DE19949583A1 - Receptacle construction for water nuclear reactor, uses deformable metallic lattice structure with spherical containers housed between the cross bars - Google Patents

Abstract

The reactor has a basin shaped receptacle (20) housed below the reactor core (12). The receptacle contains a deformable inner metallic lattice structure (38) that allows the circulation of water. Spherical containers (48) are housed between the cross bars of the lattice work and contain a material able to lower the temperature of the corium when brought into contact with it.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckwasser- oder Siede­ wasser-Kernreaktor, dessen Behälter einen schalenförmigen Auffang enthält, der dazu vorgesehen ist, das "Corium", d. h. die festen oder flüssigen Abfälle, die vom Reaktorkern stammen, wenn dieser störfallbedingt schmilzt, aufzunehmen.The invention relates to a pressurized water or boil water nuclear reactor, the vessel of which is bowl-shaped Contains, which is intended to the "Corium", d. H. solid or liquid waste generated by Reactor core come if this is due to an accident melts to record.

In den Kernreaktoren sind seit mehreren Jahren mehrere Einrichtungen in Betracht gezogen und entwickelt worden, um die Folgen eines schweren Unfalls zu begrenzen, der zu einem teilweisen oder vollständigen Schmelzen des Reaktorkerns führen kann.There have been several in the nuclear reactors for several years Facilities have been considered and developed to limit the consequences of a serious accident that a partial or complete melting of the Core can lead.

Wie beispielsweise in dem Dokument FR-A-2 341 181 gezeigt ist, ist bereits vorgeschlagen worden, im Boden des Behälters eines Kernreaktors eine Anstauvorrichtung anzuordnen. Eine solche Anstauvorrichtung ist dazu bestimmt, eine Durchlöcherung des Behälters durch das Corium zu vermeiden, das sich unter der Hypothese einer störfallbedingten Schmelze des Reaktorkerns bilden kann. Die Anstauvorrichtung enthält mehrere beabstandete horizontale Platten, die unter dem Kern angeordnet sind und an der Wand des Behälters befestigt sind. Durch diese horizontalen Platten verlaufen Öffnungen, die von einer Platte zur nächsten versetzt sind und deren Ränder nach oben vorstehen. Bei einem Unfall ergießt sich das Corium aufgrund der Schwerkraft nach unten durch die in den Platten gebildeten Öffnungen und steigt dann in einem glockenförmigen Verteiler an, der in der Mitte der horizontalen Platten angeordnet ist und auf dem Boden des Behälters aufliegt. For example, as shown in document FR-A-2 341 181 has already been proposed in the bottom of the Nuclear reactor vessel an accumulator to arrange. Such a damming device is for this determined a perforation of the container through the To avoid corium, which is under the hypothesis of a accident-related melt of the reactor core can form. The accumulator includes several spaced apart horizontal plates arranged under the core and are attached to the wall of the container. Through this horizontal plates run openings from one Plate are offset to the next and their edges after protrude above. The corium pours out in the event of an accident due to gravity down through the in the Panels formed openings and then rises in one bell-shaped distributor at the center of the horizontal plates is arranged and on the bottom of the Container rests.  

Außerdem zeigt das Dokument US-A-3 964 966 in dem besonderen Fall eines durch ein flüssiges Metall gekühlten Kernreaktors, daß in Betracht gezogen worden ist, einen Corium-Auffang unter dem Reaktorkern und innerhalb des Behälters anzuordnen. Dieser Auffang ist direkt an der unteren horizontalen Platte aufgehängt, auf der der Kern aufliegt. Wärmeübertragungsrohre verlaufen durch den Boden des Auffangs und stehen nach oben in diesen vor. Diese Rohre sind an ihrem oberen Ende verschlossen und stehen mit dem Innenraum des Auffangs durch Löcher in Verbindung, die in der Nähe dieses Endes ausgebildet sind.In addition, document US-A-3,964,966 shows in the special case of one through a liquid metal cooled nuclear reactor that has been considered is a corium collector under the reactor core and to be placed inside the container. This catchment is hung directly on the lower horizontal plate which lies on the core. Heat transfer pipes run through the bottom of the catcher and stand up in this before. These tubes are at their top end closed and stand with the interior of the catch through holes in connection that are near this end are trained.

Unabhängig von der Geometrie der Aufnahmevorrichtung, die in den Behälter eines Wasserreaktors integriert werden soll, besteht eine sehr geringe Gefahr, daß der störfällbedingten Schmelze des Reaktorkerns eine Explosion folgt. Das Corium teilt sich nämlich in Form sehr kleiner Partikel, wenn es sich zum Boden des Behälters ergießt. Das im Behälter des Reaktors enthaltene Wasser verdampft bei Kontakt mit den kleinen Corium-Partikeln. Daher bildet sich um jedes Partikel ein Dampffilm, was Bedingungen schafft, die eine Explosion begünstigen, die eine sehr energiereiche Stoßwelle hervorrufen kann. Wegen dieses Ursprungs wird eine solche Explosion gewöhnlich "Dampfexplosion" genannt.Regardless of the geometry of the cradle, the can be integrated into the tank of a water reactor there is very little risk that the accident-related melt of the reactor core Explosion follows. The corium divides in shape very small particles when it is at the bottom of the Container pours. That in the reactor tank The water contained evaporates on contact with the little ones Corium particles. Therefore, every particle forms Steam film, which creates conditions that an explosion favor that a very high energy shock wave can cause. Because of this origin it becomes one Explosion usually called "steam explosion".

