WO2014154752A1 - Ventingsystem für das containment einer kerntechnischen anlage - Google Patents

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WO2014154752A1
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pressure relief
containment
wet scrubber
washing liquid
pressure
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PCT/EP2014/056068
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Bernd Eckardt
Norbert Losch
Frank ZEHE
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Areva Gmbh
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    • G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • G21C9/004—Pressure suppression
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/10—Venturi scrubbers
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    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
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    • G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
    • G21C19/303—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps specially adapted for gases
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    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • Venting system for the containment of a nuclear facility
  • the invention relates to a pressure relief system, also referred to as a venting system, with integrated filtering for the containment of a nuclear installation, in particular for a boiling water reactor. It also relates to an associated operating method.
  • containment In severe accidents in nuclear power plants with meltdown occur very high airborne activity levels within the containment also referred to as containment, which can be released in significant amounts in the presence of high leaks and impermissible overpressure situations in the environment. These airborne activities may in such cases, particularly because of the high half lives of the various contained radionuclides, particularly iodine and cesium isotopes, cause a highly undesirable long-term land contamination in the vicinity of the nuclear power plant.
  • the invention is based on the object to remedy this situation and to provide a venting system for the containment of a nuclear facility, which provides an effective and reliable operation of a wet scrubber for the Ventstrom at the same time compact design, especially with regard to quantities of washing liquid to be kept, allows. Furthermore, a particularly advantageous operating method for such a Ventingsystem should be specified.
  • the invention is based on the finding that an improvement of known venting systems and associated scrubbers by passive development of existing water reservoir, even in existing systems, to achieve higher safety standards can be realized. This allows a simplified design of the containment and associated security systems and as a result, significant cost reductions.
  • the method according to the invention and the devices are preferably used so that the gases or vapors, including leaks, which are generated during the breakdown with meltdown are completely sucked off at overpressure and are almost completely cleaned of airborne activities before being discharged to the environment.
  • the retained activities are advantageously returned to the containment at short notice. This can prevent relevant activity leaks and, as a result, soil contamination in the power plant environment.
  • the water level (more generally: the washing liquid level) in the scrubbing respectively before or at the beginning of the venting process and / or constantly in the desired range hold.
  • Preference is given to using fluid accumulations which form or accumulate as washing liquid reservoirs anyway, so that reliable operation is ensured even with very small-dimensioned external or additional storage containers.
  • the filling of the scrubber devices can take place on the one hand when starting the venting system, in particular even before the actual venting, with maximum driving, static differential pressure.
  • a motive pressure can be generated passively by utilizing flow-dynamic relationships, which specifically aspirates scrubbing liquid into the scrubber device.
  • the necessary intake vacuum can be generated automatically, for example by targeted throttling and pressure reduction in the Venturi tube of a venturi scrubber.
  • a negative driving differential pressure of> 0.1 bar preferably at high pressure at the beginning of Ventings of> 1 bar, compared to the feeding water reservoir, z.
  • the water intake lines can be further dimensioned so that even with boiling pool with vapor bubble formation in the suction line effective plug delivery is possible, in particular by sufficiently small diameter of ⁇ 25 mm, advantageously ⁇ 15 mm.
  • the adjustment and regulation of the level in the scrubber is preferably carried out via a float level control, preferably with a dirt-resistant roller ball shutter or rotary valve.
  • a float level control preferably with a dirt-resistant roller ball shutter or rotary valve.
  • the maximum refill rate is advantageously limited by throttle devices in the refill line so that in variants with very high decay heat of z. B. from 500 to 1, 000 kW on the one hand, the maximum amount of evaporated water (equivalent to the evaporation power) can be fed, and that at the same time this limitation acts as a flow restriction of the condensation chamber when connected to a condensation chamber as a reservoir. This ensures that in the failure of such a line no short-term condensation chamber failure can occur, and over-leakage is prevented.
  • an additional water reservoir eg. B. in the form of arranged at ground level Reservewasertanks and the like.
  • the water supply to the scrubber device is produced, for example, by a self-sufficient pump unit which is operated by means of a battery module or via compressed air cylinders.
  • venturi section in the Venturi scrubber is conveniently formed by long venturi tubes whose scrubbing liquid intake area is deep in the pool and which blow out predominantly above the scrubbing liquid level.
  • Venturi units are preferably operated with the known from the German patent DE 103 28 773 B3 high Venturi speeds of> 150 m / s, preferably> 200 m / s - based on the Waschenbergkeitsansaug Colour at the Venturi throat - operated in combination with another, subsequent critical throttling ,
  • Venturi tubes - Rundventuris or Flachventuris - used in a Kehlinci Scheme of> 2 cm 2 to 20 cm 2 to ensure minimization of the number and at the same time small dimensions of ⁇ 5 cm thickness, preferably ⁇ 3 cm thickness to ensure short Wash liquid feed paths and wash liquid suction slots / areas of ⁇ 50% of the throat surfaces, preferably at an angle of 30 ° to 90 ° to the Venturi axis, to achieve an optimal separation behavior.
  • a below-the-water version with short venturi tubes or a combination of short and long-venturi tubes may be beneficial.
  • the separation of the washing liquid from the gas stream purified in the Venturi tube preferably takes place in stages:
  • a subsequent, highly effective centrifugal separator stage which preferably comprises a high-speed disk separator with high and low speed ranges, in particular with> 3, preferably> 10 rows of laminations, which are preferably flowed through horizontally at speeds> 5 m / s in order to achieve small boundary droplet diameters ⁇ 10 ⁇ m , the scrubbing liquid is separated from the gas stream and returned to the pool.
  • a further demister stage which is preferably staggered with metal fibers of> 60 ⁇ thickness to> 8 ⁇ thickness, can still a further agglomeration of the remaining fine droplets and a partial Nachabscheidung of Fine aerosols take place.
  • further fiber mats with finer coverage or sintered pore filters can be connected downstream.
  • the individual devices are expediently connected in a communicative manner and can be housed individually or in groups at different heights, in particular in the case of separate float valve replenishment.
  • FIG. 1 fragmentary nuclear plant is a nuclear power plant of the boiling water reactor (BWR) type.
  • BWR boiling water reactor
  • a so-called pressure chamber 8 (English Dry Well) is arranged, which contains, inter alia, the reactor pressure vessel 10.
  • the enclosed by the containment 4 interior is also referred to as a containment or occasionally as confinement.
  • the containment envelope meaning its wall
  • the interior itself is shortened referred to as containment.
  • a protective barrier or building wall 6 against influences from the outside can be erected around the containment 4 as part of the reactor building.
  • the building wall 6 can also be arranged at a greater distance from the containment 4 and a part or all of the system components described below can be arranged. enclose outside of the containment 4.
  • separate plant buildings and system sections may be constructed.
  • a, for example, annular condensation chamber 12 (wet well), into which, in the event of severe accidents with vapor release within the pressure chamber 8, the steam produced is introduced for the purpose of condensation.
  • the condensate 14 collects in the condensation chamber 12.
  • the condensation chamber 12 is for this purpose, for example via a overflow in normal operation according to the principle of a siphon with a liquid plug closed overflow, also referred to as a condensation tube 92 (English downcomer tube), with the pressure chamber 8 in fluidic Connection, so that upon reaching a predetermined overpressure in the pressure chamber 8, the overflow of steam into the condensation chamber 12 takes place.
  • the atmosphere in the pressure chamber 8 is usually largely inertized in such situations by the released steam and possibly introduced nitrogen.
  • FIG. 1 the arrangement is shown using the example of a SWR system with a condensation chamber 12 designed in the manner of a tom.
  • the principle applies in the same way for condensation chambers, which are designed without Toms, but with steel jacket (liner) and / or concrete coating.
  • the condensation tubes 92 with their (lower) outlet openings 94 submerge in the liquid 14, essentially water, held up to a normal level 96 in the condensation chamber 12.
  • a cleaning or washing of the incoming gas-vapor mixture in the liquid 14 Due to the immersion depth of the condensation tubes 92 is for inserting the Overflow required differential pressure between the pressure chamber 8 and condensation chamber 12 set. It is typically 0.2 bar to 0.5 bar. If this differential pressure is exceeded, it will overflow and consequently - despite the partial condensation of Steam components - in the medium term to an increase in pressure in the condensation chamber 12.
  • a filtered pressure relief of the containment 4 as part of the security systems provided (English Filtered Containment Venting).
  • a closed during normal operation of the nuclear power plant by a shut-off valve pressure relief line 16 is passed through the safety sheath through which a pressure relief flow from the containment 4 in the external environment is passed in the pressure relief operation with open shut-off valve.
  • This process is also known as venting.
  • the predominantly gaseous pressure relief stream, which contains in particular vapor components and non-condensable gases, is accordingly also referred to as vent flow.
  • the pressure relief line 16 is also called a vent line. Overall, this is called a venting system 18.
  • the pressure relief line 16 on the inlet side two separate strands of wire 20 and 22, which are further merged downstream in a junction point 24.
  • the first wiring harness 20 has an inlet opening 26 communicating with the interior of the condensation chamber 12. Specifically, the inlet opening 26 is arranged in the ceiling area of the condensation chamber 12, namely in the gas-filled normally open space.
  • the second line 22 has a communicating with the interior of the pressure chamber 8 inlet opening 28 which is geodetically much higher than the inlet opening 26 of the first wiring harness 20th ,
  • Each of the two line strands 20 and 22 is equipped with its own shut-off valve 30 and 32, which is in each case designed as a twin fitting with two series-connected individual fittings (tandem configuration).
  • the respective shut-off valve 30 and 32 is located in the direction of flow 34 of the Ventstrom seen immediately behind the associated passage through the safety sheath, so that the Ventstrom, if necessary, only via the first wiring harness 20 or the second wiring harness 22 from the respectively associated space area of the containment 4 can be removed , or over both strands 20 and 22 simultaneously (if the two inlet ports 26 and 28 are at comparable pressure levels).
  • the vent flow can be removed from the condensation chamber 12 exclusively via the first wiring harness 20. If there is a complete flooding of the condensation chamber 12 at a later stage, this wiring harness 20 is closed and instead the second, connected to the pressure chamber 8 wiring harness 22 is activated for the venting.
