DE2441999C3 - Sicherheitsbehälter für einen schnellen, natriumgekühlten Kernreaktor - Google Patents
Sicherheitsbehälter für einen schnellen, natriumgekühlten KernreaktorInfo
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- G21C1/03—Fast fission reactors, i.e. reactors not using a moderator ; Metal cooled reactors; Fast breeders cooled by a coolant not essentially pressurised, e.g. pool-type reactors
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Sicherheitsbehälter für einen schnellen natriumgekühlten Kernreaktor
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein derartiger Sichert; ,itsbehälter ist aus der FR-PS
20 02 533 bekannt.
Bei dem bekannten Sicherheitsbehälter sind die
Zwischenräume zwischen dem Hair !behälter, 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 Haup'tbehälter
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 Natriurnlecklage
erfüllt die an Sicherheitsbehälter für Kernreaiktoren gestellten hohen Sicherheitsanforderungen jedoch
nui 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 erfindungsgemäO 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, da^ das
Vakuum die Funktion einer Wärmedämmung über-
in nimmt, so daß weitere Maßnahmen zur thermischen Isolation überflüssig werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet
Die normalerweise gesperrte Verbindungsleitung
Die normalerweise gesperrte Verbindungsleitung
H 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 üargestellten
Sicherheitsbehälters ausführlich beschrieben.
Bei dem dargestellten Sicherheitsbehälter ist ein flüssiges Natrium und den Kern aufnehmender Hauptbehälter
1 in einem etv/as 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 i 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
4"> 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
M 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
Vt 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 bean-
6Q sprucht, 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 11 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 5 bzw. seiner Auskleidung 10 hin. In den Zwischenraum 11 eingedrun-
gendes Wasser !äßt auf Undichtigkeiten der Kühlleitungen
9 schließen.
Das Vakuum im Zwischenraum 11 wirkt gleichzeitig
als Wärmedämmung, so daß eine herkömmliche Isolierung weggelassen werden kann, was das optische
Oberprüfen 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 Oberdruckes 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 13 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 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)
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 abdeckendien
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 di;r
Vorrichtung zur Lecküberwachung verbunden ist.
2. Sicherheitsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (6) zumindest
eine mit είηετ Berstmembran (13, 13') versehene
Leitung (Ϊ2) aufweist, deren eines Ende in den oberen Teil des Hauptbehälters (1) und deren
anderes Ende in den Raum (11) mündet
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