under faulty conditions, in this way liquid sodium ignites, which -uit the outside air comes into contact in the vicinity of the pipes spontaneously and will continue to burn as long as the supply of sodium continues. The vapors or vapors produced by the burning sodium Smoke gases will develop in abundance and the environment will quickly become impassable or unsustainable for the operating personnel do what could endanger the safety of the entire reactor plant ..
Es ist bekannt, daß, wenn man brennendem Natrium die Möglichkeit gibt, durch eine perforierte Hatte bzw. Lochplatte in einen Behälter unterhalb der !'latte zu fallen, und es in diesem Behälter dicht einschließt, R?juch und Dämpfe von dem brennenden Natrium in gewissem Maße reduziert werden.It is known that if burning sodium is given the option, a perforated plate can be used to fall into a container below the! 'latte, and it tightly encloses in this container, r? juch and vapors be reduced to some extent by the burning sodium.
Der Erfindung . liegt die Aufgabe zugrunde, ei.n Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche die durch brennendes Natrium hervorgerufene Gefahr im Verein ion i.ui bekannten Ve rf fahren und Vorrichtungen noch weiter vermiiuler t.The invention . for its object to provide ei.n method and apparatus, which drive caused by burning sodium danger in association known ion i.ui Ve rf and apparatus further vermiiuler t.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bekämpfung von Natriumbränden, die durch Auslaufen von geschmolzenem Natrium aus einer Leitung oder einem Behälter für das geschmolzene Natrium entstehen, v/eist die Verfahrensschritte des Hinleitens von ausfließendem, geschmolzenem Natrium nach einer Lochplatte, damit es durch diese hindurchfällt, des Einfangens und Pesthaltens des geschmolzenen Natriums in einem Behälter, der mit der Lochplatte dicht verbunden ist und sich unterhalb derselben befindet, auf, gefolgt von den Verfahrensschritten des Streuens von nicht-hygroskopischem, nicht-toxischem, trockenem Teilchenmaterial zur Bildung einer Abdeckung auf der Lochplatte, wobei die Teilchengröße des Teilchenmaterials bz\-/. Streugutes so ist, daß ein überwiegender Teil des lüilchennateriais auf der Lochplatte zurückgehalten wird, und w^bei das Teilchenmaterial mit Natrium und ;.iit dem Werkstoff der Lochplatte verträglich ist.A method according to the invention for combating sodium fires, which result from the leakage of molten sodium from a line or a container for the molten sodium, v / eist the process steps of guiding the flowing, molten sodium to a perforated plate so that it falls through this, of trapping and holding the molten sodium in a container sealed to and below the orifice plate, followed by the steps of scattering non-hygroscopic, non-toxic, dry particulate material to form a cover on the orifice plate, wherein the particle size of the particulate material bz \ - /. The material to be spread is such that a predominant part of the lüilchennateriais is retained on the perforated plate, and the particulate material is compatible with sodium and the material of the perforated plate.
Sin Beispiel für ein geeignetes Teilchenmaterial ist entleimtes, abgeschiefertes Vermiculit. Ein anderes Beispiel für ein geeignetes Teilchenmaterial ist Perlit.An example of a suitable particulate material is deflated, flaked vermiculite. Another example of a suitable particulate material is pearlite.
Vorzugsweise amfaßt das erfindungsgemäise'Verfahren den weiteren Verfahrensschritt des Aufbauens und Aufrechterhaltens einer inerten, verbrennungshemmenden Atmosphäre zwischen dem Behälter und der Lochplatte.The method according to the invention preferably comprises the further process step of building and maintaining an inert, combustion-inhibiting atmosphere between the container and the perforated plate.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausübung eines Verfahrens zur Bekämpfung vnn Natriumbränden weist eine Lochplatte, einen unterhalb derselben angeordneten Behälter, eine Einrichtung, welche zv/io-chon dem Behälter und der Lochplatte abdichtet, eine Einrichtung, welche geschmolzenes Natrium, das aus einer Leitung oder einem Behälter für dieses, ausfließt,A device according to the invention for exercising a Procedure for fighting sodium fires has a perforated plate, a container arranged below the same, a device which zv / io-chon the container and the perforated plate seals, a device that removes molten sodium that from a pipe or a container for this, flows out,
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so leitet, daß es durch die Lochplatte hindurchfällt und im Behälter aufgefangen und festgehalten wird, sowie eine Einrichtung zum Streuen eines nicht-hygroskopischen, nichttoxischen, trockenen Teilchenmaterials zur Bildung einer Abdeckung auf der Lochplatte auf.so that it falls through the perforated plate and is caught and retained in the container, and means for scattering a non-hygroscopic, non-toxic, dry particulate material to form a cover on the perforated plate.