  • corresponding restraint systems in the form of filter devices and scrubbers are connected in the pressure relief line 16. Since the available space within the containment 4 is generally limited in a boiling water reactor, these devices are in the system according to FIG. 1 placed outside the containment. Nevertheless, in order to realize a sufficient protection against external influences, the installation takes place in suitable buildings.
  • a wet scrubber 36 set up outside the containment 4 is provided for the venturi type Venturi scrubber which is connected downstream of the junction 24 for the two strands 20 and 22 and thus downstream of the respective shut-off valve 30 and 32 into the pressure relief line 16.
  • the wet scrubber 36 comprises a scrubbing liquid container 38 or briefly a scrubbing container in which at least one venturi tube 40, preferably a plurality of venturi tubes 40, is arranged, preferably in a standing or slightly inclined orientation.
  • the respective Venturi tube 40 is connected at its lower end to the upstream portion of the pressure relief line 16, and the output side protrudes the uppermost outlet opening 42 of the Venturi tube 40 into the washing liquid container 38.
  • the venturi 40 has a designed, for example in the manner of a slot in Rundventurirohren in particular as a ring slot suction port 46 for washing liquid ,
  • the washing liquid container 38 is filled with a washing liquid 52 during the venting operation up to a design filling level 48, which lies above the suction opening 46 and below the outlet opening 42.
  • This operation is in the right half of the in FIG. 1 illustrates the wet scrubber 36 illustrated (the left half and the right half respectively represent different operating conditions of one and the same scrubber device).
  • the Ventstrom entering from below into the venturi 40 reaches its highest flow velocity at the throat 44 and sucks in the surrounding wash liquid 52 from the wash liquid container 38 via the suction opening 46, which is entrained in the form of a fine droplet mist.
  • vent flow offset with the activity-laden wash liquid mist then preferably exits the outlet opening 42 in the manner of a free-blowing arrangement at the upper end of the venturi tube 40, ie above the wash fluid level.
  • a baffle separator 54 a first separation of the washing liquid 52 on the one hand and the gaseous vent flow on the other hand occurs.
  • the radiologically active constituents remain largely bound in the washing liquid 52, which sinks back downwards according to the principle of gravity separation.
  • the purified Ventgasstrom collects above the washing liquid level and occurs after flowing through a designated as demister Feinabscheiders 56 in the downstream portion of the pressure relief line 16, which is connected to the head of the washing liquid container 38.
  • water is used as the washing liquid 52, which if necessary is mixed with chemical additives or reagents from a chemical container 58.
  • the chemical container 58 is connected here in the embodiment upstream of the wet scrubber 36 via a connecting line 60 to the pressure relief line 16. It is preferably placed at a geodetically elevated position, so that the supply of chemicals into the vent flow is purely passively by gravity.
  • a preferably adjustable throttle valve 62 in the connection line 60 accomplishes the desired dosage.
  • the closed in the standby state of the Ventsystem shut-off device 63 in the connecting line 60 is executed as a bursting element or by means of melting solder in case of need opening automatically.
  • a direct coupling of the chemical tank 58 or the connecting line 60 to the washing liquid tank 38 can be provided.
  • wet scrubber 36 instead of a single wet scrubber 36, in particular for adaptation to existing structural conditions, also several fluidly connected in parallel wet scrubber 36 may be present.
  • the printing discharge line 16 upstream of the so-called split-split scrubber section corresponding branches on sub-strands and possibly downstream of the scrubber section associations / mergers on.
  • the cleaned vent flow flows through a throttling device / throttle valve 64 which is connected in the end section of the pressure relief line 16 and is thereby released approximately to the pressure of the ambient atmosphere. It is also possible for further filter devices, not shown here, in particular of the type dry filter and / or sorbent filter, to be present upstream or downstream of the throttle device 64 in the end section of the pressure relief line 16. Finally, the cleaned and expanded vent stream is discharged into the environment via a chimney 66 or other outlet opening.
  • the venting system 18 is designed for particularly high retention rates of the scrubber 36 during venting. As described in the German patent DE 103 28 773 B3, filed at that time by the Framato ANP GmbH (now AREVA GmbH), this is achieved by a particularly high flow velocity of the Ventstrom, measured at the throat 44 of the Venturi tube 40, for example 150th m / s or more is set. This is achieved purely passively by the so-called critical relaxation of the vent flow at the throttle device 64 in the sliding pressure mode (narrow sliding pressure regime).
  • the end portion of the pressure relief line 16 located downstream of the throttle device 64 forms a low pressure section at approximately atmospheric pressure (approximately 1 bar) during the venting operation.
  • the initial section of the pressure relief line 16 forms fundamentally additionally a high pressure section at approximate containment pressure (typically 2 to 4 bar or more at the beginning of depressurization).
  • the Venturi tube 40 of the wet scrubber 36 and / or even before it enters the door usually also a fairly significant pressure drop (from about 0.3 to 1 bar), especially with a corresponding purposeful design and design.
  • the wet scrubber 36 is kept dry in standby mode (that is, during normal operation of the nuclear power plant). Only shortly before the beginning of the Vent technicallys the washing liquid container 38 is filled with washing liquid 52.
  • the liquid 14 present in the condensation chamber 12 and / or the condensate collecting there under accident conditions is transferred into the washing liquid container 38 and used there as the washing liquid 52.
  • the condensation chamber 12 forms an empty or partially filled reservoir, later under accident conditions during the activation of the venting system 18, a largely filled reservoir 67 for liquid 14, which is used as the washing liquid 52 in the wet scrubber 36.
  • the transfer is preferably purely passive without recourse to electrically operated or other active components.
  • an overflow line or feed line 68 for the liquid / condensate 14 from the condensation chamber 12, which is effective as a fill line, is guided through the containment into the wash liquid container 38 of the wet scrubber 36.
  • the inlet opening 70 of the feed line 68 is arranged in the bottom region of the condensation chamber 12 and, in particular when vapor condensation begins in the condensation chamber 12, lies reliably below the condensate liquid level which is forming.
  • a shut-off valve 72 is connected in the feed line 68.
  • an optional throttle valve 74 limits the flow through the feed line 68 in the desired manner.
  • the feed line 68 terminates in the interior of the washing liquid container 38.
  • the feed line 70 can be connected to an existing, arranged in the lower region or below the condensation chamber 12 and connected to her drainage and Nachkühlsystem 98.
  • shut-off valve 72 is closed in the feed line 68, as are the shut-off valves 30 and 32 in the two strands 20 and 22 of the pressure relief line 16.
  • the washing liquid 38 of the wet scrubber 36 is still no washing liquid 52; he is rather dry.
  • the inner space of the condensation chamber 12 is at a pressure level of, for example, 2 to 6 bar, while the interior of the washing liquid tank 38 still has ambient pressure of about 1 bar during the activation phase, the impending static pressure difference of In this case, about 1 to 5 bar, the liquid / the condensate 14 from the condensation chamber 12 through the feed line 68 into the washing liquid container 38. It comes thereby in a purely passive manner, ie without the use of electric pumps and the like, for initial filling of the washing liquid container 38th to the already mentioned ordinary design level 48. Due to the comparatively large driving pressure difference height differences between the locations of reservoir 67 and wet scrubber 36 of up to about 30 m or more can be overcome.
  • an additionally existing external reservoir 76 for washing liquid 52 may have a comparatively small volume compared to previous systems.
  • the storage tank 76 is, for example, placed in such a geodetically upright position that feeding or replenishment of washing liquid 52 into the washing liquid tank 38 is made possible by the acting force of gravity.
  • a feed pump 78 is connected in the connection line 80 between the reservoir 76 and the wet scrubber 36, which is driven, for example, by an electric motor drive motor 82 or a gas expansion motor or the like.
  • an electric motor drive motor 82 or a gas expansion motor or the like for this purpose, corresponding emergency generators, batteries, accumulators, compressed gas cylinders, etc. are available.
  • the liquid transport can be done directly by a pressurized propellant gas.
  • Automatic control of the wash liquid level in the wash liquid tank 38 may be as in the right half of the in FIG. 1 shown by a passive float valve 84 or the like in the feed line 68 to be realized. That is, the valve body of the control valve is operated in response to the current level by a mechanically coupled with him float in the washing liquid container 38.
  • the shut-off valve 72 in the feed line 68 only once at the beginning of Activation phase to be opened and does not need to be operated after opening, since the control of the level then takes place via the float valve 84.
  • the washing liquid container 38 by suitably selected inner contouring and / or inner partitioning such that there is a comparatively rapid increase of the washing liquid level in the region of the suction port 46 of the Venturi tube 40 when introducing washing liquid 52 from the internal or external Reservoir is coming.
  • a substantially smaller, upwardly open wash liquid container or pool 86 can be arranged, which communicates the Venturi tube 40 in the region of the throat 44 the suction port 46 surrounds, and in which the outlet opening 88 of the feed line 68 is immersed or opens.
  • This small pool 86 designed in the exemplary embodiment in the manner of a collecting funnel or an annular chamber open at the top, in particular, catches as completely as possible the drops of washing liquid dropping from the impact separator 54 and possibly the falling down from the fine separator 56.
  • a return line (not shown) can be guided by the respective separator into the pool 86.
  • the pool 86 has a volume of, for example, ⁇ 1/10 of the total volume of the washing liquid container 38 - based on the design level 48 - and Accordingly, within a very short time, for example ⁇ 10 min, preferably ⁇ 3 min, at the beginning of the combined venting and filling process runs to the upper edge as shown in the left half of FIG. 1 shown wet scrubber 36 is indicated. As a result, the wet cleaning of the vent stream described above starts very early. As the venting operation proceeds, the remaining wash liquid tank 38 also fills to the desired design level 48, which guarantees particularly balanced operating conditions.
  • venturi tubes 40 are arranged via a manifold, because then the enclosing washing liquid container 38 is necessarily relatively large volume.
  • each or at least the vast majority of venturi tubes 40 are provided with their own small pool 86 for rapid initial filling.
  • washing liquid 52 may be provided from the washing liquid container 38 in the containment 4 via a return line, not shown, into which a feed pump to overcome the pressure increase is switched.
  • a return line not shown, into which a feed pump to overcome the pressure increase is switched.
