DE1006084B - Verfahren zur Behandlung des im Kreislauf benutzten gasfoermigen Waermeuebertragungsmittels bei heissgehenden Kernreaktoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung des im Kreislauf benutzten gasförmigen Wärmeübertragungsmittels, insbesondere von Kohlendioxyd, bei heißgehenden Kernreaktoren und besteht darin, daß nach erfolgter Abkühlung das gasförmige Wärmeübertragungsmittel unter Betriebsdruck in einem Lösungsmittel in Lösung gebracht, der verbleibende Rest an unlöslichen Gasen abgeblasen und das gasförmige Wärmeübertragungsmittel durch Entspannen der Lösung wieder in den gasförmigen Zustand übergeführt und auf den Betriebsdruck verdichtet wird.

Bei heißgehenden Kernreaktoren ist es bekannt, ein Gas, insbesondere Kohlendioxyd, im Kreislauf als Wärmeübertragungsmittel zu benutzen. Bei der Umsetzung der nicht umhüllten Uranstäbe im Reaktor entstehen geringe Mengen radioaktiver Gase, insbesondere Xenon, welche den Ablauf des Verfahrens stören würden und daher entfernt werden müssen.

Beim Verfahren nach der Erfindung wird das wärmeübertragende Gas durch Lösen und Wiederausdampfen von dem Xenon befreit, indem ein Lösungsmittel benutzt wird, in welchem sich das wärmeübertragende Gas löst, das Xenon dagegen nicht oder nur wenig. Für Kohlendioxyd als wärmeübertragendes Mittel ist Wasser ein geeignetes Lösungsmittel.

Das Verfahren kann kontinuierlich oder absatzweise durchgeführt werden. Da eine gewisse Anreicherung an Xenon zulässig ist, genügt es, jeweils nur einen Teil des umlaufenden Gases dem Verfahren zu unterwerfen. Auch das Lösungsmittel kann im Kreislauf geführt werden. Da Wasserdampf die Neutronenbewegung bremst, ist es jedoch vorteilhaft, das umlaufende Gas zu entfeuchten, was bei Kohlendioxyd durch Ausfrieren, gegebenenfalls im Verlauf der Entspannung oder der Kompression, geschehen kann.

Das Verfahren wird an Hand des Schemas nachstehend erläutert.

In dem allseits geschlossenen und druckfesten Reaktorgefäß 1 befindet sich der aus Graphit bestehende Moderatorblock 2. In seine Bohrungen 3 werden mit Hilfe einer von außen bedienbaren Vorrichtung 4 die Uranstäbe 5 eingetaucht. Das Reaktorgefäß 1 ist mittels einer Überströmleitung 6 mit dem Röhrenwärmeaustauscher 7 verbunden. Er besteht aus einem kreiszylindrischen, druckfesten Gefäß 17 mit halbkugelförmigen Böden und den dicht eingesetzten Rohrplatten 8, 9, zwischen welchen sich die Rohre 10 erstrecken. Eine Zwischenwand 11 bewirkt die U-förmige Durchströmung des Rohrbündels. In die Kammer 12 mündet die Rohrleitung 6 ein, die Kammer 13 ist mit dem Gefäß 1 durch eine Rohrleitung 14 verbunden, in welche eine Umwälzpumpe Verfahren zur Behandlung
des im Kreislauf benutzten gasförmigen

Wärmeübertragungsmittels
bei heißgehenden Kernreaktoren

Anmelder:

Deutsche Babcock & Wilcox-Dampfkessel -Werke, Aktiengesellschaft,
Oberhausen (RhId.), Duisburger Str. 375

Dr.-Ing. Wolfgang Junkermann,

Mülheim/Ruhr-Speldorf,
ist als Erfinder genannt worden

15 und ein Drosselventil 16 eingeschaltet sind. In den Hohlraum 18 des Gefäßes 17 zwischen den Rohrböden 8 und 9 wird mittels einer Pumpe 19 durch Rohrleitung 20 mit Absperrventil 21 Wasser eingespeist, das durch den Wärmeaustausch verdampft und durch Rohrleitung 22 mit Absperrventil 23 als Nutzdampf entnommen wird. Zur gelegentlichen Entlüftung dient das Sicherheitsventil 24, während das Abschlämmen mittels des Ablaßventils 25 vorgenommen werden kann.

