EP0135882A1 - Process for operating a nuclear reactor - Google Patents

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EP0135882A1
EP0135882A1 EP84110777A EP84110777A EP0135882A1 EP 0135882 A1 EP0135882 A1 EP 0135882A1 EP 84110777 A EP84110777 A EP 84110777A EP 84110777 A EP84110777 A EP 84110777A EP 0135882 A1 EP0135882 A1 EP 0135882A1
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EP
European Patent Office
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gas
delay line
exhaust gas
moisture adsorber
operating
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EP84110777A
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German (de)
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EP0135882B1 (en
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Horst Dipl.-Ing. Queiser
Bernd Dipl.-Ing. Eckardt
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Kraftwerk Union AG
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Kraftwerk Union AG
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/02—Treating gases

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a nuclear reactor with an exhaust gas source, in particular a coolant cleaning system, and an exhaust system connected to this, which comprises at least a compressor, a gas cooler, a reducing valve, a moisture adsorber, a delay line and a chimney connection.
  • a pressurized water reactor which comprises a cooling water purification system with a degassing device.
  • the gases separated from the cooling water are first freed of hydrogen by combustion. You will then be taken to a drying plant where water is precipitated. Afterwards, they are fractionated in a gas separation plant by fractional liquefaction so that the noble gases, in particular krypton and xenon, can be stored in a small storage unit, while the remaining gases are returned to the system if they are not discharged via a chimney connection.
  • the gases are passed over a delay line so that their activity can decay.
  • the delay line is either traversed in a circle or it is upstream of the chimney, as in the book "VGB- Nuclear Power Plant Seminar 1970 "on pages 43, 44 and 45.
  • the invention is based on the object of reducing the outlay caused by the exhaust gas treatment. Surprisingly, this is achieved in that the moisture adsorber and the delay line are operated in parallel in normal operation, the delay line being connected to the chimney connection, while the moisture adsorber is operated in a gas circuit to the compressor, and in the case of increased exhaust gas accumulation, in particular when the coolant is displaced at the start - And shutdown of the reactor, the moisture adsorber and the delay line connected in series and connected via a reducing valve to the chimney connection, which is set to at least twice the pressure as in normal operation.
  • the new process results in a significant reduction in the components required for exhaust gas treatment and a simpler system design without additional equipment.
  • the advantages of the retention behavior, which is more favorable in the case of overpressure, for the short-term operation of large gas accumulations are combined with the predominantly operating phases with low gas accumulation, in which the possibilities of flash drying are used to reduce the effort of the previously usual drying facilities by reducing the operating pressure.
  • the method according to the invention can be advantageous are further developed in that the gas section from the gas cooler to the moisture adsorber, including thermally insulated and / or cooled or heated.
  • FIG. 1 shows the exhaust system of a pressurized water reactor with two operating states represented by different arrows (solid and dashed) in a highly simplified manner.
  • FIG. 2 shows the characteristic exhaust gas generation in Nm3 / h over time, an operating cycle with an operating time of at least 10 months being designated as 100%.
  • the exhaust gas sources are containers 1 and 2 with a liquid with a variable liquid level 4 or 5 and a gas atmosphere 6 or 7 above the liquid level, as well as degassing device 8.
  • the gas atmosphere 6 or 7 and the degassing device 8 contain cracked gases. Therefore, the tops of containers 1, 2 and the degassing device 8 is connected to a discharge line 10. It leads through a recombiner 11 H 2/0. 2 Behind this two compressors 12 and 13 are arranged redundantly. Its pressure side leads to a gas cooler 15 with a liquid outlet 16 which can be controlled by a condensate drain 17.
  • the gas cooler 15 is followed by a reducing valve 20, the actuator 21 of which can be actuated via lines 22.
  • the low-pressure side leads via a line 23 to a changeover valve 24.
  • a first line 26 leads to a further reducing valve 27, which is provided for gas recirculation.
