DE2255155A1

DE2255155A1 - Kernreaktor mit einer moderatorfluessigkeit

Info

Publication number: DE2255155A1
Application number: DE2255155A
Authority: DE
Inventors: Allan A Dunnavant; Angelo R Giardina; Andrew M Vargo; James L Vota
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1971-11-30
Filing date: 1972-11-10
Publication date: 1973-06-14
Also published as: IT971279B; ES408518A1; FR2162055B1; GB1370070A; JPS5316480B2; NL7215216A; FR2162055A1; US3839159A; BE791975A; CA960135A; JPS4863195A; CH551065A; SE379447B

Description

"9 NOV 1972

Westinghouse Electric Corp. Erlangen, den

Pittsburgh, Pa. USA Werner-von-Siemens-Str.

VPA 71/8462 Sm/Hgr

Kernreaktor mit einer Moderatorflüssigkeit

Für die Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden US-Anmeldung Serial Nr. 203 397 vom 30.11.1971 beansprucht.

Die Erfindung betrifft einen Kernreaktor mit einer Moderatorflüssigkeit, die gelöste Feststoffe und gelöste und angelagerte Grase enthält, insbesondere Druckwasserreaktor mit borhaltigem Wasser als Kühlmittel, und mit einer Aufbereitungsanlage, die einen Verdampfer und einen Entgaser umfaßt.

Bor, insbes. das Borisotop 10, hat einen großen Neutroneneinfangquerschnitt. Deshalb kann eine Bormischung, wie z.B. Borsäure, die Bor enthält und im Wasser löslich ist, als Moderator oder chemisches Gift dazu benutzt werden, die Verwendung von Steuerstäben zum Auffangen von Neutronen bei der Steuerung der Leistungsabgabe eines Druckwasserreaktors zu unterstützen.

Die Konzentration der Borsäure im Kühlmittel des Kernreaktors wird während der Lebenszeit des Kernes variiert, um dem Abbrand des Kernes oder Brennstoffes angepaßt zu sein. Die Konzentration der Borsäure kann ferner kurzfristig verändert werden, um schnellere Änderungen der Ausgangsleistung des Reaktors zu steuern.

Beim Betrieb der genannten Aufbereitungsanlage wird ein Teil des Kühlmittels aus dem Kühlkreis entfernt und in einen Verdampfer eingespeist, in dem .das Wasser verdampft und die Borsäure auf einen vorgegebenen Wert konzentriert wird. Das" verdampfte Wasser wird wieder kondensiert und einem Reinwas-

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serspeicherbehälter zugeführt'._v Die konzentrierte Borsäure gelangt in einen anderen Speicherbehälter. Wasser und Borsäure werden dann dem Kühlkreis des Reaktors in den richtigen An-

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teilen zugesetzt, um die Konzentration der Borsäure im Kühlmittel zu erhöhen oder herabzusetzen, wodurch die Ausgangsleistung des Kernreaktors in gewünschter Weise erhöht oder verringert wird.

Einer der Nachteile einer solchen Aufbereitungsanlage besteht darin, daß radioaktive Gase abgeführt und gesammelt werden müssen, damit keine radioaktive Verseuchung der Umgebung eintritt.

Ein anderes Problem liegt darin, daß die Menge des Kühlmittels, die in der Aufbereitungsanlage behandelt wird, klein sein muß, damit die Aufbereitungsanlage wirtschaftlich ist. Dies macht die stetige Steuerung einer bestimmten Konzentration schwierig. Andererseits ermöglicht zwar ein schubweise arbeitendes Konzentrationssystem eine genaue Steuerung. Hierbei kann es jedoch zu thermodynamischen Rückwirkungen kommen, die ausgeschlossen sein müssen, damit ein zuverlässig arbeitendes und wirtschaftliches System erhalten wird.

