DE3820187A1 - Beseitigung von wasserstoff aus einer nachunfallatmosphaere eines kernkraftwerks - Google Patents

Beseitigung von wasserstoff aus einer nachunfallatmosphaere eines kernkraftwerks

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beseitigung von Wasserstoff aus einer Nachunfallatmosphäre eines Kernkraftwerks durch Verbrennung des Wasserstoffs, die mit Hilfe elektrischer Funken in einem kleinen Teilvolumen des Gas­ raums abläuft, wobei eine Ausbreitung einer Wasserstoffexplosion außerhalb dieses Teilvolumens sicher verhindert wird.
Dies wurde durch geeignete Versuche des Erfinders nachgewiesen!
Es ist bekannt, daß nach einem schweren Unfall mit Kernschmelzen in einem Kernkraftwerk durch Metall-Wasser-Reaktionen Wasser­ stoff in großen Mengen und in kurzer Zeit entsteht, der aus der Gasphase entfernt werden muß, damit keine explosionsartigen Wasserstoff-Sauerstoffreaktionen auftreten können; ansonsten wä­ re in einem solchen Fall ein frühzeitiges Versagen des Sicher­ heitsbehälters (SB) nicht auszuschließen.
Seit langem sind verschiedene Verfahren zur Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser bekannt z. B.:
  • - Durchflußverfahren
    Die Nachunfallatmosphäre wird durch Rohrleitungen abge­ pumpt und über einen Rekombinator geleitet, der auf thermi­ scher, katalytischer oder sonstiger chemischer Verfahren basiert. Der durch den Öffnungsquerschnitt des Systems be­ grenzte Rekombinatordurchsatz erlaubt nur eine Langzeit­ reduktion der Wasserstoffkonzentration, die jedoch bei ei­ nem Kernschmelzunfall in kurzer Zeit im SB sehr stark an­ steigt und außerdem nicht immer homogen verteilt ist. Deshalb ist dieses Verfahren bei schweren Unfällen unge­ eignet, da das Volumen des SB eines Druckwasserreaktors ca. 70 000 m3 beträgt, die in extrem kurzer Zeit durch diese Rekombinatoranlage gepumpt werden müßten.
  • - Redundante, lokale Rekombinationsverfahren
    Es sind vorrangig katalytische Rekombinatoren vorgeschla­ gen worden (Kontaktkatalysatoren). Bei derartigen Kataly­ satoroberflächen muß jedoch mit einer Katalysatorvergif­ tung gerechnet werden, da aus der chemischen Verfahrens­ technik bekannt ist, daß katalytische Oberfächen sehr empfindlich auf Spuren schädlicher Substanzen (Kontakt­ gifte) reagieren (z. B. E. B. Maxted, Adv. Catal. 3, 129 (1951)). Besonders erschwerend ist bei einem Kern­ schmelzunfall, daß in der Nachunfallatmosphäre verschie­ denste Elemente und Verbindungen vorhanden sein werden, die fast alle noch nicht auf ihre Wirkung als Katalysator­ gift untersucht worden sind. Hierzu weist z. B. bereits für den bestimmungsgemäßen Betrieb eines Siedewasserreaktors eine schweizerische Patentschrift (Hauptpatent Nr. 5 14 217 General Electric Company: "Abgasverbrennungssystem für Kernreaktoren" 15. 10. 1971) folgendes auf: "Es ist vorge­ schlagen worden, "daß" die stöchiometrischen Mengen an Wasserstoff und Sauerstoff rekombiniert werden, um Wasser­ dampf zu bilden. Zu diesem Zweck wurden Versuche mit ka­ talytischen Rekombinierungsmitteln durchgeführt. Diese Re­ kombinierungsmittel haben sich jedoch nicht als erfolgreich erwiesen, da sie eine Dampfverdünnung des Wasserstoffs zu einer Konzentration von etwa 4 Volumenprozent erforderlich machen. Weiterhin muß die mit Dampf verdünnte Mischung über­ hitzt werden, um eine Vergiftung des Katalysators zu verhindern und der Katalysator muß über bestimmte Zeit­ räume ersetzt werden aufgrund der sich akkumulierenden Vergiftung durch Wasser und/oder organische Materialien. Diese katalytischen Rekombinationsmittel haben sich ins­ besondere für die kontinuierliche Behandlung von großen Gasvolumen als nicht vorteilhaft erwiesen."