  • Its low pressure outlet is connected via a line 28 to the gas atmospheres 6, 7 of the exhaust gas containers 1, 2.
  • the actuator 30 of the reducing valve 27 can be actuated via control lines 31.
  • the other outlet of the changeover valve 24 is connected via a line 33 to a branch 34, which leads to a moisture adsorber 35 on the one hand and a delay line 36 on the other hand.
  • the moisture adsorber 35 is filled as a container with an adsorbent 37, such as gel or activated carbon. Its outlet 38 leads to the line 26 and thus to the reducing valve 27.
  • the delay line 36 is designed as an activated carbon container which is flowed through from bottom to top.
  • a chimney 42 is connected to the outlet 40 via a reducing valve 41.
  • the actuator 43 of the reducer valve 41 can be actuated via control lines 44.
  • Fig. 1 it is also emphasized that the lines between the gas cooler 15 and the changeover valve 24 as well as its line branch 26 and the line 38 from the outlet of the adsorber 35 are provided with an insulation 46, which is also a cooling option, for example with cooling water, encloses.
  • the adsorber 35 can carry a cooling jacket 47, for example in the form of Pelltier elements, the circuit of which has the connecting terminals 48.
  • a pipe area heater 49 is connected upstream of the moisture adsorber 35 to improve regeneration. It detects the tube area between the top of the moisture adsorber 35 and the branch 34
  • the amount of exhaust gas in the pressurized water reactor is very different, as shown in FIG. 2. Over more than 95% of the operating time, there is only a slight drop of less than 0.5 Nm 3 / h on average, as indicated in FIG. 2 in the areas 50, 51, 52, 53 and 54. In the time segments indicated at 55, 56, 57 and 58, the amount of exhaust gas is practically zero. Only in the remaining 5% of the operating time does an increased amount of exhaust gas occur, which, however, is 100 times higher for several hours. In FIG. 2, this is indicated by the area 60 for the case of start-up and the associated expansion of the cooling water during heating, which reduce the gas atmosphere volumes 6, 7 in the exhaust gas sources 1 and 2.
  • flushing of the exhaust gas sources is shown, for example, in front of a container opening.
  • the area 63 also includes the lowering of the fill level in the reactor pressure vessel a possible flush at the end of the operating cycle, ie before opening the reactor pressure vessel.
  • the gas which has cooled slightly due to expansion and gas cooling, is then warmed to room temperature by appropriately guiding the pipeline through the ambient air or other auxiliary devices.
  • the exhaust gas in the branch 34 is divided into two gas flows. Only the excess exhaust gas (for example ⁇ . 0.5 Nm 3 / h) is passed over the delay line 36, the rest is returned via the moisture adsorber 35 to the compressor suction side for the purpose of regeneration.
  • the gas adsorption that takes place in the delay line 36 at a reduced operating pressure brings the required Ver in spite of the lower adsorption effect due to the low amount of exhaust gas, for example in the first quarter of the adsorber delay time, so that the remaining part is available for other operating cases.
  • the delay section 36 is operated under increased operating pressure.
  • the amount of exhaust gas now exceeds the aforementioned continuous amount of exhaust gas for several hours, e.g. 100 times.
  • the increase in operating pressure significantly improves the effective retention capacity of the delay line 36, in addition to the additional gas storage due to the pressure increase, due to the gas compression.
  • the exhaust gas dehumidification is carried out here by means of the moisture adsorber 35 connected upstream in this operating case of the delay line by switching over the valve 24.
  • Delay section 36 is now used under optimal conditions.
  • the amount of exhaust gas produced drops again to values, for example ⁇ 0.5 Nm 3 / h.
  • the increased operating pressure is maintained for a short time so that the noble gas isotopes with relevant activity, which are already shortly before they leave the delay line 36, are sufficiently delayed (e.g. Kr 85 m at 5-10 HWZ d 21.5 - 43 h).
  • Conservative then follows e.g. 40 h the slow lowering of the operating pressure by increasing the delivery quantity to a fixed value to the design value, so that e.g. results in a corresponding reduction in operating pressure over approx. 10 h.
  • the changeover of the moisture adsorber 35 previously working as a gas dryer for the purpose of regeneration takes place as soon as the reduced operating pressure is reached.
  • the heater 49 can then be switched on and the cooling of the insulation 46 in the area of the line 38 can be set.

