DE3004677C2 - Einrichtung zum Abbau des im Sicherheitsbehälter einer wassergekühlten Kernreaktoranlage eingeschlossenen Wasserstoffs - Google Patents

Einrichtung zum Abbau des im Sicherheitsbehälter einer wassergekühlten Kernreaktoranlage eingeschlossenen Wasserstoffs

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DE3004677C2
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Max Ing.(Grad.) 6800 Mannheim Stiefel
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Brown Boveri Reaktor GmbH
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    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
    • G—PHYSICS
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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abbau des im Sicherheitsbehälter einer wassergekühlten Kernreaktoranlage eingeschlossenen Wasserstoffs, der als Wasserstoff-Luftmischung vorliegt, wobei Mittel vorgesehen sind, die den Wasserstoff mit dem Luftsauerstoff im Sicherheitsbehälter zur Reaktion bringen.
Bei Kühlmittelverluststörfällen in wassergekühlten Kernreaktoranlagen ist es nicht auszuschließen, daß Wasserstoff-Freisetzungen im Sicherheitsbehälter zu unerwünschten Knallgasbildungen führen. Aus diesem Grunde fordert die Reaktorsicherheitskommission (RSK) in ihren Leitlinien neben Anschlußmöglichkeiten für einen außerhalb des Sicherheitsbehälters angeordneten Rekombinator zusätzlich noch mehrere Gebläse innerhalb des Sicherheitsbehälters. Trotz dieses hohen leit- und maschinentechnischen Aufwandes ist eine nicht kontrollierbare Verpuffung oder eine Explosion nach Störfällen nicht auszuschließen. Außerdem besteht der weitere Nachteil, daß über den Rekombinator Radioaktivität nach außerhalb des Sicherheitsbehälters gelangen kann.
Aus der DE-OS 22 39 952 ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der mittels einer in einer Kammer angeordneten Heizeinrichtung die Wasserstoff-Luftmischung auf mehr als 6200C erwärmt wird, so daß eine thermische (fiammlose) Rekombination des Wasserstoffes mit dem Luftsauerstoff erfolgt. Diese Einrichtung ist dazu bestimmt, die Wasserstoffkonzentration unter 4 Volumenprozent, also unterhalb der Zündgrenze einer Wasserstoff-Luftmischung zu halten.
Nach der US-PS 33 07 913 soll ein Teilvakuum im Sicherheitsbehälter eingestellt werden, um Gas- oder Dampfleckagen bei einem Störfall zu vermeiden. Erreicht wird der angestrebte Erfolg durch Verbrennung des Sauerstoffs aus der Luft des Sicherheitsbehälterinhalts in einer wahlweise innerhalb oder außerhalb des Sicherheitsbehälters angeordneten Brennkammer. Der Brennkammer wird von einer außerhalb des Sicherheitsbehälters angeordneten Wasserstoffquelle Wasserstoffzugeführt, Eine Verbrennung des Wasserstoffs der Sicherheitsbehälteratmosphäre ist dort nicht erwähnt. Ferner schlägt der US-Bericht »NUREG-0 578«, Office of Nuclear Reactor Regulation, US-Regulatary-Commission, Washington, D. C. 555, Juli 1979, Seiten 8 und 9 sowie Seiten A 21 bis A 24 den Einsatz von
ίο Rekombinatoren vor, um ein unzulässiges Ansteigen des Wasserstoffgehaltes zu verhindern.
Aus der DE-OS 28 05 476 ist ein Verfahren zur Auflösung von lokalen Gaskonzentrationen in übereinandergeschichteten Atmosphären bekannt. Dort wird zur Störung von Schichtbildungen innerhalb eines Sicherheitsbehälters einer Kernreaktoranlage, ζ. Β. durch Einleitung von Innertgas eine Strömung erzeugt.
Aufgabe der Erfindung ist es dagegen, eine Einrichtung zum Abbau des Wasserstoffs im Sicherheitsbehälter anzugeben, die eine kontrollierte Abfackelung innerhalb des Sicherheitsbehälters ermöglicht.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß in allen Bereichen des Sicherheitsbehälters, in denen Wasserstoff auftreten kann, Zündquellen zum Abfackeln der Wasserstoff-Luftmischung bei Erreichen der unteren Zündgrenze in einem Raster angeordnet sind, dessen Abstand von dem Gefährdungspotential des jeweiligen Bereichs abhängig ist.