Da diese Aussagen bereits für den bestimmungsgemäßen Betrieb gelten, kann erst recht bei einem schweren Unfall die Funkti­ onstüchtigkeit der Kontaktkatalysatoren nicht unterstellt wer­ den. Eine längerfristige Funktionsfähigkeit eines Kontaktkata­ lysators in einer Nachunfallatmosphäre - d. h. in Gegenwart einer Schmelze mit abgebranntem Kernbrennstoff - wäre experi­ mentell erst noch nachzuweisen.
Derartige Versuche mit Kontaktkatalysatoren in einer Atmosphä­ re einer Schmelze mit abgebranntem Kernbrennstoff sind bisher nicht bekanntgeworden. Eine Funktionsfähigkeit von Kontaktkatalysatoren in einer Nachunfallatmosphäre dürfte auch nicht zu erwarten sein und darf auf keinen Fall ohne entsprechende Experimente unter­ stellt werden.
Erfahrungen mit Pt-Katalysatoren in Abgasen von Verbrennungs­ maschinen beweisen, daß bereits Spuren des Katalysatorgiftes Pb (z. B. einmal nicht bleifrei getankt) den Katalysator dau­ ernd unwirksam machen!
Die bisher erwähnten Nachteile der Kontaktkatalysatoren werden durch die Verwendung von in Patentanmeldung P 37 39 720.6 vorgeschlagenen organometallischen Katalysatoren in Aerosolform vermieden. Jedoch sind bei der letztgenann­ ten Lösung größere Mengen organischer Substanzen und or­ ganometallischer Katalysatoren entweder im SB vorzuhalten oder bei einem Unfall durch zusätzliche Öffnungen (Durch­ führungen) in den SB einzubringen. Ferner müssen Über­ druckentlastungseinrichtungen mit einem zusätzlichen Reini­ gungsverfahren für organische Stoffe ertüchtigt werden. Folglich ist auch dieses Verfahren mit größerem Aufwand verbun­ den, und es bestehen daher deutlich geringere Realisierungs­ chancen, wenn eine andere, einfachere und ebenfalls sichere Problemlösung zur Verfügung steht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstigere Problemlösung zu entwickeln und die Nachteile früherer Entwick­ lungen zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wasserstoff in zahlreichen, nach außen explosionssicheren Teil­ volumina verbrannt wird, wobei die Verbrennung durch elektri­ sche Funken bewirkt wird, und eine Zündung einer explosionsar­ tigen Wasserstoff-Sauerstoff-Reaktion (Explosion oder Detona­ tion) im Gasraum außerhalb dieser Teilvolumina sich verhin­ dert wird.
Die Erfindung nutzt eine geeignete Kombination von seit langem bekannten Vorrichtungen:
  • - Sicherheitsgrubenlampen mit offener Flamme
    Sicherheitsgrubenlampen mit offener Flamme haben sich seit langem in Bergwerken auch bei explosiblen Methan- Luftgemischen aufgrund der Abtrennung des Brennraums durch siebartige, geschlossene Metallgitter als explo­ sionssicher erwiesen (vergl. hierzu z. B.: K. A. Hoff­ mann: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Verlag Vieweg & Sohn Braunschweig 1920, S. 320 ff.) wo es heißt: ". . . Methan als Grubengas . . . Weil das Methan von 5,3 Proz. aufwärts mit Luft gemischt durch eine Flamme oder einen heißen Funken explosiv verbrennt (schlagende Wetter), dürfen in solchen Gruben offene Lampen nicht gebraucht werden, sondern nur solche, die durch ein Drahtnetz vollkommen abgeschlossen sind . . . Ist mehr als 1 Proz. Methan in der Grubenluft vorhanden, so zeigt sich über dem Benzinflämmchen eine bläuliche Haube . . . Mit zuneh­ mendem Methangehalt der umgebenen Luft dehnt sich die­ se Haube aus, bis sie das Drahtnetz erreicht hat. Die­ ses kühlt durch Wärmeleitung die innere Flamme so stark ab, daß das äußere Gasgemisch zunächst nicht entzündet wird. Erst dann, wenn das Drahtnetz glühend geworden ist, schlägt die Flamme durch . . ." Neben der Wärmeabfuhr unterbricht das Drahtnetz weiter­ hin die Kettenreaktion der sich wellenförmig ausbrei­ tenden Explosions- oder Detonationsfront.