Derzeit sind die Aufnahmevorrichtungen, die vorgeschlagen wurden, um das Corium am Boden des Behälters des Wasserreaktors aufzunehmen und zu halten, nicht gegen die Wirkungen einer solchen Dampfexplosion geschützt, sofern eine solche auftritt. Trotz der geringen Wahrschein­ lichkeit einer Wechselwirkung des verdampften Wassers des Coriums kann indessen die Möglichkeit einer solchen Explosion nicht vollständig ausgeschlossen werden. Die äußerst starke Druckspitze, die durch die Explosion erzeugt wird, könnte die Unversehrtheit der Aufnahme­ vorrichtung und daher ihre Wirksamkeit beeinträchtigen.Currently the cradles are proposed were to the corium at the bottom of the container of the Record and hold water reactor, not against the Protected effects of such a steam explosion, if such occurs. Despite the low probability interaction of the evaporated water of the Coriums can, however, the possibility of such Explosion cannot be completely excluded. The  extremely strong pressure peak caused by the explosion could be created, the integrity of the recording device and therefore impair its effectiveness.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Druckwasser- oder Siedewasser-Kernreaktor zu schaffen, der mit einer in den Behälter integrierten Corium- Bergungsvorrichtung versehen ist, deren eigentümlicher Aufbau sie vor den Wirkungen einer eventuellen Dampfexplosion schützt und folglich die Unversehrtheit der Bergungsvorrichtung bei einem Unfall aufrechterhalten kann.The invention is therefore based on the object To create pressurized water or boiling water nuclear reactor, with a corium integrated in the container Salvage device is provided, the peculiar Build them up before the effects of any Steam explosion protects and consequently the integrity the recovery device in the event of an accident can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Wasser-Kernreaktor nach Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by a Water nuclear reactor according to claim 1. Developments of Invention are specified in the dependent claims.

Gemäß der Erfindung wird ein Wasser-Kernreaktor geschaffen, der einen Behälter und einen in dem Behälter befindlichen Reaktorkern aufweist, wobei ein Auffang in Form einer Schale vorgesehen ist, der sich im Behälter unter dem Kern befindet und wenigstens teilweise aus einem feuerfesten Material verwirklicht ist, und der Auffang das bei einer störfallbedingten Schmelze des Kerns gebildete Corium sammeln kann und wenigstens in der Nähe einer inneren Oberfläche des Auffangs verformbare interne Strukturen enthält.According to the invention, a water nuclear reactor created one container and one in the container located reactor core, with a catch in Form of a bowl is provided, which is in the container located under the core and at least partially a refractory material is realized, and the In the event of an accident-related melt of the Corium formed can collect and at least in the Deformable near an inner surface of the catcher contains internal structures.

In einem so beschaffenen Kernreaktor ergießt sich das Corium, das bei einer eventuellen störfallbedingten Schmelze des Kerns gebildet wird, in den Auffang und teilt sich beim Eindringen in den Auffang auf. Falls dann eine Dampfexplosion auftreten würde, würde die durch die Explosion freiwerdende Energie an ihrem Ursprung durch die verformbaren internen Strukturen abgeführt, die im Auffang enthalten sind. Die Unversehrtheit dieses letzteren würde damit aufrechterhalten, was ermöglichen würde, das gesamte Corium, das von der Kernschmelze stammt, wirksam zu sammeln.This pours out in such a nuclear reactor Corium, in the event of a possible accident Melt the core is formed in the trap and splits up when entering the catchment. If so a steam explosion would occur, would be caused by the Explosion released energy at its source the deformable internal structures dissipated in the Containment are included. The integrity of this  the latter would thus maintain what is possible would, all of the corium that comes from the meltdown comes from collecting effectively.

Darüber hinaus kann eine große Masse von Corium mit hoher Temperatur eine teilweise Schmelze der in dem Auffang enthaltenen internen Strukturen nach sich ziehen. Die Masse des Materials wie etwa Eisen, das dann in das Corium eintritt, trägt zu einer allmählichen Absenkung seiner Temperatur bei. Dadurch werden auch die Gefahren einer Beschädigung des Auffangs durch das Schmelzen des feuerfesten Materials begrenzt.In addition, a large mass of corium can be high Temperature a partial melt in the catchment contained internal structures. The Mass of material such as iron, which is then in the Corium occurs, contributes to a gradual lowering its temperature at. This also eliminates the dangers damage to the catchment by melting the refractory material limited.

Vorzugsweise sind die verformbaren internen Strukturen metallische Strukturen, die so beschaffen sind, daß sie eine Wasserzirkulation in diesen Strukturen zulassen. Diese Anordnung trägt zur Kühlung des Coriums und des Auffangs bei einem Unfall bei.The deformable internal structures are preferred metallic structures that are designed so that they allow water circulation in these structures. This arrangement helps cool the corium and the In the event of an accident.