Abstract

In einem Kernreaktor sind die Abgasquellen, insbesondere die Kühlmittelreinigung, an ein Abgassystem angeschlossen, das mindestens einen Kompressor, einen Gaskühler, ein Reduzierventil, einen Feuchteadsorber, eine Verzögerungsstrecke und einen Kaminanschluß umfaßt. Dieser Kernreaktor wird so betrieben, daß der Feuchteadsorber und die Verzögerungsstrecke im Normalbetrieb parallel betrieben werden, wobei die Verzögerungsstrecke mit dem Kaminanschluß in Verbindung steht, während der Feuchteadsorber in einem Gaskreis zum Kompressor betrieben wird, und daß bei erhöhtem Abgasanfall, insbesondere bei Kühlmittelverlagerung beim An- und Abfahren des Reaktors, der Feuchteadsorber und die Verzögerungsstrecke in Reihe geschaltet und über ein Reduzierventil mit dem Kaminanschluß verbunden sind, das auf einen mindestens doppelt so hohen Druck wie im Normalbetrieb eingestellt ist.In a nuclear reactor, the exhaust gas sources, in particular the coolant cleaning system, are connected to an exhaust gas system which comprises at least one compressor, a gas cooler, a reducing valve, a moisture adsorber, a delay line and a chimney connection. This nuclear reactor is operated so that the moisture adsorber and the delay line are operated in parallel in normal operation, the delay line being connected to the chimney connection, while the moisture adsorber is operated in a gas circuit to the compressor, and that in the case of increased exhaust gas accumulation, in particular when the coolant is displaced at the start - And shutdown of the reactor, the moisture adsorber and the delay line connected in series and connected via a reducing valve to the chimney connection, which is set to at least twice the pressure as in normal operation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kernreaktors mit einer Abgasquelle, insbesondere einer Kühlmittelreinigung, und einem an diese angeschlossenen Abgassystem, das mindestens einen Kompressor, einen Gaskühler, ein Reduzierventil, einen Feuchteadsorber, eine Verzögerungsstrecke und einen Kaminanschluß umfaßt.The invention relates to a method for operating a nuclear reactor with an exhaust gas source, in particular a coolant cleaning system, and an exhaust system connected to this, which comprises at least a compressor, a gas cooler, a reducing valve, a moisture adsorber, a delay line and a chimney connection.

Aus der DE-PS 23 02 905 ist ein Druckwasserreaktor bekannt, der ein Kühlwasserreinigungssystem mit einer Entgasungseinrichtung umfaßt. Die aus dem Kühlwasser abgeschiedenen Gase werden zunächst durch eine Verbrennung von Wasserstoff befreit. Sie gelangen dann in eine Trocknungsanlage, in der Wasser ausgefällt wird. Danach werden sie in einer Gaszerlegungsanlage durch fraktionierte Verflüssigung zerlegt, damit die Edelgase, insbesondere Krypton und Xenon, in einem kleinen Speicher gelagert werden können, während die verbleibenden Gase in das System zurückgeführt werden, wenn sie nicht über einen Kaminanschluß abgelassen werden.From DE-PS 23 02 905 a pressurized water reactor is known which comprises a cooling water purification system with a degassing device. The gases separated from the cooling water are first freed of hydrogen by combustion. You will then be taken to a drying plant where water is precipitated. Afterwards, they are fractionated in a gas separation plant by fractional liquefaction so that the noble gases, in particular krypton and xenon, can be stored in a small storage unit, while the remaining gases are returned to the system if they are not discharged via a chimney connection.

Bei anderen bekannten Kernreaktoren werden die Gase über eine Verzögerungsstrecke geführt, so daß sie in ihrer Aktivität abklingen können. Die Verzögerungsstrecke wird entweder in einem Kreis durchfahren oder sie ist dem Kamin vorgeschaltet, wie in dem Buch "VGB-Kernkraftwerks-Seminar 1970" auf den Seiten 43, 44 und 45 ausgeführt ist.In other known nuclear reactors, the gases are passed over a delay line so that their activity can decay. The delay line is either traversed in a circle or it is upstream of the chimney, as in the book "VGB- Nuclear Power Plant Seminar 1970 "on pages 43, 44 and 45.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, den durch die Abgasbehandlung bedingten Aufwand zu verringern. Dies gelingt erstaunlicherweise dadurch, daß der Feuchteadsorber und die Verzögerungsstrecke im Normalbetrieb parallel betrieben werden, wobei die Verzögerungsstrecke mit dem Kaminanschluß in Verbindung steht, während der Feuchteadsorber in einem Gaskreis zum Kompressor betrieben wird, und daß bei erhöhtem Abgasanfall, insbes. bei Kühlmittelverlagerung beim An- und Abfahren des Reaktors,der Feuchteadsorber und die Verzögerungsstrecke in Reihe geschaltet und über ein Reduzierventil mit dem Kaminanschluß verbunden sind, das auf einen mindestens doppelt so hohen Druck wie im Normalbetrieb eingestellt ist.The invention is based on the object of reducing the outlay caused by the exhaust gas treatment. Surprisingly, this is achieved in that the moisture adsorber and the delay line are operated in parallel in normal operation, the delay line being connected to the chimney connection, while the moisture adsorber is operated in a gas circuit to the compressor, and in the case of increased exhaust gas accumulation, in particular when the coolant is displaced at the start - And shutdown of the reactor, the moisture adsorber and the delay line connected in series and connected via a reducing valve to the chimney connection, which is set to at least twice the pressure as in normal operation.

