DE2554180A1 - Kernreaktoranlage - Google Patents

Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

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Kernreaktoranlage mit einem Druckwasserreaktor

Die Erfindung betrifft eine Kernreaktoranlage mit einem Leichtwasserreaktor mit zwei über einen ersten Wärmetauscher in Reihe geschalteten Kiihlkreisen (Primär- und Sekundärkreis) und mit einem zweiten Kühlkreis (Sekundärkreis) zur Notkühlung zugeordneten zweiten Wärmetauscher. Die mit der Notkühlung abzuführenden Wärmemengen hängen von der Leistung ab, die die Kernreaktoranlage vor dem Abschalten geliefert hat. Sie sind trotz einer sofort wirkenden totalen Abschaltung beträchtlich, wie das folgende Beispiel zeigt:

Ein Druckwasserreaktor von 1300 MWe hat eine thermische Leistung von etwa 3800 MW. Unmittelbar nach der Abschaltung beträgt die von der Notkühlung abzuführende Wärmemenge noch 3% dieser Leistung, d.h. 114 MW. Nach etwa 1000 see. ist die abzuführende Leistung auf 2% = 76 MW abgesunken. Nach 6 Stunden beträgt die Leistung immerhin noch 1% = 38 MW. Dazu ist zu bemerken, daß die genannten Leistungen auf einem kernphysikalischen Phänomen beruhen, das mit den im Reaktor vorliegenden Mitteln nicht mehr beeinflußt werden kann. Deshalb muß die als Nachzerfallsleistung entstehende Wärmemenge durch Kühlung abgeführt werden, wenn eine unzulässige Überhitzung des Reaktorkerns vermieden werden soll. Die genannten Leistungswerte sind jedoch beträchtlich, denn sie entsprechen, wie der Fachmann weiß, in ihrer Größenordnung den noch vor wenigen Jahren üblichen Nennleistungen ganzer Kernkraftwerke .

Aus der Zeitschrift "Atomwirtschaft¹¹ vom Mai 75, Seite 257, ist ein Druckwasserreaktor bekannt, der zur Notkühlung soge-

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Sm 21 Hgr / 24.11.1975

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nannte Notkondensatoren aufweist (vergleiche Abbildung 8). Die Notkondensatoren sind in Parallelschaltung zu Turbine und Turbinenkondensator an die Dampferzeuger des Druckwasserreaktors angeschlossen, um im Notfall den dort entstehenden Dampf niederzuschlagen. Sie werden mit Wasser des sogenannten nuklearen Zwischenkühlkreislaufes gekühlt. Der dafür erforderliche Wasserbedarf ist Jedoch relativ hoch, da die zulässigen Erwärmungen auf Grund der Umwelterfordernisse sehr begrenzt sind. Man rechnet mit 1,5 bis 3 t/h Je MW thermischer Leistung. Hinzu kommt, daß der nukleare Zwischenkühlkreislauf bei üblichen Kernreaktoranlagen vom Flußwasser abhängt, dessen Zulauf gegebenenfalls gestört sein kann.

Im Gegensatz zum Bekannten ist deshalb das Ziel der Erfindung eine mindestens für den Notfall einsetzbare unabhängige Wärmesenke, die mit geringerem Wasserbedarf auskommt und nicht auf einen der für den Turbinenkondensator oder bisher auch für Notoder Nachkühlung vorgesehenen Flußwasserkreisläufe angewiesen ist. Die Trennung des Primärkühlwassers von der freien Atmosphäre mit Hilfe von zwei hintereinandergeschalteten Wärmetauschern (Barrieren) soll dabei aufrechterhalten werden.

