DE3614267A1

DE3614267A1 - Nuclear power station having a water cooled reactor pressure vessel

Info

Publication number: DE3614267A1
Application number: DE19863614267
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Ing Dr Hoffmann; Gerd Prof Dr Ing Brunner; Norbert Dipl Ing Jost
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1986-04-26
Filing date: 1986-04-26
Publication date: 1987-10-29

Abstract

The invention relates to a nuclear power station having a water cooled reactor pressure vessel and a primary coolant circuit assigned to the reactor pressure vessel. In such nuclear power stations, the nuclear radiation produces radiolysis gases which are undesirable for reasons of corrosion and oxyhydrogen gas reaction. In order to limit these radiolysis gas components, the invention provides for catalytically active surfaces (21, 35, 45, 46, 54) to be introduced into the primary coolant circuit for the purpose of recombining hydrogen and oxygen. These catalytically active surfaces can be mounted in the upper part of the reactor pressure vessel (2). The main steam screen (scrubber) (24) can also have a catalytically active surface. The invention can be used in nuclear power stations having water cooled reactor pressure vessels. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kernkraftwerk mit ei nem wassergekühlten Reaktordruckbehälter und einem dem Reaktordruckbehälter zugeordneten Primärkreis.The invention relates to a nuclear power plant with egg a water-cooled reactor pressure vessel and a Reactor pressure vessel associated primary circuit.

Bei Kernkraftwerken mit wassergekühlten Reaktordruckbe hältern, also bei Siedewasserreaktoren wie auch bei Druckwasserreaktoren, findet durch die Strahlung u.a. auch ein Aufbrechen der Wasserstoff-Sauerstoff-Bindung des Wassers statt. Es entsteht ein sogenanntes Radiolysegas, das im wesentlichen aus Wasserstoff und Sauerstoff, also aus Knallgas, besteht. Dieses Radiolysegas ist aus ver schiedenen Gründen unerwünscht. Es verschlechtert den Wärmeübergang an Rohrleitungen und erhöht infolge seines Sauerstoffgehaltes die Korrosion, schließlich geht von ihm auch eine latente Gefahr der Verpuffung aus. Bei Siedewasserreaktoren wird das Radiolysegas außerdem in die kondensierend arbeitenden Apparate und Maschinen des primären Dampfkreislaufes verschleppt, so daß im gesamten Primärkreislauf unkontrollierte Radiolyse gasanreicherungen entstehen können.For nuclear power plants with water-cooled reactor pressure keep, i.e. with boiling water reactors as well Pressurized water reactors, caused by the radiation also breaking the hydrogen-oxygen bond of the Water instead. A so-called radiolysis gas is created, essentially from hydrogen and oxygen, so made of oxyhydrogen. This radiolysis gas is from ver undesirable for various reasons. It worsens the Heat transfer to pipelines and increases as a result of it The corrosion level, eventually goes from also a latent danger of deflagration. At The radiolysis gas is also boiling water reactors in the condensing apparatus and machines of the primary steam cycle, so that in entire primary circuit uncontrolled radiolysis gas enrichments can occur.

Durch die deutsche Patentschrift 31 25 736 ist bereits ei ne Vorrichtung zur Umsetzung von gasförmigem Wasserstoff und Sauerstoff mit Hilfe eines Katalysators bekannt. Bei diesem Katalysator sind Platinpartikel in einem porösen Träger mit hoher spezifischer Oberfläche eingebettet. In diese Vorrichtung werden Sauerstoff und Wasserstoff ein geleitet. Der Katalysator wird zur Kühlung mit Kühlwasser berieselt. Through the German patent 31 25 736 is already egg ne device for converting gaseous hydrogen and oxygen using a catalyst. At this catalyst are platinum particles in a porous Carrier with high specific surface embedded. In this device will be oxygen and hydrogen headed. The catalyst is used for cooling with cooling water sprinkles.