  • - Zündkerzen in Verbrennungsmotoren
    Zündkerzen sind ebenfalls seit Jahrzehnten als geeigne­ te Zündquellen für explosible Gasgemische in Verbren­ nungsmotoren erprobt. Elektrische Funken zünden Wasser­ stoff-Luftgemische zwischen 4% und 75% Wassrstoffan­ teil (H. H. Freytag Hrsg.: Handbuch der Raumexplosionen, Verlag Chemie, Weinheim/Bergstr. 1965 S. 390 Tabelle 6).
Obwohl die Beseitigung von Wasserstoff aus Gasgemischen bereits seit Beginn der kommerziellen Nutzung der Kernenergie ein we­ sentliches Problem darstellt, ist eine solche Kombination dieser erprobten Vorrichtungen bisher nicht vorgeschlagen worden!
Das hier vorgeschlagene Verfahren mit den erprobten Vorrichtun­ gen funktioniert in einer Nachunfallatmosphäre solange wie ge­ nügend Wasserstoff und Sauerstoff für eine Verbrennung vorhan­ den sind, gleich welche Katalysatorgifte sich auf den Zündelek­ troden abgelagert haben mögen.
Es bedarf keiner aufwendigen F- und E-Arbeiten mehr, um die Funktionssicherheit des hier vorgestellten Verfahrens nachzuwei­ sen!
Die Erfindung kombiniert wie folgt
  • - Zündungen von Verbrennungsmotoren mit
  • - Drahtnetzen von explosionssicheren Grubenlampen mit offe­ ner Flamme;
Ein kleines Teilvolumen des Gasraums enthält eine Funkenstrecke und ist durch ein siebartiges Metallgitter vom übrigen Gasraum vollkommen abgeschlossen, so daß eine Ausbreitung einer explo­ sionsartigen Gasreaktion aus dem Teilvolumen heraus sicher ver­ hindert wird. Die Zündspannung entsteht in der Sekundärwicklung einer Induktionsspule, deren Primärspannung in Pulsform außer­ halb des SB erzeugt werden, um auch bei einem Kernschmelzunfall die Vorrichtung von außen ansteuern und betreiben zu können. Da die Wasserstoffverbrennung in einer Vorrichtung auf keinen Fall eine Explosion oder Detonation im übrigen Gasraum des SBs auslösen darf, wird die intermittierende Auslösung der Funken­ überschläge zwischen den Zündelektroden unterbrochen, wenn
  • - das Metallgitter mechanisch verletzt wird oder
  • - die Temperatur des Metallgitters über 370°C steigt.