Mit dem neuen Verfahren ergibt sich ohne apparativen Mehraufwand eine erhebliche Verkleinerung der für die Abgasbehandlung erforderlichen Komponenten und eine einfachere Systemgestaltung. Dabei werden die Vorteile des bei Überdruck günstigeren Retentionsverhaltens für den kurzzeitig vorliegenden Betrieb großen Gasanfalls mit den zeitlich überwiegenden Betriebsphasen mit geringem Gasanfall kombiniert, in denen durch Betriebsdruckreduzierung die Möglichkeiten der Entspannungstrocknung zur Aufwandsminimierung der bisher üblichen Trocknungseinrichtungen genutzt werden.The new process results in a significant reduction in the components required for exhaust gas treatment and a simpler system design without additional equipment. The advantages of the retention behavior, which is more favorable in the case of overpressure, for the short-term operation of large gas accumulations are combined with the predominantly operating phases with low gas accumulation, in which the possibilities of flash drying are used to reduce the effort of the previously usual drying facilities by reducing the operating pressure.

Das Verfahren nach der Erfindung kann vorteilhaft dadurch weitergebildet werden, daß die Gasstrecke vom Gaskühler bis zum Feuchteadsorber einschließlich thermisch isoliert und/oder gekühlt bzw. geheizt wird.The method according to the invention can be advantageous are further developed in that the gas section from the gas cooler to the moisture adsorber, including thermally insulated and / or cooled or heated.

Für den Übergang von dem einen Betrieb (erhöhter Abgasanfall) auf den anderen (Normalbetrieb) hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß die Verringerung des Druckes nach einem erhöhten Anfall von Abgasen über einen Zeitraum von mehreren Stunden vorgenommen wird. Dabei sollte zweckmäßigerweise die Umschaltung des Feuchteadsorbers in den Gaskreis zum Kompressor nach Erreichen des niedrigen Betriebsdruckes vorgenommen werden.For the transition from one operation (increased exhaust gas generation) to the other (normal operation), it has proven to be advantageous that the pressure is reduced over a period of several hours after an increased generation of exhaust gases. It is advisable to switch the moisture adsorber into the gas circuit to the compressor after the low operating pressure has been reached.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt die Fig. 1 stark vereinfacht die Abgasanlage eines Druckwasserreaktors mit zwei durch unterschiedliche Pfeile (durchgezogen und gestrichelt) dargestellten Betriebszuständen. Die Fig. 2 zeigt in einem Schaubild den charakteristischen Abgasanfall in Nm3/h über der Zeit, wobei ein Betriebszyklus mit einer Betriebszeit von mindestens 10 Monaten mit 100% bezeichnet ist.To explain the invention in more detail, an exemplary embodiment is described with reference to the accompanying drawing. 1 shows the exhaust system of a pressurized water reactor with two operating states represented by different arrows (solid and dashed) in a highly simplified manner. FIG. 2 shows the characteristic exhaust gas generation in Nm3 / h over time, an operating cycle with an operating time of at least 10 months being designated as 100%.

