DE3218355C1 - Device for reducing the hydrogen content in the containment of a nuclear power station - Google Patents

Device for reducing the hydrogen content in the containment of a nuclear power station

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Hermann-Josef Ing.(grad.) 8522 Herzogenaurach Conrads
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    • G—PHYSICS
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    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Abstract

In order to reduce the hydrogen content in the containment (1) of a nuclear power station, the gas atmosphere (15) present therein can be circulated with the aid of a blower (13). In this case, the gas atmosphere is lead along on one side of a diffusion separating membrane (6), while the other side is purged by gas which is let out into the open (23). Hydrogen can transfer through the separating membrane into the stream of purge gas, so that it is possible to reduce the hydrogen content without the danger of the escape of radioactivity. <IMAGE>

Description

Dort kann das Spülgas mit dem Wasserstoff kontrolliert über den Abluftkamin austreten. Man kann aber auch eine Rekombinationseinrichtung 24 vorsehen, wie gestrichelt angedeutet ist Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß im Inneren der Sicherheitshülle 1 keine aktiven Komponenten zur Verringerung des Wasserstoffgehaltes benötigt werden.There the flushing gas with the hydrogen can be controlled via the exhaust air chimney step out. But you can also provide a recombination device 24, as shown in dashed lines The above description shows that inside the Safety cover 1 no active components to reduce the hydrogen content are needed.

Lediglich für den Fall von Störungen kann es zweckmäßig sein, die Gaskreise 10 und 17 durch fernbetätigte sogenannte Gebäudeabschlußarmaturen 25 auf beiden Seiten der Sicherheitshülle 1 abzuschotten.Only in the event of malfunctions can it be useful to use the Gas circuits 10 and 17 by remotely operated so-called building closure valves 25 seal off both sides of the safety envelope 1.

Die Diffusionstrennmembrane 6 ist zum Beispiel als Palladium-Membrane, poröse Acetatzellulose-Membrane, poröse Teflon-Membrane oder Hohlfaser-Membra- ne ausgebildet. Je größer ihre Fläche ist, um so größer ist der in der Zeiteinheit abführbare Wasserstoffgehalt aus der Gasatmosphäre 15. Deswegen sollte sie eine Fläche von ca. 10 m2 oder mehr aufweisen, zum Beispiel durch eine Fältelung. Dann sind bei geringen Differenzdrükken zwischen den Kammern 7 und 8 von 1 bis 2 bar Permeationsgeschwindigkeiten von 1 bis 5 m3/h H2 möglich. Für die Spülgasströmung im Gaskreis 17 gilt, daß mit steigendem Spülgasdurchsatz das Diffusionsgefälle günstiger wird und damit die Wasserstoffabfuhr. The diffusion separating membrane 6 is, for example, a palladium membrane, porous acetate cellulose membrane, porous Teflon membrane or hollow fiber membrane no educated. The larger its area, the larger it is in the unit of time Removable hydrogen content from the gas atmosphere 15. Therefore it should be a Have an area of approx. 10 m2 or more, for example by pleating. then are at low differential pressures between the chambers 7 and 8 of 1 to 2 bar Permeation speeds of 1 to 5 m3 / h H2 possible. For the purge gas flow In the gas circuit 17, the more favorable the purging gas flow rate, the more favorable the diffusion gradient and thus the hydrogen removal.

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Claims (4)