Allgemein gesprochen behandelt die Erfindung eine Einrichtung zur Konzentration einer Moderatorlösung, insbesondere für einen Druckwasserkernreaktor, die feste Stoffe und Gase in Lösung enthält. Zu der Einrichtung gehört in Übereinstimmung mit der Erfindung ein Vorwärmer für die zuströmende Lösung mit einem Wärmeträger zum Aufheizen der Lösung, ein Gasabscheider (Entgaser) für die vorgeheizte Lösung, ein Ver dämpfer mit einem Wärmeträger für entgaste Lösung. Ein Teil des Lösungsdampfes, der im Verdampfer erzeugt wird, wird dem Entgaser zugeführt. Ein Kondensator dient zum Niederschlagen des verdampften Lösungsmittels, das nicht im Gasabscheider zirkuliert, und ein Gaskondensator zur Kondensation der aus der vorgeheizten Lösung abgezogenen Gase sowie zur Kondensation der Gase, die noch im Verdampfer anfallen. Die Einrichtung umfaßt ferner eine Steuermöglichkeit, die von der Strömung des Lösungsmittels aus dem Kondensator abhängt und den Kühlmittelfluß zum Kondensator beeinflußt, eine Stellmöglichkeit, die von der Menge des Lösungsmittels im Kondensator abhängt

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und die Freigabe des Lösungsmittels in die Einrichtung bestimmt. iJine weitere Kontrollmöglichkeit, die vom Druck im Verdampfer abhängt, steuert den Fluß des Wärmeträgers zum Verdampfer,und schließlich dient eine Kontrollmöglichkeit in Abhängigkeit von der Temperatur der Lösung, die den Vorwärmer verläßt, zur Beeinflussung der Menge des Wärmeträgers, der dem Vorwärmer zugeführt wird. Die oben genannten Einrichtungen und Steuerungen können vorteilhaft zusammenwirken, um einen ständigen Fluß der ankommenden Lösung und einen ähnlich ständigen Fluß des ausgehenden Lösungsmittels bei zumindest einem Teil des Umlaufes zu bewirken. Zwischendurch verläßt Moderatorflüssigkeit, die eine vorgegebene Konzentration hat, in anderen Abschnitten des Aufbereitungskreises die Anlage. Dabei soll ein möglichst kleiner thermodynamischer Schock beim Überwechseln von einem Teil des Zyklus auf den anderen vorliegen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen;

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich näher aus der folgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung, in der die einzige Figur ein Flußdiagramm für eine Aufbereitungsanlage (Konzentrationseinrichtung) für Borsäure gemäß der Erfindung ist.

In der einzigen Zeichnung ist im einzelnen eine Einrichtung zur Konzentration einer Moderatorlösung, wie z.B. Borsäure, dargestellt, die als Kühlmittel in einem Kernreaktor=verwendet wird, um Neutronen zu absorbieren und dadurch den Leistungspegel im Kern des Reaktors zu verringern. Die Anzahl der eingefangenen Neutronen hängt von der Konzentration der Borsäure ab. Diese wird dadurch verändert, daß ein kleiner Teil des Kühlmittels in die Aufbereitungsanlage abgezweigt wird, die reines Detillat, also Lösungsmittel wie Wasser, in einen nicht dargestellten Tank liefert und Borsäure einer vorgegebenen Konzentration von z.B. etwa 12$ in einen anderen, ebenfalls nicht dargestellten Tank abführt. Der Auslaß der :

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Borsäure erfolgt schubweise, um eine genaue Steuerung der Konzentration der Borsäure zu erhalten.

Das reine Wasser und die konzentrierte Borsäure werden dem Reaktorkühlsystem in den richtigen Mengen zugeführt, um die Konzentration von Borsäure darin zu vergrößern oder zu verringern, wodurch die Ausgangsleistung des Reaktors verringert bzw. erhöht wird. Da es sich um ein schubweise arbeitendes Konzentrationssystem handelt, werden Steuerungen benötigt, die später im einzelnen erörtert werden, um die komplexen thermodynamischen Zwischenwirkungen zwischen verschiedenen Komponenten der Einrichtung auszuschalten.

