HU214524B - Berendezés atomreaktor meghibásodás következtében megolvadt magjának hűtésére és betonszerkezetének védelmére - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya berendezés atőmreaktőr meghibásődás következtébenmegőlvadt magjának hűtésére és betőnszerkezetének védelmére, amelyatőmreaktőrnak lényegében hengeres tartálya van, amely magőt zármagába és amely függőleges tengelyével aknában van elhelyezve és azaknának feneke van, amely a reaktőr szerkezetének egy részéből áll ésez az ágyazat egy részét tartalmazza, amely a tartá y feletthelyezkedik el, és a hűtő- és védőberendezés, amely a tartály fenekénnyűgszik, a tartályból megszökő őlvadt anyagőt felfőgó fémszerkezetként van kialakítva. A berendezés lényege, hőgy a fémszerkezet az akna fenekét fedő, fémből lévő fenéklemezből (11) áll,amelyben hűtőközeg keringtetésére szőlgáló hűtővezetékek (20) vannakkialakítva és ezek a hűtőköze et betápláló és a hűtőközeget elvezetőeszközökhöz vannak csatlakőztatva. ŕ

Description

A találmány tárgya berendezés atomreaktor meghibásodás következtében megolvadt magjának hűtésére és betonszerkezetének védelmére, amely atomreaktornak lényegében hengeres tartálya van, amely magot zár magába és amely függőleges tengelyével aknában van elhelyezve és az aknának feneke van, amely a reaktor szerkezetének egy részéből áll és ez az ágyazat egy részét tartalmazza, amely a tartály felett helyezkedik el, és a hűtő- és védőberendezés, amely a tartály fenekén nyugszik, a tartályból megszökő olvadt anyagot felfogó fém szerkezetként van kialakítva.

Meghibásodás esetén, amely a mag hűtőkörének meghibásodásában jelentkezik, a származó súlyos következmények miatt gondolni kell arra még akkor is, ha ezek az események igen ritkán, a gyakorlatban sosem következnek be, hogy a reaktor segéd injektoros köreit nem lehet üzembe helyezni. Ilyen esetben meghibásodás sorozat következhet be, ami a hűtővíz hiányában a mag megolvadásához vezet, ami maga után vonhatja a tartály fenekének tönkremenetelét átlyukadás révén és a megolvadt mag és a magot körülvevő anyagok kifolyását a betonból lévő aknába, amely a reaktor tartályát magában tartja. Az égéstermék és az égésterméket körülvevő anyagok olvadt tömegének, amelyet coriumnak nevezünk, és amelynek hőmérséklete elérheti a 2500-2800 °C-t, érintkezése a tartály aknájának fenekével, amely betonból van, a hűtés hiányában az akna fenekének teljes tönkretételéhez vezethet. A corium ekkor beolvadhat a reaktor tartály ágyazatába, ezt tönkreteheti és károsan szennyezi a reaktor telephelyén lévő talajrétegeket. A corium előrenyomulása a talaj belsejébe nem állítható le, csak amikor a corium maradék sugárzása elegendő mértékben lecsökken.

Különböző berendezéseket javasoltak arra, hogy megakadályozzák a corium érintkezését a betonból lévő akna fenekével.

Az ismert berendezések általában lehetővé teszik, hogy a corium tömeg egy bizonyos területen szétterjedjen, hogy a felületegységre eső szétszóródó sugárzás a lehető legkisebb legyen és összhangba hozható legyen a folyadékok hűtőképességével. így például javasoltak egy olyan megoldást, amelynél a coriumot összegyűjtik és egy fém zsebben tartják, amely belülről tűzálló anyagokkal van bélelve, amelynek részleges megolvadása abszorbeálja az energiát átmenetileg és lehetővé teszi, hogy elegendő időköz álljon rendelkezésre, hogy a fém zsebet egy víztömegbe merítsék, hogy a corium maradék hatékonyságát a víztömeg felforrásával távolítsák el.

Ennek a berendezésnek a hibája, hogy a tűzálló anyagok általában igen rossz hővezetők, aminek az a hatása, hogy a corium egyensúlyi hőmérsékletét növelik és így az folyékony állapotban marad.