Eine mechanische Verletzung des Metallgitters führt zu einer Unterbrechung der Zündspannung, denn der Primärleiter der In­ dunktionsspule ist erfindungsgemäß auf der Außenseite des Metall­ gitters verlegt und weist dort Sollbruchstellen auf. Bei mecha­ nischer Belastung des Metallgitters genügt der Bruch einer Soll­ bruchstelle, und der Primärkreis ist unterbrochen. Zusätzlich ist das Metallgitter mit Dehnungsmeßstreifen (DMS) bestückt, die bei mechanischer Verletzung des Metallgitters ihren Wider­ stand ändern; und/oder das Metallgitter dient als Bestandteil (z. B. als Kondensatorplatte) eines Schwingkreises, der bei me­ chanischer Verletzung des Metallgitters seine Frequenz ändert. Diese Änderungen lassen einen elektronischen Schalter anspre­ chen, der ebenfalls den Primärkreis unterbricht. Bei Metallgittertemperaturen ≧560°C (H. H. Freytag: Feuer und Explosionen, Aulis Verlag Köln 1966, S. 45) tritt eine explosi­ onsartige Zündung des Wasserstoffs im übrigen Gasraum außerhalb Teilvolumens auf, wenn eine entsprechende Wasserstoffkonzentra­ tion dort vorliegt. Daher unterbrechen Thermoschalter den Pri­ märkreis bei Erreichen einer Metallgittertemperatur von ca. 370°C (maximal zulässiger Oberflächentemperatur als 2/3 der Zündtemperatur bei explosiblen Gasgemischen (1. c. S. 54)) und verhindern damit ein weiteres Aufheizen des Metallgitters durch weitere Verbrennung des Wasserstoffs in der Vorrichtung. Erst nach deutlichem Absinken der Metallgittertemperatur wird der Primärkreis von den Thermoschaltern wieder geschlossen. Bei Versagen der Thermoschalter unterbricht eine zusätzliche Schmelzsicherung im Primärkreisleiter auf dem Metallgitter den Primärkreis bei einer Metallgittertemperatur von ca. 450°C. Somit kann das Metallgitter nicht durch die Verbrennung des Wasserstoffs im Teilvolumen bis zur Zündtemperatur des Wasser­ stoffs im Gasraum aufgeheizt werden und außerhalb des Teilvo­ lumens nicht als thermische Zündqelle wirken (vergl. hierzu z. B. auch OS 28 57 224 Bayer AG 5090 Leverkusen: Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung explosibler Gase).
Bei vom Erfinder durchgeführten Experimenten mit einem Luft- Knallgasgemisch - 2 H2-O2 in stöchiometrischem Verhältnis - hat sich folgende Spezifikation für eine Versuchsanordnung bewährt: Elektrodenabstand ca. 2 mm bei einer Zündspannung von etwa 30 kV und ein Messingnetz mit einer Maschenweite von ca. 0,2 mm.
Bild 1 zeigt eine mögliche Ausgestaltung einer Vorrichtung:
Die Funkenstrecke (1 a) ist mit einer Zündkerze realisiert. Weitere Zündkerzen (hier z. B. 1 b und 1 c) sind als Reserve über Induktivitäten (hier L 1 < L 2) parallel geschaltet. Eine Tragekonstruktion (hier Bodenplatte mit einem Winkel) (2) trägt die übrigen Teile der Vorrichtung. Das gegen Explosions­ ausbreitung gesicherte Teilvolumen, in dem der Wasserstoff mit­ tels elektrischer Funken verbrannt wird, ist vom übrigen Gas­ raum durch ein geschlossenes, gasdurchlässiges Wandmaterial (3) - vorzugsweise durch ein Metallgitter oder -netz mit sehr gu­ ter Wärmeleitfähigkeit - getrennt.
Die zur Funkenentstehung notwendige Hochspannung wird mit Hil­ fe der Induktionsspule (Sekundärwicklung (4), gasdurchlässiger Transformatorkern (5), Primärwicklung (6) erzeugt. Ein Teil­ stück der Primärleiter (6 a) ist auf der Außenseite des Wand­ materials (3) angebracht und enthält Sollbruchstellen und ei­ ne Schmelzsicherung. Die Sollbruchstellen brechen bei mecha­ nischer Belastung des Wandmaterials (3). Die Schmelzsicherung schmilzt bei ca. 450°C. Mehrere Schalter (7), teils tempera­ turabhängig (z. B. Bimetall) dienen zur Unterbrechung des Pri­ märkreises. Dehnungsmeßstreifen (DMS) (8) sind auf dem Wand­ material (3) angebracht, dessen Deformation ein verändertes Signal durch die DMS liefert. Eine solche Signaländerung läßt die Schalter (7) den Primärkreis unterbrechen. Ein wei­ terer Metallkäfig (9) umgibt die genannten Bauteile (1), (3) bis (8) als zusätzlicher mechanischer Schutz und schirmt als Faradaykäfig sonstige elektronische Bauteile im SB gegen ei­ ne Störstrahlung ab, die in der Vorrichtung durch die Funken­ überschläge entsteht. (Sollbruchstellen, Schmelzsicherung, Temperaturfühler für Thermoschalter, Verbindungskabel und Stromversorgung für Schalter und DMS und Isolation sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet.)