Die Lochplatte und der Behälter werden vorzugsweise auf der einen Seite des vertikal unterhalb der Leitung oder des Behälters für das Natrium liegenden Bereiches angeordnet, wobei die Einrichtung zun Leiten des aus der Leitung oder dem Behälter ausfließenden, geschmolzenen Natriums eine geneigte Oberfläche aufweist, die sich seitlich von dem Bereich vertikai unterhalb der Leitung oder des Behälters erstreckt und nach der Lochplatte hinführt.The perforated plate and the container are preferably on one side of the vertically below the line or of the container for the sodium lying area, the device for guiding the from the line or the The container of effluent molten sodium has an inclined surface that extends laterally from the area vertikai extends below the line or the container and leads to the perforated plate.
Lie Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur eine fragmentarische, schematische perspektivische Ansicht wiedergibt. Lie invention will now be based on it, for example Representative drawing described, the single figure shows a fragmentary, schematic perspective view.
Mit Bezug auf die Zeichnung werden bei der Konstruktion einer Einrichtung zum Bekämpfen von Natriumbränden, wie sie dargestellt ist, in der Nähe großer natriumführender Rohre (von denen eines dargestellt und mit 1 bezeichnet ist) Laufgänge oder Laufstege (von denen einer dargestellt und mit 2 bezeichnet ist) vorgesehen, welche die Betriebs- oder Bedienungsfläche eines grof3en natriumgekühlten, energieerzeugenden Schnellbrüter-Kernreaktors überspannen und so angeordnet sind, daß sie sich in Richtungen erstrecken,'die für die Beweglichkeit und die Ausführung von Arbeiten für das Bedienungspersonal zweckmäßig sind. Die Laufstege sind nicht unter den Natriumrohren angeordnet, und zwar aus Gründen der Sicherheit für das Bedienungspersonal, sondern sind eindeutig auf der einen Seite, wie in der Zeichnung dargestellt, angeordnet. Unter den Rohren befindet sicn eine Bet^n-Laufflache 3, die in Richtung ru.ch dor einen Seite des LaufstegsReferring to the drawing, in constructing a sodium fire fighting device such as is shown, in the vicinity of large sodium-carrying pipes (one of which is shown and labeled 1) Walkways or walkways (one of which is shown and denoted by 2) are provided, which the operational or Control surface of a large sodium-cooled, energy-generating Spanning fast breeder nuclear reactors and are arranged to extend in directions' appropriate for the mobility and the execution of work are appropriate for the operating personnel. The catwalks are not placed under the sodium tubes, for reasons of operator safety, but are unambiguous on one side, as shown in the drawing, arranged. There is a bed tread under the tubes 3, the one in the direction of ru.ch dor one side of the catwalk
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geneigt ist, wobei eine ähnliche Beton-Lauffläche 4 vorgesehen ist, die in Richtung auf die andere Seite des Laufstegs 2 geneigt ist. Der Laufsteg 2 wird zweckmäßig von einer Vielzahl.von Querträgern abgestützt, von denen einer in der · Zeichnung dargestellt und mit 10 bezeichnet ist, welche auf Absätzen 5, 6 in den Laufflächen 3, 4 aufliegen. Ein Trog bzw. Graben 7 erstreckt sich unterhalb des Laufsteges 2 über die volle Länge des letzteren.is inclined, with a similar concrete tread 4 provided which is inclined towards the other side of the catwalk 2. The catwalk 2 is expediently of a Supported by cross members, one of which is in the Drawing is shown and denoted by 10, which rest on paragraphs 5, 6 in the treads 3, 4. A trough or trench 7 extends below the catwalk 2 over the full length of the latter.
