DE2944962A1 - Lagerbecken fuer brennelemente von kernreaktoren - Google Patents

Description

• Lagerbecken für Brennelemente von Kernreaktoren
• Die Erfindung betrifft ein Lagerbecken für Brennelesente von Kernreaktoren mit einem Hohlkörper, der als Värmetauscher in Wasser taucht, das die Brennelemente bedeckt, und mit einem Luftkühler zu einem in Nature lauf arbeitenden Kühlkreis verbunden ist.
• Nach der DZ-AS 28 23 376 umfaßt der Wärmetauscher sogenannte Wärmerohre. Dies sind bekanntlich mit einer verdampfbaren Flüssigkeit gefüllte Leitungen mit so kleinem Leitungsquerschnitt, daß das in der sogenannten Verdampferzone verdampfte Kühlmittel, das daipffarsig zu einer Kondensationszone gelangt, durch Kapillarwirkung in flüssiger Form von der Kondensationszone zur Verdampferzone zurückströmt. Die Verdampferzone liegt im lagerbecken, während die Kondensationszone des kühlenden Luftstrom ausgesetzt ist. Die Wunde der Wärmerohre trennen das Beckenwasser von der Luft und verhindern damit den Austritt von Radicaktivität.
• Ziel der Erfindung ist eine passive Luft-Notk(lhlung mit einer aktiven Betriebskühlung in einem möglichst einfachen, weitgehend armsturenlosen System zu vereinigen, bei Einhaltung einer ausreichenden Barrierenzahl zwischen Beckenwasser und äußerer Umgebung.
• Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß in dem Hohlkörper ein Ktlhlrohr eingeschlossen ist, das mit einer Rückktlhleinrichtung einen Kühikreis mit Zwangs strömung bildet.
• Die Erfindung ergibt im Bereich des Wärmetauschers selbst eine zweifache Abtrennung des mit einem offenen Wasserbecken arbeitenden Kühlkreises gegenüber dem Wasser im Lagerbecken. Dabei dient als eine Trennwand der ohnehin notwendige Hohlkörper, während die zweite Trennwand von dem im Hohlkörper untergebrachten Kuhlrohr gebildet wird. Dies ergibt eine zweifache Sicherung gegenüber dem Austritt von Radioaktivität, während bei dem mit einem Luftkühler arbeitenden Kühlkreis eine zweifache Trennung durch die Wand des Hohlkörpers einerseits und die Wandung des Luftkühlers andererseits gegeben ist.
• Die passive Luftkühlung und die aktive Rtlckkühlung kbnnen,Je nach Auslegung, jeweils die eine für betriebsmä13ige KUhlung und die andere für Notkühlung eingesetzt werden.
• Bei der Erfindung können sechs oder mehr Wärmetauscher mit Je einem Luftkühler zu sechs oder mehr voneinander unabhängigen Kühlkreisen verbunden sein. Dies ergibt auch für die im Naturumlauf arbeitende Wärmeabfuhr eine eo weitgehende Redundanz, daß eine hohe Sicher- heit gewährleistet ist. Für den aktiven Kühikreis kann man die notwendige Redundanz dadurch erreichen, daß die aktiven Wärmetauscher in räumlich getrennten Rückt1hlanlagen mit mindestens zwei oder mehr Sammelsträngen aufgeteilt sind.
• Ein besonderer Vorteil bei der Erfindung besteht darin, daß weder die passiven noch die aktiven Kuhikreise Armaturen aufzuweisen brauchen, weil euch bei Ausfall ines ganzen Systems eine ausreichende Kühlung gowährleistet bleibt. Dadurch entfallen Störquellen.
• Die Erfindung kann vorteilhaft so verwIrklicht werden, daß der Wärmetauscher als abgeschlossenes Aggregat lösbar am Beckenrand eingehängt wird. Dies ermöglicht eine fabrikfertige Ausbildung des Wärmetauchers mit einer schnellen Montage im Bereich des Lagerbeckens. Außerdem kann man in dieser Welse auch noch nachträglich die Beckenkühlung durch Einbau zusätzlicher oder größerer Wärmetauscher verbessern.
• Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Auaführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt die Fig. 1 einen Vertikalschnltt durch ein Beckengebäude mit einem Brennelement-Lagerbecken, die Fig. 2 einen verkleinerten Horizcntalschnitt des gleichen Beckengebäudes.
• Das Beckengebäude 1 ist ein Betonbau, von dessen Innenraum 2 durch Zwischenwände 3 ein Brennelement-Lagerbecken 4 abgetrennt ist. Das Brennelement-Lagerbecken enthält Gestelle 5 für die Aufnahme verbrauchter Brennelemente, insbesondere von Leichtwasserreaktoren. Zur Abfuhr der von diesen abgegebenen Wärme und zur Abschirmung ist das Brennelement-Lagerbecken mit Wasser 6 gefüllt, wie durch einen Flüssigkeitsspiegel 7 angedeutet ist.
• In das Wasser 6 tauchen Wärmetauscher 10, die ohne feste Verbindung mit der Beckenwand angehängt sind und als Hohlkörper mit ihrer Wand 11 t;-förmige kühlrohre 12 umschließen. Die Kühlrohre 12 ragen über den Wasserspiegel 7 hinaus und sind an der Oberseite 13 des Wärmetauschers 10 mit Änschlußleitungen 14 verbunden. Dicht unterhalb der Oberseite 13 sind seitliche Anschlußrohre 16 wesentlich größeren Querschnittes an der Wand 11 vorgesehen Sie fUhren über Leitungen 17 und 18 zu Luftkühlern 20, die am unteren Ende sich erweiternder Kamine 21 angeordnet sind. Die Wärmetauscher 10 bilden deshalb mit den Luftkühlern 20 einen im Naturumlauf arbeitenden, geschlossenen passiven Ktthlkreis 22 mit Wasser als Kühlmittel.
• Die U-Rohre 12 sind dagegen durch strichpunktiert dargestellte Leitungen 23, die an die Anschlußleitungen 14 angeschlossen sind, mit Sammelleitungen 25 und 26 verbunde, die zu einem Kühlturm 27 mit einer Tasse 28 als offenem Vasserbecken führen. Hier ist der Umlauf des KUhlwassers in dem mit 29 bezeichneten Kuhlkreis durch Pumpen 30 in der Rücklaufleitung 25 sichergestellt.
• Die Fig 2 zeigt, daß Uber eine Längsseite des Einzelbeckens 4 verteilt sechs Wärmetauscher 10 auf jeder Bockenseite vorgesehen sind, deren nicht dargestellte Rohre 12 an die Sammelleitungen 25, 26 und 25', 26' angeschlossen sind, die zum Kühlturm 27 führen, bzw.
• zu den entsprechenden Kühleinrichtungen der anderen Lagerseite. Die Anschlußleitungen 25, 25' enthalten in der Nähe des Kühlturms 27 Jeweils drei Pumpen 30, 30', von denen eine bereits der redundanten Anordnung zur Wärmeabfuhr über die U-Rohre 12 genügt.
• Die Wärmetauscher 10 sind mit den Luftktlhlern 20 jeweils zu einem eigenen, von den benachbarten Wärmetauschern unabhängigen Kühlkreis zussammengefaßt. Dadurch argibt sich eine große Unempfindlichkeit gegen Störungen.
• weil keine Veriaschung vorgeschen ist, die Ventile zu Absperren im Falls einer störung benötigt. Auch die mit dem Kühlturm 27 verbundenen Kühlkreise erfordern keine Ventile in der Hauptleitung, sondern höchstens Reparaturschiber für die Pumpen.
• 2 Figuren 6 P a t e n t a n s p r ü c h e