Más berendezések is ismertek, amelyeknél vízáramlással állandóan hűtött tűzálló fenéklemezt alkalmaznak. Ezeknek a berendezéseknek a hiányossága, hogy a hűtőkör meghibásodhat és így részben hatástalanná válhat. Másrészt a hőcserék nem eléggé intenzívek ahhoz, hogy megakadályozzák, hogy a corium ne maradjon nagy hőmérsékleten és így folyékony állapotban, miután kiömlött a rekuperáló és hűtőberendezésre.

Ismeretes továbbá egy olyan berendezés, amely egymásra halmozott profilokból áll, amelyek az akna fenekén vannak vízszintesen elhelyezve, a tartály feneke alatt, oly módon, hogy az olvadt corium számára tartályokat képezzenek, hogy az olvadt tömeg diszperzióját hozzák létre és javítsák annak lehűlését és lehetővé tegyék annak megszilárdulását. Ezt a berendezést ismerteti az EP 0392604 Al sz. közzétételi irat, amely berendezésnek a hiányossága, hogy nem biztosit hatékony védelmet az akna beton anyaga számára, ha a corium szétfolyása helyileg megy végbe. A profilok, amelyek tetszőlegesen vannak elhelyezve, fokozatosan megtöltődhetnek az olvadt coriummal a helyi túlfolyások révén úgy, hogy az olvadt anyag hamar eléri az akna fenekét.

A találmány feladata olyan hűtő és védő berendezés létesítése atomreaktor meghibásodás következtében megolvadt magja és betonszerkezete számára, amelynek nagyon nagy a szilárdsága és a merevsége úgy, hogy fel tudja venni a coriumnak és a tartály fenekének eséséből származó súlyt és biztosítani tudja a corium lehűlését anélkül, hogy a gőzöket a reaktor épületébe juttatná vissza.

Ezt a feladatot a találmány értelmében azáltal valósítjuk meg, hogy az akna fenekét fedő, fémből lévő fenéklemezből áll, amelyben hűtővezetékek vannak kialakítva és ezek a hűtőközeget betápláló és a hűtőközeget elvezető eszközökhöz vannak csatlakoztatva.

Előnyösen a fenéklemez függőleges oldalfelületeik mentén egymás mellé helyezett és egymáshoz hegesztett blokkokból van kialakítva.

Célszerűen a hűtővezetékek a blokkok egymás mellé helyezett, megmunkált felületeiből vannak kialakítva.

Előnyösen a fenéklemez két hosszanti végénél két végső blokkot és a két végső blokk között közbenső blokkokat tartalmaz, a két végső blokk felső részeket tartalmaz, amelyek a közbenső blokkok felső felületéhez képest kiállnak és falat képeznek a reaktor megolvadt magjának tartására, amikor a mag a fenéklemezen szétterül.

Célszerűen a fenéklemez fémlemezből lévő szerkezetet tartalmaz, amely vízszintes felső felületén nyugszik bizonyos távolságban és a reaktor fúzióban lévő magja kinetikai energiájának abszorbeálására való, amikor a mag a fenéklemezen szétterül.

Előnyösen a fenéklemez végső blokkjai kiálló részeinek egymás felé néző, belső felületei vannak, amelyek tűzálló anyagból lévő réteggel vannak bevonva.

Célszerűen a fenéklemez hűtőközegének betáplálására és eltávolítására szolgáló eszközök gyűjtőt és elosztót tartalmaznak, amelyek a hűtővezeték végrészeivel kapcsolódnak, a hűtőközeget betápláló tápvezetékeket és a hűtőközeget elvezető ürítővezetékeket és egy hűtőkört, amely legalább két hőcserélőt és csővezetékeket tartalmaz, amelyek a fenéklemez hűtőközegének betáplálására és elvezetésére szolgáló vezetékekhez vannak csatlakoztatva.

Előnyösen a hűtőkör legalább részben a biztonsági reaktortéren kívül van elhelyezve, amely a reaktor szerkezetének egy részét képezi, amelynek belsejében van elhelyezve a tartály, amely a magot magába foglalja.