Der Laufsteg 2 wird von einer Metallplatte 8 gebildet, die zweckmäßig eine Dicke von 1/8 Zoll (etwa 3 mm) hat und Perforierungen bzw. Löcher 9 aufweist, die entweder einen runden Querschnitt (wie dargestellt) oder — vom Gesichtspunkt der Herstellung, zweckmäßiger — einen quadratischen Querschnitt aufweisen. Der Durchmesser bzw. die Breite der Löcher 9 beträgt vorzugsweise 3/8 Zoll (9»5 mm) und am besten nicht weniger als 1/4 Zoll (6,4 mm), da bei jeder geringeren Dimension die Oberflachenspannung ein freies Durchfließen von Natrium durch die Platte hindurch verhindern würde. Andererseits sollten die Löcher auch nicht so groß sein, daß die Granulate bzw, Körner, auf die nachfolgend noch eingegangen wird, durch sie hindurchgelangen können. Die Löcher 9 sind so voneinander in Abstand angeordnet, daß 30$ offene Fläche gebildet werden.·Zweckmäßig ist der Trog etwa 1 Fuß (etwa 30 cm) tief und ist so ausgelegt, daß er das ganze Natrium aus dem undichten .Rohr aufnimmt, während ein Raum von mindestens 3 Zoll (1,6 cm) zwischen dem Spiegel des Natriums und dem Laufsteg 2 übrigbleibt.The catwalk 2 is formed by a metal plate 8 which is suitably 1/8 inch (about 3 mm) thick and has perforations or holes 9 which are either round in cross-section (as shown) or, from a manufacturing point of view, more appropriate - Have a square cross-section. The diameter or the width of the holes 9 is preferably 3/8 inch (9 »5 mm) and most preferably not less than 1/4 inch (6.4 mm), since with every smaller dimension the surface tension allows sodium to flow through freely would prevent through the plate. On the other hand, the holes should not be so large that the granules or grains, which will be discussed below, can pass through them. The holes 9 are spaced from one another to form 30% open area. Conveniently, the trough is about 1 foot (about 30 cm) deep and is designed to hold all of the sodium from the leaky pipe while a space of at least 3 inches (1.6 cm) is left between the mirror of sodium and catwalk 2.
Eü ist eine Einrichtung zum Zuführen von nicht-hygroskopischen, nicht-tnxischen, trockenen Granulaten bzw. Körnern Eü is a device for feeding non-hygroscopic, non-toxic, dry granules or grains
Badbath
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zur Oberfläche des Laufsteges 2 von oben vorgesehen, wenn auch in· 3er Zeichnung nicht dargestellt. Eine solche Einrichtung weist zweckmäßig einen herkömmlichen Füllberälter und einen damit verbundenen Streuer auf, wobei ein Absperrventil vorgesehen ist, welches 'in betätigtem Zustand die Granulate, welche im Füllbehälter gespeichert sind, freigibt, damitfc sie auf den Laufsteg 2 fallen und über diesen verstreut werden. Im Idealfalle sollten, wenn Vermiculit das Material der Granulate bildet, die Granulate nach dem Streuen etwa 3 Zoll (7,6 cm) dick auf den Laufsteg liegen. V/ird Vermiculit verwendet, so sollte dies entleimt und abgeschiefert /delaminated and exfoliated/ sein und eine solche durchschnittliche Partikelgröße haben, daß im wesentlichen keine . Körner durch die Löcher 9 der Platte 8 hindurchgelangen.provided to the surface of the catwalk 2 from above, if also not shown in the figure 3 drawing. Such a facility expediently has a conventional filling container and an associated spreader, with a shut-off valve it is provided, which 'releases the granules that are stored in the filling container when actuated, so that they fall on catwalk 2 and scattered over it will. In the ideal case, if vermiculite forms the material of the granules, the granules should be about after spreading Lie 3 inches (7.6 cm) thick on the catwalk. If vermiculite is used, it should be degummed and scraped off / delaminated and exfoliated / be and such an average Particle size have that essentially none. Get grains through the holes 9 of the plate 8 through.
Der Trog 7 weist Vorkehrungen zum Herstellen und Aufrechterhalten einer inerten Atmosphäre unter dem Laufsteg auf. Dies geschieht zweckmäßig durch Inertgas-Zuführrohre 11, die mit beiden leiten des Troges 7 durch den die Laufflächen 3, 4 bildenden Beton hindurch in Verbindung stehen, wobei die Rohre 11 mit einer Ring-Hauptleitung, von der nur ein Bruchstück dargestellt und rit 12 bezeichnet ist, von einer Inertgasversorgung her verbunden sind und die Ring-Hauptleitung 12 ein Kontrollsystem (nicht dargestellt) aufweist, v/elches schnell betätigbar ist, um eine Iner(!gasspülung des Raumes unterhalb des Laufsteges 2 durchzuführen und eine Inertgas-Atmosphäre darin aufzubauen, die nachfolgend beispielsweise mit einer Rate von 10 Volumenwecnseln pro otunrie gewechselt wird. Ein geeignetes Inertgas ist Argon.The trough 7 has provisions for making and maintaining an inert atmosphere under the catwalk. This is expediently done through inert gas feed pipes 11, which are in communication with both lines of the trough 7 through the concrete forming the running surfaces 3, 4, the Pipes 11 with a ring main line, of which only a fragment and labeled rit 12, from an inert gas supply are connected forth and the main ring line 12 has a control system (not shown), v / elches can be operated quickly to flush the room with gas Carry out below the catwalk 2 and an inert gas atmosphere build in the following example changed at the rate of 10 volume changes per otunrie will. A suitable inert gas is argon.