Zur Vermeidung unerwünscht hoher Radiolysegaspartial drücke in Kernkraftwerken ist es auch schon bekannt, diese Radiolysegase durch Absaugung und Durchleiten von Dampf, dem dieses Radiolysegas beigemischt ist, durch einen Rekombinator wieder zu vereinigen. Es ist eine Eigenart solcher Anlagen, daß damit ein Dampf- bzw. Leistungsverlust verbunden ist.To avoid undesirably high radiolysis gas partial pressures in nuclear power plants it is already known these radiolysis gases by suction and passage of Steam to which this radiolysis gas is mixed to reunite a recombiner. It is one Peculiarity of such systems that a steam or Loss of performance is connected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, wie unerwünscht hohe Radiolysegaspartialdrücke im Primärkreislauf von Kernkraftwerken vermieden werden können, ohne Dampf- oder andere Leistungsverluste in Kauf zu nehmen.The invention has for its object a way show how undesirably high radiolysis gas partial pressures be avoided in the primary circuit of nuclear power plants can, without loss of steam or other performance To take purchase.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Ansprüchen 2 bis 21 zu entnehmen.This object is achieved by the features of claim 1 solved. Further advantageous configurations are the Claims 2 to 21.

Infolge der im Primärkreis einzubringenden im Sinne einer Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff wirkenden katalytisch aktiven Oberflächen wird eine ständige selbsttätige Rekombination von Sauerstoff und Wasser stoff in die Wege geleitet. Weil die Rekombinationsrate pro Zeiteinheit mit dem Radiolysegaspartialdruck an steigt, wird so ohne zusätzliche energieverzehrende Maßnahmen ein unerwünscht hohes Ansteigen des Radiolyse gasgehaltes vermieden.As a result of those to be introduced in the primary circuit in the sense of a Recombination of hydrogen and oxygen acting catalytically active surfaces becomes a permanent automatic recombination of oxygen and water fabric launched. Because the recombination rate per unit time with the radiolysis gas partial pressure increases, without additional energy-consuming Measures an undesirably high increase in radiolysis avoided gas content.

Wenn diese katalytisch aktiven Oberflächen in besonders zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung im oberen Teil des Reaktorbehälters angebracht sind, erzeugen sie, in folge des dort sehr großen Querschnitts, keinen nennens werten Strömungswiderstand. Dabei ist es besonders effektiv, wenn in vorteilhafter Weiterbildung der Erfin dung anderweitig erforderliche Einbauten im Reaktordruck behälter mit einer katalytisch aktiven Oberfläche ver sehen sind. In diesem Fall werden nicht nur zusätzliche Einbauten, sondern auch der für sie erforderliche Platz und die für sie erforderlichen zusätzlichen Ein- und Ausbauarbeiten bei Wartungs- und Reparaturarbeiten im Reaktordruckbehälter eingespart.If these catalytically active surfaces in particular expedient embodiment of the invention in the upper part of the reactor vessel are attached, they generate, in follow the very large cross-section there, no name value flow resistance. It is special effective if the Erfin other installations in reactor pressure required containers with a catalytically active surface are seen. In this case, not just additional ones Internals, but also the space required for them and the additional inputs and inputs required for them Removal work for maintenance and repair work in Reactor pressure vessel saved.

Eine sehr vorteilhafte Ausbildung der Erfindung erhält man, wenn das im Primärkreis eines Siedewasserreaktors eingebaute Frischdampfsieb eine katalytisch aktive Ober fläche besitzt. Dieser Lösung kommt zugute, daß die Effektivität der katalytisch aktiven Oberflächen in der Gasphase besonders groß ist. Außerdem eignet sich die große Oberfläche des Siebgeflechtes besonders gut dazu, die Radiolysegase zu rekombinieren. Die bei der Rekombi nation frei werdende Wärme trägt dabei zu der hier sehr erwünschten Trocknung der Katalysatoroberfläche bei.A very advantageous embodiment of the invention receives one if that in the primary circuit of a boiling water reactor built-in live steam sieve a catalytically active upper owns space. This solution benefits from the fact that Effectiveness of the catalytically active surfaces in the Gas phase is particularly large. The is also suitable large surface of the screen mesh is particularly good for to recombine the radiolysis gases. The one at the Rekombi nation released heat contributes to the here very much desired drying of the catalyst surface.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand einiger in den Figuren dargestellter Ausbildungsbeispiele er läutert. Es zeigen:Further details of the invention will be seen in the following in the figures illustrated training examples he purifies. Show it:

Fig. 1 ein Querschnitt durch einen Siedewasserreaktor mit einem katalytisch beschichteten Dampf trockner, Fig. 1 is a cross-section dryer with a boiling water reactor with a catalytically coated vapor,

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Teil des ringförmig aufgebauten Dampftrockners der Fig. 1, Fig. 2 is a plan view of a part of the annularly constructed steam dryer of Fig. 1,

Fig. 3 ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Frischdampfsieb, Fig. 3 is a cross-section through an inventive Frischdampfsieb,

Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht des Siebeinsatzes des Frischdampfsiebes der Fig. 3, Fig. 4 is a perspective view of the strainer of the steam screen of Fig. 3,

Fig. 5 einen Wärmetauscher mit in den Kalotten einge brachtem katalytisch aktivem Material und Fig. 5 shows a heat exchanger in the calottes brought in catalytically active material and

Fig. 6 einen anderen Wärmetauscher, bei dem das kata lytisch aktive Material in den Wärmetauscher rohren eingebracht ist. Fig. 6 shows another heat exchanger in which the catalytically active material is introduced into the heat exchanger tubes.

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Siede wasserreaktor. Der Reaktordruckbehälter 2 ist am oberen und unteren Ende mittels je einer Kalotte 3, 4 verschlos sen. In der Figur erkennt man die im Kernmantel 5 in ei nem oberen und unteren mit Durchbrüchen versehenen Kern gitter 6, 7 geführten Brennelemente 8 und Steuerstäbe 9. In der Fig. 1 ist nur ein einziger Steuerstab geschnitten dargestellt. Die Steuerstäbe 9 sind unterhalb des unte ren Kerngitters 7 in Führungsrohren 10 geführt und durch die Bodenkalotte 4 aus dem Reaktordruckbehälter 2 heraus geführt. Dort sind sie mit den Steuerstabantrieben 11 gekuppelt. Der Kernmantel 5 ist von einem Rückströmraum 12 umgeben. Im Bereich des oberen Kerngitters 6 befinden sich im Rückströmraum 12 die Speisewasserverteiler 13 (nur einer dargestellt). Oberhalb der Brennelemente 8 und des die Brennelemente haltenden oberen Kerngitters 6 ist der Dampfabscheider 14 und oberhalb des Dampfabschei ders der Dampftrockner 15 zu erkennen. Am oberen Ende des Reaktordruckbehälters 2 sind am Umfang die Speisewasser eintrittsstutzen 16 (nur einer dargestellt) und die Dampfaustrittsstutzen 17 (nur einer dargestellt) verteilt. Fig. 1 shows a cross section through a boiling water reactor. The reactor pressure vessel 2 is sen at the upper and lower ends by means of a calotte 3 , 4 . In the figure you can see the core lattice 5 in egg nem upper and lower openings provided with openings 6 , 7 guided fuel elements 8 and control rods 9th In Fig. 1 only a single control rod is shown in section. The control rods 9 are guided below the unte ren core grid 7 in guide tubes 10 and out through the bottom cap 4 from the reactor pressure vessel 2 . There they are coupled to the control rod drives 11 . The core jacket 5 is surrounded by a backflow chamber 12 . In the area of the upper core grid 6 , the feed water distributors 13 (only one shown) are located in the return flow chamber 12 . Above the fuel assemblies 8 and the upper core grid 6 holding the fuel assemblies, the steam separator 14 and above the steam separator the steam dryer 15 can be seen. At the upper end of the reactor pressure vessel 2 , the feed water inlet connection 16 (only one shown) and the steam outlet connection 17 (only one shown) are distributed around the circumference.