Gemäß der Erfindung ist der Wärmetauscher ein Dampfumformer zur Erzeugung von Niederdruckdampf, dessen Niederdruckkreis eingangsseitig mit einer vom Hauptkühlsystem unabhängigen Speisewasserquelle und ausgangsseitig mit einer ins Freie führenden Abblaseleitung verbunden ist. Hierbei wird also die Atmosphäre als Wärmesenke genutzt. Deshalb ist man nicht auf eine Flußwasserkühlung festgelegt. Als Wasserbedarf ergibt sich dann allein die unmittelbar im Dampfumformer zu verdampfende Speisewassermenge. Diese Menge beträgt aber nur etwa 1/10 der sonst benötigten Kühlwassermenge und kann daher auch aus anderen Quellen bezogen werden, als bisher in Betracht gezogen werden konnten. Hierzu trägt bei, daß Niederdruckdampf, auf die Masse bezogen, mehr Energie abführen kann als Hochdruckdampf. Die Verdampfungsenthalpie kann um fast 50# größer sein als bei den für den Normalbetrieb üblichen Dampfdrücken.

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Der Dampfumformer erzeugt bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Sattdampf mit einem Druck von 3 bis 12 bar, der zum Antrieb einer Turbine dient. Die Turbine, die insbesondere mit atmosphärischem Gegendruck arbeitet, nutzt die mit der Notkühlung abgeführte Energie zur Aufbringung der für die Abführung erforderlichen Antriebsenergien aus. Die Turbine kann insbesondere Antriebsenergie für die zum Betrieb der Notkühlung erforderlichen Pumpen liefern. Dies kann unmittelbar geschehen, d.h. die Turbine treibt mechanisch Pumpen an, die den Dampfumformer, vor allem aber den Dampferzeuger, mit Speisewasser versorgen, indem sie das Kühlwasser vom Dampfumformer zum Dampferzeuger zurückführen. Dabei sollte der Förderdruck der Pumpen kleiner als 15 bar sein. Man kann mit der Turbine aber auch einen Generator koppeln, der seinerseits Elektromotoren zum Antrieb von Pumpen usw. speist. Hier ergeben sich im allgemeinen günstigere Regelmöglichkeiten. Unter Umständen kann man mit einem solchen Generator die sonst notwendige Energieerzeugung durch Notstromdiesel verringern oder ganz einsparen.

Die Speisewasserquelle für den Dampfumformer kann wegen des geringen spezifischen Verbrauchs ein Speicherbehälter sein. So kann zum Beispiel die für einige Tage erforderliche Wassermenge vorteilhafterweise mit einem ohnehin vorhandenen Speicherbehälter für das Primärwasser des Leichtwasserreaktors bereitgestellt werden, wobei man bei einem Druckwasserreaktor davon ausgehen kann, daß eine Nachspeisung von Deionat als zusätzlichem Primärwasser für den Fall der Notkühlung nicht erforderlich ist. Zum Abfahren ist nur eine verhältnismäßig geringe Menge Deionat zur Ergänzung der Volumenkontraktion erforderlich.

Bei einer anderen Ausführungsform ist die Speisewasserquelle ein in der Kernreaktoranlage gelegener Brunnen mit einer Wassermenge von 0,5 bis 0,05 t/h je MW thermischer Reaktorleistung. Solche Brunnen sind relativ unaufwendige Bauwerke und stellen mit ihrer Unabhängigkeit vom Flußwasser eine partielle Diversität des Kühlsystems sicher. Auf Grund ihrer Lage in der Kernreaktor-

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anlage sind sie auch gegen Störungen von außen geschützt. Im übrigen kann man die Sicherheit noch dadurch erhöhen, daß man mehrere Brunnen in redundanter Anordnung vorsieht.

Der Dampfumformer kann eine Abschlämmleitung aufweisen, um eine schnelle Verschmutzung zu verhindern. Dabei empfiehlt sich ein Gegenstromwärmetauscher zur Kühlung des ablaufenden Abschlämmwassers, um die zulässige Erwärmung des ablaufenden Wassers auf Temperaturen von zum Beispiel 30 bis 40⁰C mit Sicherheit einhalten zu können.