Célszerűen a hűtőkör legalább egy hőcserélőt, legalább egy tágulási tartályt és egy keringtető szivattyút tartalmaz, amelyek sorba vannak kapcsolva a hűtőkör csővezetékeire a biztonsági reaktortéren kívül.

HU 214 524 Β

Előnyösen mindegyik hűtővezeték végére elzárószelep van elhelyezve.

A találmányt részletesebben a rajzok alapján ismertetjük, amelyek a találmány szerinti berendezés példakénti kiviteli alakját ismertetik.

Az 1. ábra a berendezés hosszmetszete.

A 2. ábra az 1. ábrán látható atomreaktor aknájának alsó részét ábrázolja vázlatosan metszetben.

A 3. ábrán a fenéklemez felülnézete látható.

A 4. ábra a 3. ábrán látható fenéklemez oldalnézete.

Az 5. ábra a 3. ábra 5-5 vonala mentén vett metszet.

A 6. ábra az 5. ábra 6-6 vonala mentén vett metszet.

A 7. ábra a fenéklemez egy más változatának hosszmetszete, amelyen a hűtővezeték látható.

A 8. ábra a 7. ábrán látható hűtővezeték szelepét ábrázolja metszetben, nagyobb léptékben.

Az 1. ábrán egy atomreaktor kettősfalú biztonsági 1 reaktortere látható a 2 akna tengelye mentén vett függőleges metszetben, amelynek belsejébe van elhelyezve a 3 tartály, amely a reaktor 4 magját foglalja magába.

A betonból készült, kettősfalú biztonsági 1 reaktortér alsó részét a talajon nyugvó 5 ágyazat képezi.

A találmány szerinti hűtő- és védőberendezés, amelyet egészében a 10 nyíllal jelölünk, 11 fenéklemezből áll, amely az 5 ágyazatnak egy olyan részén nyugszik, amely fel van emelve és a 2 aknával egy szintbe van helyezve, a 4 magot magába foglaló 3 tartály feneke alatt. A 11 fenéklemez belsejében vannak kialakítva a hűtőcsatomák, amelyeket hűtőfolyadékkal, mint például vízzel táplálunk hűtőkör útján, amely 12 vagy 13 csővezetékeket tartalmaz és ezek áthaladnak a biztonsági 1 reaktortér falán.

A hűtőkör két félkörből áll, amelyek mindegyike csővezetékeket tartalmaz, mint például a 12 és 13 csővezetékeket, amelyek a hűtött 11 fenéklemezhez vannak csatlakoztatva, továbbá 15 nyíllal jelzett levegővel hűtött 14 hőcserélőt, 16 tágulási tartályt, amely a 14 hőcserélőből jövő kondenzátumot összegyűjti és 17 keringtető szivattyút.

Mindegyik félkör esetében a 13 csővezetéken keresztül a 11 fenéklemezből távozó vizet a 14 hőcserélő belsejében lehűtjük, mielőtt a 12 csővezetéken keresztül visszakerülne a 11 fenéklemezbe a magassági hajtóerő révén, amely a 13 csővezetékben jelen lévő víz/gőz emulzió és a 12 csővezetéken át a 11 fenéklemezbe visszatérő lehűtött víz faj térfogata közötti különbségből származik.

A találmány szerinti hűtő- és védőberendezés működését a 4 mag és a tartály fenekének fúziója esetében részletesebben a következőkben fogjuk ismertetni. Vázlatosan, amennyiben az atomreaktor 4 magja meghibásodás következtében fúzióba lép és létrehozza a tartály fenekének fúzióját, a magból, a vezetékek anyagából és a reaktor tartályának bizonyos elemeiből képződött keverék, amelyet coriumnak nevezzük, szétfolyik all fenéklemezen. A 11 fenéklemez, amely meglehetősen vastag, össze tudja gyűjteni az olvadt coriumot anélkül, hogy tönkremenne, biztosítani tudja az 5 ágyazat védelmét és létre tudja hozni a corium lehűtését.