Die Isolierung der elektrischen Leiter erfolgt mit Keramik­ werkstoffen und/oder mit temperaturbeständigen Kunststoffen. Da die Nachunfallatmosphäre zeitweilig sehr stark wasser­ dampfhaltig sein wird, können die Zündelektroden gegen Kor­ rosion mit einem Edelmetallüberzug (z. B. Pt) geschützt wer­ den.
Werden mehrere Zündelektroden in einem Teilvolumen über zu­ nehmende Induktivitäten (L 1 < L 2 < L 3) oder über Widerstände (R 1 < R 2 < R 3) parallel geschaltet, so kann auch bei Versagen der ersten Funkenstrecke (1 a) - z. B. durch Abbrand oder Korro­ sion der Elektroden - die nächste Funkenstrecke (1 b) Funken liefern, wenn die Primärspannung entsprechend erhöht wird etc.
Die Betriebssicherheit der Vorrichtung kann durch geeignete Auslegungsmaßnahmen erhöht werden:
Hierzu trägt eine erhöhte Temperaturbeständigkeit und die Redundanz der elektronischen Bauteile wirksam bei. Zusätzlich können mehrere Vorrichtungen (von denen eine in Bild 1 exem­ plarisch dargestellt ist) in Gruppen zusammengefaßt werden. Die Gruppen werden an verschiedenen, geeigneten Stellen im SB angebracht. Die Ansteuerung jeder Gruppe erfolgt über meh­ rere räumlich redundant verlegte Elektroleitungen mit Primär­ pulsen, die außerhalb des SBs erzeugt werden. Bei Ausfall ei­ ner Elektroleitung bleiben dann die nicht an diese Leitung angeschlossenen Vorrichtungen der Gruppe funktionsfähig.
Die exotherme Wasserstoffverbrennung macht eine Wärmeabfuhr aus den einzelnen Vorrichtungen erforderlich:
Die Wärme kann vorrangig durch Konvektion der Atmosphäre ab­ geführt werden, wenn die Gase und Dämpfe im Teilvolumen auf­ geheizt werden und sich ausdehnen. Aufgrund der Temperatur­ differenz zur übrigen Atmosphäre steigen sie nach oben auf und tragen zusätzlich zur Konvektion der Atmosphäre bei. Auch wird somit ständig frischer Wasserstoff in die Vorrich­ tung geführt.
Ansonsten kann die Wärmeabfuhr über die Tragekonstruktion aus Metall erfolgen, die wiederum auf der Innenseite der SB- Wandung oder auf andern Komponenten montiert sein können, die ebenfalls gute Wärmeübertragungseigenschaften aufweisen. Die Wärmeabfuhr von Tragekonstruktionen aus Räumen des SB ohne solche Komponenten kann z. B. mit Heatpipes an geeigne­ te, kühlere Stellen erfolgen.
Die bereits aufgeführten Erfindungen CH-Patent Nr. 5 14 217 der GE und die OS 28 57 224 von Bayer arbeiten und funktionieren beide nur im Durchflußverfahren; daher sind diese Vorrich­ tungen zur schnellen Verbrennung von Wasserstoff in großen Mengen (z. B. 1500 kg H2 in 70 000 m3 bei einem Kernschmelzunfall eines DWR) ungeeignet.
Eine Verwendung von Glühkerzen anstelle der Zündkerzen erfordert einen wesentlich größeren Energiebedarf (Glühkerzen erfordern ca. 100 kW Dauerleistung (G. Langer et al: Möglichkeiten zur Was­ serstoffbeseitigung Phase III/3 . . . BMU-1986-114). Die größere Temperaturträgheit von Glühkerzen bei Abschaltung der Energie­ zufuhr ist nicht unproblematisch, da ein Verlust der Integrität des Wandmaterials evt. eine Wasserstoffexplosion oder -detona­ tion im übrigen SB auslösen könnte, wenn nicht zusätzliche Maß­ nahmen (z. B. zweite, zusätzliche Einschließung mit dem Metall­ gitter oder -netz) ergriffen werden.