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Lagerbecken für Brennelemente von Kernreaktoren mit eine Hohlkörper, der als Wärmetauscher in Wasser taucht, das die Brennelemente bedeckt, und sit einer Luftkühler zu einem in Naturumlauf arbeitenden Kühlkreis verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n -z i c h n c t, daß in dem Hohlkörper (10) ein Kühlrohr (12) eingeschlossen ist, das mit einer Rückkühleinrichtung (28) einen Kuhikreis (29) mit Zwangsstrdsung bildet 2. Lagerbecken nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Rückkühleinrichtung (28) aus eine Naßkühlturm (27) besteht.

   3. Lagerbecken nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k o n n z e i c h n o t, daß sechs oder mchr Wärmetauscher (10) mit je einem Luftkühler (20) zu sechs oder sehr voneinander unabhängigen Kühlkreisen (22) verbunden sind.

   4. Lagerbecken nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z o i c h n e t, daß die Kühlrohre (12) der Würmetauscher (10) mit einer gemeinsamen Kühleinrichtung (28) verbunden sind, und daß in der Verbindungsleitung (25) mindestene zwei Pumpen (30) in redundanter Anordnung vorgesehen sind.

   5. Lagerbecken nach eines der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n 2 e i C h n e t, daß beide KUhlkreise (22, 29) keine Armaturen aufweisen.

   6. Lagerbecken nach eines der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r c h g e k o n n z ei c h n e t, daß der Wärmetauscher (10) lösbar in der Beckenrandzone einsetzbar ist.