Beim Betrieb des Siedewasserreaktors 1 strömt das Speise wasser über die Speisewassereintrittsstutzen 16 am obe ren Ende des Reaktordruckbehälters 2 ein und fließt im wesentlichen am Umfang des Reaktordruckbehälters über die Speisewasserverteiler 13 zwischen Kernmantel 5 und Außenwand des Reaktordruckbehälters 2 nach unten, durch strömt die Steuerstabführungsrohre 10 und steigt durch die Durchbrüche im unteren Kerngitter 7 hindurch zwi schen die Brennelemente 8 und Steuerstäbe 9 nach oben. Durch die im Reaktorkern erzeugte Wärme verdampft ein Teil des Wassers. Das Wasserdampfgemisch steigt durch die Durchbrüche des oberen Kerngitters 6 nach oben bis in den Dampfabscheider 14, wo die aus dem Kühlwasser aufsteigenden Dampfblasen von den spiralförmig gekrümmten Blechen des Dampfabscheiders in eine zyklonenartige Dreh bewegung um die Symmetrieachse des Reaktordruckbehälters gebracht werden. Durch die dabei erzeugte Fliehkraft werden die mitgerissenen Wassertröpfchen zur Außenwand getragen und steigt der Dampf von unten in den über dem Dampfabscheider 14 angeordneten Dampftrockner 15.When operating the boiling water reactor 1 , the feed water flows through the feed water inlet connection 16 at the upper end of the reactor pressure vessel 2 and flows essentially at the circumference of the reactor pressure vessel via the feed water distributor 13 between the core jacket 5 and the outer wall of the reactor pressure vessel 2 , through which the control rod guide tubes 10 and rises through the openings in the lower core grid 7 between the fuel elements 8 and control rods 9 upwards. Some of the water evaporates due to the heat generated in the reactor core. The water vapor mixture rises through the openings of the upper core lattice 6 up to the steam separator 14 , where the steam bubbles rising from the cooling water are brought into a cyclonic rotary motion by the spirally curved sheets of the steam separator about the axis of symmetry of the reactor pressure vessel. The entrained water droplets are carried to the outer wall by the centrifugal force generated and the steam rises from below into the steam dryer 15 arranged above the steam separator 14 .

Dieser Dampftrockner 15 besteht, wie die Aufsicht in der Fig. 2 zeigt, aus mehreren, um einen zentralen Frei raum angeordneten Paketen 18, 19, 20 von in geringem Abstand senkrecht nebeneinander stehenden wellblechartig geformten Blechen 21. Durch die Zwischenräume zwischen den Blechen strömt der Dampf radial nach außen. Diese ge wellten Bleche 21 des Dampftrockners 15 sind mit senk rechten, in der Aufsicht krallenartigen, Auffangringen (der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt) für mitgerissene Wassertropfen versehen. Erfindungsgemäß sind diese Wellbleche im Ausführungsbeispiel mit einem katalytisch aktiven Material, vorzugsweise Platin, Palladium, Iridium, Rhodium, Ruthenium, Osmium oder Legierungen, die diese Metalle enthalten, beschichtet. Infolge der wellblechartigen Krümmung dieser Bleche 21 wird der zwischen sie hindurchströmende, weitgehend getrocknete Dampf stark verwirbelt. Dies führt zu einem intensiven Kontakt der vom Dampf mitgerissenen Radiolysegase mit der katalytisch aktiven Oberfläche der Wellbleche. Die bei der Rekombination der Radiolysegase entstehende Wärme heizt die Bleche des Dampftrockners 15 etwas auf und trägt damit in höchst erwünschter Weise zur Trocknung der Bleche 21 bei.This steam dryer 15 , as the top view in FIG. 2 shows, consists of a plurality of packages 18 , 19 , 20 arranged around a central free space of corrugated sheet metal sheets 21 which are vertically adjacent to one another at a short distance. The steam flows radially outwards through the spaces between the sheets. This ge corrugated sheets 21 of the steam dryer 15 are provided with vertical right, claw-like in the top view, catch rings (not shown for the sake of clarity) for entrained water drops. According to the invention, these corrugated sheets are coated in the exemplary embodiment with a catalytically active material, preferably platinum, palladium, iridium, rhodium, ruthenium, osmium or alloys which contain these metals. Due to the corrugated sheet-like curvature of these sheets 21 , the largely dried steam flowing between them is swirled to a great extent. This leads to an intensive contact of the radiolysis gases entrained by the steam with the catalytically active surface of the corrugated sheets. The heat generated during the recombination of the radiolysis gases heats up the sheets of the steam dryer 15 somewhat and thus contributes to the drying of the sheets 21 in the most desirable manner.