  • the respective reservoir 67 should preferably be arranged in such a way and connected to the (remaining Containment 4 fluidly or gas pressure side connected that the prevailing under accident conditions overpressure in the containment 4 for a passive transport of the liquid 14 from the reservoir 67 into the wet scrubber 36 is usable.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Druckentlastungssystem (18) für ein Containment (4) einer kerntechnischen Anlage (2), mit einer durch durch das Containment (4) geführten, mittels einer Absperrarmatur (30, 32) verschließbaren Druckentlastungsleitung (16), wobei in einen außerhalb des Containments (4) liegenden Abschnitt der Druckentlastungsleitung (16) ein Nasswäscher (36) für den sich im Druckentlastungsbetrieb bei geöffneter Absperrarmatur (30, 32) ausbildenden Druckentlastungsgaststrom geschaltet ist. Darauf aufbauend soll ein besonders effektiver und zuverlässiger Betrieb des Nasswäschers (36) bei zugleich kompakter Bauweise, insbesondere im Hinblick auf bereitzuhaltende Mengen von Waschflüssigkeit (52), ermöglicht werden. Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch • ein Reservoir (67), welches derart in dem Containment (4) angeordnet oder strömungsmäßig mit ihm verbunden ist, dass sich ein im Containment (4) vorhandener Überdruck gegenüber der äußeren Umgebung zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend oder vollständig, auf das Reservoir (67) überträgt, und • eine von dem Reservoir (67) zum Nasswäscher (36) geführte, mit einer Absperrmatur (72) verschließbare Speiseleitung (68) zur Bespeisung des Nasswäschers (36) mit als Waschflüssigkeit (52) wirksamer Flüssigkeit (14) aus dem Reservoir (67).

Description

Beschreibung
Ventingsystem für das Containment einer kerntechnischen Anlage
Die Erfindung betrifft ein auch als Ventingsystem bezeichnetes Druckentlastungssystem mit integrierter Filterung für das Containment einer kerntechnischen Anlage, insbesondere für einen Siedewasserreaktor. Sie betrifft weiterhin ein zugehöriges Betriebsverfahren.
Bei schweren Störfällen in Kernkraftwerken mit Kernschmelze treten sehr hohe luftgetragene Aktivitätsmengen innerhalb des auch als Containment bezeichneten Sicherheitseinschlusses auf, die beim Vorhandensein hoher Undichtigkeiten und unzulässigen Überdrucksituationen in signifikanten Mengen in die Umgebung freigesetzt werden können. Diese luftgetragenen Aktivitäten können in solchen Fällen, vor allem wegen der hohen Halbwertszeiten der verschiedenen enthaltenen Radionuklide, insbesondere Jod- und Cäsium-Isotope, eine hochgradig unerwünschte Langzeit-Landkontamination in der Umgebung des Kernkraftwerks verursachen.
In zahlreichen Kernkraftwerken sind bereits unterschiedliche Systeme zur Überdruckbegrenzung und zur Druckentlastung des Containments in Unfallsituationen installiert. Diese Einrichtungen ermöglichen die Rückhaltung der Aerosole und teilweise auch des elementaren Jods sowie von organischen Jodverbindungen (Organojod) und beinhalten häufig Nassreinigungssysteme bzw. Wäschersysteme (engl. Scrubber) für den auch als Ventstrom bezeichneten Druckentlastungstrom mit hinsichtlich Volumen erheblichen Wasserreservoiren in Gestalt von Tanks und anderen Vorratsbehältern.
Diese großen Wasserreservoire sind erforderlich, um die unerwünschten Auswirkungen der Nachzerfallswärme aus den zurückgehaltenen radioaktiven Aerosolen und Jod, nämlich Temperaturerhöhung bis zur Wasserverdampfung, zu begrenzen und im Ventbetrieb das Abkühlen der heißen Gase auf Sattwassertemperatur zu ermöglichen. Ein Austrocknen der Wäschereinrichtung würde die Rückhaltefunktion gefährden und zusätzlich eine Wiederfreisetzung der zurückgehaltenen Aktivitäten verursachen.
Weiterhin haben Untersuchungen zum Containmentverhalten bestehender Anlagen gezeigt, dass in bestimmten Störfallszenarien deutlich erhöhte Aktivitäten und in der Folge Aerosol- und Jodnachwärmen freigesetzt werden können. Der Wasserbedarf in den Wäschereinrichtungen des Ventsystems ist deshalb in solchen Situationen signifikant und führt zu entsprechend großvolumigen Einrichtungen, die meist nicht mehr in vorhandenen Gebäuden untergebracht werden können. Dies bedeutet neue Aufstellungsgebäude, die erhebliche Kosten nach sich ziehen.
Bereits nachgerüstete Einrichtungen, wie z. B. Wäscher oder Sandbettfilter sowie entsprechende Kombinationen, lösen zwar das in jüngerer Zeit aufgrund entsprechender Forschungsergebnisse neu zu bewertende Problem der Organojod- Rückhaltung mit zum Teil guten Erfolgen. Jedoch sind derartige Einrichtungen notwendigerweise noch gegen äußere Einwirkungen zu schützen, wodurch sie sehr aufwendig in der Konstruktion ausfallen und somit erhebliche Kosten verursachen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesbezüglich Abhilfe zu schaffen und ein Ventingsystem für das Containment einer kerntechnischen Anlage zur Verfügung zu stellen, welches einen effektiven und zuverlässigen Betrieb eines Nasswäschers für den Ventstrom bei zugleich kompakter Bauweise, insbesondere im Hinblick auf bereitzuhaltende Mengen von Waschflüssigkeit, ermöglicht. Weiterhin soll ein besonders vorteilhaftes Betriebsverfahren für ein derartiges Ventingsystem angegeben werden.
Die auf die Vorrichtung bezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 . Im Hinblick auf das Verfahren wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden detaillierten Beschreibung.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Verbesserung bekannter Ventingsysteme und zugehöriger Wäschereinrichtungen durch passive Erschließung vorhandener Wasserreservoirs, auch in bereits bestehenden Anlagen, zur Erreichung von höheren Sicherheitsstandards realisierbar ist. Dies ermöglicht eine vereinfachte Auslegung des Containments sowie zugehöriger Sicherheitssysteme und in der Folge erhebliche Kostenreduktionen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtungen werden vorzugsweise dazu benutzt, dass die bei Havariezuständen mit Kernschmelze durch die freiwerdende Restwärme entstehenden Gase oder Dämpfe, inkl. der Leckagen, bei Überdruck komplett abgesaugt und vor der Abgabe an die Umgebung nahezu vollständig von luftgetragenen Aktivitäten gereinigt werden. Die zurückgehaltenen Aktivitäten werden vorteilhafterweise kurzfristig in das Containment zurückgeführt. Hierdurch können relevante Aktivitätsleckagen und in der Folge Bodenkontamination in der Kraftwerksumgebung verhindert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Konzept gelingt es, durch passive Treibdruckerzeugung unter Ausnutzung von störfallbedingten Druckgradienten, vorzugsweise in Kombination mit passiver Füllstandsregelung, den Wasserstand (allgemeiner: den Waschflüssigkeitspegel) in den Wäschereinrichtungen jeweils vor oder zu Beginn des Ventvorgangs aufzufüllen und/oder konstant im gewünschten Bereich zu halten. Dabei dienen bevorzugt ohnehin vorhandene oder störfallbedingt sich ausbildende Flüssigkeitsansammlungen als Waschflüssigkeitsreservoire, so dass auch mit sehr klein dimensionierten externen bzw. zusätzlichen Vorratsbehältern ein zuverlässiger Betrieb gewährleistet ist.
Die Befüllung der Wäschereinrichtungen kann zum einen beim Anfahren des Ven- tingsystems, insbesondere noch vor dem eigentlichen Venting, mit maximal treibendem, statischem Differenzdruck erfolgen. Zum anderen kann insbesondere durch gezielte Drosselung des Ventstroms im Gaseintrittsbereich der Wäschereinrichtung passiv durch Ausnutzung strömungsdynamischer Zusammenhänge ein Treibdruck erzeugt werden, der Waschflüssigkeit gezielt in die Wäschereinrichtung einsaugt. Der nötige Ansaugunterdruck kann selbsttätig, beispielsweise durch gezielte Drosselung und Druckabsenkung im Venturirohr eines Venturiwäschers, erzeugt werden.
Hierbei wird im Gaseintrittsbereich der Wäschereinrichtung, z. B. durch Düsen, speziell Venturidüsen, Lochdüsen und ähnlichen Varianten, ein negativer treibender Differenzdruck von > 0,1 bar, vorzugsweise bei hohem Druck zu Beginn des Ventings von > 1 bar, gegenüber dem speisenden Wasserreservoir, z. B. der Kondensationskammer bei einem Siedewasserreaktor oder dem Gebäudesumpf bei einem Druckwasserreaktor, erzeugt.
Die Wasseransaugleitungen können weiterhin so dimensioniert sein, dass auch bei siedendem Pool mit Dampfblasenbildung in der Saugleitung eine wirksame Pfropfenförderung ermöglicht wird, insbesondere durch ausreichend geringe Durchmesser von < 25 mm, vorteilhafterweise < 15 mm.
Durch eine Kombination von Saugleitungen unterschiedlicher Nennweiten können anfängliche Schnellbefüllung und spätere Füllstandsergänzung, auch mit siedendem Pool, jeweils separat optimiert werden.
Durch die genannten Maßnahmen können auch vergleichsweise große Höhenunterschiede von z. B. 5 bis 30 m oder mehr zwischen Wasserreservoir (allgemeiner: Waschflüssigkeitsreservoir) und Wäschereinheit überwunden werden.
Die Einstellung und Regelung des Füllstandes im Wäscher wird bevorzugt über eine Schwimmerfüllstandssteuerung, vorzugsweise mit einem schmutzunempfindlichem Rollkugelverschluss oder Drehschieberventil durchgeführt. Durch Hintereinanderschaltung beider Mechanismen kann eine höhere Zuverlässigkeit zur Befüllung erreicht werden. Hierbei kann z. B. der Rollkugelverschluss am Wasseraus- tritt und vorgeschaltet - integriert in die Auffüllleitung - ein Drehschieberventil eingesetzt sein.