Die Abgasquellen sind Behälter 1 und 2 mit einer Flüssigkeit mit einem veränderlichen Flüssigkeitsspiegel 4 bzw. 5 und einer Gasatmosphäre 6 bzw. 7 über dem Flüssigkeitsspiegel, sowie Entgasungseinrichtung 8. In der Gasatmosphäre 6 bzw. 7 und der Entgasungseinrichtung 8 sind Spaltgase enthalten. Deshalb sind die Oberseiten der Behälter 1, 2 und die Entgasungseinrichtung 8 an einer Abzugsleitung 10 angeschlossen. Sie führt über einen Rekombinator 11 für H2/02. Hinter diesem sind zwei Kompressoren 12 und 13 redundant angeordnet. Ihre Druckseite führt zu einem Gaskühler 15 mit einem Flüssigkeitsauslaß 16, der durch einen Kondensatableiter 17 geregelt werden kann.The exhaust gas sources are containers 1 and 2 with a liquid with a variable liquid level 4 or 5 and a gas atmosphere 6 or 7 above the liquid level, as well as degassing device 8. The gas atmosphere 6 or 7 and the degassing device 8 contain cracked gases. Therefore, the tops of containers 1, 2 and the degassing device 8 is connected to a discharge line 10. It leads through a recombiner 11 H 2/0. 2 Behind this two compressors 12 and 13 are arranged redundantly. Its pressure side leads to a gas cooler 15 with a liquid outlet 16 which can be controlled by a condensate drain 17.

Dem Gaskühler 15 ist ein Reduzierventil 20 nachgeschaltet, dessen Stellglied 21 über Leitungen 22 betätigt werden kann. Die Niederdruckseite führt über eine Leitung 23 zu einem Umschaltventil 24. Von dem Umschaltventil 24 führt eine erste Leitung 26 zu einem weiteren Reduzierventil 27, das für die Gasrückführung vorgesehen ist. Sein Niederdruckausgang ist über eine Leitung 28 mit den Gasatmosphären 6, 7 der Abgasbehälter 1, 2 verbunden. Das Stellglied 30 des Reduzierventils 27 kann über Steuerleitungen 31 betätigt werden.The gas cooler 15 is followed by a reducing valve 20, the actuator 21 of which can be actuated via lines 22. The low-pressure side leads via a line 23 to a changeover valve 24. From the changeover valve 24, a first line 26 leads to a further reducing valve 27, which is provided for gas recirculation. Its low pressure outlet is connected via a line 28 to the gas atmospheres 6, 7 of the exhaust gas containers 1, 2. The actuator 30 of the reducing valve 27 can be actuated via control lines 31.

Der andere Auslaß des Umschaltventils 24 ist über eine Leitung 33 mit einer Verzweigung 34 verbunden, die zu einem Feuchteadsorber 35 einerseits und einer Verzögerungsstrecke 36 andererseits führt. Der Feuchteadsorber 35 ist als Behälter mit einem Adsorptionsmittel 37, wie zum Beispiel Gel oder Aktivkohle, gefüllt. Sein Auslaß 38 führt zu der Leitung 26 und damit zum Reduzierventil 27.The other outlet of the changeover valve 24 is connected via a line 33 to a branch 34, which leads to a moisture adsorber 35 on the one hand and a delay line 36 on the other hand. The moisture adsorber 35 is filled as a container with an adsorbent 37, such as gel or activated carbon. Its outlet 38 leads to the line 26 and thus to the reducing valve 27.

Die Verzögerungsstrecke 36 ist als Aktivkohlebehälter ausgeführt, der von unten nach oben durchströmt wird. An den Auslaß 40 ist über ein Reduzierventil 41 ein Kamin 42 angeschlossen. Das Stellglied 43 des Reduzierventils 41 kann über Steuerleitungen 44 betätigt werden.The delay line 36 is designed as an activated carbon container which is flowed through from bottom to top. A chimney 42 is connected to the outlet 40 via a reducing valve 41. The actuator 43 of the reducer valve 41 can be actuated via control lines 44.

In der Fig. 1 ist noch hervorgehoben, daß die Leitungen zwischen dem Gaskühler 15 und dem Umschaltventil 24 sowie dessen Leitungszweig 26 und die Leitung 38 vom Auslaß des Adsorbers 35 mit einer Isolierung 46 versehen sind, die auch eine Kühlmöglichkeit, zum Beispiel mit Kühlwasser, umschließt. Der Adsorber 35 kann einen Kühlmantel 47 tragen, zum Beispiel in Form von Pelltier-Elementen, deren Stromkreis die Anschlußklemmen 48 hat. Ferner ist es günstig, wenn zur Verbesserung der Regeneration dem Feuchteadsorber 35 eine Rohrbereichsheizung 49 vorgeschaltet ist. Sie erfaßt den Rohrbereich zwischen der Oberseite des Feuchteadsorbers 35 und der Verzweigung 34In Fig. 1 it is also emphasized that the lines between the gas cooler 15 and the changeover valve 24 as well as its line branch 26 and the line 38 from the outlet of the adsorber 35 are provided with an insulation 46, which is also a cooling option, for example with cooling water, encloses. The adsorber 35 can carry a cooling jacket 47, for example in the form of Pelltier elements, the circuit of which has the connecting terminals 48. Furthermore, it is advantageous if a pipe area heater 49 is connected upstream of the moisture adsorber 35 to improve regeneration. It detects the tube area between the top of the moisture adsorber 35 and the branch 34