Wie in der Zeichnung dargestellt ist, gehört zum System ein Vorwärmer 1 für die zugeführte Moderatorflüssigkeit, die eine schwache Lösung ist. Durch diesen Vorwärmer strömt die Lösung und wird dabei durch einen Wärmeträger, z.B. durch Dampf, erhitzt, der durch die Leitung 3 zugeführt wird. Die vorgewärmte Lösung gelangt in einen Entgaser 5 (Rektifizierkolonne), wo mitgerissene oder gelöste radioaktive Gase entfernt werden. Die Leitung 7 verbindet den Vorwärmer mit dem Entgaser 5.

Nach dem Passieren des Entgasers gelangt die vorgewärmte Lösung durch eine Leitung 9 zu einem Verdampfer 11. Diesem wird ein Wärmeträger, vorzugsweise Dampf, durch eine untergetauchte Heizschlange 13 des Verdampfers zugeführt. Der Dampf kommt aus der Leitung 15.

Dampf und verdampftes Lösungsmittel aus dem Verdampfer 11 kehren über eine Leitung 17 in die Gasreinigungssäule 5 zurück. Sie fliessen ferner zu einem Absorptionsturm 19 über eine Leitung 21. Der Dampf gelangt darin nach oben durch mehrere Schalen, die im Absorptionsturm die Borsäure auffangen, die mit dem Dampf mitgeführt wird. Von dort strömt der Dampf durch eine Leitung 23 zu einem Verdampferkondensator

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Der Dampf im Gehäuse des Verdampferkondensators 25 wird durch ein Kühlmittel kondensiert, das durch eine Leitung zugeführt wird und durch Rohre im Verdampferkondensator 25 strömt. Dadurch erhält man ein Kondensat, das als reines Lösungsmitteldestillat oder Wasser bezeichnet werden kann. Das Destillat strömt über eine Leitung 29 nach unten zu zwei Pumpen 31 und 33. Von diesen kann jede das Destillat durch eine Leitung 35 zu einem Kühler 37 fördern. Aus dem Kühler gelangt das Destillat über eine Leitung 39 zu einem nicht dargestellten Speicherbehälter für Destillat oder reines Wasser. Alternativ kann das Destillat über eine Leitung 41 in die Aufbereitungsanlage zurückgeführt werden, die an die Leitung 7 angeschlossen ist.

Ein Gaskondensator 43 zum Abscheiden von Dampf oder mitgerissenem Wasser, das in nicht kondensierbaren Gasen vorhanden ist, steht mit der Gasreinigungssäule 5 und mit dem Verdampferkondensator 25 über Leitungen 45 bzw. 47 in Verbindung. Diesem Gaskondensator wird Kühlwasser durch eine Leitung 49 zugeführt. Aufgefangene Gase gelangen durch eine Leitung 51 zu einem Dom 53» der auch die radioaktiven Gase von anderen Stellen sammelt.

Um die Borsäure in den für die Konzentration vorgesehenen Teilen der Aufbereitungsanlage umlaufen zu lasen und kondensierte Borsäure abzugeben, sind Pumpen 54 und 55 an den Verdampfer 11 über eine Saugleitung 57 und eine Förderleitung 58 angeschlossen. Die Förderleitung 58 ist außerdem mit einem nicht dargestellten Speicherbehälter für konzentrierte Borsäure über eine Leitung 59 verbunden.

Dem Absorptionsturm 19 wird Destillat über eine Leitung 60 zugeführt, die mit der Leitung 35 in Verbindung steht. Eine Düse 61 in der Leitung 60 steuert die Strömung des Destillatrückflusses zum Absorptionsturm 19.

Um ein verläßlich arbeitendes und wirtschaftliches System zu'haben, wird eine Steuerung benötigt, die anschließend

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beschrieben wird. Zu ihr gehört ein Ventil 62 in der Leitung 7, das die Strömung schwacher Borsäure regelt, die in die Aufbereitungsanlage einströmt. Das Ventil 62 wird von einer Betätigungseinrichtung 63 in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand im Verdampfer 11 geöffnet oder geschlossen. Es öffnet, wenn die Betätigungseinrichtung 63 einen niedrigen Flüssigkeitsspiegel im Verdampfer 11 feststellt. Zu diesem Zweck ist ein Magnetventil 64 in einer Druckluftleitung 65 angeordnet. Es arbeitet beim Empfang eines elektrischen Signals, um die Betätigungsluft abzulassen, wodurch das Ventil 62 geöffnet wird.