Insgesamt erscheint die Verwendung von Glühkerzen in den Vor­ richtungen bedingt geeignet, stellt jedoch im Vergleich mit früheren Lösungsvorschlägen (1. c. BMU-1986-114) einen ent­ scheidenden Fortschritt dar, weil eine unkontrollierte Wasser­ stoff-Sauerstoff-Reaktion dank der Vorrichtungen nun ausge­ schlossen werden kann.
Mit der Erfindung sind folgende Vorteile verknüpft:
Bei der Verbrennung von Wasserstoff aus einer Nachunfallatmos­ phäre eines Kernkraftwerks vorrangig mit Hilfe elektrischer Funkenüberschläge entsprechend der vorgeschlagenen Erfindung:
  • - erweist sich dieses Verfahren als unempfindlich gegenüber Stoffen (Verunreinigungen) aus der Nachunfallatmosphäre;
  • - brauchen keine zusätzlichen organischen Substanzen und orga­ nometallischen Katalysatoren in Aerosolform in den SB nach einem Kernschmelzunfall eingebracht werden;
  • - sind abgesehen von unproblematischen Leitungsdurchführungen keine zusätzlichen Öffnungen im SB erforderlich;
  • - sind im SB für die Funktion des Verfahrens und der Vorrich­ tungen keine mechanisch bewegten Teile erforderlich (Aus­ nahme ggf. eingesetzte Bimetallschalter);
  • - können erprobte Teile aus dem KFZ-Bereich Verwendung fin­ den (z. B. Zündkerzen, Zündspulen etc.);
  • - sind zur Inbetriebnahme der Vorrichtungen Niederspannungs­ pulse für die Stromversorgung der Primärkreise ausreichend;
  • - können die Primärspannungspulse außerhalb des SB erzeugt und von dort in die Vorrichtungen gesteuert eingespeist wer­ den;
  • - können als Primärpulse Halbwellen der Netzspannung oder de­ ren Vielfache oder Bruchteile dienen;
  • - kann die Stromversorgung der zu den Vorrichtungen gehören­ den elektronischen Bauteile (z. B. Schalter, DMS) drch die ggf. geglätteten Primärspannungspulse erfolgen;
  • - führt ein Versagen oder Überhitzen des gasdurchlässigen Wandmaterials zu einer Abschaltung der Zündfunken und damit zur Unterbrechung der Wasserstoffverbrennung in der betrof­ fenen Vorrichtung, so daß ein sicherer Schutz vor einer un­ kontrollierten Wasserstoffexplosion oder -detonation im übrigen SB gewährleistet ist;
  • - führt die exotherme Wasserstoffverbrennung zu verstärkter Konvektion in der Nachunfallatmosphäre und damit zu ver­ stärktem Wasserstoffdurchsatz durch die Teilvolumina;
  • - beeinträchtigen Gasgeschwindigkeiten in der Nachunfallat­ mosphäre <10 m/s die Funktionsfähigkeit der Vorrichtungen nicht;
  • - ist ein Versagen der Vorrichtungen aufgrund des hohen Red­ undanzgrades auszuschließen; notfalls kann die Erzeugung der primären Niederspannungspulse mittels zahlreicher Au­ tobatterien erfolgen;
  • - sind die Vorrichtungen wartungsfrei und werden auch lang­ fristig nicht durch chemische Verunreinigungen im Gasraum in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt.
Das vorgestellte Verfahren und die Vorrichtungen dazu sind nicht nur auf einen Einsatz im Nuklearbereich beschränkt! In chemischen Anlagen lassen sich explosible Gasgemische eben­ so sicher verbrennen und somit beseitigen, wobei ggf. entspre­ chende Thermoschalter bei Temperaturen ansprechen, die für die explosiblen Gasgemische spezifisch sind. Experimentell wurde der Funktionsnachweis der Vorrichtungen vom Erfinder auch anhand eines Butan-Luftgemisches erbracht.