Vorzugsweise, wenn auch wahlweise, enthält der Auffang außerdem beispielsweise kugelförmige Container, in denen ein Material, vorzugsweise auf Kieselerdebasis, angeord­ net ist. Nach einer Druckverformung der Container tritt das Corium mit diesem Material in Kontakt, das ein chemisches Additiv bildet, das seine Temperatur absenken kann.Preferably, although optionally, the catch contains also, for example, spherical containers in which a material, preferably based on silica is not. After a compression set the container occurs the corium in contact with this material that a chemical additive that lowers its temperature can.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung enthalten die verformbaren internen Strukturen ein Gitter überkreuzter Stäbe, die an der inneren Oberfläche des Auffangs angeordnet sind.According to a first embodiment of the invention the deformable internal structures contain a grid crossed bars attached to the inner surface of the Arranged in the beginning.

Je nach Fall kann das Gitter aus überkreuzten Stäben entweder den Hauptteil des Auffangs ausfüllen oder einer Struktur aus perforierten Blechen zugeordnet sein, die Fächer in dem Gitter bilden. Im ersten Fall können Container, die mit einem Material beispielsweise auf Kieselerdebasis gefüllt sind, eventuell zwischen den überkreuzten Stäben aufgenommen sein. Im zweiten Fall sind solche Container vorzugsweise wenigstens in den nächstliegenden Fächern des Gitters aus überkreuzten Stäben aufgenommen.Depending on the case, the grid can be made of crossed bars either fill in the main part of the catchment or one Structure of perforated sheets can be assigned to the Form compartments in the grid. In the first case you can  Containers made with a material for example Silica base are filled, possibly between the crossed bars. In the second case are such containers preferably at least in the nearest compartments of the grid from crossed Rods added.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung enthalten die verformbaren internen Strukturen Bleche, die voneinander beabstandet und im wesentlichen parallel zur inneren Oberfläche des Auffangs angeordnet sind, sowie Versteifungen, die die Bleche miteinander verbinden.According to a second embodiment of the invention the deformable internal structures contain sheets, which are spaced apart and substantially parallel are arranged towards the inner surface of the catchment, as well as stiffening the sheets together connect.

In einer Variante dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung bilden die Bleche und die Versteifungen Module, die Rohre enthalten, die im wesentlichen parallel zur inneren Oberfläche des Auffangs orientiert sind. Diese Rohre können dann Container bilden, die mit einem Material beispielsweise auf Kieselerdebasis gefüllt sind.In a variant of this second embodiment of the Invention form the sheets and the stiffeners modules, contain the tubes that are substantially parallel to the inner surface of the catch are oriented. This Pipes can then form containers with one Material filled with silica, for example.

Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung enthalten die verformbaren internen Strukturen eine Bienenwabenstruktur, deren Trennwände zur inneren Oberfläche des Auffangs im wesentlichen senkrecht sind.According to a third embodiment of the invention contain the deformable internal structures Honeycomb structure, its partitions to the inner Surface of the catchment are essentially vertical.

In diesem Fall können die Waben, die durch die Bienenwabenstruktur definiert sind, die Container bilden, die mit einem Material beispielsweise auf Kieselerdebasis gefüllt sind.In this case, the honeycomb through the Honeycomb structure are defined that form containers that with a material such as silica-based are filled.

Gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung enthalten die verformbaren internen Strukturen Rohre, die in aufeinanderfolgenden Schichten angeordnet sind, die zur inneren Oberfläche des Auffangs im wesentlichen parallel sind, und in einen zentralen Sammler münden, der sich am Boden des Auffangs findet.According to a fourth embodiment of the invention the deformable internal structures contain pipes that are arranged in successive layers that to the inner surface of the catchment essentially are parallel and flow into a central collector, the  found at the bottom of the catchment.

Vorteilhaft kann auf dem Auffang eine perforierte Verteilungsplatte angebracht sein, die die Verteilung des Coriums im Auffang begünstigt. Diese perforierte Verteilungsplatte kann insbesondere eine konische Form annehmen, deren Spitze nach unten gerichtet ist, wenn die verformbaren internen Strukturen in aufeinanderfolgenden Schichten im Auffang angeordnet sind.A perforated can be advantageous on the catch Distribution plate be attached, which the distribution of the Coriums favored in the catchment. This perforated Distribution plate can in particular have a conical shape assume the tip is down when the deformable internal structures in successive Layers are arranged in the catchment.

Um außerdem die Kühlung des Auffangs bei einem Unfall durch Zirkulation von Wasser mit natürlicher Konvektion zu verbessern, ist der Auffang vom Boden des Behälters durch einen nach oben offenen Raum getrennt.To also cool the catchment in the event of an accident by circulating water with natural convection To improve is the collection from the bottom of the container separated by an open space.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:Other features and advantages of the invention will be clear when reading the following description preferred embodiments based on the drawing Makes reference; show it:

Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht, die schematisch den unteren Teil eines Wasser-Kernreaktors zeigt, in dessen Behälter ein Auffang gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung integriert ist; Fig. 1, in which a collecting container is integrated according to a first embodiment of the invention, a vertical sectional view schematically showing the bottom of a water nuclear reactor;

Fig. 2 eine Schnittansicht, die mit derjenigen von Fig. 1 vergleichbar ist und eine erste Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt; FIG. 2 is a sectional view comparable to that of FIG. 1 and showing a first variant of the first embodiment of the invention;

Fig. 3 eine Schnittansicht, die mit derjenigen der Fig. 1 und 2 vergleichbar ist und eine zweite Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt; Fig. 3 is a sectional view which is comparable to that of Figures 1 and 2 showing a second variant of the first embodiment of the invention.