In der Leitung 3 ist ein Dampfventil 66 angeordnet. Es bestimmt die Dampfmenge, die in den Vorwärmer 1 gelangt. Zu diesem Zweck ist eine Betätigungseinrichtung 67 in Abhängigkeit von der Temperatur der schwachen Borsäurelösung wirksam, die den Vorwärmer verläßt. Sie öffnet das Ventil 66, um den Dampfstrom zum Vorwärmer und damit die Temperatur der Borsäure, die aus dem Vorwärmer austritt, zu regeln.

Ein Magnetventil 68 in einer Druckluftleitung 69 verbindet die Betätigungseinrichtung 67 mit dem Ventil 66. Das Magnetventil öffnet bei einem elektrischen Signal die Leitung 69 in die Atmosphäre, wodurch das Ventil 66 geöffnet wird. Ein Magnetventil 70 in der Druckluftleitung, die die Betätigungseinrichtung 67 speist, dient zum Abschließen der Druckluftzufuhr zur Betätigungseinrichtung 67, so daß diese bei einem gewissen Teil des Arbeitsvorganges nicht wirksam ist.

Ein Dampfsteuerventil 71 in der Leitung 15 bestimmt die Dampfmenge, die zum Verdampfer 11 gelangt. Ein Steuerglied 73 betätigt das Dampfventil 71 in Abhängigkeit vom Druck im Verdampfer 11, wodurch die zum Verdampfer gelangende Dampfmenge geregelt wird. Auf diese Weise begrenzt man auch den Druck im Inneren des Verdampfers 11.

In den Leitungen 39 und 41 sind Steuerventile 75 und 77 vorgesehen. Eine Steuereinrichtung 79, die auf die Flüssigkeits-

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menge im Verdampferkondensator 25 anspricht, "betätigt die Steuerventile 75 und 77 zur Steuerung des Flüssigkeitsstandes im Verdampferkondensator 25.

In der Leitung 35 ist eine Leitfähigkeitsonde 81 vorgesehen. Sie erfaßt die Konzentration von gelösten Peststoffen im Destillat, das durch die Leitung 35 fließt, und betätigt gleichzeitig Magnetventile 83 und 85, wobei das Magnetventil 75 geöffnet wird, wenn die Konzentration gelöster Peststoffe inr Destillat einen bestimmten Stand unterschreitet. Dadurch wird das Detillat in den Reinwasservorratsbehälter abgelassen. Zugleich wird das Ventil 77 geschlossen» Die Magnetventile 83 und 85 sorgen andererseits dafür, daß das Ventil 77 geöffnet wird, wenn die Konzentration gelöster Peststoffe im Destillat einen vorbestimmten Wert überschreitet, so daß das Destillat in die Aufbereitungsanlage zurückgeführt wird. ·

Ein Steuerventil 87 ist in der Leitung 27 angeordnet, um die Kühlwassermenge zu beeinflussen, die durch die Kühlschlange des Verdampferkondensators 25 fließt. Ein von der Menge des Destillats abhängiges Steuerorgan 89 betätigt das Ventil 87, um die Kühlwassermenge zu vergrößern oder zu verkleinern und dadurch die Menge des im Verdampferkondensator 25 abgeschiedenen Dampfes zu beeinflussen.

In der Leitung 51 ist ein Steuerventil 91 angeordnet, um die Strömung des Gases zum Dom 53 zu steuern. Dabei wird in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal ein Magnetventil 93 betätigt, das das Steuerventil 91 schließt oder öffnet, um den Gasabscheider 43 mit dem Dom 53 in Verbindung zu bringen. Eine Gasfalle 95 ist in ,einer Leitung 97 angeordnet und so eingerichtet, daß nur Flüssigkeit aus dem Gasabscheider abgelassen wird. Aus der Falle 95 gelangt die Flüssigkeit durch die Leitung 97 zu einem Abfluß 99, der in der Leitung vorgesehen ist und das Kondensat in die Aufbereitungsanlage zurückführt. _ . - . ■ . ■ ...