Die Auslegung des nach der Erfindung vorgesehenen Dampfumformers kann unter zwei Gesichtspunkten erfolgen. Einmal kann man einen so großen Dampfumformer vorsehen, daß eine schnelle Abkühlung des Druckwasserreaktors zu erreichen ist, weil die Wärmeabfuhr die Wärmeerzeugung wesentlich übersteigt. Damit wird die Kernreaktoranlage also bewußt abgefahren. Bei diesem Abfahren muß allerdings berücksichtigt werden, daß eine zu schnelle Abkühlung auf Grund des Temperaturkoeffizienten der Reaktivität den Reaktor erneut kritisch machen kann. Deshalb ist eine Regelung des Wärmedurchsatzes durch den Dampf umformer erforderlich. Hierfür ist es, wie gefunden wurde, vorteilhaft, wenn auf der Kondensatorseite des Dampfumformers ein Kondensatbehälter und eine Einrichtung zur Regelung des Kondensatstandes im Dampfumformer vorgesehen ist. Mit dem Kondensatniveau läßt sich die aktive Heizfläche regulieren und damit auch der Wärmeübergang. Insbesondere kann man damit erreichen, daß der Dampfumformer zu Beginn seiner Wirkungsweise vollständig mit Wasser gefüllt ist, so daß Kondensatschläge unterbleiben, die sonst beim Eintreten von Dampf in einen kalten Dampfumformer zu befürchten wären.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Dampfumformer nur für die im Notkühlfall vorliegenden Wärmeleistungen bemessen wird und zwar so, daß die bei den höchsten Temperaturen des den Dampfumformer speisenden Dampfes die Kühlleistung des Dampfumformers

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nicht zu einer in den kritischen Bereich führenden Abkühlung des Primärkreises des Reaktors ausreicht. Das Kühlen bis zu einer bestimmten Temperaturgrenze dauert dann im allgemeinen langer, jedoch kann man dafür auf Begrenzungen des Wärmeüberganges, zum Beispiel durch Einrichtungen zur Regelung des Kondensatstandes verzichten.

Die Komponenten des zum Dampfumformer gehörenden Kühlkreises sollten in einem mechanisch festen Bunker angeordnet sein, damit ihre Funktion nicht durch äußere Einwirkungen, zum Beispiel einen Flugzeugabsturz, in Frage gestellt werden kann. Wenn auch solche Bunkerungen an sich bekannt sind, wie zum Beispiel die eingangs genannte Zeitschrift zeigt, so ergibt sich bei der Erfindung doch ein besonderer Vorteil, weil wegen des Größenunterschiedes zwischen dem nach der Erfindung vorgesehenen Dampfumformer und den bekannten Kondensatoren mit einer beachtlichen Verringerung des baulichen Aufwandes zu rechnen ist.

Der Dampfumformer, der üblicherweise ein Rohrsystem zur Führung des einen Mediums aufweist, sollte so eingesetzt werden, daß das Tertiärmedium, also das zu verdampfende Medium, durch die Rohre geführt wird, weil dann eine Reinigungsmöglichkeit besteht, die die Verwendung relativ "schmutzigen" Speisewassers gestattet.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Fig. 1 ist dabei eine schematisierte Darstellung einer Kernreaktoranlage mit einem Druckwasserreaktor mit dem zur Notkühlung dienenden Dampfumformer, während die Fig. 2 auf den Dampf umformer und die zugehörigen Kühlkreise beschränkt ist.

In einem zum Beispiel aus Stahl bestehenden Sicherheitsbehälter" 1, der von einer Sekundärabschirmung 2 aus Beton umgeben ist, ist das Primärsystem eines Druckwasserreaktors für zum Beispiel 3000 MW^j₁ angeordnet. Die genannte Wärmeleistung entsteht in einem nicht dargestellten Reaktordruckbehälter und wild in bekannter Weise mit einem Primärkühlkreis abgeführt, zu dem ein

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Dampferzeuger 3 gehört. Der Dampferzeuger 3 ist ein Wärmetauscher, der primärseitig von dem Druckwasser (Η£θ) des Primärkreises beheizt wird. Die Temperatur liegt bei 3OO°C, der Druck bei 150 bar.