Fig. 4 eine Schnittansicht, die mit denjenigen der Fig. 1 bis 3 vergleichbar ist und eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt; Fig. 4 is a sectional view comparable to that of Figs. 1 to 3 and showing a second embodiment of the invention;

Fig. 5 eine Schnittansicht, die mit denjenigen der Fig. 1 bis 4 vergleichbar ist und eine Variante der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt; Figure 5 is a sectional view comparable to that of Figures 1 to 4 and showing a variant of the second embodiment of the invention;

Fig. 6 eine Schnittansicht, die mit denjenigen der Fig. 1 bis 5 vergleichbar ist und eine dritte Ausführungsform der Erfindung zeigt; und Fig. 6 is a sectional view comparable to that of Figs. 1 to 5 and showing a third embodiment of the invention; and

Fig. 7 eine Schnittansicht ist, die mit denjenigen der Fig. 1 bis 6 vergleichbar ist und eine vierte Ausführungsform der Erfindung zeigt. Fig. 7 is a sectional view comparable to that of Figs. 1 to 6 and showing a fourth embodiment of the invention.

Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung, die nun beschrieben werden, sowie ihre Varianten betreffen sämtlich Druckwasser-Kernreaktoren. Wie jedoch bereits gesehen worden ist, ist die Erfindung nicht auf diesen Reaktortyp eingeschränkt und betrifft allgemein sämtliche Wasserreaktoren und insbesondere die Siedewasser- Reaktoren.The various embodiments of the invention that are now described, as well as their variants all pressurized water nuclear reactors. As before has been seen, the invention is not based on this Reactor type restricted and generally affects all Water reactors and especially the boiling water Reactors.

Die verschiedenen Ausführungsformen und Varianten, die nun beschrieben werden, weisen zahlreiche gleiche oder vergleichbare Teile auf. Diese verschiedenen Teile werden nur einmal mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben. Es werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen oder vergleichbaren Teile in den anderen Figuren zu bezeichnen, wenn die Klarheit der Darlegung ihre Erwähnung erfordert.The various embodiments and variants that are now described have numerous identical or comparable parts. These various parts are described only once with reference to FIG. 1. The same reference numerals are used to designate the same or comparable parts in the other figures when the clarity of the presentation requires mentioning it.

Die erste Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben.The first embodiment of the invention will now be described with reference to FIG. 1.

In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 10 den Reaktorbehälter. Genauer ist nur der untere Teil des Behälters dargestellt worden. Im Mittelteil enthält der Behälter 10 den Kern 12 des Reaktors sowie interne Einrichtungen, die ihm zugeordnet sind.In this figure, reference numeral 10 designates the reactor vessel. Only the lower part of the container has been shown in more detail. In the middle part, the container 10 contains the core 12 of the reactor and internal devices which are assigned to it.

Der Kern 12 ist gewöhnlich aus einer großen Anzahl von Kernbrennstoffkassetten gebildet, die vertikal und nebeneinander angeordnet sind. Die Kassetten liegen auf einer horizontalen unteren Platte 14 auf. Diese Platte 14 ist am Ort jeder der Kernbrennstoffkassetten perforiert, um die Zirkulation von im Behälter 10 enthaltenem Kühlwasser in diesen Kassetten zu ermöglichen. Eine perforierte Durchsatzverteilungsplatte, die vorzugsweise nach unten ausgebaucht ist, ist im allgemeinen an der horizontalen unteren Platte 14 unterhalb derselben befestigt.The core 12 is usually formed from a large number of nuclear fuel cartridges arranged vertically and side by side. The cassettes rest on a horizontal lower plate 14 . This plate 14 is perforated at the location of each of the nuclear fuel cartridges to allow the circulation of cooling water contained in the container 10 in these cartridges. A perforated flow distribution plate, preferably bulging downward, is generally attached to the horizontal lower plate 14 below it.

Der Kern 12 des Reaktors sowie die internen Einrichtungen, die ihm zugeordnet sind, etwa die horizontale untere Platte 14 und die perforierte Platte 16, liegen auf der vertikalen zylindrischen Wand des Behälters 10 über Unterstützungs- und Führungs­ vorrichtungen 18 auf.The core 12 of the reactor and the internal devices associated with it, such as the horizontal lower plate 14 and the perforated plate 16 , lie on the vertical cylindrical wall of the container 10 via support and guide devices 18 .

Es ist anzumerken, daß der Kern 12 und die zugeordneten internen Einrichtungen beliebige Formen besitzen können, die von jenen, die in Fig. 1 dargestellt sind, verschieden sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.It should be noted that the core 12 and associated internal devices may have any shape other than that shown in Fig. 1 without departing from the scope of the invention.

Gemäß der Erfindung und wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist im Behälter 10 unterhalb des Kerns 12 des Reaktors ein Auffang 20 in Form einer Schale angeordnet. Genauer ist der Auffang 20 zwischen die perforierte Platte 16 und den ausgebauchten, im allgemeinen halbkugelförmigen Boden des Behälters 10 eingesetzt. According to the invention and as shown in FIG. 1, a catch 20 in the form of a shell is arranged in the container 10 below the core 12 of the reactor. More specifically, the catch 20 is inserted between the perforated plate 16 and the bulged, generally hemispherical bottom of the container 10 .