All fenéklemezt víz keringtetésével hűtjük, amely a 12 csővezetékekből származik.

A felmelegített vizet vagy gőzt a 13 csővezeték gyűjti össze a 11 fenéklemez végénél és az a 14 hőcserélőben hűl le és kondenzálódik. A lehűtött vizet visszavezetjük a 11 fenéklemez hűtővezetékeibe a 12 csővezetéken keresztül.

A corium lehűtése tehát úgy megy végbe, hogy nem lép ki gőz az 1 reaktortérbe és hogy azokat a hűtőeszközöket használjuk, amelyek a biztonsági 1 reaktortéren kívül vannak elhelyezve.

A 14 hőcserélők és a hűtőkör 16 tágulási tartályai a 11 fenéklemez vízszintes középső síkja fölött vannak elhelyezve olyan magasságban, amely 25 m nagyságrendű lehet és ami lehetővé teszi, hogy a víz tápvezetékeiben a vízoszlop statikus nyomása ugyanolyan nagyságrendű legyen, mint all fenéklemez hűtővezetékeiben lévő nyomásveszteség.

A 2. ábrán az 5 ágyazat 5a részét ábrázoltuk, amely felfelé kiugrik a 2 aknával egy vonalban. A hűtött 11 fenéklemez az 5 ágyazat ezen kiugró 5a részén nyugszik.

Egy 18 fémlemez, amely az 5 ágyazat felső felületét fedi és amelyre egy védő betonréteget folyatunk, kapcsolódik all fenéklemez külső részéhez.

A következőkben részletesen ismertetni fogjuk all fenéklemezt a 3., 4., 5. és 6. ábrák kapcsán. All fenéklemez fémlemezből áll, amelybe a 20 hűtővezetékek vannak kialakítva és ezek hosszanti végeiken 21 és 22 gyűjtőkhöz vannak csatlakoztatva, amelyek biztosítják a 20 hűtővezetékek hűtőfolyadékkal való ellátását és a felmelegített hűtőfolyadék eltávolítását.

A 21 gyűjtőt a 21a tápvezeték táplálja hűtővízzel és ellentétes végénél a 21b ürítővezetékhez van csatlakoztatva.

Hasonlóképpen a 22 gyűjtő egyik keresztirányú végénél a 22a tápvezetékhez és másik végénél a 22b ürítővezetékhez van csatlakoztatva.

Amint az 5. ábrán látható, mindegyik 21, 22 gyűjtőnek külső 24 burkolata és belső 25 burkolata van, amelyek hegesztéssel vannak all fenéklemez oldalfelületeihez rögzítve.

Mindegyik 20 hűtővezetéknek, amely a 11 fenéklemez vastagságában van elhelyezve, hajtű alakja van és egy alsó ága van, amely egyik végével a külső 24 burkolat belsejébe és az egyik 21 (vagy 22) gyűjtő belső 25 burkolatának külsejébe torkollik és egy felső ága, amely egyik végével az egyik 21 (vagy 22) gyűjtő belső 25 burkolatának belsejébe torkollik.

Az egymást követő 20, 20’ stb. hűtővezetékek, amelyek a 11 fenéklemez hossza mentén vannak elhelyezve, váltakozva a 21 vagy a 22 gyűjtőbe torkollanak.

A hűtővíz a berendezés működése közben a 20 hűtővezetékeken belül kering a külső 24 burkolat és a belső 25 burkolat között.

Amint a 6. ábrából látható, all fenéklemez egymást követő 30a, 31a, 31b..., 31n és 30b blokkokból áll, amelyek oldalfelületük mentén össze vannak hegesztve, hogy egymást követő és egymással párhuzamos 32 síkokat képezzenek.

A végső 30a és 30b blokkok magasabbak, mint a közbenső 31a, 31b, ...3 In blokkok és egy felfelé kiugró 43 részük van, amely a 31 blokkok felső részéhez képest

HU 214 524 Β kiugrik és így egy falat képez, amely arra való, hogy a megolvadt corium tömeget a 11 fenéklemezen megtartsa.