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In der Leitung 29 sind Steuerventile 101 und 103 angrenzend an die Saugleitung der Pumpen 31 und 33 angeordnet. Die Steuerventile 101 und 103 können durch Fernbetätigung mit einem Schalter geschlossen werden, der Magnetventile 105 und 107 steuert, um Betätigungsluft abzulassen, die auf die Membranen der Ventile 101 und 103 gegeben wird. Als Schalter dient die Steuereinrichtung 79t die auf extrem niedrige Flüssigkeitsstände im Verdampferkondensator 25 anspricht, um die Pumpen 31 und 33 abzuschalten und die Steuerventile 101 und 103 durch ein geeignetes elektrisches Signal zu schließen, das an die Magnetventile "105 und 107 gegeben wird.

Druckmesser 109 und 111 zeigen den Förderdruck der Pumpen und 33. Sie besitzen Membranen 113 und 115, um das Betätigungsmittel der Druckmesser von dem von den Pumpen geförderten Medium zu trennen.

Steuerventile 117 und 119 sind in der Leitung 57 angrenzend an die Saugseite der Pumpen 53 und 55 angeordnet. Diese Ventile können mit einem Schalter fernbetätigt werden, der auf einem Steuerpult angeordnet ist und Magnetventile 121 und versorgt, wodurch die Betätigungsluft der Membranen der Ventile 117 und 119 abgelassen wird, so daß die Ventile schliessen. Auf diese Ventile wirkt auch die Steuereinrichtung 63, die bei einem niedrigen Flüssigkeitsstand im Verdampfer 11 anspricht, um die Pumpen 53 und 55 abzuschalten und die Steuerventile 117 und 119 mit einem geeigneten Signal für die Magnetventile 121 und 123 zu schliessen.

In den Leitungen 58 und 59 sind Steuerventile 127 und 129 angeordnet und an die gleiche Betätigungsluftversorgung angeschlossen, so daß, wenn ein Ventil öffnet, das andere Ventil schlieft. Deshalb wird, wenn das Ventil 127 geöffnet ist, die konzentrierte Lösung durch den Verdampfer 11 geschickt, und wenn das Ventil 129 geöffnet ist, gelangt das Konzentrat in den dafür vorgesehenen Speicherbehälter.

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In einer Leitung 133 ist ein Steuerventil 131 angeordnet, das als Ablaß für den Verdampfer 11 dient. Das Steuerventil 133 wird\om Steuerpult fernbetätigt.

In einer Leitung 137 ist ein Steuerventil 135 vorgesehen, das zum Einblasen von Spülwasser in den Verdampfer 11 dient.

In der Leitung 143 sind ein Steuerventil 139 und ein Druckbegrenzungsventil 141 angeordnet. Die Leitung 143 liefert inertes Gas in den Verdampferkondensator 25. Das Steuerventil wird vom Steuerpult fernbetätigt. Es dient zum ITnterdrucksetzen des Verdampferkondensators 25, um einen ausreichenden Druck für die Destillatpumpen 31 und 33 zu schaffen, wenn der Verdampferkondensator ausgepumpt werden soll.

Die Aufbereitungsanlage wird im allgemeinen so betrieben, daß Schübe von Borsäure einer vorgegebenen Konzentration von annähernd 12$ hergestellt werden. Dies geht im sogenannten Konzentrationszyklus folgendermaßen vor sich:

Schwache oder unkonzentrierte Borsäurelösung wird durch den Vorwärmer 1 geführt. Die Auslaßtemperatur wird bei ungefähr IOO⁰C durch den Temperaturregler 67 gehalten. Die vorgeheizte Lösung strömt dann in die Gasabscheidersäule 5 über die Leitung 7. Im Gasabscheider strömt die vorgeheizte Lösung nach unten über Packungen, während Dampf vom Verdampfer 11 nach oben strömt, der mitgerissene oder gelöste Gase aus der vorgeheizten Lösung auswäscht. Die Gase und einiger Dampf strömen nach oben durch die Leitung 45 zum Gasabscheider 43. Dort wird der Dampf kondensiert; die Gase gelangen in den Dom 53. Der kondensierte Dampf fließt durch die Leitung 97 nach unten und durch die Falle 95 in den Ablaß 99, von wo aus das Kondensat in die Aufbereitungsanlage zurückkehrt.

