DE2441999B2 - Sicherheitsbehälter für einen schnellen, natriumgekühlten Kernreaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sicherheitsbehälter für einen schnellen natriumgekühlten Kernreaktor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein derartiger Sicherheitsbehälter ist aus der FR-PS 20 02 533 bekannt.

Bei dem bekannten Sicherheitsbehälter sind die Zwischenräume zwischen dem Hauptbehälter, dem Dopplungsbehälter und der gekühlten und mit einer Wärmedämmung versehenen Innenwand des Betonbehälters mit einem inerten Gas gefüllt, das unter annähernd Atmosphärendruck in diesen Räumen zirkuliert. Zur Überwachung der Dichtheit des Hauptbehälter ist im tiefsten Bereich des Behälters ein Meßfühler für ggf. aus dem Hauptbehälter austretendes Natrium vorgesehen. Durch eine mit diesem Meßfühler zusammenwirkende Überwachungseinrichtung wird die Dichtheit des Hauptbehälters kontinuierlich überprüft. Diese einfache Kontrolle einer eventuellen Natriumlecklage erfüllt die an Sicherheitsbehälter für Kernreaktoren gestellten hohen Sicherheitsanforderungen jedoch nur ungenügend, weil beispielsweise keine Aussagen über den Betriebszustand des Dopplungsbehälters, der Kühleinrichtungen und der Auskleidung des Betonbehälters erhalten werden können. Insbesondere dem Dopplungsbehälter kommt bei einem schweren Betriebsunfall eine besonders wichtige Funktion zu, weil er nach einem Bruch des Hauptbehälters hohen Belastungen durch das ausfließende flüssige Natrium ausgesetzt wird, denen er standhalten muß

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sicherheitsbehälter für einen schnellen natriumgekühlten Kernreaktor zu schaffen, dessen Dopplungsbehälter kontinuierlich auf Dichtheit geprüft wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch das Vakuum zwischen dem Dopplungsbehälter und dem Betonbehälter wird auf lediglich an der Abdeckplatte befestigten Dopplungsbehälter eine ständige Belastung von vorgegebener Größe ausgeübt. Allein durch Überwachung dieses Vakuums läßt sich der Dopplungsbehälter ständig auf Dichtheit unter diesen mechanischen Beanspruchungen prüfen. Von besonderem praktischem Vorteil dabei ist es, daß durch eine Untersuchung der bei einem Druckanstieg aus diesem Raum abgezogenen Medien auf einfachste Weise festgestellt werden kann, ob beispielsweise der Dopplungsbehälter die Auskleidung des Betonbehälters oder aber die Kühleinrichtungen für den Betonbehälter undicht sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Vakuum die Funktion einer Wärmedämmung übernimmt, so daß weitere Maßnahmen zur thermischen Isolation überflüssig werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet.
Die normalerweise gesperrte Verbindungsleitung

erfüllt eine doppelte Funktion. Bei einem Überdruck im Hauptbehälter strömt das inerte Gas aus dem Gasraum oberhalb des flüssigen Natriums in den evakuierten Zwischenraum, wodurch Druckspitzen abgebaut werden. Darüber hinaus wird die Wärmedämmung durch das in den evakuierten Raum einströmende Gas weitestgehend aufgehoben, was z. B. bei Störungen im Kühlmittelkreislauf erwünscht ist, damit dann der Notkühlkreis die größtmögliche Wärmemenge abführen kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung im Vertikalschnitt schematisch dargestellten Sicherheitsbehälters ausführlich beschrieben.

Bei dem dargestellten Sicherheitsbehälter ist ein flüssiges Natrium und den Kern aufnehmender Hauptbehälter 1 in einem etwas größeren Dopplungsbehälter 2 eingebaut. Der Zwischenraum zwischen beiden Behältern 1 und 2 ist mit einem inerten Gas von etwa Atmosphärendruck gefüllt, welches sich auch im oberen, nicht mit Natrium gefüllten Teil 4 des Hauptbehälters 1 befindet.