Der Abgasanfall im Druckwasserreaktor ist, wie die Fig. 2 zeigt, sehr unterschiedlich. Über mehr als 95% der Betriebszeit liegt nur ein geringer Abfall von durchschnittlich weniger als 0,5 Nm3/h vor, wie in Fig. 2 in den Bereichen 50, 51, 52, 53 und 54 angedeutet ist. In den bei 55, 56, 57 und 58 angedeuteten Zeitabschnitten ist der Abgasanfall praktisch Null. Nur in den restlichen 5% der Betriebszeit tritt ein erhöhter Abgasanfall ein, der dann allerdings für mehrere Stunden zum Beispiel das 100-fache beträgt. In der Fig. 2 ist dies durch den Bereich 60 für den Fall der Inbetriebsetzung und der damit verbundenen Expansionen des Kühlwassers beim Aufheizen angedeutet, die die Gasatmosphärevolumina 6, 7 in den Abgasquellen 1 und 2 verringern. Bei 61 ist eine Spülung der Abgasquellen zum Beispiel vor einer Behälteröffnung dargestellt. Der Bereich 63 umfaßt das Absenken des Füllstandes im Reaktordruckbehälter mit einer denkbaren Spülung am Ende des Betriebszyklus, d.h. vor dem Öffnen des Reaktordruckbehälters.The amount of exhaust gas in the pressurized water reactor is very different, as shown in FIG. 2. Over more than 95% of the operating time, there is only a slight drop of less than 0.5 Nm 3 / h on average, as indicated in FIG. 2 in the areas 50, 51, 52, 53 and 54. In the time segments indicated at 55, 56, 57 and 58, the amount of exhaust gas is practically zero. Only in the remaining 5% of the operating time does an increased amount of exhaust gas occur, which, however, is 100 times higher for several hours. In FIG. 2, this is indicated by the area 60 for the case of start-up and the associated expansion of the cooling water during heating, which reduce the gas atmosphere volumes 6, 7 in the exhaust gas sources 1 and 2. At 61, flushing of the exhaust gas sources is shown, for example, in front of a container opening. The area 63 also includes the lowering of the fill level in the reactor pressure vessel a possible flush at the end of the operating cycle, ie before opening the reactor pressure vessel.

Bei dem neuen Verfahren lassen sich die folgenden drei Betriebszyklen unterscheiden:

  • 1) Kontinuerlichem Dauerbetrieb (>95% der Betriebszeit eines DWR's). Hier liegt ständig ein relativ geringer Abgasanfall von durchschnittlich z.B.<: 0,5 Nm3/h vor. Diese Abgasmenge sowie eine Spülgasmenge, die sich aus der Förderleistung des Kompressors 12, 13 ergibt, wird durch die Kompressionseinheit kontinuierlich oder diskontinuierlich komprimiert (z.B.: pe= 8 - 25 bar). Im nachfolgenden Gaskühler 15, der zum Beispiel mit Kaltwasser gekühlt wird, erfolgt die Kühlung und Reduzierung der absoluten Gasfeuchte. Im sich anschließenden Reduzierventil 20 erfolgt die Gasentspannung mit entsprechender Reduktion der relativen Gasfeuchte (z.B.: pe= 1-4 bar).
With the new process, the following three operating cycles can be distinguished:
  • 1) Continuous continuous operation (> 95% of the operating time of a DWR). Here there is always a relatively small amount of exhaust gas, on average, for example <: 0.5 Nm 3 / h. This amount of exhaust gas and a purge gas amount, which results from the delivery capacity of the compressor 12, 13, is compressed continuously or discontinuously by the compression unit (for example: p e = 8-25 bar). In the subsequent gas cooler 15, which is cooled, for example, with cold water, the cooling and reduction of the absolute gas moisture takes place. In the subsequent reducing valve 20, the gas is released with a corresponding reduction in the relative gas humidity (for example: p e = 1-4 bar).