Sekundärseitig wird im Dampferzeuger 3 im Normalbetrieb Dampf von etwa 80 bar und 300°C erzeugt, der über eine Frischdampfleitung 4 mit einem Schnellschluß-Sicherheitsventil 5 aus der Sicherheitshülle 1 geführt wird. Die Frischdampfleitung 4 gehört damit zu einem zweiten Kühlkreis mit normalem Wasser (Η£θ) als Kühlmittel. Sie enthält in einer mechanisch stabilen Armaturenkammer 6 außerhalb der Sekundärabschirmung 2 ein Absperrventil 7» dem ein Sicherheitsventil 8 mit einer Abblaseleitung 9 nachgeschaltet ist. Die Abblaseleitung 9 mündet in einem Schalldämpfer 10, der oberhalb der Armaturenkammer 6 angeordnet ist. Die Frischdampfleitung 4 führt mit ihrem hinter dem Ventil 7 liegenden Abschnitt zu einer nicht dargestellten Turbine. Von dort führt eine Speisewasserleitung 11 über eine Rückschlagklappe 12 zum Dampferzeuger 3 zurück, so daß der zweite Kühlkreis 13 geschlossen ist.

Vor dem Ventil 7 ist an die Frischdampfleitung 4 als zweiter Wärmetauscher ein Dampfumformer 14 angeschlossen, der in der Armaturenkammer angeordnet ist und primärseitig mit dem Dampferzeuger 3 in Reihe liegt. Die von der Frischdampfleitung 4 abzweigende Eingangsleitung 15 enthält zwei in Reihe liegende Absperrventile 16 und 17 auf der Eingangsseite des Dampfumformers 14. Die Ausgangsleitung 20 der Primärseite ist mit der Speisewasserleitung 11 des Dampferzeugers 3 verbunden. In der Ausgangsleitung 20 ist im Inneren des Sicherheitsbehälters 1 eine Rückschlagklappe 22 angeordnet.

In der an die Sekundärabschirmung 2 angelehnten gebunkerten Armaturenkammer 6 liegen im Zuge der Ausgangsleitung 20 zwei Absperrventile 23 und 24. Von diesen kann das Absperrventil 24 zur Kondensat- oder Wasserstandsregelung im Dampfumformer 14 dienen. Der dazu benötigte Regelkreis ist durch die gestrichel-

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te Wirkungslinie 25 angedeutet. Außerdem enthält die Ausgangsleitung 20 eine Pumpe 26, die mit einem Ventil 27 absperrbar ist und zur Rückförderung des im Dampfumformer 14 anfallenden Kondensats in den Dampferzeuger 3 dient. Zur Verbesserung der Wasserstandsregelung enthält die Leitung 20 einen Kondensatbehälter 28.

Die Verdampferseite des Dampfumformers 14 bildet einen dritten in Reihe liegenden Kühlstrang 29 der Kernreaktoranlage (Tertiärkreis). Dazu gehört eine Leitung 30, über die der Dampf umformer 14 mit einem als Speisewasserspeicher dienenden Deionatbehälter 31 des Druckwasserreaktors verbunden ist. Der Deionatbehälter 31 liefert im Normalbetrieb das für die Einspeisung in den Primärkühlkreis des Druckwasserreaktors benötigte Deionat, d.h. borsäurefreies Wasser. Zur Notkühlung, also beim Arbeiten des dritten Kühlstranges 29, kann das Deionat von einer Pumpe 32, die mit Ventilen 33 und 34 absperrbar ist, über die Leitung 30 in den Dampfumformer 14 gefördert werden. Dabei kann mit einem Regelventil 35 eine Wasserstandsregelung im Dampfumformer 14 vorgenommen werden, wie durch die gestrichelt gezeichnete Wirkungslinie 36 angedeutet ist.

Die Ausgangsseite des Dampf Umformers 14 führt über eine mit einem Ventil 37 absperrbare Abblaseleitung 38 zu einem mit einem Schalldämpfer 39 versehenen Auslaß 40. In der Abblaseleitung 38 liegt eine über ein Stellventil 41 steuerbare Niederdruckturbine 42, die vom tertiärseitigen Dampf des Dampfumformers 14 in einem Druckbereich von zum Beispiel 5 bis 15 bar gegen praktisch Atmosphärendruck betätigt wird und die Antriebsenergie für die Pumpen 26 und 32 liefert. Die Leistung der Turbine 42 kann aber auch zum Betrieb anderer Hilfseinrichtungen benutzt werden, die für den Betrieb der Notkühlung notwendig und die vorzugsweise ebenso wie Deionatbehälter 31 und Turbine 42 in einem Bunker 43 geschützt untergebracht sind.