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Verringerung des Wasserstoffgehalts in der Sicherheitshülle eines Kernkraftwerkes mit Hilfe eines Gebläses zum Umwälzen der in der Sicherheitshülle vorhandenen Gasatmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (13) die Gasatmosphäre (15) auf der einen Seite einer Diffusionstrennmembrane (6) entlangfördert und daß die andere Seite der Diffusionstrennmembrane (6) mit Gas, vorzugsweise in Form von Frischluft, bespült ist, das ins Freie (23) geleitet wird. Claims: 1. Device for reducing the hydrogen content in the safety envelope of a nuclear power plant with the help of a fan for circulation the gas atmosphere present in the safety envelope, characterized in that the fan (13) the gas atmosphere (15) on one side of a diffusion separation membrane (6) along and that the other side of the diffusion separation membrane (6) with Gas, preferably in the form of fresh air, is purged, which is passed into the open (23) will. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionstrennmembrane (6) innerhalb, das Umwälzgebläse (13) dagegen außerhalb der Sicherheitshülle (1) angeordnet und durch absperrbare Leitungen (12) mit der Diffusionstrennmembrane (6) verbunden ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the diffusion separation membrane (6) inside, the circulation fan (13) on the other hand outside of the safety envelope (1) arranged and by lockable lines (12) with the diffusion separating membrane (6) is connected. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas aus einem die Sicherheitshülle (1) einschließenden Gebäude (2) angesaugt ist. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the purge gas is sucked in from a building (2) enclosing the safety envelope (1) is. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Freien (23) eine Wasserstoffrekombinationseinrichtung (24) vorgesehen ist, in die das Spülgas geführt wird. 4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that a hydrogen recombination device (24) is provided in the open air (23), into which the purge gas is fed. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verringerung des Wasserstoffgehaltes in der Sicherheitshülle eines Kernkraftwerkes mit Hilfe eines Gebläses zum Umwälzen der in der Sicherheitshülle vorhandenen Gasatmosphäre. The invention relates to a device for reducing the hydrogen content in the safety envelope of a nuclear power plant with the help of a fan for circulation the gas atmosphere in the containment. Bei einer älteren Patentanmeldung P 31 43 989.6 wird mit dem Umwälzen in erster Linie eine Durchmischung der in der Sicherheitshülle vorhandenen Gasatmosphäre bezweckt, damit lokale Wasserstoffanreicherungen mit der Gefahr hohen Wasserstoffgehalts vermieden werden. Außerdem kann das zu diesem Zweck in der Sicherheitshülle vorgesehene Gebläse noch eine Rekombinationseinrichtung speisen, mit der für den Fall gefährlich hoher Wasserstoffkonzentrationen der Wasserstoff durch gesteuerte Oxidation zu Wasser umgewandelt wird. Alle diese Vorgänge beschränken sich auf den Innenraum der Sicherheitshülle, weil damit die Gefahr des Austritts von Radioaktivität ausgeschlossen werden soll. In an older patent application P 31 43 989.6 is with the circulation primarily a mixing of the gas atmosphere present in the security envelope The aim is to ensure local hydrogen enrichment with the risk of high hydrogen content be avoided. In addition, that provided in the safety envelope for this purpose Fan still feed a recombining device, which is dangerous in the event high hydrogen concentrations the hydrogen through controlled oxidation to water is converted. All these processes are limited to the interior of the security envelope, because this is to exclude the risk of radioactivity escaping. Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die Veringerung des Wasserstoffgehalts zu erreichen, ohne daß wartungsbedürftige aktive Bauteile, wie eine Rekombinationseinrichtung, in der Sicherheitshülle selbst benötigt werden. Dabei muß selbstverständlich auch die Forderung erfüllt sein, daß der Austritt von Radioaktivität aus der Sicherheitshülle ausgeschlossen ist. The invention is based on the task of reducing the hydrogen content to achieve without the need for maintenance active components, such as a recombination device, are required in the security envelope itself. Of course, this also has to be the case the requirement must be met that the escape of radioactivity from the containment is excluded. Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Einrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gebläse die Gasatmosphäre auf der einen Seite einer Diffusionstrennmembrane entlangfördert und daß die andere Seite der Diffusionstrennmembrane mit Gas, vorzugsweise in Form von Frischluft, bespült ist, das ins Freie ausgeleitet wird. This object is achieved according to the invention in the device mentioned at the beginning solved in that the fan the gas atmosphere on one side of a diffusion separation membrane promotes along and that the other side of the diffusion separation membrane with gas, preferably in the form of fresh air, which is discharged into the open air. Bei der Erfindung ist die Rekombinationseinrichtung durch ein völlig passives Bauelement, nämlich die Diffusionstrennmembrane im Inneren der Sicherheits- hülle ersetzt. Mit ihrer Hilfe erfolgt ein Übertritt von Wasserstoff aus der in der Sicherheitshülle umgewälzten Gasatmosphäre in das Spülgas, das ins Freie ausgeleitet wird. Macht man die Diffusionstrennmembrane allein für leichte Elemente, wie Wasserstoff, durchlässig, so wird damit ausgeschlossen, daß Radioaktivität aus der Sicherheitshülle austritt. Mithin wird, wie gewünscht, nur der Wasserstoffgehalt