Die beiden Behälter 1 und 2 sind in einer als dichter Betonbehälter 5 ausgebildeten Sicherheitsabschirmung angeordnet, die als Strahlungsschutz durch eine Abdeckplatte 6 mit Verschlüssen 7 und 8 abgeschlossen ist. Ein Kühlkreis 9 hält die Betonwände auf einer mäßigen Temperatur. Dieser aus Sicherheitsgründen doppelt vorhandene Kühlkreis 9 bzw. 9' kann entweder vor oder hinter einer natriumdichten Auskleidung 10 angeordnet sein und an der Wärmeabfuhr aus dem Reaktor als letzter Notkreis mitwirken, wenn die anderen Wärmeabführungen versagen. Die Auskleidung 10 ist am Beton des Behälters 5 und an den Kühlleitungen 9 befestigt. Der Betonbehälter 5 ist durch Seile vorgespannt. Auch die Abdeckplatte 6 besteht aus vorgespanntem Beton.

Der Hauptbehälter 1 und der Dopplungsbehälter 2 sind unabhängig voneinander an der oberen Abdeckplatte 6 aufgehängt. Das Vakuum im Raum 11 zwischen dem Dopplungsbehälter und der Auskleidung 10 des Behälters 5 übt auf den Dopplungsbehälter eine Zugspannung aus, die einer Belastung von ungefähr 12 m flüssigem Natrium entspricht. Der Dopplungsbehälter 2 und insbesondere seine Verankerung an der Abdeckplatte 6 sind daher dauernd auf Zug beansprucht, die etwa den Belastungen dieser Teile bei der Zerstörung des Hauptbehälters entsprechen. Der Unterdruck im Raum 11 muß kein Hochvakuum sein.

Wird durch eine kontinuierliche Überwachung in diesem Raum U vorhandenes inertes Gas festgestellt, dann spricht dies für eine Undichtigkeit des Dopplungsbehälters 2. Im Raum 11 festgestellte Luft weist auf eine mangelnde Dichtigkeit des Betonbehälters S bzw. seiner Auskleidung 10 hin. In den Zwischenraum 11 eingedrun-

gendes Wasser läßt auf Undichtigkeiten der Kühlleitungen 9 schließen.

Das Vakuum im Zwischenraum 11 wirkt gleichzeitig als Wärmedämmung, so daß eine herkömmliche Isolierung weggelassen werden kann, was cias optische Überprüfen der einzelnen Behälter wesentlich erleichtert und die Verlustwärme verringert. Diese Wärmedämmung soll jedoch bei Störungen der Kühlkreise unwirksam werden, damit der aus den Kühlleitungen 9 bestehende Notkühlkreis die größtmöglichen Wärmemengen abführen kann. Diese Wärmedämmung wird in einfacher und zuverlässiger Weise durch Einführen eines Gases in den Zwischenraum weitgehend behoben. Hierzu und zur Verringerung eines unfallbedingten inneren Überdruckes im Hauptbehälter ist der obere Gasraum 4 im Hauptbehälter 1 durch eine oder mehrere in der Abdeckplatte 6 verlaufende Leitungen 12 mit dem evakuierten Raum 11 verbunden. In den Leitungen 12 sind an jedem Ende je eine Berstmembran 1.3 bzw. 13' angeordnet, die bei einem Überdruck im Hauptbehälter zerstört werden und dadurch den Druck im Hauptbehälter verringern.

Vor dem ersten Einfüllen von Natrium in den Reaktor kann im äußeren Raum 11 um den Dopplungsbehälter 2, danach im Außenraum 3 des Hauptbehälters 1 und

ίο schließlich im Inneren des Hauptbehälters 1 ein Vakuum aufgebaut werden, was ein schnelles und wirksames Trocknen dieser Räume ermöglicht.

Der Betonbehälter 5 mit seiner dichten Auskleidung 10 bildet eine dritte Barriere gegen ein Absinken des Natriumpegels im Hauptbehälter 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Sicherheitsbehälter für einen schnellen natriumgekühlten Kernreaktor, bestehend aus einem Hauptbehälter, der den Reaktorkern und das unter inertem Gas befindliche Natrium enthält und der an seiner Außenseite von inertem Gas umgeben ist, aus einem den Hauptbehälter umgebenden Dopplungsbehälter, aus einem den Dopplungsbehälter umgebenden Betonbehälter mit einer die Behälter abdeckenden Platte und aus einer Vorrichtung zur Lecküberwachung eines der Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (11) zwischen dem Dopplungsbehälter (2) und dem Betonbehälter (5) im Normalbetrieb Vakuum aufweist und mit der Vorrichtung zur Lecküberwachung verbunden ist.

2. Sicherheitsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (6) zumindest eine mit einer Berstmembran (13, 13') versehene Leitung (12) aufweist, deren eines Ende in den oberen Teil des Hauptbehälters (1) und deren anderes Ende in den Raum (11) mündet.