Nach dem Passieren des Gasabscheiders 5 ist der größte Teil der Gase aus der Lösung entfernt. Die so gereinigte Lösung

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fließt über die Leitung 9 zum Verdampfer 11. Der Druck im Ver— dämpfer 11 wird auf ungefähr 0,21 Atmosphären gehalten. Das ist ungefähr 0,07 Atmosphären mehr als der Druck im Dampfauslaß, durch den ein Teil des Dampfes im Verdampfer 11 gelangt. Die Lösung wird dann durch eine der Pumpen 53 oder 55 weitergefördert. Der im Verdampfer 11 verbleibende Dampf strömt nach oben durch die Schüsseln im Absorptionsturm 19· Diese beseitigen mitgerissene Flüssigkeit. Dann gelangt der Dampf in den Verdampferkondensator 25, wo er kondensiert. Das Kondensat oder Destillat wird als reines Wasser von einer der Kondensatpumpen 31 oder 33 angesaugt und, wenn es genügend rein ist, was mit der Leitfähigkeitssonde 81 festgestellt wird, durch den Destillatkühler 37 in den Reinwasserbehälter gefördert. Sollte die Reinheit unter einem vorgegebenen Wert liegen, wird das Destillat noch einem durch die Leitung 41 in die Leitung eingespeist. Dort wird es mit der einströmenden vorgewärmten schwachen Borsäurelösung gemischt.

Aus der Lösung abgeschiedene Gase gelangen aus dem Verdampfer 11 durch den Absorptionsturm 19 in den Verdampferkondensator 25. Dort werden sie vom Dampf getrennt. Dann strömen die Gase über die Leitung 47 zum Gaskondensator 43. Dort wird der restliche Dampf entfernt, bevor die Gase in den Dom 53 gelangen.

Mithin wird der zur Konzentration dienende Teil des Kreislaufes im allgemeinen in stetiger Strömung von der ankommenden Lösung bis zur stetigen Abgabe des Destillats durchflossen.

Wenn die Konzentration der Borsäure im Verdampfer 11 einen vorgegebenen Konzentrationswert von üblicherweise 12% erreicht, wird das Steuerventil 62 durch Betätigung des Magnetventils geschlossen, so daß der Zufluß schwacher Borsäure in das System abgesperrt wird. Das Steuerventil 77 wird umgeschaltet, so daß es von der Steuereinrichtung 79 betätigt wird, während das Steuerventil 75 von der Steuereinrichtung 79 abgeschaltet

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und geschlossen wird. Die Betätigungsluft für die Temperatursteuereinrichtung 67 wird durch das Magnetventil 70 abgeschlossen, das die Steuereinrichtung 67 daran hinde.rt, auf die Temperatur der Lösung in der. Leitung 7 anzusprechen. Ferner wird das Dampfsteuerventil 66 vom Magnetventil 68 geschlossen.

Die konzentrierte Borsäure mit der richtigen Konzentration wird dann durch Öffnen des Ventils 129 und Schließen des Ventils 127 in den Speicherbehälter abgelassen. Wenn die gewünschte Menge Borsäure aus dem System abgelassen ist, werden die Pumpen 54 oder 55 stillgesetzt und das Ventil 129 geschlossen.

Um vom Umlauf auf Destillatabgabe umzuschalten, braucht das Bedienungspersonal nur einen Schalter zu betätigen, der zwei Zeitkreise anregt und das Magnetventil 64 betätigt, um das Steuerventil 62 zu öffnen, so daß schwache Borsäurelösung in das System einströmt. Gleichzeitig wird das Ventil 91 durch Betätigung des Magnetventils 93 geschlossen, so daß keine Gase aus dem Dom 53 in jdas System zurückkehren können. Nach dem Verstreichen des ersten Zeitraumes von ungefähr 65 see. werden die Ventile 83 und 85 betätigt, die die Steuereinrichtung 75 auf den Flüssigkeitsstandregler 79 umschalten und das Ventil 77 schließen. Die Leitfähigkeitssonde 81 kann dieses Umschalten jedoch sperren, wenn die Reinheit des Destillats nicht oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt.