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Sollte im Betrieb an einem Natriumrohr 1 ein ernsthaftes Leck entstehen, so wird sich aus diesem ausfließendes, heißes Natrium in der umgebenden Luft spontan entzünden und auf die jeweilige Lauffläche 3 oder 4 fallen und die Lauffläche herab auf die Platte 8 laufen, welche den Laufsteg 2 bildet, wobei es über die Löcher 9 in den Trog fällt. Das Natrium im Trog 7 wird weiterbrennen, aber das Vorhandensein der Lochplatte 8, welche den Laufsteg 2 bildet, wird das Ausbreiten von Dämpfen oder'Rauchgasen auf den Betriebsraum dos Reaktors reduzieren. Das Herstellen und Wechseln der inerten Atmosphäre wird zunächst eingeleitet worden sein, und zwar als F^lge der Ermittlung der Hatriumdämpfe in der Betriebsatmosphäre, das Ausstreuen der Granulate auf die Platte 8 wird verzögert, und zwar entweder nach Gutdünken der Bedienungsperson oder durch eine entsprechende automatische Steuerung, bis das ITa tr ium aufgehört hat, aus dem Rohr 1 zu fließen, und das ganze Natrium im Trog 7 ist. Die Folge des Verstreuens der Granulate besteht darin, eine Abdeckung mit einer ji;inimalen Porosität zu schaffen, welche im wesentlichen die gesagten Dämpfe bzw. Rauchgase fesselt, wobei auf diese Weise jede größere Konzentration von Dämpfen oder Rauchgasen an einer Ausbreitung auf die Bedienungsflächen oder -bereiche-weitgehend vei'hindert wird, wo diese die Reaktorsicherheit beeinträchtigen könnte. Außerdem verhindert die unter der Platte 8 befindliche inerte Atmosphäre, welche auf einem etwas höheren Druck als dem der "Umgebung steht, ein Eindringen von Luft-durch die Abdeckung hindurch (welche in j οdom Falle eine minimale Porosität hat), und somit hört dös liatrium, wolchom jede verbrennuii^sfordernde Umgebung entzogen ist, zu brennen auf. Ine Erfahrung lehrt, daß es einige stunden dauert, das Natrium bis auf Verfestigungstomporaturen fib zukühl ^n, wonach es entfernt werden kann und die Laufflächen, die- flutte und der 'frog gereinigt werden könne)!.If a serious leak occurs on a sodium tube 1 during operation, hot sodium flowing out of it will spontaneously ignite in the surrounding air and fall onto the respective running surface 3 or 4 and the running surface run down onto the plate 8, which the catwalk 2 forms, where it falls through the holes 9 in the trough. The sodium in the trough 7 will continue to burn, but the presence of the perforated plate 8, which forms the catwalk 2, will reduce the spread of vapors or smoke gases to the operating space of the reactor. The creation and change of the inert atmosphere will first have been initiated, namely as a result of the determination of the sodium vapors in the operating atmosphere, the scattering of the granules on the plate 8 is delayed, either at the operator's discretion or by a corresponding automatic Control until the ITa tr ium has stopped flowing out of tube 1 and all of the sodium is in trough 7. The consequence of the scattering of the granules is to create a cover with minimal porosity, which essentially captivates the said vapors or smoke gases, in this way any greater concentration of vapors or smoke gases from spreading to the control surfaces or - areas where this could impair the safety of the reactor is largely prevented. In addition, the inert atmosphere located under the plate 8, which is at a slightly higher pressure than that of the surroundings, prevents air from penetrating through the cover (which in this case has minimal porosity), and thus the liatrium stops , wolchom each verbrennuii ^ sfordernde environment is withdrawn, to burn on. Ine experience teaches that it hours takes some, the sodium down to Verfestigungstomporaturen fib zukühl ^ n after which it can be removed and the treads DIE flutte and the 'frog can be cleaned) !.
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Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsf^rm und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.The invention also relates to modifications of the embodiments outlined in the accompanying patent claim 1 refers above all to all features of the invention, which individually - or in combination - in the whole Description and drawing are disclosed.
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- 1970-12-17 JP JP45112946A patent/JPS4927395B1/ja active Pending
Also Published As
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