Die Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch ein in der Frischdampfleitung von einem Siedewasserreaktor zur Dampfturbine eingebautes Frischdampfsieb 24 im Querschnitt. Dieses besteht aus einem T-förmigen Gehäuse 25, bei dem der Dampfaustrittsstutzen 26 und der Kondensatabzugs stutzen 27 zueinander fluchtend an gegenüberliegenden Enden des T-förmigen Gehäuses 25 und der Frischdampf eintrittsstutzen 28 rechtwinklig hierzu angeordnet sind. Zwischen dem Kondensatabzugsstutzen 27 und dem Dampfaus trittsstutzen 26 ist ein hohlzylindrischer Siebeinsatz 29 eingeführt. Dieser hohlzylindrische Siebeinsatz ist sowohl im Dampfausstrittsstutzen 26 als auch im Konden satabzugsstutzen 27 geführt. Der Kondensatabzugsstutzen ist mit einem Dichteinsatz 30 mit eingebauter Kondensat abzugsleitung 31 verschlossen. FIG. 3 shows a cross section through a live steam screen 24 installed in the live steam line from a boiling water reactor to the steam turbine. This consists of a T-shaped housing 25 , in which the steam outlet connection 26 and the condensate drain connection 27 are aligned with one another at opposite ends of the T-shaped housing 25 and the live steam inlet connection 28 are arranged at right angles thereto. A hollow cylindrical strainer insert 29 is inserted between the condensate discharge nozzle 27 and the steam outlet nozzle 26 . This hollow cylindrical sieve insert is guided both in the steam outlet connection 26 and in the condensate discharge connection connection 27 . The condensate drain pipe is closed with a sealing insert 30 with built-in condensate drain line 31 .

Der Aufbau des hohlzylindrischen Siebeinsatzes 29 ist aus der Fig. 4 zu erkennen. Letzterer besteht aus zwei über Abstandshalter 32 in einem vorgegebenen Abstand gehaltene zylindrische Hülsen 33, 34 und einem zwischen diese zylindrischen Hülsen außen um die Abstandshalter herum geführten Siebgeflecht 35 aus mit Katalysator material beschichteten Drähten.The structure of the hollow cylindrical sieve insert 29 can be seen from FIG. 4. The latter consists of two cylindrical sleeves 33 , 34 held at a predetermined distance via spacers 32 and a mesh screen 35 made of wires coated with catalyst material and guided between these cylindrical sleeves on the outside around the spacers.

Beim Betrieb des Kernkraftwerkes strömt der Frischdampf über den Frischdampfeintrittsstutzen 28 in das Gehäuse 25 des Frischdampfsiebes 24 ein. Dort strömt der Frisch dampf dann radial durch das Siebgeflecht 35 in den Innen raum des Siebeinsatzes 29 und durch die obere zylindrische Hülse 33 des Siebeinsatzes und den Dampfaustrittsstutzen 26 zur Dampfturbine. Da der Dampfaustrittsstutzen in der Einbaulage oberhalb des Kondensatabzugsstutzens 31 ange ordnet ist, werden mitgerissene Wassertröpfchen am Sieb und den Abstandshaltern 32 entlang zum unteren Kondensat abzugsstutzen 27 fließen. Sie können von dort durch die durch den Dichteinsatz 30 durchgeführte Kondensatabzugs leitung 31 abgezogen werden. Bei dem Durchströmen des mit Platin oder anderem Katalysatormaterial beschichteten Siebgeflechtes 35 findet eine Rekombination des Sauer stoffs und Wasserstoffs zu Wasser statt. Dabei wird die ses Siebgeflecht etwas aufgeheizt, wodurch wiederum der erwünschte Effekt einer Trocknung des Siebgeflechtes er reicht wird. Gleichzeitig löst die Dampfströmung mögliche Wassertropfen von der Oberfläche des Siebge flechtes ab und trägt damit zu dessen Trocknung bei.During operation of the nuclear power plant, the live steam flows through the live steam inlet connection 28 into the housing 25 of the live steam screen 24 . There the fresh steam then flows radially through the mesh screen 35 into the interior of the screen insert 29 and through the upper cylindrical sleeve 33 of the screen insert and the steam outlet port 26 to the steam turbine. Since the steam outlet nozzle is arranged in the installed position above the condensate discharge nozzle 31 , entrained water droplets on the sieve and the spacers 32 will flow along the lower condensate discharge nozzle 27 . You can be withdrawn from there through the condensate drain line 31 through the sealing insert 30 . When flowing through the screen mesh 35 coated with platinum or other catalyst material, the oxygen and hydrogen are recombined to form water. The screen mesh is heated up a little, which in turn achieves the desired effect of drying the screen mesh. At the same time, the steam flow removes possible water droplets from the surface of the mesh and thus helps to dry it.