Das aufgrund der Expansion sowie Gaskühlung leicht abgekühlte Gas wird dann durch entsprechende Führung der Rohrleitung durch die Raumluft oder andere Hilfseinrichtungen auf Raumtemperatur aufgewärmt.The gas, which has cooled slightly due to expansion and gas cooling, is then warmed to room temperature by appropriately guiding the pipeline through the ambient air or other auxiliary devices.

Nach Passieren des Umschaltventils 24 wird das Abgas in der Verzweigung 34 in zwei Gasströme aufgeteilt. Über die Verzögerungsstrecke 36 wird lediglich das überschüssige Abgas (z.B.<. 0,5 Nm3/h) geführt, der Rest wird über den Feuchteadsorber 35 zwecks dessen Regeneration auf die Kompressorsaugseite zurückgeleitet. Die in der Verzögerungsstrecke 36 bei erniedrigtem Betriebsdruck ablaufende Gasadsorption bringt trotz der geringeren Adsorptionswirkung, aufgrund des geringen Abgasanfalles, z.B. im ersten Viertel des Adsorbers, bereits die geforderte Verzögerungszeit, so daß der restliche Teil für andere Betriebsfälle zur Verfügung steht.After passing the switch valve 24, the exhaust gas in the branch 34 is divided into two gas flows. Only the excess exhaust gas (for example <. 0.5 Nm 3 / h) is passed over the delay line 36, the rest is returned via the moisture adsorber 35 to the compressor suction side for the purpose of regeneration. The gas adsorption that takes place in the delay line 36 at a reduced operating pressure brings the required Ver in spite of the lower adsorption effect due to the low amount of exhaust gas, for example in the first quarter of the adsorber delay time, so that the remaining part is available for other operating cases.

?) Der Schiebegasfall tritt zum Beispiel bei DWR-Anlagen praktisch nur während des Anfahrens und Absenkens des Reaktordruckbehälter-Füllstandes sowie evtl. nachfolgender Spülvorgänge des Primärkreises auf.?) In the case of DWR systems, for example, the sliding gas case practically only occurs during the start-up and lowering of the reactor pressure vessel fill level and possibly subsequent flushing processes of the primary circuit.

Während dieses Betriebsfalles erfolgt der Betrieb der Verzögerungsstrecke 36 unter erhöhtem Betriebsdruck. Der Abgasanfall übersteigt nun für mehrere Stunden den vorgenannten kontinuierlichen Abgasanfall um das z.B. 100-fache.During this operating case, the delay section 36 is operated under increased operating pressure. The amount of exhaust gas now exceeds the aforementioned continuous amount of exhaust gas for several hours, e.g. 100 times.

Durch die Betriebsdruckerhöhung wird aufgrund der Gaskompression das effektive Retentionsvermögen der Verzögerungsstrecke 36 neben der zusätzlichen Gasspeicherung durch die Druckerhöhung, deutlich verbessert.The increase in operating pressure significantly improves the effective retention capacity of the delay line 36, in addition to the additional gas storage due to the pressure increase, due to the gas compression.

In Abhängigkeit von den exakten Betriebsbedingungen werden z.B. bei Pe - 8 - 25 bar für Xe-Isotope eine ca. 2-3 fache und für die in diesem Betriebsfall relevanten (wegen kürzerer Adsorberdurchbruchszeit) Kr-Isotope eine ca. 3-5 fache verbesserte Verzögerungswirkung erreicht.Depending on the exact operating conditions, e.g. at Pe - 8 - 25 bar for Xe isotopes there will be an approx. 2-3 times better delay effect and for the Kr isotopes relevant in this operating case (due to shorter adsorber breakthrough time) reached.

Die Abgasentfeuchtung wird hierbei mittels des bei diesem Betriebsfall der Verzögerungsstrecke durch Umschalten des Ventils 24 vorgeschalteten Feuchteadsorbers 35 durchgeführt. Für diesen auslegungsbestimmenden Betriebsfall wird der bisher praktisch nicht zur Aktivitätsreduktion wirksame Teil der Verzögerungsstrecke 36 nun unter optimalen Bedingungen genutzt.The exhaust gas dehumidification is carried out here by means of the moisture adsorber 35 connected upstream in this operating case of the delay line by switching over the valve 24. For this design-determining operating case, the part of the system that has so far been practically ineffective for reducing activity becomes Delay section 36 is now used under optimal conditions.

3) Betrieb direkt anschließend an Schiebegasfall.3) Operation immediately after sliding gas fall.