Der Abblaseleitung 38 ist ferner ein Sicherheitsventil 45 zugeordnet, das am Dampfumformer 14 sitzt und zum Beispiel auf

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17 bar Ansprechdruck eingestellt ist. Seine Abblaseleitung 46 führt in die für das Sicherheitsventil 8 vorgesehene Auslaßleitung 9 mit dem Schalldämpfer 10.

Im Normalbetrieb liefert der Druckwasserreaktor sekundärseitig, d.h. mit seinem zweiten Kühlkreis 13 Dampf zum Antrieb der betriebsmäßigen Turbine hinter der Frischdampfleitung 4. Fällt diese Wärmesenke aus, so kann nach Schließen des Ventils 7 und Öffnen der Ventile 16 und 17 der Dampfumformer 14 in Betrieb genommen werden. Dabei ist der Dampfumformer zunächst zweckmäßig mit Wasser gefüllt, damit keine Kondensatschläge auftreten können. Mit dem Anfahren der Pumpe 26 wird durch Senken des Wasserstandes die Wärmeübergangsfläche vergrößert.

Im Dampfumformer 14 wird das aus dem Deionatbehälter "51 stammende Wasser bei einem Druck von zum Beispiel 10 bar und Temperaturen um 180°C verdampft. Der Dampf wird über die Leitung 38 der Turbine 42 zugeführt, die die Pumpen 26 und 32 betätigt. Aus der Turbine 42 entweicht der Dampf über den Auslaß 40 mit dem Schalldämpfer 39 in die Atmosphäre, die damit als Wärmesenke genutzt wird.

Die im Deionatbehälter 31 enthaltene Wassermenge von zum Beispiel 1000 m^ gewährleistet bei den genannten Dampfzuständen eine Wärmeabfuhr von zum Beispiel anfänglich 50 MW über mindestens 24 Stunden, ohne daß zusätzliches Kühlwasser gebraucht wird oder nennenswerte Energiemengen zum Betrieb von Notstromanlagen erforderlich sind. Mithin ist die erfindungsgemäße Kühlung gerade für Katastrophenfälle ausgezeichnet geeignet, für die man bisher bestrebt war, durch einen erhöhten baulichen Aufwand die Störanfälligkeit des Systems zu verringern. Der erfindungsgemäße Weg mit einer zusätzlichen Niederdruckverdampfung, deren Dampf ins Freie abgegeben wird, gestattet demgegenüber mit geringer Energie und ohne zusätzlichen Aufwand für Kühlmittel den Kernreaktor zu kühlen, ohne daß dabei Radioaktivität freigesetzt werden könnte.

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In Fig. 2 ist der Einfachheit halber nur die Leitungsführung des erfindungsgemäß ausgebildeten Teils einer Kernreaktoranlage dargestellt, wobei für die mit der Fig. 1 übereinstimmenden Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Der Dampfumformer 14 ist hier als Rohrbündel-Wärmetauscher ausgeführt. Seine Rohre 141 verlaufen zwischen zwei Rohrplatten von dem Eingangsraum 142 zum Auslaß 143. An letzten ist das Sicherheitsventil 45 angeschlossen, das zum Schalldämpfer 10 der Ausblaseleitung 9 führt. Die zur Turbine 42 (Fig. l) führende Leitung 38 ist nur durch einen Pfeil angedeutet. Der Dampfumformer 14 wird über die Leitung 15 von dem nicht gezeichneten Dampferzeuger 3 (Fig. 1) gespeist. Das aus dem Dampf niedergeschlagene Kondensat wird über die Leitung 20 abgeführt.

Das Speisewasser für den im Dampfumformer 14 entwickelten Dampf stammt hier aus Brunnen 50, die zur Sicherheit redundant angeordnet sein können. In den Brunnen führt die Saugleitung 51 einer Speisepumpe 52. Diese drückt das relativ kalte Speisewasser mit etwa 80 m^/h durch drei Wärmetauscher 63, 58 und

Der Wärmetauscher 63 ist ein Notkühler für Gebäudeluft und Komponenten, wie Pumpen oder Meßgeräte, die beim Notkühlfall benötigt werden.