Insbesondere wird nun bei Ventingbetrieb und der auftretenden Verdampfung, z. B. durch eintretendes überhitztes Gas und/oder durch Nachzerfallswärme im Wäscher, passiv die jeweils verdampfte Wassermenge aus dem Reservoir nachgespeist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung gelingt es, auch im Nachventbetrieb ohne Durchsatz, bei eher geringem Nachzerfallswärmeanfall von z. B. 10 bis < 50 kW, durch die Kombination von Verdampfung und konvektiver Wärmeabgabe über die Oberflächen der Wäschereinrichtung, die anfallende Wärme abzuführen und somit eine völlige Passivität und Autarkie der Einrichtung auch im Langzeitbetrieb zu erreichen.
Die maximale Nachspeiserate ist durch Drosseleinrichtungen in der Auffüllleitung vorteilhafterweise so limitiert, dass bei Varianten mit sehr hoher Nachzerfallswärme von z. B. von 500 bis 1 .000 kW einerseits die maximal verdampfte Wassermenge (äquivalent zur Verdampfungsleistung) eingespeist werden kann, und dass bei Anbindung an eine Kondensationskammer als Reservoir gleichzeitig diese Limitierung als Ausflussbegrenzung der Kondensationskammer wirkt. Dadurch wird erreicht, dass beim Versagen einer solchen Leitung kein kurzzeitiges Kondensati- onskammerversagen auftreten kann, und eine Überspeisung des Lecks wird verhindert.
Durch eine möglichst tiefliegende Positionierung der Einlassöffnung der Auffüllleitung in der Kondensationskammer kann auch bei abgesenktem Flüssigkeitspegel und dementsprechend freiliegenden Kondensationsrohren das restliche Flüssigkeitsvolumen in der Kondensationskammer zur Auffüllung der Wäschereinrichtung und somit zur effektiven Gasreinigung in der Wäschereinrichtung eingesetzt werden. Insbesondere ergibt sich nun der Vorteil, dass z. B. bei störfallbedingter Verdampfung des normalerweise die Austrittsöffnungen der Kondensationsrohre überdeckenden Wassers, bei der die ansonsten in der Kondensationskammer stattfindende Gasfilterung ausfällt, zumindest die Gasreinigung in der Wäschereinrichtung erhalten bleibt, ohne dass weitere Wassermengen, wie z. B. in den schwierigen Station-Blackout Situationen mit NichtVerfügbarkeit von Pumpen, kurz- und mittelfristig aktiv bewegt werden müssen. Hierdurch wird ein sicherer Betrieb der Anlage und eine gravierende Erhöhung der Sicherheit bei schweren Störfällen erreicht.
Ergänzend wird zur Befüllung oder Nachfüllung der Wäschereinrichtung ein zusätzliches Wasserreservoir, z. B. in Gestalt von ebenerdig angeordneten Reservewassertanks und dergleichen, genutzt. Hierbei wird die Wasserzufuhr zur Wäschereinrichtung beispielsweise durch eine autarke Pumpeneinheit, die mittels Batteriemodul oder über Druckluftflaschen betrieben wird, hergestellt.
Durch die Kombination von z. B. Befüllung mittels Kondensationskammerwasser und/oder zusätzlicher Befüllung durch die vorgenannten anderen Wasserreservoire wird eine zuverlässige Langzeitwärmeabfuhr, auch bei Anfall von sehr hohen Nachzerfallswärmeleistungen im Wäscher, sichergestellt.
Die Venturisektion im Venturiwäscher wird günstigerweise durch Langventurirohre, deren Waschflüssigkeitsansaugbereich tief im Pool liegt und die vorwiegend oberhalb des Waschflüssigkeitsspiegels ausblasen, ausgebildet.
Diese Venturieinheiten werden vorzugsweise mit den aus der deutschen Patentschrift DE 103 28 773 B3 bekannten hohen Venturigeschwindigkeiten von > 150 m/s, bevorzugt > 200 m/s - bezogen auf den Waschflüssigkeitsansaugbereich an der Venturikehle - in Kombination mit einer weiteren, nachfolgenden kritischen Drosselung betrieben.
Vorzugsweise werden Venturirohre - Rundventuris oder auch Flachventuris - in einem Kehlflächenbereich von > 2 cm2 bis 20 cm2 verwendet, um eine Minimierung der Anzahl zu gewährleisten und um bei zugleich geringen Abmessungen von < 5 cm Dicke, vorzugsweise < 3 cm Dicke zur Sicherstellung kurzer Wasch- flüssigkeitseinspeisewege und Waschflüssigkeitsansaugschlitzen / -flächen von < 50 % der Kehlflächen, bevorzugt in einem Winkel von 30° bis 90° zur Venturiach- se, ein optimales Abscheideverhalten zu erreichen.
In einigen Fällen kann auch eine unterhalb des Wasserspiegels ausblasende Version mit Kurzventurirohren oder eine Kombination aus Kurz- und Langventuriroh- ren vorteilhaft sein.
Die Abscheidung der Waschflüssigkeit aus dem im Venturirohr gereinigten Gasstrom erfolgt bevorzugt in Stufen:
Mittels Prallabscheidung wird bereits am Venturiaustritt ein Teil der beladenen Waschflüssigkeit abgeschieden. Zur weiteren Minimierung des Wasserbedarfs in der Anfahrphase kann eine Abscheidung der Venturiflüssigkeit am Austrittsrohr durch Prallabscheider und gezielte Rückleitung in den Ansaugbereich erfolgen. Zusätzlich werden vorteilhafterweise sehr hohe Leerrohrgeschwindigkeiten von z. B. > 1 bis 3 m/s und gezielter Tropfenmitriss, der zu einer weiteren Schadstoff- abscheidung durch Bildung von hochwirksamen Reaktionsoberflächen führt, eingestellt.
In einer nachfolgenden, hocheffektiven Fliehkraftabscheiderstufe, die zur Erreichung von geringen Grenztropfendurchmessern < 10 μιτι vorzugsweise einen Hochgeschwindigkeitslamellenabscheider mit Hoch- und Niedriggeschwindigkeits- bereich umfasst, insbesondere mit > 3, vorzugsweise > 10 Lamellenreihen, welche vorzugsweise mit Geschwindigkeiten > 5 m/s horizontal durchströmt werden, wird die Waschflüssigkeit vom Gasstrom getrennt und in den Pool zurückgeleitet.
Durch Verwendung eines vorgeschalteten Agglomerators / Demisters besteht die Möglichkeit, den Grenztropfendurchmesser auf Werte < 5 μιτι zu reduzieren und damit die Abscheiderate, insbesondere kleiner Tropfen, stark zu erhöhen.
In einer weiteren Demisterstufe, die vorzugsweise mit Metallfasern von > 60 μιτι Dicke gestaffelt bis > 8 μιτι Dicke belegt ist, kann noch eine weitere Agglomeration der verbliebenen Feintröpfchen sowie eine teilweise Nachabscheidung von Feinaerosolen erfolgen. Zusätzlich können weitere Fasermatten mit feinerer Belegung oder Sinter-Porenfilter nachgeschaltet sein.
Gerade diese Kombination mit den - mittels nachfolgender, kritischer Drosselung eingestellten - permanent hohen Venturigeschwindigkeiten und der hohen Leerohrgeschwindigkeit sowie der Fliehkraft- und Demisterabscheidung ermöglicht eine Abscheidung / Rückhaltung von Aerosolen mit > 1 μιτι Teilchendurchmesser zu > 99,9 % sowie gleichzeitig auch für die penetrierenden Feinaerosole mit < 1 μιη Teilchendurchmesser zu immerhin > 99 %, sowie parallel eine Jodabschei- dung zu > 99 %.
Zusätzlich wird durch Eintropfung oder Direkteinspeisung von Chemikalien, wie z. B. Natriumhydroxid (NaOH) und/oder Thiosulfaten, eine effektive Jodsorption erreicht. Die Zuschaltung dieser Chemikalieneinspeisung kann beispielsweise über Differenzdruckauslösung oder über ein Thermolotventil erfolgen.
Durch die dargestellte Kombination wird insbesondere eine sehr hohe Gasdurchsatzleistung auf geringstem Raum möglich. Hierdurch gelingt es, sehr kompakte, durchsatzintensive Venturieinheiten zu gestalten, die zusätzlich noch in Kleinven- turiwäschereinheiten aufgeteilt (gesplittet) werden können. Hierdurch wird eine Integration der Einheiten in nur sehr begrenzt vorhandene Aufstellungsraumbereiche möglich.
Dies reduziert die Kosten entscheidend und führt zudem durch die Gebäudeabschirmwirkung und Schutzwirkung zu einer erhöhten Funktionssicherheit der Einrichtung.
Die Einzeleinrichtungen sind hierbei zweckmäßigerweise kommunizierend verbunden und können, insbesondere bei separater Schwimmerventilnachspeisung, einzeln oder in Gruppen auch auf unterschiedlichen Höhen untergebracht sein.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen zusammengefasst insbesondere darin, dass durch eine außerhalb des Containments aufgestellte Wäschereinrich- tung eines Containment-Ventingsystems, die über eine Speiseleitung an ein innerhalb des Containments befindliches Reservoir für Waschflüssigkeit angeschlossen ist, eine passive Erstbefüllung sowie Nachspeisung der Wäschereinrichtung, vorzugsweise mit Schwimmerfüllstandsregelung, durch systeminhärente, infolge von Störfallbedingungen ermöglichte Saugdruckerzeugung bei zugleich besonders kompakter, platzsparender Ausführung ermöglicht ist. Insbesondere bei Verwendung eines Hochgeschwindigkeits-Venturiwäschers, geregelt durch nachfolgende kritische Entspannung des Ventstroms im Gleitdruckbetrieb, ist eine hochwirksame Aktivitätsrückhaltung erreichbar. Dadurch dass im normalen Kraftwerksbetrieb eine nicht mit Waschflüssigkeit befüllte, "trockene" Wäschereinrichtung für den Unfallbetrieb bereitgehalten werden kann, werden weitere Vorteile hinsichtlich Aufwand, Gewicht etc. erzielt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei gibt die einzige Figur in stark vereinfachter und schematisierter Darstellung einen Überblick über ein Kernkraftwerk vom Typ Siedewasserreaktor mit einem Containment-Ventingsystem.