Claims (12)

1. Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von Wasserstoff aus einer Nachunfallatmosphäre eines Kernkraftwerkes, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wasserstoff mit Hilfe von elektrischen Funken in einem kleinen Teilvolumen des Gasraumes verbrannt wird, wobei das Teilvolumen durch siebartiges Wandmaterial in beliebiger Ge­ ometrie vollständig vom übrigen Gasraum des Sicherheitsbehälters abgeschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einer metallischen Tragekonstruktion, siebarti­ gem Wandmaterial, einer Induktionsspule, elektronischen Sensoren wie z. B. Dehnungsmeßstreifen - DMS -, elektronischen Schaltern, Thermoschaltern, einer temperaturabhängigen Schmelzsicherung, einem elektrischen Schwingkreis, einer elektronischen Baugruppe zur Stromversorgung der übrigen elektronischen Baugruppen und/ oder Bauteile, einer elektronischen Baugruppe zur Überwachung der Signale der Sensoren und des elektrischen Schwingkreises, Induktivitäten und/oder Widerständen, Funkenstrecken wie z. B. Zündkerzen, einem mechanisch stabilen Metallkäfig und elektri­ schen Leitungen besteht, wobei Leitungen von der Primärseite der Induktionsspule aus dem Sicherheitsbehälter herausgeführt sind, so daß die Vorrichtung mit außen erzeugten Primärpulsen angesteuert werden kann.
3. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das siebartige Wandmate­ rial gute Wärmeleitfähigkeit aufweist und fest mit der Trage­ konstruktion verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstück des Primär­ leiters der Induktionsspule auf dem siebartigen Wandmaterial verlegt ist, und daß dieses Teilstück Sollbruchstellen und ei­ ne temperaturabhängige Schmelzsicherung aufweist, und daß der Primärleiter durch elektronische Schalter und/oder Thermo­ schalter unterbrochen werden kann.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche des siebartigen Wandmaterials elektronische Sensoren wie z. B. DMS angebracht sind, und/oder daß das siebartige Wandmaterial als Teil eines elektrischen Schwingkreises - z. B. als Kondensator­ platte - dient.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Signaländerungen durch die Sensoren und/oder durch den elektrischen Schwingkreis eine Un­ terbrechung des Primärkreises mit Hilfe der elektronischen Schalter auslösen.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des sieb­ artigen Wandmaterials die im Primärkreis angeordneten Thermo­ schalter so steuert, daß ab einer Temperatur <370°C der Primär­ kreis unterbrochen und erst bei einer wesentlich niedrigeren Temperatur wieder geschlossen wird, und daß die Schmelzsiche­ rung den Primärkreis bei einer Wandmaterialtemperatur <ca. 450°C unterbricht.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorrichtungen eine Gruppe bilden, wobei die einzelnen Vorrichtungen dieser Gruppe durch unterschiedliche, räumlich redundant verlegte Leitungen mit Primärspulen angesteuert werden, und daß mehrere Gruppen an verschiedenen Stellen im Gasraum angebracht sind.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein korrosionsgeschützter, mechanisch stabiler Metallkäfig in beliebiger Geometrie eine Vorrichtung oder eine Gruppe oder mehrere Gruppen von Vorrich­ tungen einschließt.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärspule parallel zur Induktionsspule gleichgerichtet werden und zur Stromversor­ gung der elektronischen Komponenten der Vorrichtung dienen.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragekonstruktionen auf Komponenten mit guter Wärmeabfuhr - z. B. auf der Innenseite des Sicherheitsbehälters - im Gasraum montiert sind, oder daß die Wär­ meabfuhr durch an die Tragekonstruktionen der Vorrichtungen ange­ brachte Heatpipes zu geeigneten, kühleren Stellen erfolgt.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Glühkerzen in der Vorrich­ tung zur Wasserstoffverbrennung verwendet werden.
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