DE1265309B - Schutzvorrichtung fuer Kernreaktoranlagen - Google Patents
Schutzvorrichtung fuer KernreaktoranlagenInfo
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- G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
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- G21C9/012—Pressure suppression by thermal accumulation or by steam condensation, e.g. ice condensers
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
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Int. CL:
Nummer:
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Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
G21d
Deutsche Kl.: 21g-21/31
A 44974 VIII c/21g
11. Januar 1964
4. April 1968
11. Januar 1964
4. April 1968
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme des in einem druckfest begrenzten Reaktorraum
bei Reaktorschäden freiwerdenden unter hohem Druck stehenden Kühl- und/oder Moderatormittels,
bestehend aus einem teilweise mit Wasser gefüllten Behälter, der mit dem Reaktorraum über Leitungen
in Verbindung steht, welche unterhalb des freien Wasserspiegels in dem Behälter münden und einer
den Behälter gegen die Umgebung abschließenden Verschlußvorrichtung, welche bei einer Zunahme des
Druckes in dem über dem Wasserspiegel des Behälters befindlichen Gasvolumen, dieses Volumen
unter Beibehaltung des Abschlusses gegen die Umgebung vergrößert.
Im allgemeinen ist in Kernreaktorstationen der Reaktor selbst mit seinem Hilfssystem in einem
Raum aufgestellt, während die Turbinenanlage mit ihrem Hilfssystem sich in einem getrennten Raum
befindet. Aus Sicherheitsgründen wird verlangt, daß das Reaktorgebäude und die Anlage so ausgeführt
sind, daß das Reaktorgebäude den Überdruck verträgt, der im Gebäude bei einem Reaktorschaden entsteht,
z. B. wenn eine der dicken Rohrleitungen, die vom Reaktor zur Turbinenanlage führen, brechen
sollte. Der Reaktor enthält eine relativ große Menge als Kühlwasser oder auch als Moderator dienendes
Wasser, beispielsweise schweres Wasser, das im Betrieb eine hohe Temperatur hat. Wenn irgendwo im
Hauptdrucksystem des Reaktors ein Leck entsteht, strömt das Wasser heraus, und es bildet sich Dampf,
der einen Überdruck im Reaktorgebäude verursacht. Dieses soll daher gasdicht und so bemessen sein, daß
es einem Druck von beispielsweise 2 atü widerstehen kann. Das ist etwa der Druck, der sich bildet, wenn
das gesamte Kühlmittel aus dem Reaktor herausströmt.
Auf Grund dieser Anforderungen verwendet man meist ein System, in dem der Druck, der von dem
bei einem Reaktorschaden im Reaktorraum verdampfenden Wasser herrührt, von einem teilweise mit
Wasser gefüllten, isolierten und mit Strahlenschutz versehenen Raum aufgenommen wird. Dieses System
ist unter der Bezeichnung »pressure-suppressionsystem« (Druckunterdrückungssystem) bekannt, weshalb
der obengenannte Raum im folgenden PS-Raum genannt wird. Im Boden des Reaktorraumes befinden
sich Ausblasöffnungen, die unter dem Wasserspiegel in den PS-Raum münden. Die dicken Rohrleitungen
vom Reaktor zur Turbinenhalle sind im Reaktorraum mit Schnellschließventilen versehen, die bei Bruch
außerhalb des Reaktorraumes in einer der dicken Rohrleitungen mit Hilfe einer Kontrollausrüstung
Schutzvorrichtung für Kernreaktoranlagen
Anmelder:
Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget,
Västeräs (Schweden)
Vertreter:
Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt,
6300 Gießen, Bismarckstr. 43
Als Erfinder benannt:
Hans Norman, Västeräs (Schweden)
Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 24. Januar 1963 (771)
schnell geschlossen werden können. Wenn das Leck im Reaktor oder zwischen dem Reaktor und den
Ventilen entsteht, wird der strömende Dampf in das Wasser im PS-Raum hinabgeleitet, wo er kondensiert
wird. Die großen Räume, die außerhalb des Reaktorraumes liegen, können auf diese Weise für einen
wesentlich niedrigeren Druck als früher bemessen werden, daher die Bezeichnung »pressure suppression«
(Druckunterdrückung). Der Reaktorraum kann also für einen Überdruck von etwa 2 bis 5 atü bemessen
werden, während bei der Bemessung der Station im übrigen keine Druckerhöhung beachtet werden muß.