Der Auffang 20 ist so beschaffen, daß er das Corium im Fall einer störfallbedingten Schmelze des Kerns 12 des Reaktors birgt. Es wird daran erinnert, daß der Ausdruck "Corium" die Schmelzmasse bezeichnet, die bei einem solchen Unfall entsteht. Sie enthält im allgemeinen den Kernbrennstoff, die seine Umhüllung bildenden Materia­ lien, jene der Steuerstäbe des Reaktors und jene der internen Einrichtungen, die dem Kern 12 zugeordnet sind. Der Auffang 20 ist so beschaffen und dimensioniert, daß er das gesamte Corium in dem Fall sammeln kann, in dem ein schwerer Unfall zu einer vollständigen Schmelze des Reaktorkerns 12 führt.The catch 20 is designed in such a way that it hides the corium in the event of an accident-related melt of the core 12 of the reactor. It is recalled that the term "corium" denotes the melt mass that is created in such an accident. It generally contains the nuclear fuel, the materials forming its sheath, those of the control rods of the reactor and those of the internal devices associated with the core 12 . The catch 20 is designed and dimensioned such that it can collect the entire corium in the event that a serious accident leads to a complete melt of the reactor core 12 .

Vorzugsweise und wie in Fig. 1 gezeigt ist der Auffang 20 vom Boden des Behälters 10 durch einen Zwischenraum 22 getrennt, der nach oben zwischen die Umfangsfläche des oberen Randes des Auffangs und den Behälter 10 mündet. Dieser Zwischenraum 22 läßt die Zirkulation von im Behälter 10 des Reaktors enthaltenem Wasser zu, wie die Pfeile in Fig. 1 veranschaulichen. Wenn ein Unfall entsteht, baut sich automatisch in dem Zwischenraum durch natürliche Konvektion eine Wasserzirkulation auf. Diese Wasserzirkulation hat die Wirkung, den Auffang 20 zu kühlen.Preferably, and as shown in FIG. 1, the catch 20 is separated from the bottom of the container 10 by a space 22 which opens upwards between the peripheral surface of the upper edge of the catch and the container 10 . This gap 22 allows the circulation of water contained in the container 10 of the reactor, as the arrows in Fig. 1 illustrate. When an accident occurs, natural convection automatically creates water circulation in the gap. This water circulation has the effect of cooling the collector 20 .

Der Auffang 20 enthält wenigstens eine Ziegelschicht 24 aus feuerfestem Material. Dieses feuerfeste Material ist in der Weise gewählt, daß es eine Schmelztemperatur, die so hoch wie möglich ist, sowie eine gute chemische Verträglichkeit mit dem Corium besitzt. Es kann sich insbesondere um ein Keramikmaterial auf Zirkonoxidbasis handeln, das außerdem den Vorteil aufweist, auf dem industriellen Markt reichlich verfügbar zu sein.The catch 20 contains at least one brick layer 24 made of refractory material. This refractory material is chosen in such a way that it has a melting temperature which is as high as possible and has good chemical compatibility with the corium. In particular, it can be a zirconia-based ceramic material, which also has the advantage of being widely available on the industrial market.

Wie schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, sind die Ziegel 24 nebeneinander angeordnet und weisen vorzugsweise komplementäre benachbarte Ränder auf, die beispielsweise U-förmig oder schwalbenschwanzförmig sind und ineinandergefügt sind.As is shown schematically in FIG. 1, the bricks 24 are arranged next to one another and preferably have complementary adjacent edges which are, for example, U-shaped or dovetail-shaped and are fitted into one another.

Der Auffang 20 enthält außerdem eine Metallhülle, in der die Ziegel 24 angeordnet sind. Diese Metallhülle kann insbesondere aus rostfreiem Stahl hergestellt sein. Sie enthält eine Innenhaut 26 und eine Außenhaut 28, die insgesamt die Ziegelschicht(en) 24 auf den inneren bzw. äußeren Flächen des Auffangs bedecken. Die Metallhülle enthält außerdem einen oberen Flansch 30, der die oberen Ränder der Innenhaut 26 und der Außenhaut 28 des Auffangs 20 verbindet.The catch 20 also contains a metal shell in which the bricks 24 are arranged. This metal shell can be made in particular of stainless steel. It contains an inner skin 26 and an outer skin 28 , which overall cover the brick layer (s) 24 on the inner and outer surfaces of the catch. The metal shell also includes an upper flange 30 that connects the upper edges of the inner skin 26 and outer skin 28 of the catch 20 .

Der obere Flansch 30 kann dazu verwendet werden, den Auffang 20 im Behälter 10 aufzuhängen. Er liegt dann auf den Trägern 32 auf, die im Behälter 10 vorgesehen sind, wie dies schematisch in Fig. 1 gezeigt ist.The upper flange 30 can be used to hang the catch 20 in the container 10 . It then lies on the carriers 32 which are provided in the container 10 , as is shown schematically in FIG. 1.

In einer Variante oder ergänzend können zwischen den Boden des Behälters und den Auffang 20 im Zwischenraum 22 (nicht gezeigte) strahlenförmige Rippen, die in bezug auf die vertikale Achse des Behälters 10 radial orientiert sind, eingesetzt sein. Die strahlenförmigen Rippen enthalten dann Löcher, die die Zirkulation von Wasser im Zwischenraum 22 begünstigen.In a variant or in addition, radial ribs (not shown), which are radially oriented with respect to the vertical axis of the container 10 , can be inserted between the bottom of the container and the catch 20 in the intermediate space 22 . The radiating ribs then contain holes which promote the circulation of water in the space 22 .