A végső 30a és 30b blokkoknak van egy felületük, amely egy közbenső blokk megfelelő felületéhez van közel és ahhoz van hegesztve és ez a közbenső blokk úgy van megmunkálva, hogy a megfelelő közbenső blokkok megmunkált felületeinek egymás mellé helyezésével a 20 hűtővezeték alsó és felső ágát képezzék.

A 31a, 31b, ...3In közbenső blokkok úgy vannak megmunkálva két oldalsó felületükön, amelyek egy másik közbenső blokk vagy egy végső blokk megfelelő felületéhez vannak hozzáillesztve és hozzáhegesztve, hogy két egymást követő 20 hűtővezeték alsó és felső ágát képezzék.

A végső 30a és 30b blokkok kiemelkedő 43 részei hővisszaverő anyagból készült 35 réteggel vannak burkolva, amely a falat, all fenéklemezen szétterülő meleg coriummal szemben védi.

A végső 30a és 30b blokkok, valamint a 31a-31 n közbenső blokkok felső oldalukon le vannak munkálva oly módon, hogy amikor egymás mellé vannak helyezve, a 11 fenéklemez hosszanti irányában egymással párhuzamos 33 hornyok képződjenek. Ezek a 33 hornyok a coriumból származó hő terjedését segítik elő a 20 hűtővezetékek felé és gátakat képeznek, amelyek a coriumot hűtés alatt megtartják. A 33 hornyok azonkívül megkönnyítik a kettesével egymás mellé helyezett acélblokkok hegesztését is.

Egy fémlemezből hegesztett 34 szerkezet van a 11 fenéklemez közbenső 31 blokkjainak felső felülete fölé helyezve oly módon, hogy védje a 11 fenéklemezt és elnyelje azt a kinetikus energiát, amely a coriumnak és a tartály fenekének all fenéklemezre való esésekor keletkezik meghibásodás bekövetkezése esetén, amely a reaktor magjának fúziójában jelentkezik.

A 34 szerkezetnek van egy felső része, amely hajtogatott lemezből és 29 merevítőlemezek együtteséből áll, amelyek merőlegesek a 34 szerkezet felső részére és amelyek mindegyike egy-egy 33 horonyba kapcsolódik annak érdekében, hogy a 34 szerkezetet a 11 fenéklemezen tartsa.

Amint a 7. ábrából látható, amely a berendezés egy másik kiviteli alakját mutatja, ami a gyűjtők helyzetét illeti. Mindegyik hajtű alakú 20 hűtővezeték, amely a 11 fémlemez belsejében van elhelyezve, egyik végénél fogva egy 36 elosztóhoz van csatlakoztatva, amely maga 36a tápvezetékhez van kapcsolva a 38 elzárószelep közbeiktatásával. A 20 hűtővezeték másik vége 37 gyűjtőhöz van kapcsolva, amely maga a 37a ürítővezetékhez van csatlakoztatva.

A 36a tápvezeték és a 37a ürítővezeték egy hűtőkör vezetékeihez vannak csatlakoztatva, mint például a 12 és 13 csővezetékekhez, amelyek az 1. ábrán láthatók.

A 8. ábrán a 38 elzárószelep látható, amely a 20 hűtővezeték belépésénél van elhelyezve. A 38 elzárószelepben 39 kamra van, amelynek belsejébe 41 ülés van hegesztve. Alumíniumból lévő 40 golyó ül saját súlyának hatására a 41 ülésen oly módon, hogy lezárja a járatot, amely összeköti a 36 elosztó kamráját a 20 hűtővezetékkel, amikor a 36 elosztót nem tápláljuk hűtővízzel.

Amikor a 36 elosztót táplálni kezdjük, a 40 golyó felemelkedik a hűtővízáram hatására a 40’ helyzetbe úgy, hogy a hűtővíz be tudjon hatolni a 20 hűtővezetékbe.

A 20 hűtővezeték belsejében keringő hűtővíz el tud párologni legalább részben a hűtés kezdetekor, amikor a természetes cirkuláció még nem fejlődik ki úgy, hogy a 20 hűtővezetékben víz/gőz emulzió kering.