Bei der in FIG. 1 ausschnittsweise dargestellten kerntechnischen Anlage handelt es sich um ein Kernkraftwerk vom Typ Siedewasserreaktor (SWR). Innerhalb einer als Containment 4 bezeichneten, hermetisch gegenüber der äußeren Umgebung abgedichteten Sicherheitshülle / eines Sicherheitsbehälters aus Stahl und / oder Stahlbeton ist eine sogenannte Druckkammer 8 (engl. Dry Well) angeordnet, die unter anderem den Reaktordruckbehälter 10 enthält. Der von dem Containment 4 umschlossene Innenraum wird auch als Sicherheitseinschluss oder gelegentlich als Confinement bezeichnet. In einer alternativen Nomenklatur wird gelegentlich die Sicherheitshülle (sprich deren Wand) als Containmenthülle oder Containmentgebäude bezeichnet, während der Innenraum selber verkürzt als Containment bezeichnet wird. Um das Containment 4 kann ferner eine Schutzbarriere oder Gebäudewand 6 gegen Einwirkungen von außen als Bestandteil des Reaktorgebäudes errichtet sein. Abweichend von der Darstellung in FIG. 1 kann die Gebäudewand 6 auch in größerem Abstand zum Containment 4 angeordnet sein und einen Teil oder alle der nachfolgend beschriebenen Systemkomponenten au- ßerhalb des Containments 4 umschließen. Alternativ können separate Anlagengebäude und Systemtrakte errichtet sein.
Des Weiteren ist innerhalb des Containments 4 eine beispielsweise ringförmige Kondensationskammer 12 (engl. Wet Well) angeordnet, in die bei schweren Störfällen mit Dampffreisetzung innerhalb der Druckkammer 8 der entstehende Dampf zum Zweck der Kondensation eingeleitet wird. Dabei sammelt sich das Kondensat 14 in der Kondensationskammer 12. Die Kondensationskammer 12 steht dazu beispielsweise über eine im Normalbetrieb nach dem Prinzip eines Siphons mit einem Flüssigkeitspfropfen verschlossene Überströmleitung, auch als Kondensationsrohr 92 (engl. Downcomer Tube) bezeichnet, mit der Druckkammer 8 in strömungstechnischer Verbindung, so dass bei Erreichen eines vorbestimmten Überdruckes in der Druckkammer 8 das Überströmen des Dampfes in die Kondensationskammer 12 erfolgt. Die Atmosphäre in der Druckkammer 8 ist in solchen Situationen üblicherweise durch den freigesetzten Dampf und durch ggf. eingeleiteten Stickstoff weitgehend inertisiert.
In FIG. 1 ist die Anordnung am Beispiel einer SWR-Anlage mit einer nach Art eines Toms gestalteten Kondensationskammer 12 gezeigt. Das Prinzip gilt in gleicher Weise für Kondensationskammern, die ohne Toms, jedoch mit Stahlmantel (Liner) und/oder Betonummantelung ausgeführt sind.
Normalerweise tauchen die Kondensationsrohre 92 während des Reaktorbetriebes mit ihren (unteren) Auslassöffnungen 94 in die bis zu einem Normalfüllstand 96 in der Kondensationskammer 12 vorgehaltene Flüssigkeit 14, im Wesentlichen Wasser, ein. Dadurch erfolgt bei Störfällen mit Überströmung von Dampf und nicht-kondensierbaren Gasen von der Druckkammer 8 in die Kondensationskammer 12 eine Reinigung bzw. Wäsche des einströmenden Gas-Dampf-Gemisches in der Flüssigkeit 14. Durch die Eintauchtiefe der Kondensationsrohre 92 ist der für das Einsetzen der Überströmung erforderliche Differenzdruck zwischen Druckkammer 8 und Kondensationskammer 12 festgelegt. Er beträgt typischerweise 0,2 bar bis 0,5 bar. Wird dieser Differenzdruck überschritten, kommt es zur Überströmung und infolgedessen - trotz der zum Teil erfolgenden Kondensation von Dampfbestandteilen - mittelfristig zu einem Anstieg des Drucks in der Kondensationskammer 12. Insgesamt kann man davon sprechen, dass sich ein vorhandener Überdruck in der Druckkammer 8 gegenüber der Umgebung außerhalb des Containments 4 zumindest teilweise auf die Kondensationskammer 12 überträgt. Mithin kommt es im Verlauf eines schweren Störfalls zu einer Angleichung der (Über-) Druckverhältnisse im gesamten Containment 4. Dies gilt insbesondere dann, wenn infolge von fortwährender Verdampfung der Pegel der Flüssigkeit 14 in der Kondensationskammer 12 unter die Auslassöffnungen 94 der Kondensationsrohre 92 absinkt, so dass es zu einem freien Druckausgleich zwischen Druckkammer 8 und Kondensationskammer 12 kommt.
Trotz der beschriebenen Maßnahmen kann es bei schweren Störfällen mit massiver Dampffreisetzung zu einem kritischen Überdruck innerhalb des Containments 4 kommen, der die Integrität des Containments 4 gefährden könnte. Um derartigen Szenarien zu begegnen, ist bei dem Kernkraftwerk gemäß FIG. 1 im Bedarfsfall eine gefilterte Druckentlastung des Containments 4 als Bestandteil der Sicherheitssysteme vorgesehen (engl. Filtered Containment Venting). Hierzu ist eine im Normalbetrieb des Kernkraftwerks durch eine Absperrarmatur verschlossene Druckentlastungsleitung 16 durch die Sicherheitshülle hindurchgeführt, durch die im Druckentlastungsbetrieb bei geöffneter Absperrarmatur ein Druckentlastungstrom aus dem Containment 4 in die äußere Umgebung geleitet wird. Dieser Vorgang wird auch als Venting bezeichnet. Der überwiegend gasförmige Druckentlastungsstrom, der insbesondere Dampfbestandteile sowie nicht-kondensierbare Gase enthält, wird dementsprechend auch als Ventstrom bezeichnet. Die Druckentlastungsleitung 16 wird auch Ventleitung genannt. Insgesamt spricht man von einem Ventingsystem 18.
Im vorliegenden Fall umfasst die Druckentlastungsleitung 16 einlassseitig zwei separate Leitungsstränge 20 und 22, die weiter stromabwärts in einer Vereinigungsstelle 24 zusammengeführt sind. Der erste Leitungsstrang 20 besitzt eine mit dem Innenraum der Kondensationskammer 12 kommunizierende Einlassöffnung 26. Genauer gesagt ist die Einlassöffnung 26 im Deckenbereich der Kondensationskammer 12 angeordnet, nämlich in dem normalerweise mit Gas gefüll- ten Raum oberhalb der Flüssigkeit bzw. oberhalb des sich durch Dampfkondensation im Bodenbereich ansammelnden (flüssigen) Kondensats 14. Der zweite Leitungsstrang 22 besitzt eine mit dem Innenraum der Druckkammer 8 kommunizierende Einlassöffnung 28, die geodätisch deutlich höher liegt als die Einlassöffnung 26 des ersten Leitungsstrangs 20.
Jeder der beiden Leitungsstränge 20 und 22 ist mit seiner eigenen Absperrarmatur 30 bzw. 32 ausgestattet, die jeweils als Zwillingsarmatur mit zwei in Reihe geschalteten Einzelarmaturen (Tandemkonfiguration) ausgebildet ist. Die jeweilige Absperrarmatur 30 bzw. 32 liegt in Strömungsrichtung 34 des Ventstroms gesehen unmittelbar hinter der zugehörigen Durchführung durch die Sicherheitshülle, so dass der Ventstrom bedarfsweise ausschließlich über den ersten Leitungsstrang 20 oder den zweiten Leitungsstrang 22 aus dem jeweils zugeordneten Raumbereich des Containments 4 entnommen werden kann, oder auch über beide Leitungsstränge 20 und 22 gleichzeitig (sofern die beiden Einlassöffnungen 26 und 28 auf vergleichbaren Druckniveaus liegen). Insbesondere kann in der ersten Phase des Störfallverlaufs der Ventstrom ausschließlich über den ersten Leitungsstrang 20 aus der Kondensationskammer 12 entnommen werden. Falls es in einer späteren Phase zu einer vollständigen Überflutung der Kondensationskammer 12 kommt, wird dieser Leitungsstrang 20 geschlossen und stattdessen der zweite, an die Druckkammer 8 angeschlossene Leitungsstrang 22 für das Venting aktiviert.
Um die Freisetzung von radioaktiver Aktivität in die Umgebung beim Venting auf ein vertretbares Maß zu reduzieren, sind entsprechende Rückhaltesysteme in Gestalt von Filtereinrichtungen und Wäschereinrichtungen in die Druckentlastungsleitung 16 geschaltet. Da im Allgemeinen bei einem Siedewasserreaktor der zur Verfügung stehende Raum innerhalb des Containments 4 begrenzt ist, sind diese Einrichtungen bei der Anlage gemäß FIG. 1 außerhalb der Sicherheitshülle aufgestellt. Um dennoch einen hinreichenden Schutz vor äußeren Einwirkungen zu realisieren, erfolgt die Aufstellung in geeigneten Gebäuden. Insbesondere ist ein außerhalb des Containments 4 aufgestellter Nasswäscher 36 für den Ventstrom vom Typ Venturiwäscher vorhanden, der stromabwärts der Vereinigungsstelle 24 für die beiden Leitungsstränge 20 und 22 und somit stromabwärts jeweiligen Absperrarmatur 30 bzw. 32 in die Druckentlastungsleitung 16 geschaltet ist. Der Nasswäscher 36 umfasst einen Waschflüssigkeitsbehälter 38 oder kurz Waschbehälter, in dem mindestens ein Venturirohr 40, bevorzugt eine Mehrzahl von Venturirohren 40, angeordnet ist, vorzugsweise in stehender oder leicht geneigter Ausrichtung. Eingangsseitig ist das jeweilige Venturirohr 40 an seinem unteren Ende an den stromaufwärtigen Abschnitt der Druckentlastungsleitung 16 angeschlossen, und ausgangsseitig ragt die weiter oben liegende Austrittsöffnung 42 des Venturirohres 40 in den Waschflüssigkeitsbehälter 38 hinein. In dem dazwischen liegenden Kehlenabschnitt, der sich nach Art einer Venturi- oder Lavaldüse verjüngt, genauer gesagt an der als Kehlstelle 44 bezeichneten engsten Stelle, weist das Venturirohr 40 eine beispielsweise nach Art eines Schlitzes, bei Rundventurirohren insbesondere als Ringschlitz ausgestaltete Ansaugöffnung 46 für Waschflüssigkeit auf.