In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform besitzt der Auffang 20 im wesentlichen die Form einer Halbkugel, die zu der Halbkugelform des Bodens des Behälters 10 konzentrisch ist.In the embodiment shown in FIG. 1, the catch 20 has essentially the shape of a hemisphere, which is concentric with the hemisphere shape of the bottom of the container 10 .

In einer nicht gezeigten Ausführungsvariante kann diese im wesentlichen halbkugelförmige Gestalt nach oben durch einen im wesentlichen zylindrischen Teil verlängert sein, der auf die vertikale Achse des Behälters 10 zentriert ist. Eine solche Anordnung ist insbesondere geeignet, wenn das Gesamtvolumen des Coriums, das bei einem schweren Unfall gebildet werden kann, das im Auffang 20 verfügbare Volumen übersteigt, falls dieser nur aus einem halbkugelförmigen Teil gebildet ist. Die Berechnung des im Auffang 20 verfügbaren Volumens erfolgt unter Berücksichtigung des Vorhandenseins einer bestimmten Anzahl von Strukturen im Auffang, wie später genauer beschrieben wird.In an embodiment variant not shown, this essentially hemispherical shape can be extended upwards by an essentially cylindrical part which is centered on the vertical axis of the container 10 . Such an arrangement is particularly suitable if the total volume of the corium that can be formed in a serious accident exceeds the volume available in the catchment 20 if it is formed only from a hemispherical part. The volume available in the collection 20 is calculated taking into account the presence of a certain number of structures in the collection, as will be described in more detail later.

Damit das gesamte vom Kern 12 bei einem schweren Unfall erzeugte Corium wirksam im Auffang 20 gesammelt wird, kann über dem oberen Rand dieses letzteren ein ringförmiger Sammler 34 angeordnet sein, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Der ringförmige Sammler 34 kann insbesondere auf dem oberen Flansch 30 des Auffangs 20 über eine Zwischenstruktur 36 aufliegen.In order that all the corium generated by the core 12 in a serious accident is effectively collected in the catch 20 , an annular collector 34 can be arranged over the upper edge of the latter, as shown in FIG. 1. The annular collector 34 can in particular rest on the upper flange 30 of the catch 20 via an intermediate structure 36 .

Die obere Fläche des ringförmigen Sammlers 34 weist angenähert die Form eines nach innen gekrümmten Trichters auf, der sich nach oben bis in die Nähe der Wand des Behälters 10 erstreckt. Genauer ist zwischen dem Sammler 34 und der Wand des. Behälters 10 ein auf einige Zentimeter begrenztes Spiel vorgesehen, so daß verhindert wird, daß Abfälle und Schmelze vom schmelzenden Kern in den Zwischenraum 22 eindringen können, der zwischen dem Auffang 20 und dem Boden des Behälters 10 vorhanden ist.The upper surface of the annular collector 34 is approximately in the form of an inwardly curved funnel that extends up to near the wall of the container 10 . More specifically, a clearance of a few centimeters is provided between the collector 34 and the wall of the container 10 , so that waste and melt from the melting core cannot penetrate into the space 22 between the catch 20 and the bottom of the container 10 is present.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung enthält der Auffang 20 wenigstens in der Nähe seiner durch die Innenhaut 28 gebildeten inneren Oberfläche verformbare interne Strukturen 38. Diese verformbaren internen Strukturen 38 haben die wesentliche Funktion, zu verhindern, daß eine eventuelle Dampfexplosion, die im Auffang auftritt, diesen letzteren beschädigt. Genauer führt die Verformung dieser Struktur, die durch die durch eine eventuelle Dampfexplosion erzeugte Stoßwelle hervorgerufen wird, die durch diese Explosion freiwerdende Energie ab und/oder dämpft sie. Der Auffang 20 und insbesondere die feuerfesten Ziegel 24 sind somit gegen die durch die Explosion bedingte Stoßwelle geschützt.According to an essential feature of the invention, the catcher 20 contains deformable internal structures 38 at least in the vicinity of its inner surface formed by the inner skin 28 . These deformable internal structures 38 have the essential function of preventing any steam explosion occurring in the trap from damaging the latter. More precisely, the deformation of this structure, which is caused by the shock wave generated by a possible steam explosion, leads to and / or dampens the energy released by this explosion. The catch 20 and in particular the refractory bricks 24 are thus protected against the shock wave caused by the explosion.

In der ersten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 1 gezeigt ist, enthalten die verformbaren internen Strukturen 38 ein Gitter aus überkreuzten Stäben 40, die mit einer bestimmten Dicke in bezug auf die innere Oberfläche des Auffangs 20, die durch die Innenhaut 26 verwirklicht ist, angeordnet sind. Die überkreuzten Stäbe 40 sind miteinander sowie mit der Innenhaut 26 verschweißt und im wesentlichen parallel zur inneren Oberfläche des Auffangs beispielsweise in den vertikalen und horizontalen Ebenen angeordnet. Sie bilden ein Metallgitter, das zwischen den Stäben Zwischenräume schafft, die ausreichen, um eine Wasserzirkulation zu ermöglichen. Die Dicke des Gitters sowie der Querschnitt, der Abstand und die Orientierung der Stäbe 40, die es bilden, sind so festgelegt, daß die gewünschte Dämpfung der durch eine eventuelle Dampfexplosion erzeugten Stoßwelle erhalten wird.In the first embodiment of the invention, shown in FIG. 1, the deformable internal structures 38 include a grid of crossed bars 40 which are of a certain thickness with respect to the inner surface of the catch 20 , which is realized by the inner skin 26 are arranged. The crossed bars 40 are welded to one another and to the inner skin 26 and are arranged substantially parallel to the inner surface of the catchment, for example in the vertical and horizontal planes. They form a metal grid that creates gaps between the bars that are sufficient to allow water to circulate. The thickness of the grating, as well as the cross-section, the spacing and the orientation of the bars 40 which form it, are determined so that the desired damping of the shock wave generated by a possible steam explosion is obtained.