A 38 elzárószelep megakadályozza, hogy ez a víz/gőz emulzió ne tudjon áthaladni a 36 elosztón keresztül. A víz/gőz emulzió nem távozhat másfelé, mint a 37 gyűjtőn keresztül, amely egy meleg gyűjtő. Ily módon tehát fokozatosan létrejön egy természetes keringés a két folyadékoszlop fajsúlykülönbsége következtében, ami a szelepet azután nyitva tartja.

A találmány szerinti hűtő- és védőberendezés esetén, amelyet nyomás alatti vízzel működtetett atomreaktorban alkalmazunk, olyan fenéklemezt alkalmazunk, amelynek felülete az akna feneke felületének megfelelő és amelynek felülete 66 m².

A fémből készült fenéklemez, amely A 42 szerkezeti acélból készül, 300 mm-nél nagyobb vastagságú a középső részénél és olyan oldalfalai vannak, amelyek a corium visszatartására szolgálnak és amelyeknek magassága kb. 800 mm.

A 11 fenéklemez 30a, 30b, 31a-31n blokkokból áll, amelyek egymás mellé vannak helyezve és amelyeknek hossza kb. 8 m.

Ezek a blokkok úgy vannak megmunkálva, hogy olyan hűtővezetéket képezzenek, amelyeknek átmérője kb. 30 mm.

A 11 fenéklemez az 5 ágyazaton nyugszik, amely betonból készül és amelynek védelmét biztosítja az akna feneke szintjén.

All fenéklemez lehetővé teszi a fúzióban lévő corium összegyűjtését meghibásodás esetén, ami a reaktor teljes hűtőkörének meghibásodásában jelentkezik és amely coriumnak a térfogata nagyobb, mint 40 m³.

A 11 fenéklemezre kiömlő corium 600 mm-nél nagyobb magasságot foglal el a 11 fenéklemez középső részében a 43 rész falai között.

A mag fúziója esetében képződött corium jelentkezhet egy folyamatos folyékony közeg alakjában vagy részben olvadt darabok alakjában, amelyek a hűtőberendezés 11 fenéklemezén szétterülnek meghibásodás esetén. Mind a két esetben a corium nagyjából egyenletesen terjed szét a 11 fenéklemez felületén.

Abban az esetben, ha a corium egy folyamatos folyékony közeg, akkor nagyon folyékony és a felületén nem tud egy stabil, megszilárdult réteg képződni, mivel a corium felülete alatt a hő intenzív felszabadulása jön létre. Az igen fluid corium tehát minden nehézség nélkül szétterül a 11 fenéklemezen. Ha a corium darabokból áll, akkor anyaghalmok képződhetnek helyileg a 11 fenéklemezen, de ezek a halmok nem érhetnek el olyan méretet, hogy nagyobb hőáramot hozzanak létre, mint amely képződik akkor, hogyha a corium egyenletesen eloszlik olvadt folyadék alakjában.

Amikor a corium eloszlik all fenéklemezen, akkor érintkezésbe kerül 34 szerkezettel, amely a corium esését

HU 214 524 Β követő kinetikus energia egy részét abszorbeálja. A 11 fenéklemez úgy van méretezve, hogy elviselje a corium esését és különösen a 20 hűtővezetékek olyan nagy távolságban vannak egymástól, hogy a hűtőhálózat olyan P osztását képezzék, amelynek értéke olyan, hogy a hűtött 11 fenéklemez szerkezete egyenlő legyen egy olyan tömör szerkezettel, amely képes átadni az 5 ágyazatnak azokat a terheket, amelyek a corium eséséből származnak anélkül, hogy a 20 hűtővezetékek deformálódnának.

Amikor a corium, amelynek hőmérséklete kb. 2400 °C, a 11 fenéklemez felső felületével érintkezésbe lép, akkor a 11 fenéklemez acélanyaga egy vékony rétegben megolvad és keveredik a coriummal. Egy vékony, (néhány cm vastag) kéreg képződik a corium és az acél között és a termikus egyensúly helyreáll, mihelyt a 20 hűtővezetékek által abszorbeált energia egyenlő lesz a corium által kibocsátotthővel.