Früher war es notwendig, daß ein größerer gasdichter, eingeschlossener Teil der Reaktoranlage einem
Überdruck von etwa 2 atü widerstehen konnte, was den Aufbau beträchtlich verteuerte.
Das bisher bekannte PS-System ist jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß der PS-Raum selbst geschlossen
ist und sowohl für das Volumen, das sich im Normalzustand oberhalb des Wasserspiegels befindet,
als auch das im Reaktorraum befindliche Luftvolumen bemessen werden muß, das nach Entstehen
eines Lecks mit dem zum PS-Raum herausströmenden Dampf mitgeführt wird. Es besteht deshalb das
Problem, die Volumen- und Druckverhältnisse derart abzuwägen, daß einesteils der Raum nicht zu
groß und andererseits der Druck nicht zu hoch wird. Außerdem muß die im PS-Raum vorhandene verseuchte
Luft isoliert werden.
Bekannt (ZeitschriftTechn. Überwach., Bd. 2,1961,
Nr. 10, Oktober, Seiten 377 folgende) ist eine Vor-
809 537/451
richtung, bei der die aus dem Reaktorraum herausströmenden Gase in in einem Becken enthaltenes
Wasser geblasen werden, welches Becken mit einer in senkrechter Richtung verschiebbaren Glocke abgeschlossen
ist. Eine solche Vorrichtung erfordert wegen der notwendigerweise großvolumigen Glocke
einen beträchtlichen Bauaufwand. Außerdem können im Wasser lösliche, nicht kondensierbare radioaktive
Gase durch die Wasserdichtung, mit der die Glocke gegenüber dem Beckeninhalt abgedichtet ist, ins Freie
gelangen.
Weiter ist eine Vorrichtung bekannt (deutsche Patentschrift 1066 288), bei der ebenfalls ein mit
einer Glocke abgeschlossenes Wasserbassiü verwendet wird, wobei jedoch die entweichenden Gase nicht
in das Wasser eingeblasen werden, sondern über dem Wasserspiegel münden. Bei einer solchen Vorrichtung
ergeben sich gleiche Schwierigkeiten wie bei der zuerst beschriebenen bekannten Vorrichtung.
Durch die Erfindung soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die einmal in der Herstellung billig
ist und zum anderen das Austreten radioaktiver Gase völlig verhindert.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung die Verschlußvorrichtung
ein zur Umgebung hin offenes, mit Wasser gefülltes und mit dem Behälter über einen gasführenden
Kanal verbundenes Becken nach Art eines Wasserschlosses. Hierbei kann das Wasser des
Beckens gegen das Gasvolumen des Behälters durch eine flexible Membran abgedichtet sein. Die Umgebung
kann die Atmosphäre oder ein großes Wasservolumen, z. B. ein See oder das Meer sein.
Bei einer weiteren Vorrichtung der eingangs genannten Gattung besteht die Verschlußvorrichtung
aus einer mit einer Auslaßöffnung zur freien Atmosphäre versehenen Luftkammer, welche gegen das
Gasvolumen des Behälters mit Hilfe einer flexiblen Membran abgedichtet ist. In diesem Fall kann die
Auslaßöffnung mit einem druckaufnehmenden Gitter versehen sein.