Bei der bislang überwiegend üblichen Systemauslegung ist der Waschflüssigkeitsbehälter 38 während des Ventbetriebes bis zu einem Auslegungsfüllstand 48, der oberhalb der Ansaugöffnung 46 und unterhalb der Austrittsöffnung 42 liegt, mit einer Waschflüssigkeit 52 gefüllt. Diese Betriebsweise ist in der rechten Hälfte des in FIG. 1 dargestellten Nasswäschers 36 veranschaulicht (die linke Hälfte und die rechte Hälfte repräsentieren jeweils verschiedene Betriebszustände ein- und derselben Wäschervorrichtung). Der von unten in das Venturirohr 40 eintretende Ventstrom erreicht an der Kehlstelle 44 seine höchste Strömungsgeschwindigkeit und saugt dabei über die Ansaugöffnung 46 die umliegende Waschflüssigkeit 52 aus der Waschflüssigkeitsbehälter 38 an, die in Form eines feinen Tröpfchennebels mitgerissen wird. Infolge der Fragmentierung und Vernebelung des Waschflüssigkeit 52 kommt es innerhalb des Venturirohres 40 zu einer innigen Wechselwirkung zwischen dem Ventstrom und der Waschflüssigkeit 52, infolge derer im Ventstrom mitgeführte luft- bzw. gasgetragene Aktivitäten in Gestalt von Aerosolen und Jodverbindungen in die Waschflüssigkeitströpfchen eingelagert werden. Der mit dem aktivitätsbeladenen Waschflüssigkeitsnebel versetzte Ventstrom tritt dann vorzugsweise nach Art einer frei ausblasenden Anordnung am oberen Ende des Venturirohres 40, sprich oberhalb des Waschflüssigkeitspegels, aus der Austrittsöffnung 42 aus. Dort kommt es beispielsweise an einem Prallabscheider 54 zu einer ersten Separation der Waschflüssigkeit 52 einerseits und des gasförmigen Ventstroms andererseits. Dabei bleiben die radiologisch aktiven Bestandteile größtenteils in der Waschflüssigkeit 52 gebunden, die nach dem Prinzip der Schwerkraftseparation wieder nach unten sinkt. Der gereinigte Ventgasstrom hingegen sammelt sich oberhalb des Waschflüssigkeitspegels und tritt nach dem Durchströmen eines auch als Demister bezeichneten Feinabscheiders 56 in den nachgeschalteten Abschnitt der Druckentlastungsleitung 16 ein, die an den Kopf des Waschflüssigkeitsbehälters 38 angeschlossen ist.
Als Waschflüssigkeit 52 kommt vorzugsweise im Wesentlichen Wasser zum Einsatz, welches bedarfsweise mit chemischen Zusatzstoffen bzw. Reagenzien aus einem Chemikalienbehälter 58 versetzt wird. Der Chemikalienbehälter 58 ist hier im Ausführungsbeispiel stromaufwärts des Nasswäschers 36 über eine Verbindungsleitung 60 an die Druckentlastungsleitung 16 angeschlossen. Er ist bevorzugt an geodätisch erhöhter Position aufgestellt, so dass die Einspeisung der Chemikalien in den Ventstrom rein passiv durch die Schwerkraft erfolgt. Ein vorzugsweise einstellbares Drosselventil 62 in der Verbindungsleitung 60 bewerkstelligt die gewünschte Dosierung. Die im Bereitschaftszustand des Ventsystem verschlossene Absperrvorrichtung 63 in der Verbindungsleitung 60 ist als Berstelement oder mittels Schmelzlot im Bedarfsfall selbsttätig öffnend ausgeführt. Anstelle der hier vorgesehenen Einspeisung der Chemikalien über den Ventstrom, der sie innerhalb der Druckentlastungsleitung 16 mitrei ßt und in den Waschflüssig- keitsbehälter 38 transportiert, kann eine direkte Ankopplung des Chemikalienbehälters 58 bzw. der Verbindungsleitung 60 an den Waschflüssigkeitsbehälter 38 vorgesehen sein.
Anstelle eines einzigen Nasswäschers 36 können, insbesondere zur Anpassung an bestehende bauliche Gegebenheiten, auch mehrere strömungsmäßig parallel geschaltete Nasswäscher 36 vorhanden sein. Zu diesem Zweck weist die Druck- entlastungsleitung 16 stromaufwärts der dermaßen in Teileinheiten aufgeteilten („Split Version") Wäschersektion entsprechende Verzweigungen auf Teilstränge und ggf. stromabwärts der Wäschersektion Vereinigungen / Zusammenführungen auf.
Stromabwärts des Nasswäschers 36 durchströmt der gereinigte Ventstrom eine in den dortigen Endabschnitt der Druckentlastungsleitung 16 geschaltete Drosseleinrichtung / ein Drosselventil 64 und wird dabei annähernd auf den Druck der Umgebungsatmosphäre entspannt. Es können auch noch weitere, hier nicht dargestellte Filtereinrichtungen, insbesondere von Typ Trockenfilter und/oder Sorbens- filter, stromaufwärts oder stromabwärts der Drosseleinrichtung 64 in dem Endabschnitt der Druckentlastungsleitung 16 vorhanden sein. Schließlich wird der gereinigte und entspannte Ventstrom über einen Kamin 66 oder oder eine sonstige Auslassöffnung in die Umgebung entlassen.
Das Ventingsystem 18 ist im vorliegenden Fall für besonders hohe Rückhalteraten des Naschwäschers 36 beim Ventbetrieb ausgelegt. Wie in der deutschen Patentschrift DE 103 28 773 B3 beschrieben, seinerzeit eingereicht durch die Framato- me ANP GmbH (nunmehr AREVA GmbH), gelingt dies, indem eine besonders hohe Strömungsgeschwindigkeit des Ventstroms, gemessen an der Kehlstelle 44 des Venturirohres 40, von beispielsweise 150 m/s oder mehr eingestellt wird. Dies gelingt rein passiv durch die sogenannte kritische Entspannung des Ventstroms an der Drosseleinrichtung 64 im Gleitdruckbetrieb (eng. Sliding Pressure Regime). Für die Einzelheiten der dies ermöglichenden Systemauslegung, insbesondere im Hinblick auf die Gestaltung und Dimensionierung der strömungsführenden Komponenten, sowie der zugehörigen Verfahrensaspekte wird auf die besagte Patenschrift DE 103 28 773 B3 verwiesen, die hiermit ausdrücklich zum Bestandteil der vorliegenden Beschreibung erklärt wird (Incorporation by Reference).
Dementsprechend bildet der stromabwärts der Drosseleinrichtung 64 liegende Endabschnitt der Druckentlastungsleitung 16 während des Ventbetriebs einen Niederdruckabschnitt auf annähernd Atmosphärendruck (ca. 1 bar). Der Anfangsabschnitt der Druckentlastungsleitung 16 hingegen bildet demgegenüber grund- sätzlich einen Hochdruckabschnitt auf annäherndem Containmentdruck (typischerweise 2 bis 4 bar oder mehr zu Beginn der Druckentlastung). Allerdings tritt in dem Venturirohr 40 des Nasswäschers 36 und/oder auch schon davor im Ven- turieintritt in der Regel ebenfalls ein recht deutlicher Druckabfall (von etwa 0,3 bis 1 bar) auf, insbesondere bei entsprechender zielgerichteter Auslegung und Gestaltung. Der auf diese Weise stromaufwärts der Austrittsöffnung 42 in den
Waschflüssigkeitsbehälter 38 ausgebildete Drosselabschnitt 102 in der Druckentlastungsleitung 16, der in Strömungsrichtung 34 vergleichsweise ausgedehnt oder auch auf eine oder mehrere kurze Drosselstellen konzentriert sein kann, ist in FIG. 1 lediglich schematisch angedeutet. Man kann daher bei einer derartigen Ausprägung der Druck-stufung (Zweistufendruckabsenkung) von einem Hochdruckabschnitt stromaufwärts des Venturirohres 40, einem Mittedruckabschnitt im weiter stromabwärts liegenden Leitungsabschnitt bis hin zu der Drosseleinrichtung 64 und einem Niederdruckabschnitt stromabwärts der Drosseleinrichtung 64 sprechen (bezogen auf den Ventbetrieb).
Wie bereits in der oben genannten Patentschrift DE 103 28 773 B3 zum Ausdruck kommt, besteht ein zentrales Problem beim Betrieb eines derartigen Ventingsys- tems 18 in der Nachzerfallswärme der sich in der Waschflüssigkeit 52 sammelnden Spaltprodukte. Die Nachzerfallswärme führt nämlich zur Verdampfung der Waschflüssigkeitsvorlage im Nasswäscher 36, was mit der Gefahr eines„Trockenlaufens" verbunden ist. Dies wiederum würde den weitgehenden Verlust der eigentlich gewünschten Filter- und Rückhaltefunktion nach sich ziehen. In der Anlage gemäß DE 103 28 773 B3 wird das Problem dadurch gelöst, dass einerseits eine Rückspeisung von aktivitätsbeladender, heißer Waschflüssigkeit 52 in das Containment 4 vorgesehen ist. Andererseits ist der anfängliche Waschflüssig- keitsvorrat im Nasswäscher 36 vergleichsweise großzügig bemessen. Zudem wird die durch Verdampfung und durch die Rückspeisung„verbrauchte" Waschflüssigkeit 52 im Nasswäscher 36 durch Nachspeisung von vergleichsweise kalter Waschflüssigkeit 52 aus einem externen Vorratsbehälter ersetzt. Dies führt zu vergleichsweise großvolumigen Behältern mit entsprechendem Platzbedarf und hohen Fertigungs- und Unterhaltungskosten. Um dies zu vermeiden, ist bei dem Ventingsystem 18 gemäß FIG. 1 ein davon grundlegend verschiedener Ansatz realisiert:
Der Nasswäscher 36 wird nämlich im Standby-Betrieb (das heißt: im Normalbetrieb des Kernkraftwerks) trocken gehalten. Erst kurz vor Beginn des Ventbetriebs wird der Waschflüssigkeitsbehälter 38 mit Waschflüssigkeit 52 aufgefüllt. Hierzu wird die in der Kondensationskammer 12 vorhandene Flüssigkeit 14 und / oder das sich dort unter Störfallbedingungen ansammelnde Kondensat in den Waschflüssigkeitsbehälter 38 überführt und dort als Waschflüssigkeit 52 verwendet. Die Kondensationskammer 12 bildet also während des Bereitschaftszustandes des Ventingsystems 18 ein noch leeres oder nur zum Teil gefülltes, später unter Störfallbedingungen bei der Aktivierung des Ventingsystems18 ein weitgehend gefülltes Reservoir 67 für Flüssigkeit 14, die als Waschflüssigkeit 52 im Nasswäscher 36 verwendet wird. Die Überführung erfolgt vorzugsweise rein passiv ohne Rückgriff auf elektrisch betriebene oder sonstige aktive Komponenten.