A fenéklemez méreteinek és a hűtőrendszer jellemzőinek kiszámításánál feltételezzük, hogy a corium teljesen száraz és felülről nem hűti a víz elpárolgása. Azonkívül elhanyagoljuk a corium által sugárzás útján kibocsátott hőáramot az akna irányába. A hűtőkört úgy tervezzük, hogy lehűtse a coriumot vagy természetes keringte téssel vagy kényszerkeringtetéssel.

Állandó állapotban, amikor a megszilárdult kéreg kialakult a 11 fenéklemezzel való érintkezésnél, a megszilárdult kéreg és a 11 fenéklemez felső felületének érintkezésénél a hőmérséklet kisebb, mint az acél fúziójának hőmérséklete, azaz 1450 °C. A corium által kibocsátott hő teljes mennyisége hővezetéssel jut a megszilárdult kéregbe és a fém fenéklemezbe.

A corium által kibocsátott energia, amelyet a 11 fenéklemez fog fel 32 MW nagyságrendű, ezt az energiát a hűtőkör viszi el.

Mihelyt a corium érintkezésbe lép a 11 fenéklemezzel, ennek felmelegedése a víz részleges forrását hozza létre, ami egy természetes keringtetést hoz létre, ha a 17 szivattyúk üzemen kívül vannak.

A 20 hűtővezetékekben is természetes keringés jön létre a víz részleges forrásával, azonban a csővezetékek úgy vannak tervezve, hogy a gőz ne tudja azokat elzárni. A hűtővíz természetes keringése felemésztődik minden külső beavatkozás nélkül és a víz átáramlik a hűtőkör 17 szivattyúin.

Hosszabb idő után, például 3 nappal a meghibásodás után, amikor a 4 mag fúziója bekövetkezett, a hűtőkör 17 szivattyúit ismét üzembe lehet helyezni, hogy kényszerkeringtetést hozzanak létre.

Ekkor folyamatos keringtetést hozunk létre, ami egy gyorsított hűtést eredményez és a 11 fenéklemezen szétfolyó corium gyorsabb megszilárdulását.

A 17 szivattyúkat hajthatjuk termikus vagy villamos motorokkal.

A keringő víz felmelegszik a 20 hűtővezetékek alsó ágában, mielőtt a felső ágba kerülne, ahol tovább melegszik még mindig folyékony állapotban maradva, kényszeráramlás esetében, vagy részben elgőzölög, természetes áramlás esetében, amennyiben kétfázisú keverékről van szó.

A találmány szerinti berendezés tehát rendkívül biztonságos és hatékony védelmet biztosít a reaktor számára, amennyiben a fémből készült fenéklemez fel tudja fogni a corium esését anélkül, hogy deformálódna és a fenéklemezben lévő hűtőközeg keringése újra tud indulni közvetlenül a corium esése után, passzív módon.

Azonkívül a corium hosszú ideig tartó hűtése, egészen annak teljes megszilárdulásáig, könnyen biztosítható a hűtővíz kényszerkeringtetésével.

A corium hűtése megvalósul anélkül, hogy gőzök képződnének a reaktor épület belsejében.

A találmány nincs az elmondott kivitelre korlátozva, így például elképzelhető, hogy olyan fenéklemezeket alkalmazunk, amelyek eltérnek a fent leírttól. Egymáshoz hegesztett blokkok helyett például alkalmazhatunk olyan szerkezeti elemeket, amelyek egymásba kapaszkodnak és az alapra vannak rögzítve az alapba beépített csapok segítségével, amelyek a fenéklemez egyes elemeiben kialakított nyílásokba kapcsolódnak.

A fenéklemez alakja és mérete változhat a reaktor aknájának és tartályának jellemzői függvényében.

A hűtőkör és a fenéklemez más módon is kialakítható, mint ahogyan azt leírtuk.

Előnyös, ha a hűtőkör aktív elemeit, mint például a hőcserélőket a biztonsági reaktortéren kívül helyezzük el.

A hűtőközeg kényszerkeringtetése minden fajta szivattyúval biztosítható, amilyeneket általában atomreaktorok hűtőköreinél alkalmaznak.