Die Vorrichtungen nach der Erfindung haben gegenüber den bekannten Vorrichtungen den Vorteil,
daß sie konstruktiv einfach sind, da die Schwierigkeiten, die der Bau großvolumiger beweglicher
Glocken mit sich bringt, vermieden wird. Außerdem wird verhindert, daß radioaktive Substanzen über
abdichtendes Wasser ins Freie gelangen können. Dies wird dadurch verhindert, daß das abdichtende
Wasservolumen von dem Wasservolumen, in das die radioaktiven Gase eingeblasen werden, getrennt ist
bzw. dadurch, daß zwischen dem Wasservolumen, in das die Gase eingeblasen werden, und der Umgebung
eine Membran angeordnet ist.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand dreier Ausführungsbeispiele erläutert, die in den Fig. 1, 2
und 3 der Zeichnung schematisch dargestellt sind.
In den Figuren bezeichnet 1 den Reaktorraum, der den Reaktor 2 enthält, 3 den sogenannten PS-Raum,
4 einen Pufferraum und 5 einen Kanal, der mit dem Freien in Verbindung steht. Mit 6 sind die
dicken Rohrleitungen angedeutet, die zur Turbinenanlage führen. Durch den Boden des Reaktorraumes
sind Ausblasleitungen 8 geführt, die unter dem Wasserspiegel in den PS-Raum 3 münden. Ein Rohrstutzen
9 mit einem Rückschlagventil im Reaktorboden ist vorgesehen, um nach dem Herausblasen
das herausgeblasene Luftvolumen zum Reaktorraum zurückzuführen. Gemeinsam für die Figuren ist auch
ein Verbindungskanal 10 zwischen dem PS-Raum 3 und dem Pufferraum 4.
Mit einer vollen Linie ist der Wasserspiegel in Normalzustand und mit einer gestrichelten Linie der
Wasserspiegel nach dem Herausblasen in den PS-Raum 3 angedeutet.
Gemäß Fig. 1 ist der Pufferraum3 von einem
Kühlwasserkanal 5 durch ein Wasserschloß 11 getrennt. Das Wasser kann sich im Kanal ausbreiten.
Durch die gezeigte Ausführung ist es möglich, das sonst im PS-Raum erforderliche Volumen auf ungefähr
30 °/o zu begrenzen. Wenn sich diese Lösung aus Sicherheitsgründen verbietet, kann die Ausbreitung
entweder zu dem immer vorhandenen Brennstoffbassin, einem besonderen Bassin oder eventuell
zu einem vorhandenen Sedimentierungsbassin erfolgen. Bei einer solchen Alternative erhält man jedoch
eine Volumenzunahme des Pufferbassins, die von der Erhöhung des Niveaus in dem sekundären Bassin abhängt.
Eine Möglichkeit, die genannte Volumenzunahme zu vermeiden, ist, das herausgeblasene Luftvolumen
vom Wasser mit Hilfe einer Membran 12 zu isolieren, wie in F i g. 2 gezeigt ist. Die Membran 12 ist
bei dieser Ausführung im Bodenteil des Pufferbassins 4 befestigt und begrenzt auf der Sekundärseite
ein Wasservolumen, das bei Bruch der dicken Rohrleitungen 6 mehr oder weniger in den Kühlwasserkanal
5 hinein verdrängt wird. Für ein vorherbestimmtes Druckverhältnis im PS-Raum kann hierdurch
die Größe des Pufferraums 4 um ein Volumen reduziert werden, das dem Volumen der Luft im
Pufferraum bei atmosphärischem Druck — für den in Frage stehenden Überdruck umgerechnet — entspricht.
13 ist ein Entlüftungsrohr.
Fig. 3 zeigt eine Alternative, bei der auf der
Sekundärseite der Membran an Stelle von Wasser Luft verwendet wird. Eine solche Ausführung dürfte
einen schnelleren Verlauf in Hinblick auf die Beschleunigung der Sekundärseite zulassen. Die Membran
wird jedoch in diesem Fall in der Endlage druckaufnehmend bei der Ausblasöffnung 15 ins
Freie. Als Sicherheitsmaßnahme kann ein Schutzgitter 14 in der Ausblasöffnung 15 angeordnet werden.
Eine weitere Alternative ist denkbar, bei der man normalerweise das Luftvolumen des PS-Raums unter
Unterdruck hält.