In der Ausführungsform von Fig. 1 ist das Gitter 40 aus überkreuzten Stäben innen von einer metallischen Haut 42 bedeckt, innerhalb derer eine Struktur 44 aus perforierten dicken Blechen angeordnet ist, die einen weiteren Teil der verformbaren internen Strukturen 38 bildet. Die perforierten dicken Bleche 44 sind miteinander sowie mit der Metallhaut 42 verschweißt. Sie sind regelmäßig beabstandet und beispielsweise horizontal und vertikal in drei zueinander senkrechten Richtungen in der Weise angeordnet, daß sie zwischen sich Fächer 46 mit beispielsweise kubischer Form definieren. In the embodiment of FIG. 1, the grid 40 of crossed bars is covered on the inside by a metallic skin 42 , within which a structure 44 made of perforated thick sheets is arranged, which forms a further part of the deformable internal structures 38 . The perforated thick sheets 44 are welded to one another and to the metal skin 42 . They are regularly spaced and, for example, arranged horizontally and vertically in three mutually perpendicular directions in such a way that they define compartments 46 between them, for example with a cubic shape.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, enthalten die Fächer 46, die sich am nächsten an der Metallhaut 42 und am Gitter 40 aus überkreuzten Stäben befinden, metallische Container 48, die vorzugsweise kugelförmig sind. Diese Container 48 enthalten ein Material, das ein chemisches Additiv bildet, das die Temperatur des Coriums absenken kann, wenn dieses mit diesem Material in Kontakt gelangt, nachdem die Hülle des Containers zerstört worden ist. Dieses Material ist vorzugsweise ein Material auf Kieselerdebasis wie etwa Siliciumdioxid.As shown in FIG. 1, the compartments 46 , which are closest to the metal skin 42 and the grid 40 of crossed bars, contain metallic containers 48 , which are preferably spherical. These containers 48 contain a material which forms a chemical additive which can lower the temperature of the corium if it comes into contact with this material after the shell of the container has been destroyed. This material is preferably a silica-based material such as silicon dioxide.

In der Ausführungsform von Fig. 1 hängt eine perforierte Verteilungsplatte 50 über dem Auffang 20 und stützt sich dabei auf dem Flansch 30 ab. Die Platte 50 ist metallisch und horizontal.In the embodiment of FIG. 1, a perforated distribution plate 50 hangs over the catcher 20 and is supported on the flange 30 . The plate 50 is metallic and horizontal.

Unter der Hypothese eines schweren Unfalls, der die Schmelze wenigstens eines Teils des Reaktorkerns 12 nach sich zieht, teilt sich das erzeugte Corium C (Fig. 1) in Form kleiner Partikel auf und ergießt sich dabei zum Auffang 20. Es dringt in diesen letzteren durch die Platte 50 ein. Während ihrer Abwärtsbewegung innerhalb der Struktur 44 aus perforierten Blechen verdampfen die kleinen Corium-Partikel das mit ihnen in Kontakt befindliche Wasser, so daß sich um jedes Partikel ein Dampffilm bildet. Daher besteht die Gefahr, daß im Mittelteil des Auffangs 20 eine Dampfexplosion entsteht. Unter dieser Annahme erzeugen die verformbaren internen Strukturen 38, die in diesem Auffang angeordnet sind, insbesondere die seitlichen Fächer 46, die mit sphärischen Containern 48 gefüllt sind, und das Gitter 40 aus überkreuzten Stäben eine Schutzmatte, die die bei einer eventuellen Explosion erzeugte Stoßwelle dämpft. Die Unversehrtheit des Auffangs 20 wird dadurch aufrechterhalten. Under the hypothesis of a serious accident, which entails the melt of at least part of the reactor core 12 , the corium C ( FIG. 1) produced divides into small particles and pours out to the catchment 20 . It penetrates the latter through the plate 50 . During their downward movement within the perforated sheet structure 44 , the small corium particles evaporate the water in contact with them so that a vapor film forms around each particle. There is therefore a risk that a steam explosion will occur in the central part of the collector 20 . Assuming this, the deformable internal structures 38 arranged in this catch, in particular the side compartments 46 , which are filled with spherical containers 48 , and the grid 40 made of crossed bars create a protective mat which dampens the shock wave generated in the event of an explosion . This maintains the integrity of the catch 20 .