Die Fig. 5 zeigt einen Wärmetauscher 36 mit einem Ein trittsstutzen 37 für das Primärmedium an der oberen Kalotte 38 und einem Austrittsstutzen 39 für das Primär medium an der unteren Kalotte 40. Diese beiden Kalotten des Wärmetauschers sind über Wärmetauscherrohre 41 mit einander verbunden. Die Wärmetauscherrohre sind durch ein Gefäß 42 hindurchgeführt, an dessen unterem Ende sich ein Eintrittsstutzen 43 für das Sekundärmedium und an dessen oberem Ende sich ein Austrittsstutzen 44 für das Sekundärmedium befindet. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind die beiden Kalotten 38, 40 des Wärmetau schers 36 mit einer Pellet-Schüttung 45, 46 aufgefüllt, bei der die einzelnen Keramik-Pellets mit einer kataly tisch aktiven Oberfläche versehen wurden. Es wäre jedoch auch möglich, stahlwolleartige, oberflächlich katalytisch beschichtete Metalldrahtknäuel oder auch Knäuel aus dünnen Katalysatordrähten in den beiden Kalotten 38, 40 des Wärmetauschers einzubringen. FIG. 5 shows a heat exchanger 36 with a clip 37 occurs for the primary medium on the upper cap 38 and an outlet connection 39 for the primary medium on the lower calotte 40th These two domes of the heat exchanger are connected to one another via heat exchanger tubes 41 . The heat exchanger tubes are passed through a vessel 42 , at the lower end of which there is an inlet connector 43 for the secondary medium and at the upper end of which there is an outlet connector 44 for the secondary medium. In the embodiment of Fig. 5, the two caps 38, 40 of the Wärmetau exchanger 36 having a pellet bed 45, filled in 46, wherein the individual ceramic pellets were coated with a catalytically active surface. However, it would also be possible to introduce steel wool-like, surface catalytically coated metal wire balls or balls of thin catalyst wires in the two spherical caps 38 , 40 of the heat exchanger.