Végül a találmány szerinti hűtő és védőberendezés minden olyan atomreaktor esetében alkalmazható, amelynek tartálya van, amely magába foglalja a reaktor magját és ez egy aknába van helyezve, amelynek fenekét az atomreaktor szerkezetének egy része, például ágyazat képezi.

Claims (10)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Berendezés atomreaktor meghibásodás következtében megolvadt magjának hűtésére és betonszerkezetének védelmére, amely atomreaktornak lényegében hengeres tartálya van, amely magot zár magába és amely függőleges tengelyével aknában van elhelyezve és az aknának feneke van, amely a reaktor szerkezetének egy részéből áll és ez az ágyazat egy részét tartalmazza, amely a tartály felett helyezkedik el, és a hűtő- és védőberendezés, amely a tartály fenekén nyugszik, a tartályból megszökő olvadt anyagot felfogó fém szerkezetként van kialakítva, azzaljellemezve, hogy a fém szerkezet az akna fenekét fedő, fémből lévő fenéklemezből (11) áll, amelyben hűtőközeg keringtetésére szolgáló hűtővezetékek (20) vannak kialakítva és ezek a hűtőközeget betápláló és a hűtőközeget elvezető eszközökhöz vannak csatlakoztatva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fenéklemez (11) függőleges oldalfelületeik mentén egymás mellé helyezett és egymáshoz hegesztett blokkokból (30a, 30b, 31a, 31b, és ...31n) van kialakítva.
3. 3. A 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemez5

   HU 214 524 Β ve, hogy a hűtővezetékek (20) a blokkok (30a, 30b, 31a ...3In) egymás mellé helyezett, megmunkált felületeiből vannak kialakítva.
4. 4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fenéklemez (11) két hosszanti végénél két végső blokkot (30a, 30b) és a két végső blokk (30a, 30b) között közbenső blokkokat (31a, 31n) tartalmaz, a két végső blokk (30a, 30b) felső részeket (43) tartalmaz, amelyek a közbenső blokkok (31 a, 3 In) felső felületéhez képest kiállnak és falat képeznek a reaktor megolvadt magjának tartására, amikor a megolvadt mag a fenéklemezen (11) szétterül.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fenéklemez (11) fémlemezből lévő szerkezetet (34) tartalmaz, amely vízszintes felső felületén nyugszik bizonyos távolságban és a reaktor megolvadt magja kinetikai energiájának abszorbeálására való, amikor a mag a fenéklemezen (11) szétterül.
6. 6. A 4. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fenéklemez (11) végső blokkjai (30a, 30b) kiálló részeinek (43) egymás felé néző, belső felületei vannak, amelyek tűzálló anyagból lévő réteggel (35) vannak bevonva.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fenéklemez (11) hűtőközegének betáplálására és eltávolítására szolgáló eszközök gyűjtőt (21, 22, 37) és elosztót (36) tartalmaznak, amelyek a hűtővezeték (20) végrészeivel kapcsolódnak, továbbá tartalmaznak hűtőközeget betápláló tápvezetékeket (21 a, 22a, 36a) és hűtőközeget elvezető ürítővezetékeket (21b, 22b, 37a) és egy hűtőkört, amelyben legalább két hőcserélő (14) és csővezetékek (12, 13) vannak, amelyek a fenéklemez (11) hűtőközegének betáplálására és elvezetésére szolgáló vezetékekhez vannak csatlakoztatva.
8. 8. A 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hűtőkör legalább részben a biztonsági reaktortéren (1) kívül van elhelyezve, a tartály (3) pedig, amely a magot (4) magába foglalja, a reaktor belsejében van elhelyezve.
9. 9. A 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a hűtőkör legalább egy hőcserélőt (14), legalább egy tágulási tartályt (16) és egy keringtető szivattyút (17) tartalmaz, amelyek sorba vannak kapcsolva a hűtőkör csővezetékeire (12, 13) a biztonsági reaktortéren (1) kívül.
10. 10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy mindegyik hűtővezeték (20) végére elzárószelep (38) van elhelyezve.