Von der Leitung 14 zweigt zwischen 15 und 16 ein Rohr 26 ab, durch welches ein Teilstrom des in dem System 1 bis 7 umgewälzten Kohlendioxydes entnommen und über ein Absperrventil 27 und den Oberflächenwärmeaustauscher 28 durch Rohr 29, 30 in den Behälter 31 eingeführt wird. Ein zweiter Behälter 32 ist mit dem Behälter 31 durch eine Rohrleitung 33 mit Drosselventil 34 verbunden. Die beiden Behälter 31, 32 sind durch eine Rückführleitung 35 verbunden, in welche eine Pumpe 36 eingeschaltet ist. Das Ventil 37 dient zum gelegentlichen Ablassen des Behälterinhaltes, die Sicherheitsventile 38, 39 zum gelegentlichen Entlüften. Durch einen Stutzen 40 entnimmt der Kompressor 41 gasförmiges Kohlendioxyd aus dem Behälter 32 und drückt es durch die

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Rohrleitung 42, die Ausfrieranlage 43 und die Rohrleitung 44 mit Absperrventil 45 in den Reaktor 1.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Die Gasräume der Behälter 1, 7 und der Rohrleitungen 6, 14 sind mit einem Gas, beispielsweise Kohlendioxyd, gefüllt, das unter einem bestimmten Druck steht, der gegebenenfalls mit Hilfe eines Ausgleichgefäßes od. dgl. geregelt wird, und welches mittels der Pumpe 15 im Kreislauf umgewälzt wird. Dieses Gas nimmt die bei dem Kernzerfall im Reaktor 1 entstehende Wärme auf und gibt sie im Raum 18 durch die Wände der Rohre 10 an das zu verdampfende Wasser ab.

Durch Einstellen des Drosselventils 16 wird ein Teilstrom des Kohlendioxydes in den Strang 26 abgedrängt, in dem Oberflächenwärmeaustauscher 28 weiter abgekühlt und durch das perforierte Rohr 30 in den Wasserinhalt des Behälters 31 eingeleitet. Dabei löst sich das Kohlendioxyd im Wasser, während das unlösliche Xenon mit einem Teil des Kohlendioxydes durch das Ventil 39 abgeblasen wird. Je nachdem, ob absatzweise oder kontinuierlich gearbeitet wird, wird durch das Drosselventil Gas oder Lösung in den Behälter 32, der niedrigeren Druck hat, übergeleitet. Bei kontinuierlichem Betrieb darf die Entgasung des Lösungsmittels erst im Behälter 32 eintreten, damit das Xenon getrennt von dem zurückgewonnenen Kohlendioxyd bleibt. Das Lösungsmittel wird mit Hilfe der Pumpe 36 in den Behälter 31 zurückgepumpt, das frei gewordene Kohlendioxyd mittels Kompressor 41 in den Reaktor 1 zurückgefördert, wobei in der Ausfrieranlage 43 durch Unterschreiten des Gefrierpunktes der Wasserdampf aus dem Gas entfernt wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung des im Kreislauf benutzten gasförmigen Wärmeübertragungsmittels, insbesondere von Kohlendioxyd, bei heißgehenden Kernreaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgter Abkühlung das gasförmige Wärmeübertragungsmittel unter Betriebsdruck in einem Lösungsmittel, insbesondere in Wasser bei Verwendung von Kohlendioxyd, in Lösung gebracht, der verbleibende Rest an unlöslichen Gasen abgeblasen und das gasförmige Wärmeübertragungsmittel durch Entspannen der Lösung wieder in den gasförmigen Zustand übergeführt und auf den Betriebsdruck verdichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es nur auf einen aus dem Kreislauf abgezweigten Teil des gasförmigen Wärmeübertragungsmittels angewandt und dieser in den Kreislauf zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das behandelte Gas durch Ausfrieren von Wasserdampf befreit wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es kontinuierlich oder absatzweise durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel im Kreislauf geführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 868/335 4.57