Der Wärmetauscher 58 ist ein sogenannter Notnachkühler, d.h. ein Kühler für die Wärmeabfuhr nach dem Öffnen des Kernreaktors, der dann in Betrieb genommen wird, wenn der Brennelementwechsel stattfindet und die normale Nachkühlung ausgefallen ist. Ein Notkühlbetrieb über den Tertiärkreis mit dem Dampfumformer 14 ist in diesem Fall selbstverständlich nicht erforderlich und möglich.

Der Wärmetauscher 53 dient zur Kühlung des durch das Brennelementbecken gepumpten Wassers, so daß eine gesicherte langzeitige Beckenkühlung möglich ist. Damit ist die BeckenkUhlung unabhängig von dem für den Normalbetrieb verwendeten Flußwasser.

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An den Wärmetauscher 53 schließen zwei parallel liegende Wärmetauscher 65 und 66 an, die als Kühler für das im Sicherheitsbehälter des Reaktors zur Dampfkondensation versprühte Wasser (65) und zur Rückkühlung von Primärkühlwasser (66) verwendet werden, falls, was sehr unwahrscheinlich ist, gleichzeitig mit dem vorbeschriebenen Notkühlfall ein kleines Leck im Primärkreis aufgetreten sein sollte. Die zugehörigen Leitungen mit den Pumpen für Gebäudespülung und Primärwasserrückförderung sind nicht dargestellt. Die Pumpen sind im Falle des hypothetischen kleinen Primärlecks notwendig, um einmal den Primärkreis gefüllt und unter Druck zu halten - sonst wäre eine sekundäre und tertiäre Dampferzeugung nicht möglich - und um zweitens trotz des kleinen Lecks einen Druckanstieg im Sicherheitsbehälter zu verhindern. Gegebenenfalls können auch diese beiden Pumpen von dem mit der Turbine 42 gekoppelten Generator angetrieben werden. Dies würde einen wochenlangen Dauerkühlbetrieb des abgeschalteten Reaktors ohne Dieselölzufuhr auch dann ermöglichen, wenn der Primärkreis des Reaktors eine Undichtigkeit aufweist.

Das in den Wärmetauschern 53» 63» 58, 65 und 66 um etwa 30⁰C erwärmte Brunnenwasser wird zum größten Teil, beispielsweise zu 80%, in einen Phosphatisierungsbehälter 57 gegeben, der mit Filtern kombiniert sein kann. Aus dem Behälter 57 gelangt das Wasser einmal über einen Wärmetauscher 54 direkt zum Dampfumformer 14. Im Wärmetauscher 54 kann Kühlwasser von Dieselmotoren gekühlt werden, die zur Notstromversorgung dienen, solange dies erforderlich ist. Das in den Wärmetauschern 53, 65» 66 und 54 auf maximal 70°C erwärmte Wasser wird dann im Dampfumformer bis zur Verdampfung erhitzt, wenn es die Rohre 141 durchströmt. Die Heizfläche kann wiederum durch die Höhe des Kondensatspiegels geregelt werden, wie bereits vorstehend beschrieben wurde.

Parallel zum Wärmetauscher 54 führt eine Leitung 59 zu einem Wärmetauscher 60. In diesem wird Wasser gekühlt, das über eine Abschlämmleitung 62- aus dem Dampfumformer 14 entnommen wird.

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Damit wird sichergestellt, daß das aus dem Dampfumformer 14 abgeleitete Wasser der Temperaturbegrenzung von beispielsweise maximal 40⁰C entspricht, die im Interesse des Umweltschutzes von den Genehmigungsbehörden vorgegeben wird. Aus dem Wärmetauscher 60 strömt das aus der Leitung 59 stammende Wasser ebenfalls in die Rohre 141 des Dampfumformers 14.