Die anfallende Abgasmenge sinkt wieder auf Werte z.B. < 0,5 Nm3/h ab. Für eine kurze Zeit wird der erhöhte Betriebsdruck beibehalten, um auch die sich bereits kurz vor Austritt aus der Verzögerungsstrecke 36 befindlichen Edelgasisotope mit relevanter Aktivität noch ausreichend zu verzögern (z.B. Kr 85 m bei 5-10 HWZ d 21,5 - 43 h).The amount of exhaust gas produced drops again to values, for example <0.5 Nm 3 / h. The increased operating pressure is maintained for a short time so that the noble gas isotopes with relevant activity, which are already shortly before they leave the delay line 36, are sufficiently delayed (e.g. Kr 85 m at 5-10 HWZ d 21.5 - 43 h).

Konservativ erfolgt dann nach z.B. 40 h die langsame Betriebsdruckerniedrigung durch Abgabemengenerhöhung auf einen fixierten Wert auf den Auslegungswert, so daß wegen des geringen Abgasanfalls sich z.B. über ca. 10 h eine entsprechende Betriebsdruckreduzierung ergibt.Conservative then follows e.g. 40 h the slow lowering of the operating pressure by increasing the delivery quantity to a fixed value to the design value, so that e.g. results in a corresponding reduction in operating pressure over approx. 10 h.

Die Umschaltung des zuvor als Gastrockner arbeitenden Feuchteadsorbers 35 zwecks Regeneration erfolgt ab Erreichen des erniedrigten Betriebsdrucks. Dann kann die Heizung 49 eingeschaltet und die Kühlung der Isolierung 46 im Bereich der Leitung 38 eingestellt werden.The changeover of the moisture adsorber 35 previously working as a gas dryer for the purpose of regeneration takes place as soon as the reduced operating pressure is reached. The heater 49 can then be switched on and the cooling of the insulation 46 in the area of the line 38 can be set.

Claims (4)

1. Verfahren zum Betreiben eines Kernreaktors mit einer Abgasquelle, insbes. einer Kühlmittelreinigung, und einem an diese angeschlossenen Abgassystem, das mindestens einen Kompressor, einen Gaskühler, ein Reduzierventil, einen Feuchteadsorber, eine Verzögerungsstrecke und einen Kaminanschluß umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchteadsorber und die Verzögerungsstrecke im Normalbetrieb parallel betrieben werden, wobei die Verzögerungsstrecke mit dem Kaminanschluß in Verbindung steht, während der Feuchteadsorber in einem Gaskreis zum Kompressor betrieben wird, und daß bei erhöhtem Abgasanfall, insbes. bei Kühlmittelverlagerung beim An- und Abfahren des Reaktors, der Feuchteadsorber und die Verzögerungsstrecke in Reihe geschaltet und über ein Reduzierventil mit dem Kaminanschluß verbunden sind, das auf einen mindestens doppelt so hohen Druck wie im Normalbetrieb eingestellt ist.1. A method for operating a nuclear reactor with an exhaust gas source, in particular a coolant cleaning system, and an exhaust gas system connected thereto, which comprises at least one compressor, a gas cooler, a reducing valve, a moisture adsorber, a delay line and a chimney connection, characterized in that the moisture adsorber and the delay line are operated in parallel in normal operation, the delay line being connected to the chimney connection while the moisture adsorber is operated in a gas circuit to the compressor, and that in the event of increased exhaust gas accumulation, in particular when the coolant is displaced when the reactor is started up and shut down, the moisture adsorber and the delay line is connected in series and connected to the chimney connection via a reducing valve which is set to at least twice the pressure as in normal operation. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstrecke vom Gaskühler bis zum Feuchteadsorber einschließlich thermisch isoliert und/oder gekühlt bzw. geheizt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the gas path from the gas cooler to the moisture adsorber including thermally insulated and / or cooled or heated. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung des Druckes nach einem erhöhten Anfall von Abgasen über einen Zeitraum von mehreren Stunden vorgenommen wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the reduction in pressure is carried out after an increased accumulation of exhaust gases over a period of several hours. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung des Feuchteadsorbers in den Gaskreis zum Kompressor nach Erreichen des niedrigen Betriebsdruckes vorgenommen wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the switching of the moisture adsorber in the gas circuit to the compressor is carried out after reaching the low operating pressure.
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