Im Betrieb strömt der primärseitige Frischdampf mit den Radiolysegasen über den Eintrittsstutzen 37 für das Primärmedium von oben in die obere Kalotte 38 des Wärme tauschers 36 ein, streicht dort an den eingebrachten katalytisch aktiven Oberflächen entlang, durchströmt dann die Wärmetauscherrohre 41 und gibt dort seine Wärme an das im Gegenstrom durch den unteren Eintrittsstutzen 43 für das Sekundärmedium einströmende und den oberen Austrittsstutzen 44 für das Sekundärmedium wieder aus strömende Sekundärmedium ab. Dabei kondensiert das Primärmedium weitgehend in den Wärmetauscherrohren 41 und durchströmt dann als Kondensat die untere Kalotte 40 mit dem dort eingebrachten katalytisch aktiven Material. Insbesondere die in der oberen Kalotte 38 eingebrachte katalytisch aktive und vom Heißdampf umströmte Oberfläche trägt dabei wesentlich zur Rekombination des Radiolyse gases bei. Dabei findet eine zusätzliche Aufheizung der katalytisch aktiven Oberfläche statt, die zu einer - wenn auch geringfügigen - Trocknung derselben beiträgt. Die in der unteren Kalotte 40 vom Kondensat überflutete katalytisch aktive Oberfläche ist infolge der Abdeckung durch das Kondensat und den dadurch stark verlangsamten Stoffaustausch in weit geringerem Maße an der Rekombina tion von Wasserstoff und Sauerstoff beteiligt. Bei Wär metauschern, bei denen die untere Kalotte im wesentli chen von Kondensat erfüllt ist, kann daher auch davon abgesehen werden, katalytisch aktives Material 46 in diese untere Kalotte einzubringen.In operation, the primary-side live steam with the radiolysis gases flows through the inlet connection 37 for the primary medium from above into the upper cap 38 of the heat exchanger 36 , brushes there along the introduced catalytically active surfaces, then flows through the heat exchanger tubes 41 and gives its heat there the secondary medium flowing in countercurrent through the lower inlet nozzle 43 for the secondary medium and the upper outlet nozzle 44 for the secondary medium flowing out again. The primary medium largely condenses in the heat exchanger tubes 41 and then flows as condensate through the lower cap 40 with the catalytically active material introduced therein. In particular, the catalytically active surface introduced in the upper calotte 38 and the superheated steam flows around it, which contributes significantly to the recombination of the radiolysis gas. An additional heating of the catalytically active surface takes place, which contributes to a drying of the same, albeit slightly. The catalytically active surface flooded by the condensate in the lower cap 40 is involved to a lesser extent in the recombination of hydrogen and oxygen as a result of the covering by the condensate and the mass transfer which is thereby greatly slowed down. In heat exchangers in which the lower cap is in essence Chen filled with condensate, it is therefore also possible to refrain from introducing catalytically active material 46 into this lower cap.

Der Wärmetauscher 47 der Fig. 6 entspricht in seinem Grundaufbau dem Wärmetauscher 36 der Fig. 5. Auch er besteht aus einer oberen und unteren Kalotte 48, 49, die miteinander duch Wärmetauscherrohre 50 verbunden sind und von denen die obere Kalotte 48 einen Eintritts stutzen 51 und die untere Kalotte 49 einen Austritts stutzen 52 für das Primärmedium besitzt. Dabei sind die Wärmetauscherrohre 50 auch hier durch ein Gefäß 53 hindurchgeführt, das im Gegenstrom vom Sekundärmedium durchströmt wird. Das katalytisch aktive Material ist hier jedoch in Form einer Schüttung 54 von oberfläch lich mit einem katalytisch aktiven Material beschich teten Pellets aufgefüllt. Bei dieser Lösung muß mit einem geringfügig größeren Strömungswiderstand gerechnet wer den, als wenn das katalytisch aktive Material in der oberen und unteren Kalotte des Wärmetauschers eingebracht wäre. Alternativ können die Rohre auch mit stahlwolle artigem, oberflächlich katalytisch wirkenden Metalldraht knäuel beschichtet werden. In diesem Falle ist der Druckverlust geringer als im Falle der Pelletschüttung.The heat exchanger 47 of FIG. 6 corresponds in its basic structure to the heat exchanger 36 of Fig. 5. Also it consists of an upper and lower cage 48, 49, the duch each heat exchanger tubes 50 are connected and of which the upper dome clip 48 has a inlet 51 and the lower cap 49 has an outlet nozzle 52 for the primary medium. Here, the heat exchanger tubes 50 are also passed through a vessel 53 through which the secondary medium flows in countercurrent. The catalytically active material here, however, is filled in the form of a bed 54 of pellets coated with a catalytically active material. With this solution, a slightly greater flow resistance must be expected than if the catalytically active material were introduced into the upper and lower calotte of the heat exchanger. Alternatively, the tubes can also be coated with steel wool-like, superficially catalytic metal wire. In this case the pressure drop is less than in the case of pellet filling.