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Aufnahme des in einem druckfest begrenzten Reaktorraum bei Reaktorschäden
freiwerdenden unter hohem Druck stehenden Kühl- und/oder Moderatormittels, bestehend
aus einem teilweise mit Wasser gefüllten Behälter, der mit dem Reaktorraum über Leitungen
in Verbindung steht, welche unterhalb des freien Wasserspiegels in dem Behälter münden,
und einer den Behälter gegen die Umgebung abschließenden Verschlußvorrichtung, welche bei
einer Zunahme des Druckes in dem über dem Wasserspiegel des Behälters befindlichen Gasvolumen,
dieses Volumen unter Beibehaltung des Abschlusses gegen die Umgebung vergrößert,
dadurch gekennzeichnet, daß diese Verschlußvorrichtung ein zur Umgebung hin offe-
nes, mit Wasser gefülltes und mit dem Behälter über einen gasführenden Kanal verbundenes
Becken nach Art eines Wasserschlosses ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser des Beckens gegen
das Gasvolumen des Behälters durch eine flexible Membran abgedichtet ist.
3. Vorrichtung zur Aufnahme des in einem druckfest begrenzten Reaktorrraum bei Reaktorschäden
freiwerdenden unter hohem Druck stehenden Kühl- und/oder Moderatormittels, bestehend
aus einem teilweise mit Wasser gefüllten Behälter, der mit dem Reaktorraum über Leitungen
in Verbindung steht, welche unterhalb des freien Wasserspiegels in dem Behälter münden,
und einer den Behälter gegen die freie Atmosphäre abschließenden Verschlußvorrichtung,
welche bei einer Zunahme des Druckes in dem über dem Wasserspiegel des Behälters befindlichen
Gasvolumen, dieses Volumen unter Beibehaltung des Abschlusses gegen die freie Atmosphäre
vergrößert, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußvorrichtung aus einer mit einer
Auslaßöffnung zur freien Atmosphäre versehenen Luftkammer besteht, welche gegen das Gasvolumen
des Behälters mit Hilfe einer flexiblen Membran abgedichtet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung mit einem
druckaufnehmendem Gitter versehen ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1066 288;
britische Patentschrift Nr. 909193;
französische Patentschrift Nr. 1216 047;
Techn. Überw., Bd. 2,1961, Nr. 10, S. 377 bis 380.
Deutsche Patentschrift Nr. 1066 288;
britische Patentschrift Nr. 909193;
französische Patentschrift Nr. 1216 047;
Techn. Überw., Bd. 2,1961, Nr. 10, S. 377 bis 380.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 537/4513.68 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE77163 | 1963-01-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1265309B true DE1265309B (de) | 1968-04-04 |
Family
ID=20257077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA44974A Pending DE1265309B (de) | 1963-01-24 | 1964-01-11 | Schutzvorrichtung fuer Kernreaktoranlagen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3248298A (de) |
DE (1) | DE1265309B (de) |
GB (1) | GB1042643A (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1081673A (en) * | 1963-12-16 | 1967-08-31 | Atomic Energy Authority Uk | Improvements in or relating to pressurised nuclear reactor installations |
FR1449804A (fr) * | 1965-07-02 | 1966-05-06 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de sécurité pour réacteur nucléaire à tubes de force |
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US4173512A (en) * | 1974-04-09 | 1979-11-06 | Westinghouse Electric Corp. | Shock absorber system for nuclear reactor ice condenser compartment |
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GB909193A (en) * | 1959-12-17 | 1962-10-31 | Rolls Royce | Improvements in or relating to power plant |
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NL113562C (de) * | 1959-02-24 |
-
1964
- 1964-01-10 GB GB1165/64A patent/GB1042643A/en not_active Expired
- 1964-01-11 DE DEA44974A patent/DE1265309B/de active Pending
- 1964-01-20 US US338734A patent/US3248298A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1042643A (en) | 1966-09-14 |
US3248298A (en) | 1966-04-26 |
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