Konkret ist zu diesem Zweck eine als Auffüllleitung wirksame Überströmleitung oder Speiseleitung 68 für die Flüssigkeit / das Kondensat 14 aus der Kondensationskammer 12 durch die Sicherheitshülle hindurch in den Waschflüssigkeitsbehälter 38 des Nasswäschers 36 geführt. Die Einlassöffnung 70 der Speiseleitung 68 ist im Bodenbereich der Kondensationskammer 12 angeordnet und liegt, insbesondere bei einsetzender Dampfkondensation in der Kondensationskammer 12, zuverlässig unterhalb des sich ausbildenden Kondensat-Flüssigkeitsspiegels. Durch die möglichst tief liegende Anordnung innerhalb der Kondensationskammer 12, insbesondere unterhalb der Auslassöffnungen 94 der Kondensationsrohre 92, taucht die Einlassöffnung 70 auch noch bei Situationen mit sehr geringem Pegelstand in die Flüssigkeit 14 ein. In Überströmrichtung der Flüssigkeit / des Kondensats 14 gesehen kurz hinter der Durchführung durch die Sicherheitshülle 6 ist eine Absperrarmatur 72 in die Speiseleitung 68 geschaltet. Weiter stromabwärts begrenzt ein optionales Drosselventil 74 den Durchfluss durch die Speiseleitung 68 in gewünschter Weise. Schließlich mündet die Speiseleitung 68 endseitig im Innenraum des Waschflüssigkeitsbehälters 38. Alternativ - hier nicht dargestellt - kann die Speiseleitung 70 an ein vorhandenes, im unteren Bereich oder unterhalb der Kondensationskammer 12 angeordnetes und mit ihr verbundenes Entwässerungs- und Nachkühlsystem 98 angeschlossen werden.
Während des Normalbetriebs des Kernkraftwerks ist die Absperrarmatur 72 in der Speiseleitung 68 geschlossen, ebenso die Absperrarmaturen 30 und 32 in den beiden Leitungssträngen 20 und 22 der Druckentlastungsleitung 16. Im Wasch- flüssigkeitsbehälter 38 des Nasswäschers 36 befindet sich noch keine Waschflüssigkeit 52; er ist vielmehr trocken.
Bei einen einsetzenden Kühlmittelverlust-Störfall mit massiver Dampffreisetzung in der Druckkammer 8 des Kernkraftwerks und in der Folge auch in der Kondensationskammer 12 sowie mit sich dort sammelndem Kondensat 14 wird während einer vergleichsweise kurzen Aktivierungsphase von wenigen Sekunden bis Minuten zunächst bei geschlossenen Absperrarmaturen 30 und 32 in der Druckentlastungsleitung 16 die Absperrarmatur 72 in der Speiseleitung 68 für die Flüssigkeit / das Kondensat 14 geöffnet. Da sich, wie weiter oben beschrieben, der Innerraum der Kondensationskammer 12 störfallbedingt auf einem Druckniveau von beispielsweise 2 bis 6 bar befindet, während im Innenraum des Waschflüssigkeits- behälters 38 während der Aktivierungsphase noch Umgebungsdruck von etwa 1 bar herrscht, treibt die anstehende statische Druckdifferenz von in diesem Fall rund 1 bis 5 bar die Flüssigkeit / das Kondensat 14 von der Kondensationskammer 12 durch die Speiseleitung 68 in den Waschflüssigkeitsbehälter 38. Es kommt dadurch auf rein passive Weise, sprich ohne den Einsatz von elektrischen Pumpen und dergleichen, zur Initialbefüllung des Waschflüssigkeitsbehälters 38 bis zum bereits erwähnten gewöhnlichen Auslegungsfüllstand 48. Durch die vergleichsweise große treibende Druckdifferenz können Höhendifferenzen zwischen den Aufstellungsorten von Reservoir 67 und Nasswäscher 36 von bis zu rund 30 m oder mehr überwunden werden.
Sobald auf diese Weise die Betriebsbereitschaft des Nasswäschers 36 hergestellt ist, kann durch Öffnen der Absperrarmaturen 30 und/oder 32 in der Druckentlas- tungsleitung 16 der eigentliche Ventbetrieb mit Nassreinigung des Ventstroms eingeleitet werden. Es bildet sich dann infolge der Strömungsdynamik die weiter oben beschriebene Druckstufung mit einem Hochdruckabschnitt, einem Mitteldruckabschnitt und einem Niederdruckabschnitt in der Druckentlastungsleitung 16 aus. Die anliegende Druckdifferenz zwischen der Kondensationskammer 12 und dem Waschflüssigkeitsbehälter 38, die in diesem Betriebszustand allerdings typischerweise nur noch 0,3 bis 1 bar beträgt, treibt bei geöffneter Absperrarmatur 72 weiterhin die Flüssigkeit / das Kondensat 14 von der Kondensationskammer 12 in den Nasswäscher 36, wo es als Waschflüssigkeit 52 wirksam ist. Auf diese Weise erfolgt also auch die Nachspeisung von durch Verdampfung verbrauchter Waschflüssigkeit 52 vorzugsweise rein passiv aus einen internen Reservoir 67, welches aufgrund der zugrunde liegenden Störfallbedingungen ohnehin vorhanden ist.
Aufgrund dieser Auslegung kann ein zusätzlich vorhandener externer Vorratsbehälter 76 für Waschflüssigkeit 52 ein gegenüber bisherigen Anlagen vergleichsweise kleines Volumen aufweisen. Der Vorratsbehälter 76 ist beispielsweise geodätisch derart hochliegend aufgestellt, dass eine Einspeisung bzw. Nachspeisung von Waschflüssigkeit 52 in den Waschflüssigkeitsbehälter 38 durch die wirkende Schwerkraft ermöglicht ist. Alternativ oder zusätzlich ist wie in FIG. 1 dargestellt eine Förderpumpe 78 in die Verbindungsleitung 80 zwischen dem Vorratsbehälter 76 und dem Nasswäscher 36 geschaltet, die beispielweise durch einen Antriebsmotor 82 vom Typ Elektromotor oder einen Gasexpansionsmotor oder dergleichen angetrieben wird. Dazu sind entsprechende Notstromaggregate, Batterien, Akkumulatoren, Druckgasflaschen etc. vorhanden. Alternativ kann der Flüssigkeitstransport direkt durch ein unter Druck stehendes Treibgas erfolgen.
Eine automatische Regelung des Waschflüssigkeitsfüllstandes in dem Waschflüssigkeitsbehälter 38 kann wie in der rechte Hälfe des in FIG. 1 dargestellten Nasswäschers 36 angedeutet durch ein passives Schwimmerventil 84 oder dergleichen in der Speiseleitung 68 verwirklicht sein. Das heißt, der Ventilkörper des Regelventils wird in Abhängigkeit vom aktuellen Pegelstand durch einen mechanisch mit ihm gekoppelten Schwimmer in dem Waschflüssigkeitsbehälter 38 betätigt. Damit muss die Absperrarmatur 72 in der Speiseleitung 68 nur einmal zu Beginn der Aktivierungsphase geöffnet werden und braucht nach dem Öffnen nicht mehr betätigt zu werden, da die Regelung des Füllstandes dann über das Schwimmerventil 84 erfolgt.
Alternativ zur oben beschriebenen Betriebsweise, bei der dem eigentlichen Vent- vorgang eine Aktivierungsphase zur Initialbefüllung des Naschwäschers 36 vorausgeht, kann auch eine simultane oder zeitnahe Öffnung der Absperrarma- tur(en) 30 bzw. 32 in der der Druckentlastungsleitung 16 und der Absperrarmatur 72 in der Speiseleitung 68 erfolgen. Dabei erfolgt gleichzeitig mit dem Start des Ventvorgangs die anfängliche Befüllung des Naschwäschers 36 mit Waschflüssigkeit 52 durch die bereits genannte, sich dynamisch einstellende Druckdifferenz von typischerweise 0,3 bis 1 bar zwischen der Kondensationskammer 12 und dem Waschflüssigkeitsbehälter 38. Um dabei den anfänglichen Trockenbetrieb des Naschwäschers 36 so kurz wie möglich zu halten, ist der Waschflüssigkeitsbehälter 38 durch geeignet gewählte Innenkonturierung und/oder Innenpartitionierung derart beschaffen, dass es zu einem vergleichsweise schnellen Anstieg des Waschflüssigkeitspegels im Bereich der Ansaugöffnung 46 des Venturirohres 40 bei Einleitung von Waschflüssigkeit 52 aus dem internen oder externen Reservoir kommt.
