DE3637845A1 - Kernreaktor mit einer sicherheitshuelle - Google Patents
Kernreaktor mit einer sicherheitshuelleInfo
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- G21C—NUCLEAR REACTORS
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kernreaktor mit einer Sicher
heitshülle zum Einschließen von Aktivitätsträgern und mit
einem Berstschutz im Form einer Auslaßöffnung, die mit einem
Filter zum Auffangen von Aktivitätsträgern in Verbindung
steht.
Ein solcher Kernreaktor ist z.B. aus der DE-PS 26 34 356 be
kannt. Er besitzt als Sicherheitshülle eine Stahlkugel, die
von einem Betongebäude umschlossen ist. In dem Betongebäude
sind Auslaßöffnungen vorgesehen, die mit einem Überdruckven
til absperrbar sind. Von den Auslaßöffnungen führen Leitungen
in bestimmte Bereiche innerhalb eines Erdhügels, der sich
über dem Betongebäude erhebt. Dort soll eine Schüttung aus
grobem Kies eine Filterung und Kondensation von Dampf be
wirken, wenn es im Inneren des Betongebäudes zu einer Störung
kommt, die die Berstfestigkeit zu überschreiten droht. Von
der Sicherheitshülle gehen ebenfalls Auslaßleitungen aus, in
denen Sicherheitsventile für einen bestimmten Ansprechdruck
sorgen. Die Auslaßleitungen führen entweder in das Betonge
bäude oder unmittelbar in die außerhalb des Betongebäudes
liegende Kiesschicht, damit ohne Beeinträchtigung des Ring
raumes zwischen der Sicherheitshülle und dem Betongebäude
eine Druckentlastung für die Sicherheitshülle geschaffen
werden kann.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Entlastung der
Sicherheitshülle auch für den Fall zu ermöglichen, daß für
die Aufnahme des Auslaßmediums aus der Sicherheitshülle kein
Erdhügel zur Verfügung steht, der eine weiträumige Verteilung
gestattet, sondern nur ein Filter mit einem viel kleineren
Aufnahmevermögen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß zwischen der Auslaßöff
nung und dem Filter eine Strahlpumpe liegt, mit der das Aus
laßmedium aus der Sicherheitshülle mit einem Verdünnungsmit
tel vermischt wird.
Erstaunlicherweise hat sich gezeigt, daß mit der Erfindung
eine Verbesserung der Filterwirkung erreicht werden kann, ob
wohl das zu filternde Volumen durch das Verdünnungsmittel
vergrößert wird. Dies liegt daran, daß mit Hilfe des Verdün
nungsmittels die Beanspruchungen des Filters durch Druck Tem
peratur usw. so verringert werden können, daß man trotz
größerer Durchsätze mit einem kleineren Filtervolumen aus
kommt. Zum Beispiel kann man durch den Zusatz von angesaugter
Atmosphärenluft die H₂/O₂-Konzentration im Auslaßmedium re
duzieren, so daß eine Explosionsgefahr vermieden wird. Dabei
kann man durch die Wahl des Verdünnungsmittels auch die
Filtereigenschaften verbessern. Insbesondere kann die Rück
haltung von Aerosolen durch ein Verdünnungsmittel verbessert
werden, das zu größeren Aerosolpartikeln führt.
Die Saugseite der Strahlpumpe kann vorteilhaft mit einer
Armatur zum Ansaugen des Verdünnungsmittels verbunden sein.
Geeignete Armaturen sind insbesondere Rückschlagklappen oder
eigenmediumgesteuerte Absperrventile, die ohne Fremdmedium
wirksam werden. Mit den Armaturen wird vermieden, daß die
Saugseite der Strahlpumpe einen Pfad darstellt, durch den das
Filter vorzeitig beansprucht oder verschmutzt wird.
Die Strahlpumpe kann vorteilhaft mit einer H₂O₂-Rekombina
tionseinrichtung in Verbindung stehen. Mit einer solchen
Rekombinationseinrichtung wird bekanntlich Wasserstoff ge
steuert oxidiert, so daß keine Knallgasexplosionen zu be
fürchten sind.