Um die genannte Temperaturbegrenzung unter allen Umständen einhalten zu können, ist noch eine parallel zum Dampfumformer 14 verlaufende Leitung 69 vorgesehen, die vor dem Phosphatierungsbehälter und Filter 57 abzweigt. Die Durchflußmenge der Leitung 69 kann durch eine gegebenenfalls stellbare Drosselvorrichtung 70 so bemessen werden, daß die Temperatur des letztlich aus der Leitung 68 abfließenden Wassers den behördlichen Auflagen entspricht, aber auch die zugelassene Aufwärmspanne möglichst voll ausnutzt.

Bei Siedewasserreaktoren, die im Gegensatz zu Druckwasserreaktoren keine Dampferzeuger für den Normalbetriet haben, kann die Erfindung mit einem parallel zur Turbine liegenden ersten Dampfumformer sinngemäß angewendet werden, der nur für die Notkühlleistung bemessen zu sein braucht. An diesen wird dann der nach der Erfindung vorgesehene Tertiärkreis über einen weiteren Dampfumformer als zweiter Wärmetauscher angeschlossen, der wiederum von einem Brunnen als unabhängiger Speisewasserquelle gespeist werden kann. Mit Hilfe des darin erzeugten "Tertiärdampfes" wird dann die Atmosphäre ohne Gefahr radioaktiver Belastung als Wärmesenke genutzt.

12 Patentansprüche
2 Figuren

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Leerse ite

Claims (12)

1. 25541

   Pat eirtansprUche

   f 1J Kernreaktoranlage mit einem Leichtwasserreaktor, vorzugsweise Druckwasserreaktor, mit zwei über einen ersten Wärmetauscher in Reihe geschalteten Kühlkreisen (Primär- und. Sekundärkreis) und mit einem dem zweiten Kühlkreis (Sekundärkreis) zur Notkühlung zugeordneten zweiten Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wärmetauscher ein Dampfumformer (14) zur Erzeugung von Niederdruckdampf ist, dessen Niederdruckkreis (29) eingangsseitig mit einer vom Hauptkühlsystem (4) unabhängigen Speisewasserquelle (31) und ausgangsseitig mit einer ins Freie führenden Abblaseleitung (38) verbunden ist.
2. 2. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfumformer (14) Sattdampf mit einem Druck von 3 bis 12 bar erzeugt und mit einer Turbine (^2) verbunden ist, die mit atmosphärischem Gegendruck arbeitet.
3. 3. Kernreaktoranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (42) eine Pumpe (26) zur Rückforderung des Kühlwassers vom Dampfumformer (14) zum Dampferzeuger (3) antreibt, deren Förderdruck kleiner als 15 bar ist.
4. 4. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisewasserquelle ein Speicherbehälter (31) ist.
5. 5. Kernreaktoranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter (31) mit einem Speicherbehälter für das Primärwasser des Leichtwasserreaktors identisch ist.
6. 6. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisewasserquelle ein in der Kernreaktoranlage gelegener Brunnen (50) mit einer Wassermenge von 0,5 bis 0,05 t/h je MW thermischer Reaktorleistung ist.

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   ORiG[NAL INSPECTED
7. 7. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfumformer (14) eine Abschlämmleitung (62) aufweist, die durch einen Gegenstromwärmetauscher (60) zur Kühlung des ablaufenden Abschlämmwassers führt.
8. 8. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Dampfumformer (14) zugeführte Speisewasser mindestens teilweise zur Kühlung von Notstromdieseln, Brennelementbecken, Primärrückkühlern, Gebäudesprühkühlern oder dergleichen dient, bevor es in den Dampfumformer gelangt.
9. 9. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kondensatorseite des Dampf Umformers (14) ein Kondensatbehälter (28) und eine Einrichtung (25) zur Regelung des Kondensatstandes im Dampf-Umformer vorgesehen ist.
10. 10. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß alle Komponenten des zum Dampfumformer (14) gehörenden Kühlkreises (29) in einem mechanisch festen Bunker (6, 43) angeordnet sind.
11. 11. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einem Dampfumformer, der ein Rohrsystem zur Führung des einen Mediums aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Tertiärmedium durch die Rohre (141) geführt wird.
12. 12. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Leichtwasserreaktor ein Siedewasserreaktor ist, dessen erster Wärmetauscher ein für die Notkühlleistung ausgelegter erster Dampfumformer ist.

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