Weil der Stoffaustausch und damit die Rekombinationsrate in der Gasphase deutlich größer als in der flüssigen Phase ist, nimmt die Rekombinationsrate bereits bei be ginnender Benetzung der katalytisch aktiven Oberflächen stark ab. Daher kann es zweckmäßig sein, die katalytisch aktiven Oberflächen zusätzlich etwas über die Dampftem peratur aufzuheizen. So können z.B. in den Abstandshal tern 32 des Siebeinsatzes 29 elektrische Widerstands heizelemente eingebaut sein. Auch die Bleche 21 des Dampftrockners 15 könnten mit Stegen verschweißt sein, die solche elektrische Widerstandselemente beinhalten. Bei den Pelletschüttungen der Wärmetauscher 36 und 47 ließen sich solche Heizelemente im Schüttungsbereich einbauen.Because the mass transfer and thus the recombination rate in the gas phase is significantly higher than in the liquid phase, the recombination rate already decreases sharply when the catalytically active surfaces begin to wet. Therefore, it may be advisable to additionally heat the catalytically active surfaces slightly above the vapor temperature. For example, 29 electrical resistance heating elements can be installed in the spacers 32 of the sieve insert. The sheets 21 of the steam dryer 15 could also be welded to webs which contain such electrical resistance elements. With the pellet beds of the heat exchangers 36 and 47 , such heating elements could be installed in the bed area.

Claims

1. Nuclear power plant with a water-cooled reactor pressure vessel and a primary circuit assigned to the reactor pressure vessel, characterized in that in the primary circuit, to reduce the content of radiolysis gases, in the sense of a recombination of hydrogen and oxygen to water acting catalytically active surfaces ( 21 , 35 , 45 , 46 , 54 ) are introduced.

2. Nuclear power plant according to claim 1, characterized in that the catalytically active surfaces ( 21 ) in the upper part of the reactor pressure vessel ( 2 ) are attached.

3. Nuclear power plant according to claim 1, characterized in that internally required internals ( 14 , 15 , 18 to 21 ) in the reactor pressure vessel ( 2 ) are provided with catalytically active surfaces.

4. Nuclear power plant according to claim 3, characterized in that the live steam screen ( 24 ) has a catalytically active surface ( 35 ).

5. Nuclear power plant according to claim 3, characterized in that the steam dryer ( 15 ) in the boiling water reactor is provided with a catalytically active surface ( 21 ).

6. Nuclear power plant according to claim 1, characterized, that in a boiling water reactor the steam paths before and after the steam dryer with a catalytically active Surface are provided.

7. Nuclear power plant according to claim 1, characterized in that the catalytically active surfaces ( 45 , 46 , 54 ), when using heat exchangers ( 36 , 47 ), are arranged in the primary side part thereof.

8. Nuclear power plant according to claim 7, characterized in that the catalytically active surfaces ( 45 ) in the inlet-side cap ( 38 ) of the heat exchanger ( 36 ) are arranged.

9. Nuclear power plant according to claim 7, characterized in that the catalytically active surfaces ( 46 ) in the outlet-side cap ( 40 ) of the heat exchanger are arranged.

10. Nuclear power plant according to claim 7, characterized in that the catalytically active surfaces ( 54 ) in the heat exchanger tubes ( 50 ) are introduced.

11. Nuclear power plant according to claim 1, characterized, that the catalytically active surfaces are a few degrees can be heated up via the steam temperature.

12. Nuclear power plant according to claim 11, characterized, that the catalytically active surfaces over a electrical resistance heating can be heated.

13. Nuclear power plant according to claim 1, characterized in that a wire mesh ( 35 ) is used as a catalytically active surface.

14. Nuclear power plant according to claim 1, characterized in that a sheet ( 21 ) is used as a catalytically active surface.

15. Nuclear power plant according to claim 1, characterized, which is the catalytically active surface in the form of a Honeycomb cartridge is inserted.

16. Nuclear power plant according to claim 1, characterized in that a pellet bed ( 45 , 46 , 54 ) is used as a catalytically active surface.

17. Nuclear power plant according to one of claims 13 to 16, characterized in that the catalytically active material is used as a solid material ( 35 ).

18. Nuclear power plant according to one of claims 13 to 16, characterized, that a carrier material each with the catalytically ak tive material is coated.

19. Nuclear power plant according to claim 18, characterized in that metal bodies ( 21 ) are used as the carrier material.

20. Nuclear power plant according to claim 18, characterized in that ceramic bodies ( 45 , 46 , 54 ) are set as a carrier material.

21. Nuclear power plant according to claim 18, characterized, that plastic bodies are used as the carrier material.