Die Strahlpumpe kann ferner aus einem Flüssigkeitsreservoir
gespeist werden. Damit ist eine Flüssigkeitsquelle gemeint,
aus der beim Arbeiten der Strahlpumpe dem Auslaßmedium eine
Flüssigkeit gegebenenfalls in Form Nebel, Dampf oder der
gleichen zugesetzt wird. Das Flüssigkeitsreservoir kann auch
ein der Strahlpumpe nachgeschalteter Kondensatabscheider
sein. Der Abscheider kann besonders dann vorteilhaft sein,
wenn durch die Wasserstoffumsetzung mit einer Rekombinations
einrichtung die Feuchtigkeit des Auslaßmediums vergrößert
wird.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der
Zeichnung Ausführungsbeispiele beschrieben, die in den Fig.
1 bis 5 in Form von vereinfachten Schaltbildern darge
stellt sind.
In Fig. 1 ist mit 1 die Sicherheitshülle eines Druckwasserreak
tors bezeichnet, die in bekannter Weise als Stahlkugel ausge
führt ist. Die Sicherheitshülle umschließt das Primärsystem
eines Druckwasserreaktors für z.B. 1300 MW e . Dazu gehören
auch nicht dargestellte Dampferzeuger, mit denen eine thermi
sche Leistung von etwa 4000 MW als Dampf in eine Maschinen
halle geliefert wird, die neben der Sicherheitshülle angeord
net ist. Die Sicherheitshülle 1 ist mit einem dickwandigen
Betongebäude umgeben, so daß wie bei dem Druckwasserreaktor
nach der DE-PS 26 34 356 ein zweiter Einschluß gegeben ist,
der hier nicht betrachtet wird.
Im Inneren der Sicherheitshülle sitzt eine Berstmembran 2.
Sie bildet eine Auslaßöffnung, die bei einem bestimmten Über
druck öffnet. Von dort führt über eine Durchführung 3 eine
Auslaßleitung 4 aus der Sicherheitshülle, mit der Auslaßme
dium 5, z.B. Dampf und Gase, abgeführt werden können.
Die Auslaßleitung 4 führt über ein Absperrventil 7, das z.B.
zu Wartungs- und Reparaturzwecken geschlossen werden kann, zu
einer Strahlpumpe 8. Die in bekannter Weise ausgebildete
Strahlpumpe 8 hat z.B. einen Durchsatz von 10 000 m3/h und
arbeitet mit einem Differenzdruck von 5 bar. Der Strahlpum
pe 8 nachgeschaltet ist eine Aktivitätsrückhalteeinrichtung
10. Sie umfaßt als Filtermaterial 11 in einem Gehäuse 12
insbesondere eine Kies- oder Sandschüttung. Der Einlaß in
das Gehäuse 12 ist als Düse 14 ausgebildet und liegt oberhalb
der Filtermasse 11. Vom unteren Ende des Gehäuses 12 führt
eine Leitung 15 in einen Kamin 16.
An die Saugseite 20 der Strahlpumpe 8 ist eine Leitung 21 für
ein Verdünnungsmittel angeschlossen. Als Verdünnungsmittel
wird bei diesem Ausführungsbeispiel die durch den Pfeil 22 an
gedeutete Umgebungsluft verwendet. Die Luft wird über Armatu
ren 23 in die Saugseite 20 der Strahlpumpe 8 mit einem Unter
druck von z.B. 0,1 bar und einem Volumenstrom von 10 000 m3/h
angesaugt. Als Armaturen 23 sind beim Ausführungsbeispiel
einmal zwei in Reihe liegende Rückschlagklappen 24 darge
stellt, denen ein normalerweise geöffnetes Absperrventil 25
nachgeschaltet ist. Als Alternative sind außerdem zwei eigen
betätigte Absperrventile 26 gezeichnet, die ebenfalls in
Reihe liegen. Die Betätigung der Ventile 26 ist mit der
Wirkungslinie 27 gestrichelt angedeutet.
Mit der Verdünnung wird eine Abkühlung des Auslaßmediums 5
erreicht, die die Filterwirkung begünstigt. Zugleich wird die
Konzentration von gegebenenfalls vorhandenem Wasserstoff
unter die Zündkonzentration von 4% herabgesetzt. Der Filter
10 und die nachgeschaltete Leitung 15 braucht deshalb nicht
für Knallgasexplosionen ausgelegt zu werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 führt die Auslaßlei
tung 4 in einen Wärmetauscher 30, dem die Strahlpumpe 8 nach
geschaltet ist. Die Ansaugleitung 21 ist wie bei dem Ausfüh
rungsbeispiel nach Fig. 1 ausgeführt. Die Ausgangsseite der
Strahlpumpe 8 führt in einen Kondensatabscheider 32, der der
Sekundärseite des Wärmetauschers 30 vorgeschaltet ist. Der
hinter dem Wärmetauscher 30 liegende Filter 10 hat vier
unterschiedliche Bereiche 33, 34, 35 und 36. Es handelt
sich dabei um z.B. Metallfaser-Schwebstoffilter und Jodfilter.