Das Magnetventil 70 wird betätigt, um Druckluft zum Steuergerät 67 gelangen zu lassen. Mit dem Magnetventil 68 wird das Steuerventil 66 zurück auf den Temperaturregler 67 geschaltet.

Nach dem Verstreichen eines größeren Zeitraumes von ungefähr

2 Minuten wird das Magnetventil 93 angeregt. "Es öffnet das

Auslaßventil 91, um Gase aus dem Kondensator 43 in den Dom 53 gelangen zu lassen.

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Die vorbeschriebene Aufbereitungsanlage erfüllt die zweifachen Anforderungen von geringen Herstellungskosten und minimalen Bedienungsanforderungen bei gleichzeitig hoher Zuverlässigkeit. Sie läßt sich in kompakter Bauweise ausführen, wobei angemessener Waschdampf bei allen Betriebszuständen vorhanden sein muß, auch beim Umschalten vom Konzentrationsvorgang zur Abgabe, solange reines Destillat und Borsäure einer vorgegebenen Konzentration von radioaktiven Gasen gereinigt werden soll. Die Steuereinrichtungen der Anlage verhindern einen Überschuß an Dampf in der Reinigungssäule. Sie sichern eine Mindestmenge Dampf zum Auswaschen und verhindern den Rückfluß verunreinigter Gase aus dem Dampfdom.

13 Patentansprüche
1 Figur

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Claims

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Patentansprüche;

J Kernreaktor mit einer Moderatorflüssigkeit, die gelöste Feststoffe und gelöste und angelagerte Gase enthält,, insbesondere Druckwasserreaktor mit borhaltigem Wasser als Kühlmittel, und mit einer Aufbereitungsanlage, die einen Verdampfer und einen Entgaser umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorwärmer (1) vorgesehen ist und daß der Entgaser (5) zwischen dem Vorwärmer (1) und dem Verdampfer (11) liegt.
2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Vorwärmer (1) beheizender Wärmeträger, insbesondere Dampf, in Abhängigkeit von der Temperatur der den Vorwärmer verlassenden Moderatorflüssigkeit regelbar ist.
3. Kernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Verdampfers (11) und dem Entgaser (5) eine Leitung (17) für einen Teilstrom der verdampften Moderatorflüssigkeit vorgesehen ist.
4. Kernreaktor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verdampfer (11) ein Kondensator (25) nachgeschaltet ist.
5. Kernreaktor nach 'Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf die Strömung der Moderatorflüssigkeit im Kondensator (25) ansprechendes Steuermittel (89) die Zufuhr von Kühlmittel zum Kondensator (25) rege.lt.
6. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslaß (.29) in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand im Kondensator verstellbar ist.
7. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Verdampfer (11) beheizender Wärmeträger, vorzugsweise Dampf, in Abhängigkeit vom Druck der Moderatorflüssigkeit im Verdampfer regelbar ist.

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8. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein Absorptionsmittel, das auf die Moderatorflüssigkeit zwischen Verdampfer (11) und Kondensator

(25) einwirkt.
9. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensator (25) eine Meßeinrichtung (81) nachgeschaltet ist, die in Abhängigkeit von der Reinheit der den Kondensator (25) verlassenden Moderatorflüssigkeit eine zwischen Vorwärmer (1) und Entgaser (5) mündende Leitung (41) öffnet.
10. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasauslaß (53) des Entgasers (5) abaperrbar ist.
11. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator mit einem inerten Gas beaufschlagbar ist.
12. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (11) einen Nebenschluß (57»58) für einen wiederholten Durchlauf der Moderatorflüssigkeit aufweist.

13· Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Hauptsteuerung, die temperatur-» strömungs-, druck- und flüssigkeitsstandsabhängige Steuermittel (67,73,79,81,89) unwirksam macht und die Aufbereitungsanlage vom insbesondere wiederholten Aufbereitungsvorgang auf die Abgabe der Moderatorflüssigkeit und ihrer Bestandteile umstellt.

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