in der Sicherheitshülle verringert. In the invention, the recombining device is through a completely passive component, namely the diffusion separation membrane inside the safety covering replaced. With their help, hydrogen is transferred out of the safety envelope circulated gas atmosphere into the flushing gas, which is discharged into the open. Power the diffusion separation membrane is only permeable to light elements such as hydrogen, this prevents radioactivity from leaking out of the containment. As a result, as desired, only the hydrogen content in the safety envelope is reduced. Die Erfindung macht es ferner möglich, auf den Einsatz der Gebläse als aktive Komponenten in der Sicherheitshülle völlig zu verzichten. Dies geschieht dadurch, daß die Diffusionstrennmembrane innerhalb, das Umwälzgebläse dagegen außerhalb der Sicherheitshülle angeordnet und durch absperrbare Leitungen mit der Diffusionstrennmembrane verbunden ist. The invention also makes it possible to use the blower to completely dispense with active components in the safety envelope. this happens in that the diffusion separation membrane inside, the circulation fan, however, outside arranged in the safety envelope and through lockable lines with the diffusion separating membrane connected is. Die Erfindung kann vorteilhaft in der Form verwirklicht werden, daß als Spülgas Frischluft verwendet wird. Hierunter soll nicht nur die aus der freien Atmosphäre angesaugte Luft verstanden werden, vielmehr kann das Spülgas auch aus einem die Sicherheitshülle einschließenden Gebäude angesaugt werden. The invention can advantageously be implemented in the form that fresh air is used as the purge gas. This should not only include those from the free Atmosphere sucked air can be understood, rather the purge gas can also be from be sucked into a building enclosing the safety envelope. Der mit dem Spülgas ins Freie getragene Wasserstoff wird üblicherweise wegen der Vermischung mit der Luft ohne weitere Behandlung kontrolliert über den Abluftkamin abgelassen werden können. Man kann aber auch im Freien eine Wasserstoffrekombinationseinrichtung vorsehen, wenn zu befürchten sein sollte, daß sonst unzulässige Wasserstoffkonzentrationen entstehen. The hydrogen carried outside with the purge gas is usually because of the mixing with the air without further treatment controlled via the Exhaust chimney can be drained. But you can also use a hydrogen recombination device outdoors provide if there is a risk that otherwise inadmissible hydrogen concentrations develop. Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der Figur in einem Vertikalschnitt schematisiert dargestellt ist. For a more detailed explanation of the invention is based on the drawing Embodiment described, which is schematized in the figure in a vertical section is shown. Die in Form einer Stahlkugel ausgebildete Sicherheitshülle 1 umschließt den radioaktiven Primärkreis eines Druckwasserreaktors zur Leistungserzeugung. Sie ist selbst mit einem Betongebäude 2 als sogenannte Sekundärabschirmung umschlossen, wobei der Zwischenraum 3 zwischen der Sicherheitshülle 1 und der Sekundärabschirmung 2 Hilfsanlagen aufnehmen kann. The safety sheath 1, which is designed in the form of a steel ball, encloses it the radioactive primary circuit of a pressurized water reactor for power generation. she is itself enclosed with a concrete building 2 as a so-called secondary shield, the space 3 between the safety envelope 1 and the secondary shield 2 auxiliary systems can accommodate. In der Sicherheitshülle 1 ist in einem Gehäuse 5 eine Diffusionstrennmembrane 6 so angeordnet, daß sie flächenhaft zwei Kammern 7 und 8 voneinander trennt. A diffusion separating membrane is located in a housing 5 in the safety envelope 1 6 arranged so that it separates two chambers 7 and 8 from one another over a large area. Die Kammer 7 gehört zu einem Gaskreis 10, der den durch den Pfeil 11 bezeichneten Eingang in eine Rohrleitung 12 mit einem Gebläse 13 und den durch den Pfeil 14 angedeuteten Auslaß in die Sicherheitshülle umfaßt. Die Gasatmosphäre 15 in der Sicherheitshülle 1 schließt den Gaskreis 10, so daß beim Fördern des Gebläses 13 die Gasatmosphäre 15 über die Kammer 7 umgewälzt wird.The chamber 7 belongs to a gas circuit 10, which is indicated by the arrow 11 designated input into a pipeline 12 with a fan 13 and through includes the arrow 14 indicated outlet in the safety envelope. The gas atmosphere 15 in the safety envelope 1 closes the gas circuit 10, so that when conveying the fan 13, the gas atmosphere 15 is circulated through the chamber 7. Die andere Kammer 8 im Gehäuse 5 gehört zu einem zweiten Gaskreis 17. Dieser beginnt mit dem Ansaugen der im Zwischenraum 3 vorhandenen Frischluft in Richtung des Pfeiles 19 durch ein Gebläse 20. Die Frischluft durchströmt die Kammer 8, so daß die Diffusionstrennmembrane 6 auf der dem Gaskreis 10 abgekehrten Seite bespült wird. Auf diese Weise wird aus der Gasatmosphäre 15 ausdiffundierender Wasserstoff über den der Kammer 8 nachgeschalteten Leitungszweig 21 ins Freie, d. h. über den Auslaß 22 zur Außenseite 23 der Sekundärabschirmung 2 gefördert. The other chamber 8 in the housing 5 belongs to a second gas circuit 17. This begins with the suction of the fresh air present in the space 3 in the direction of arrow 19 by a fan 20. The fresh air flows through the Chamber 8, so that the diffusion separating membrane 6 faces away from the gas circuit 10 Side is flushed. In this way, the gas atmosphere 15 becomes more diffusing Hydrogen into the open air via the line branch 21 connected downstream of the chamber 8, d. H. Conveyed via the outlet 22 to the outside 23 of the secondary shield 2.
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