Aus dem letzten Filterbereich 36 führt die Leitung 15
wiederum in den Kamin 16. Auch hier wird mit der Strahlpumpe
8, die Umgebungsluft 22 ansaugt, eine Verdünnung des womög
lich wasserstoffhaltigen Auslaßmediums 5 der Sicherheitshülle
1 erreicht. Zusätzlich ist der Kondensatauslaß 38 des Ab
scheiders 32 mit der Saugseite 20 verbunden, so daß auch
eine Befeuchtung zur besseren Anlagerung von Aerosolen er
folgt.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3 führt die Auslaßleitung 4
wiederum über einen Wärmetauscher 30 zur Strahlpumpe 8. Als
Filter 10 ist hier zunächst ein Wasserbecken 40 der Strahl
pumpe 8 nachgeschaltet, in dem eine Düse 41 unterhalb des
Wasserspiegels 42 als Auslaß der Strahlpumpe 8 vorgesehen
ist. Der Luftraum 43 oberhalb des Wasserspiegels 42 ist mit
der Saugseite 20 der Strahlpumpe 8 über eine Rekombinations
einrichtung 45 verbunden, die über die Sekundärseite des
Wärmetauschers 30 angeschlossen ist. Damit wird als Ver
dünnungsmittel das Auslaßmedium 5 der Sicherheitshülle 1 ver
wendet, das in der Rekombinationseinrichtung 45 wasserstoff
frei gemacht worden ist. An den Luftraum 43 ist auch die Aus
laßleitung 15 angeschlossen, die über ein weiteres Filter
element 47 in den Kamin 16 führt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 saugt die Strahlpumpe
8 mit ihrer Saugseite 20 Wasser an, das sich im Filter 10 ab
setzt und mit 50 bezeichnet ist. Das Wasser 50 gelangt in ein
Reservoir 51, das über die Rückschlagklappe 24 mit der Saug
seite 20 verbunden ist. Aus dem Filter 10 führt die Auslaß
leitung 15 in den Kamin 16. Der Zusatz von Flüssigkeit in der
Strahlpumpe 8 führt vor allem dazu, daß in dem Auslaßmedium
der Sicherheitshülle 1 enthaltene Aerosole kleinster Teilchen
größe, z.B. mit einem Mikrometer Durchmesser, an die ange
saugten Flüssigkeitspartikel angelagert werden, so daß eine
bessere Rückhaltung gelingt.
Claims (6)
1. Kernreaktor mit einer Sicherheitshülle zum Einschließen von
Aktivitätsträgern und mit einem Berstschutz in Form einer
Auslaßöffnung, die mit einem Filter zum Auffangen von Aktivi
tätsträgern in Verbindung steht, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen der Auslaßöffnung (2)
und dem Filter (10) eine Strahlpumpe (8) liegt, mit der das
Auslaßmedium (5) aus der Sicherheitshülle (1) mit einem Ver
dünnungsmittel (22) vermischt wird.
2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Saugseite (20) der Strahl
pumpe (8) mit einer Armatur (23) zum Ansaugen des Verdünnungs
mittels (22) verbunden ist.
3. Kernreaktor nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Armatur eine Rückschlag
klappe (24) oder ein eigenmediumgesteuertes Absperrventil (26)
ist.
4. Kernreaktor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Strahlpumpe (8) mit
einer H₂O₂-Rekombinationseinrichtung (45) in Verbindung
steht.
5. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Strahlpumpe (8) aus einem Flüssigkeitsreservoir (51, 55)
gespeist wird.
6. Kernreaktor nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Flüssigkeitsreservoir ein der
Strahlpumpe (8) nachgeschalteter Kondensatabscheider (32)
ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863637845 DE3637845A1 (de) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | Kernreaktor mit einer sicherheitshuelle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863637845 DE3637845A1 (de) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | Kernreaktor mit einer sicherheitshuelle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3637845A1 true DE3637845A1 (de) | 1988-05-19 |
Family
ID=6313315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863637845 Withdrawn DE3637845A1 (de) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | Kernreaktor mit einer sicherheitshuelle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3637845A1 (de) |
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- 1986-11-06 DE DE19863637845 patent/DE3637845A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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