Der Vorteil dieser Anordnung bestellt darin, daß örtlieh sich bildende Wasserstoff-Luftmischungen sofort bei Erreichen der unteren Zündgrenze abgefackelt werden können. Eine auf dengesamten Sicherheitsbehälter übergreifende Verbrennung ist dadurch nicht möglich. Weitere Ausgestaltungen der Einrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Einrichtung zum Abbau des Wasserstoffs beschrieben.
Innerhalb eines Sicherheitsbehälters einer wassergekühlten Kernreaktoranlage sind in den Bereichen innerhalb derer Wasserstoff auftreten kann, Zündquellen wie z. B. Glühkerzen, Zündkerzen oder in Glas eingeschmolzene Widerstände, die außen mit einer dünnen Pt- bzw. Pd-Schicht überzogen sind, angeordnet. Die Zündquellen sind dabei in einem Raster angeordnet, dessen Abstand von dem Gefährdungspotential des jeweiligen Bereiches abhängt. So beträgt der Abstand in besonders gefährdeten Bereichen zehn Meter während er in Bereichen mit einem geringeren Wasserstoffanfall ζ. B. zwanzig Meter beträgt. Örtlich sich bildende Wasserstoff-Luftmischungen werden somit sofort nach Erreichen der unteren Zündgrenze abgefackelt. Die dabei kurzzeitig bereichsweise entstehenden Gaswolkentemperaturen von maximal 5000C können keinen Schaden anrichten. Auch die bei der Abfackelung örtlieh entstehenden Überdrücke liegen immer unterhalb zwei bar. Diese Drücke können sich in die übrigen Bereiche des Sicherheitsbehälters entspannen, so daß integrale Druckanstiege noch kleiner anzusetzen sind. Da sogenannte Volldruckcontainments auf Auslegungsdrücke in der Größenordnung von fünf bar ausgelegt sind, bereitet die Beherrschung des Druckes keine Schwierigkeiten. Werden als Zündquellen Glühkerzen verwendet, so beträgt deren Betriebstemperatur im Falle eines Kühlmittelverluststörfalles wenigstens 75O0C. Bei Verwendung von Zündkerzen ist an diesen eine elektrische Begleitheizung angebracht, damit sie im Anforderungsfall keinen Wasserfilm an ihrer Oberfläche aufweisen und sicher zünden. Die Zündung der
Zündkerzen erfolgt ζ. B. mittels handelsüblicher Kfz-Zündspulen. Werden katalytische Zündquellen verwendet, so werden diese zur Vermeidung von unzulässigen Katalysatorvergiftungen im Betriebsfall auf ca. 200° bis 300°C geheizt.
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Claims (4)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zum Albau des im Sicherheitsbehälter einer wassergekühlten Kernreaktoranlage eingeschlossenen Wasserstoffs, der als Wasserstoff-Luftmischung vorliegt, wobei Mittel vorgesehen sind, die den Wasserstoff mit dem Luftsauerstoff im Sicherheitsbehälter zur Reaktion bringen, dadurchgekennzeichnet, daß in allen Bereichen des Sicherheitsbehälters, in denen Wasserstoff auftreten kann, Zündquellen zum Abfackeln der Wasserstoff-Luftmischung bei Erreichen der unteren Zündgrenze in einem Raster angeordnet sind, dessen Abstand von dem Gefährdungspotential des jeweiligen Bereiches abhängig ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündquellen Glühkerzen sind, die eine Betriebstemperatur von mehr als 7500C aufweisen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündquellen mit einer Begleitheizung versehene Zündkerzen sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündquellen katalytischer Natur sind und eine Betriebstemperatur von 200° bis 3000C aufweisen.
DE3004677A 1980-02-08 1980-02-08 Einrichtung zum Abbau des im Sicherheitsbehälter einer wassergekühlten Kernreaktoranlage eingeschlossenen Wasserstoffs Expired DE3004677C2 (de)

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