DE2807974C2 - Einrichtung zur Borierung von Primärkühlmittel in einer wassergekühlten Kernreaktoranlage - Google Patents

Einrichtung zur Borierung von Primärkühlmittel in einer wassergekühlten Kernreaktoranlage

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DE2807974C2
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Erich Dr.-Ing. 7505 Ettlingen Wolfbeiß
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Brown Boveri Reaktor GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Einrichtung ist aus der Zeitschrift »Nuclear Science and Engineering« 1 (1956), Seite 435, bekannt. Dort ist ein Behälter mit gesättigter Borsäurelösung gefüllt. Unterschreitet der Füllstand ein vorgegebenes Maß, so wird die Borsäurelösuug mittels in der Reaktoranlage erzeugtem Dampf in den Reaktor eingespeist. Dabei ist nicht auszuschließen, daß nach dem Auftreten eines Störfalles die Reaktoranlage keine ausreichende Dampfmenge zum Einspeisen der Lösung mehr zur Verfügung stellen kann und die notwendige Abschaltreaktivität nicht erzielt wird.
Das Förderproblem der Borsäurelösung wird bei Kernreaktoren der Leistungsklasse mittlerweile mit Pumpen gelöst (VGB-Kemkraftwerksseminar 1970, Seite 41 und 42). Dies macht jedoch das Vorhalten einer entsprechenden Notstromkapazität erforderlich, die aus Sicherheitsgründen auch in redundanter Weise bei Störfällen verfügbar sein muß. Außerdem erfordert bei derartigen Leistungsreaktoren die Bereitstellung der notwendigen Menge an Borsäurelösung ein großes Lagervolumen, das bei deii eingeschränkten Platzverhältnissen in kerntechnischen Anlagen Probleme aufwirft. Eine Erwärmung der großen Mengen an Borsäurelösung erfolgt nur insofern, wie die notwendige Sättigungstemperatiir dies verlangt (ca. 1000C bei einer max. Konzentration von ca. 30%). Da die Temperatur des Primärkühlmittels ca. 3000C beträgt, können gefährliche Spannungen an den Einspeisestutzen auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die ohne Energiezufuhr während des Einspeisevorgangs bei dennoch
möglichst geringem Lagervolumen auskommt.
Gelöst wird diese Aufgabe bei der eingangs genannten Einrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale.
Die Verwendung der Borsäure in geschmolzenem Zustand schafft auf kleinem Raum eine stärkere Konzentration der Borsäure. Das permanent vorhandene und innerhalb des Behälters erzeugte Dampfpolster drückt die heiße, hochkonzentrierte Schmelze in das Primärsystern, so daß eine schnelle Aktivitätsänderung eintritt. Während des Einspeisevorganges muß keine Fremdenergie von außerhalb des Behälter herangeführt werden. Das Dampfpolster verhindert außerdem die Dehydratisierung der Schmelze.
Der Behälter ist als Druckspeicher ausgebildet, der über wenigstens eine heizbare Verbindungsleitung mit einer Primärkühlmittelleitung verbunden ist. Die im Behälter erzeugte Viskosität der Schmelze bleibt somit erhalten.
An seinem Außenmantel ist der Behälter mit einer Heizung versehen und weist Meßstellen für Druck. Temperatur und Füllstand auf.
Aus Sicherheitsgründen weist der Behälter wenigstens eine Berstscheibe auf.
Die Temperatur der Schmelze liegt höher als die Primärkühlmitteltemperatur. Dadurch wird sichergestellt daß keine hohen Temperaturtransienten an den Einspeisestutzen auftreten.
Die erfindungsgemäße Einrichtung wird anhand eines in einer schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel 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. Über die Verbindungsleitung 11 ist der Behälter mit der Primärkühlmittelleitung 12 einer nicht dargestellten, wassergekühlten Kernreaktüranlage 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 11 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.
Der Einspeisevorgang läuft wie folgt ab. Die im Behälter befindliche Borsäureschmelze wird auf einer Temperatur oberhalb der Primärkühlmitteltemperatur gehalten. Ebenso wird aufgrund des Wasserdampl'polsters und des Wärmeinhalts der Borsäureschmelze der Behälterinhalt auf einem Druck gehalten, der oberhalb des Druckes in der Primärkühlmittclleitung 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 Pnmärkreisleitung, wodurch wesentlich schneller die Abschaltreaktivität erreicht wird, als bei den bekannten Verfahren.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims (4)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zur Borierung von Primärkühlmittel in einer wassergekühlten Kernreaktoranlage zur Erzielung einer ausreichenden Abschaltreaktivität bei Störfällen, bei der die Borsäure in einem Druckbehälter auf einer Temperatur oberhalb der Primärkühlmitteltemperatur und einem Druck oberhalb des Druckes im Primärkühlmittelkreislauf gehalten ist und unter Verwendung von Dampf über ein Ventil in den Primärkühlmittelkreislauf einspeisbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (1) geschmolzene Borsäure und Wasser in einem derartigen Verhältnis enthält, daß von dem im Druckbehälter (1) gebildeten Wasserdampfpolster die Borsäure in den P-imärkühlmittelkreislatif drückbar ist
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (1) über wenigstens eine heizbare Leitung (11) mit dem Primärkühlmittelkreislauf verbunden ist
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (1) an seinem Außenmantel mit einer Heizung (6) versehen ist und Meßstellen (8,9,10) für Druck, Temperatur und Füllstand aufweist
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (1) wenigstens mit einer Berstscheibe (5) versehen ist.
DE2807974A 1978-02-20 1978-02-24 Einrichtung zur Borierung von Primärkühlmittel in einer wassergekühlten Kernreaktoranlage Expired DE2807974C2 (de)

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