DE2807974A1

DE2807974A1 - Verfahren und einrichtung zur borierung von primaerkuehlmittel in einer wassergekuehlten kernreaktoranlage

Info

Publication number: DE2807974A1
Application number: DE19782807974
Authority: DE
Inventors: Max Ing Grad Stiefel; Erich Dr Ing Wolfbeiss
Original assignee: Babcock Brown Boveri Reaktor GmbH
Current assignee: ABB Reaktor GmbH
Priority date: 1978-02-24
Filing date: 1978-02-24
Publication date: 1979-08-30
Also published as: CA1136778A; DE2807974C2; CH637497A5; ATA118479A; AT362471B

Description

Verfahren und Einrichtung zur Borierung von Primärkühlmittel in
einer wassergekühlten Kernreaktoranlage.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Borierung von Primärkühlmittel in einer wassergekühlten Kernreaktoranlage insbesondere zur Erzielung einer ausreichenden Abschaltreaktivität bei Störfällen.
Bisher wird Borsäure zur Borierung als mehr oder weniger konzentrierte (max. 12 %-ig) wässrige Borsäurelösung in die Primärkühlmittelleitungen eingespeist. Die Borsäurelösung ist in sogenannten Borsäure-Vorratsbehältern gelagert und erfordert ein großes Lagervolumen innerhalb des Reaktorgebäudes eines Kernkraftwerkes.
Bei bestimmten Störfällen wird die Borsäurelösung mit Pumpen in den Primärkühlkreislauf gedrückt, die bei Betrieb über die Notstromversorgung kostbare Energie verbrauchen.
Weiterhin hat sich als nachteilig gezeigt, daß die einzuspeisende Borsäurelösung wegen des großen Temperaturgefälles zwischen der Borsäurelösung und dem Primärkühlmittel gefährliche Spannungen an den Einspeisestutzen hervorruft.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu finden, das erlaubt, mit geringem Lagervolumen und mit geringer Hilfsenergiezufuhr ausreichende Mengen von Borsäure unter hohem Druck in die Primärkühlmittelleitungen einzuspeisen.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß konzentrierte Borsäure in geschmolzenem Zustand in einem Behälter gelagert wird, daß die erhitzte Schmelze Wasser enthält, wobei das Verhältnis Borsäure/ Wasser derart gewählt wird, daß von dem im Behälter sich bildenden Wasserdampfpolster die Borsäure in das Primärkühlmittel gedrückt wird.
Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß relativ kleine Behälter ausreichen und kostbarer Lagerraum innerhalb des Sicherheitsbehälters für andere Zwecke eingesetzt werden kann.
Die Temperatur der Schmelze liegt vorzugsweise höher als die Primärkühlmitteltemperatur.
Dadurch wird sichergestellt, daß keine hohen Temperaturtransienten an den Einspeisestutzen auftreten.
Der Behälter ist als Druckspeicher ausgebildet, der über wenigstens eine Verbindungsleitung mit einer Primärkühlmittelleitung verbunden ist.
Vorzugsweise ist die Verbindungsleitung heizbar ausgeführt und weist weiterhin eine Rückschlagarmatur auf.
Auch der Behälterauslaß ist mit einem Ventil versehen.
Gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltung ist der Behälter an seinem Außenmantel mit einer Heizung versehen und weist Meßstellen für Druck, Temperatur und Füllstand auf Aus Sicherheitsgründen ist der Behälter mit wenigstens einer Berstscheibe versehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird anhand einer schematischen Zeichnung beschrieben.
Mit 1 wird ein Behälter bezeichnet, der als Druckspeicher ausgebildet ist und aus einem Unterteil 2 und einem Oberteil 3 besteht.
Am Flansch 4 sind Ober- und Unterteil mit geeigneten Mitteln zu einem druckdichten Behälter verbunden. Eine im Oberteil eingebaute Berstscheibe 5 verhindert eine Beschädigung des Behälters 1 bei einer unzulässigen Druckerhöhung.
Der Behälter ist bis zur Höhe 7 mit hochprozentiger geschmolzener Borsäure und einer geringen Menge Wasser gefüllt. Er weist eine Heizung 6 auf, die Vorzugsweise an der Außenfläche seines Mantels angebracht wird. Mit dieser wird der Behälterinhalt auf die gewünschte Temperatur gebracht. Druck, Temperatur und Füllstand des Behälterinhalts wird mit Hilfe von Meßstellen 8,9,10 überwacht. Uber die Verbindungsleitung 11 ist der Behälter mit der Primärkühlmittelleitung 12 einer nicht dargestellten, wassergekühlten Kernreaktoranlage verbunden. Der Behälterauslaß 13 ist mit einem vorzugsweise motorgesteuerten Ventil 14 ausgerüstet, das in der Art eines Tankbodenventils ausgeführt sein kann. In der Verbindungsleitung 11 ist ein Rückschlagventil 15 eingebaut.
Die Verbindungsleitung ist mit einer Heizung 16 versehen, um die Schmelze bis zum Einspeisen in die Primärkühlmittelleitung auf der gewünschten Temperatur halten zu können. Behälter 1 und Verbindungsleitung 11 werden mit einer nicht dargestellten Isolierung versehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft wie folgt ab. Die im Behälter befindliche Borsäureschmelze wird auf einer Temperatur oberhalb der Primärkühlmitteltemperatur gehalten. Ebenso wird aufgrund des Wasserdampfpolsters und des Wärmeinhalts der Borsäureschmelze der Behälterinhalt auf einem Druck gehalten, der oberhalb des Druckes in der Primärkühlmittelleitung liegt.
Wird nun die Einspeisung von Borsäure, z.B. bei Vorliegen eines Störfalles, notwendig, so wird das Ventil 14 geöffnet, und hochkonzentrierte Borsäure strömt ohne fremde Hilfsmittel in die Primärkreisleitung, wodurch wesentlich schneller die Abschaltreaktivität erreicht wird, als bei den bekannten Verfahren.

Claims

Patentansprüche ,6 Verfahren zur Borierung von Primärkühlmittel in einer wassergekühlten Kernreaktoranlage insbesondere zur Erzielung einer ausreichenden Abschaltreaktivität bei Störfällen, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrierte Borsäure in geschmolzenem Zustand in einem Behälter (1) gelagert wird, daß die erhitzte Schmelze Wasser enthält, wobei das Verhältnis Borsäure/Wasser derart gewählt wird, daß von dem im Behälter sich bildenden Wasserdampfpolster die Borsäure in das Primärkühlmittel gedrückt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Schmelze höher liegt als die Primärkühlmitteltemperatur.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behalter (1) ein beheizter Druckspeicher ist, der über wenigstens eine Verbindungsleitung (11) mit einer Primärkühlmittelleitung (3) verbunden ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (11) heizbar ist und wenigstens eine Absperrarmatur (15) aufweist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterauslaß (13) mit einem Ventil (14) versehen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) an seinem Außenmantel mit einer Heizung (6) versehen ist und Meßstellen (8,9,10) für Druck, Temperatur und Füllstand aufweist.
7. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter wenigstens mit einer Berstscheibe (5) versehen ist.