Wie in FIG. 1 gezeigt kann beispielsweise innerhalb des vergleichsweise großen Waschflüssigkeitsbehälters 38, der die Venturianordnung als Ganzes umschließt und gegenüber der Umgebung abdichtet, ein wesentlich kleinerer, nach oben hin offener Waschflüssigkeitsbehälter oder Pool 86 angeordnet sein, der das Venturi- rohr 40 im Bereich der Kehlstelle 44 mit der Ansaugöffnung 46 umgibt, und in den die Austrittsöffnung 88 der Speiseleitung 68 eintaucht bzw. einmündet. Dieser im Ausführungsbeispiel nach Art eines Auffangtrichters oder einer nach oben hin offenen Ringkammer gestaltete kleine Pool 86 fängt insbesondere auch die vom Prallabscheider 54 und ggf. die vom Feinabscheider 56 herunterfallenden Wasch- flüssigkeitstropfen möglichst vollständig auf. Dazu kann eine Rücklaufleitung (nicht dargestellt) von dem jeweiligen Abscheider in den Pool 86 geführt sein. Der Pool 86 besitzt ein Volumen von beispielsweise < 1 /10 des Gesamtvolumens des Waschflüssigkeitsbehälters 38 - bezogen auf den Auslegungsfüllstand 48 - und läuft dementsprechend innerhalb kürzester Zeit, beispielsweise < 10 min, vorzugsweise < 3 min zu Beginn des kombinierten Vent- und Auffüllvorgangs bis zum oberen Rand voll, wie in der linken Hälfte des in FIG. 1 dargestellten Nasswäschers 36 angedeutet ist. Dadurch setzt die weiter oben beschriebene Nassreinigung des Ventstroms sehr früh ein. Mit fortschreitendem Ventbetrieb füllt sich auch der restliche Waschflüssigkeitsbehälter 38 bis zum gewünschten Auslegungsfüllstand 48, der besonders ausgewogene Betriebsbedingungen garantiert.
Eine derartige Ausgestaltung ist vor allem dann sinnvoll, wenn innerhalb der durch den Waschflüssigkeitsbehälter 38 gebildeten Umschließung mehrere über einen Verteiler strömungsmäßig parallel geschaltete Venturirohre 40 angeordnet sind, weil dann der umschließende Waschflüssigkeitsbehälter 38 notwendigerweise relativ großvolumig ist. Zweckmäßigerweise ist in diesem Fall jedes oder zumindest die überwiegende Mehrzahl der Venturirohre 40 mit einem eigenen kleinen Pool 86 für die schnelle Initialbefüllung versehen.
Optional kann eine kontinuierliche oder von Zeit zu Zeit bedarfsweise erfolgende Rückführung oder Rezirkulation von Waschflüssigkeit 52 aus dem Waschflüssigkeitsbehälter 38 in das Containment 4 über eine hier nicht dargestellte Rückführungsleitung vorgesehen sein, in die eine Förderpumpe zur Überwindung des Druckanstiegs geschaltet ist. Diesbezüglich wird auf das bereits genannte Vorläufer-Patent DE 103 28 773 B3 verwiesen.
Auch wenn in der vorstehenden Beschreibung der besonders wichtige Fall eines Siedewasserreaktors mit Entnahme der Waschflüssigkeit 52 aus der Kondensationskammer 12 hervorgehoben wurde, so ist es doch möglich, auf andere interne Flüssigkeitsreservoire innerhalb des Containments 4 zurückzugreifen. Insbesondere ist das beschriebene Konzept auch bei einem Druckwasserreaktor anwendbar. Dort kann beispielsweise eine Ansaugung von Sumpfwasser aus der Sumpfregion des Reaktorgebäudes erfolgen. Darüber hinaus kommen andere im Containment 4 installierte Flutbecken, Lagerbecken oder Vorratsbehälter als Reservoire für zu entnehmende Waschflüssigkeit in Betracht. Auch in diesen Fällen sollte das jeweilige Reservoir 67 vorzugsweise derart angeordnet und mit dem (restli- chen) Containment 4 strömungsmäßig oder gasdruckseitig verbunden sein, dass der unter Störfallbedingungen herrschende Überdruck im Containment 4 für eine passive Beförderung der Flüssigkeit 14 aus dem Reservoir 67 in den Nasswäscher 36 nutzbar ist.
Bezugszeichenliste
2 kerntechnische Anlage 66 Kamin
4 Containment / Sicherheitshülle 67 Reservoir
6 Gebäudewand 68 Speiseleitung
8 Druckkammer 70 Einlassöffnung
10 Reaktordruckbehälter 72 Absperrarmatur
12 Kondensationskammer 74 Drosselventil
14 Kondensat / Flüssigkeit 76 Vorratsbehälter
16 Druckentlastungsleitung 78 Förderpumpe
18 Ventingsystem 80 Verbindungsleitung
20 Leitungsstrang 82 Antriebsmotor
22 Leitungsstrang 84 Schwimmerventil
24 Vereinigungsstelle 86 Pool
26 Einlassöffnung 88 Austrittsöffnung
28 Einlassöffnung 92 Kondensationsrohr
30 Absperrarmatur 94 Auslassöffnung
32 Absperrarmatur 96 Normalfüllstand
34 Strömungsrichtung 98 Entwässerungs- und
36 Nasswäscher Nachkühlsystem
38 Waschflüssigkeitsbehälter 102 Drosselabschnitt
40 Venturirohr
42 Austrittsöffnung
44 Kehlstelle
46 Ansaugöffnung
48 Auslegungsfüllstand
52 Waschflüssigkeit
54 Prallabscheider
56 Feinabscheider
58 Chemikalienbehälter
60 Verbindungsleitung
62 Drosselventil
64 Drosseleinrichtung

Claims

Ansprüche
1 . Druckentlastungssystem (18) für ein Containment (4) einer kerntechnischen Anlage (2), mit einer durch durch das Containment (4) geführten, mittels einer Absperrarmatur (30, 32) verschließbaren Druckentlastungsleitung (16), wobei in einen außerhalb des Containments (4) liegenden Abschnitt der Druckentlastungsleitung (16) ein Nasswäscher (36) für den sich im Druckentlastungsbetrieb bei geöffneter Absperrarmatur (30, 32) ausbildenden Druckentlastungsgasstrom geschaltet ist,
gekennzeichnet durch
• ein Reservoir (67), welches derart in dem Containment (4) angeordnet oder strömungsmäßig mit ihm verbunden ist, dass sich ein im Containment (4) vorhandener Überdruck gegenüber der äußeren Umgebung zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend oder vollständig, auf das Reservoir (67) überträgt, und
• eine von dem Reservoir (67) zum Nasswäscher (36) geführte, mit einer Absperrarmatur (72) verschließbare Speiseleitung (68) zur Bespeisung des Nasswäschers (36) mit als Waschflüssigkeit (52) wirksamer Flüssigkeit (14) aus dem Reservoir (67).
2. Druckentlastungsystem (18) nach Anspruch 1 , wobei das Reservoir (67) durch eine Kondensationskammer (12) oder ein daran angeschlossenes Entwäs- serungs- und Nachkühlsystem (98) gebildet ist.
3. Druckentlastungsystem (18) nach Anspruch 1 , wobei das Reservoir (67) ein zum restlichen Containment (4) hin druckausgeglichenes, insbesondere offenes, Becken ist.
4. Druckentlastungsystem (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Nasswäscher (36) einen gegenüber dem restlichen Innenraum des Containments (4) abgedichteten Waschflüssigkeitsbehälter (38) aufweist, und wobei in einem Abschnitt der Druckentlastungsleitung (16) stromaufwärts des Übertritts (42) in den Waschflüssigkeitsbehälter (38) ein Drosselabschnitt (102) ausgebildet ist.
5. Druckentlastungsystem (18) nach Anspruch 4, wobei der Drosselabschnitt (102) derart beschaffen ist, dass zu Beginn eines Druckentlastungsvorgangs bei geöffneter Absperrarmatur (30, 32) in der Druckentlastungsleitung (16) mit einem Druck von mindestens 2 bar absolut, vorzugsweise mindestens 4 bar absolut innerhalb des Containments (4) der Druck im Inneren des Waschflüssigkeitsbehäl- ters (38) demgegenüber um mindestens 0,3 bar, vorzugsweise um mindestens 1 bar abgesenkt wird.
6. Druckentlastungsystem (18) nach Anspruch 4 oder 5 mit einer durch ein Schwimmerventil (84) innerhalb des Waschflüssigkeitsbehälters (38) realisierten Füllstandsregelung für die über die Speiseleitung (68) eingespeiste Waschflüssigkeit (52).
7. Druckentlastungsystem (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Nasswäscher (36) als Venturiwäscher mit einem in einem Waschflüssigkeitsbehälter (38) angeordneten Venturirohr (40) ausgestaltet ist, an dessen Kehlstelle (44) sich eine Ansaugöffnung (46) zur Venturiinjektion von Waschflüssigkeit (52) in den Druckentlastungsstrom befindet.
8. Druckentlastungsystem (18) nach Anspruch 7, wobei innerhalb des Waschflüssigkeitsbehälters (38) ein die Ansaugöffnung (46) des Venturirohres (40) umgebender Pool (86) für Waschflüssigkeit (52) angeordnet ist, dessen Fassungsvermögen wesentlich kleiner ist das Fassungsvermögen des Waschflüssigkeitsbehälters (38).
9. Druckentlastungsystem (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in Strömungsrichtung (34) des Druckentlastungsstroms gesehen hinter dem Nass- Wäscher (36) eine Drosseleinrichtung (64) in die Druckentlastungsleitung (16) geschaltet ist, welche für eine kritische Entspannung des Druckentlastungstroms konfiguriert ist.
10. Druckentlastungsystem (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem im Bereitschaftszustand trockenen Nasswäscher (36).
1 1 . Kerntechnische Anlage (2), insbesondere Siedewasserreaktor, mit einem Containment (4) und mit einem Druckentlastungsystem (18) für das Containment (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Verfahren zum Betreiben eines Druckentlastungssystems (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem vor oder während des Druckentlastungsvorgangs die Flüssigkeit (14) durch die Druckdifferenz zwischen dem Containment (4) und dem Nasswäscher (36) aus dem Reservoir (67) über die Speiseleitung (68) in den Nasswäscher (36) befördert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei während einer der Druckentlastung vorhergehenden Aktivierungsphase eine Erstbefüllung des Nasswäschers (36) vorgenommen wird, indem bei geschlossener Absperrarmatur (30, 32) in der Druckentlastungsleitung (16) die Absperrarmatur (72) in der Speiseleitung (68) geöffnet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei während der Druckentlastung bei geöffneter Absperrarmatur (30, 32) in der Druckentlastungsleitung (16) und bei geöffneter Absperrarmatur (72) in der Speiseleitung (68) verbrauchte Waschflüssigkeit (52) in den Nasswäscher (36) nachgespeist wird.
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