Außerdem werden bei einer Dampfexplosion die die Fächer 46 bildenden Bleche verformt, wobei sie die Container 48 eindrücken, die das Material, das sie enthalten und das im allgemeinen auf Kieselerde basiert, freigeben. Zusammen mit den geschmolzenen metallischen internen Strukturen und mit dem im Behälter enthaltenen Wasser trägt die Hinzufügung dieses Materials zur Absenkung der Temperatur des Coriums bis auf eine Temperatur bei, die im wesentlichen unterhalb der Schmelztemperatur des feuerfesten Materials liegt, in dem die Ziegel 24 gebildet sind. Zur Erläuterung kann erwähnt werden, daß ein Anteil von 14% der Kieselerde-Masse die Temperatur des Coriums um ungefähr 400°C absenken kann. Die Temperatur des Coriums beträgt nämlich ungefähr 2600°C bis 2800°C, wobei diese Temperatur im allgemeinen sehr nahe bei der Temperatur liegt, der die feuerfesten Ziegel 24 widerstehen können, was somit stark zur Aufrechterhaltung der Unversehrtheit der Ziegel und daher des Auffangs 20 beiträgt.In addition, in the event of a steam explosion, the sheets forming the compartments 46 are deformed, indenting the containers 48 which release the material they contain and which is generally based on silica. Together with the molten metallic internal structures and with the water contained in the container, the addition of this material helps to lower the temperature of the corium to a temperature substantially below the melting temperature of the refractory material in which the bricks 24 are formed. For explanation it can be mentioned that a portion of 14% of the silica mass can lower the temperature of the corium by approximately 400 ° C. This is because the temperature of the corium is approximately 2600 ° C to 2800 ° C, which temperature is generally very close to the temperature that the refractory bricks 24 can withstand, thus contributing greatly to maintaining the integrity of the bricks and therefore the catch 20 .

In Fig. 2 ist eine Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die eben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben worden ist. Der Hauptunterschied zwischen dieser Variante und der obenbeschriebenen Ausführungsform betrifft die verformbaren internen Strukturen 38. In dieser Variante füllt nämlich das Gitter aus überkreuzten Stäben 40 im wesentlichen den gesamten Auffang 20 aus, so daß die Struktur 44 aus perforierten dicken Blechen von Fig. 1 weggelassen ist. FIG. 2 shows a variant of the first embodiment of the invention, which has just been described with reference to FIG. 1. The main difference between this variant and the embodiment described above relates to the deformable internal structures 38 . In this variant, the grid of crossed bars 40 essentially fills the entire catch 20 , so that the structure 44 made of perforated, thick sheet metal is omitted from FIG. 1.

Wie oben sind die überkreuzten metallischen Stäbe 40 miteinander sowie mit der Innenhaut 26 in einer Anordnung verschweißt, die zwischen den Stäben Durchlässe definiert, die die Zirkulation von Wasser erleichtern. As above, the crossed metallic bars 40 are welded together and to the inner skin 26 in an arrangement that defines passages between the bars that facilitate the circulation of water.

Diese Variante unterscheidet sich außerdem von der Ausführungsform von Fig. 1 durch das Fehlen von Containern, die ein Material aufnehmen, das die Temperatur des Coriums absenken kann. In diesem Fall wird die Absenkung der Temperatur des Coriums durch die Schmelzung eines Teils des Gitters 40 aus überkreuzten Stäben und ihre Vermischung mit dem Corium gewährleistet. Es ist außerdem anzumerken, daß dieses Gitter dazu beiträgt, die Masse des Coriums zu unterteilen, was es für eine Kühlung geeigneter macht und dabei einen ausreichenden Raum schafft, um das gesamte Corium im Auffang 20 aufzunehmen.This variant also differs from the embodiment of FIG. 1 by the lack of containers that hold a material that can lower the temperature of the corium. In this case, the lowering of the temperature of the corium is ensured by melting part of the grid 40 of crossed bars and mixing them with the corium. It should also be noted that this grid helps to subdivide the mass of the corium, which makes it more suitable for cooling while providing sufficient space to accommodate all of the corium in the catcher 20 .

Außerdem ist in der Variante von Fig. 2 die horizontale Verteilungsplatte 50 von Fig. 1 weggelassen, außerdem weist die obere Fläche der verformbaren internen Strukturen 38, die im Auffang 20 enthalten sind, eine konische Form auf, deren Spitze nach unten orientiert ist. Diese obere Fläche verhält sich somit wie ein durchlässiger Trichter, der bestrebt ist, den Hauptteil des Coriums C in einen mittigen Bereich der Struktur zu leiten, die auf das Zentrum des Auffangs 20 zentriert ist. Kraft dieser Anordnung ist es wahrscheinlich, daß eine eventuelle Dampfexplosion an einer Stelle in der Nähe dieses zentralen Bereichs stattfindet. Der Hauptteil der Dicke des Gitters 40 aus überkreuzten Stäben hat daher die Wirkung, die durch diese Explosion erzeugte Stoßwelle zu dämpfen.In addition, in the variant of FIG. 2, the horizontal distribution plate 50 of FIG. 1 is omitted, and the upper surface of the deformable internal structures 38 contained in the catch 20 has a conical shape, the tip of which is oriented downwards. This upper surface thus behaves like a permeable funnel which tends to direct the main part of the Corium C into a central area of the structure centered on the center of the catcher 20 . Because of this arrangement, a possible steam explosion is likely to occur at a location near this central area. The major part of the thickness of the grid 40 of crossed bars therefore has the effect of damping the shock wave generated by this explosion.

In Fig. 3 ist eine zweite Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt.In Fig. 3 shows a second variant of the first embodiment of the invention is shown.

Wie in der ersten Variante füllt das Gitter 40 aus überkreuzten Stäben, das die verformbaren internen Strukturen 38 bildet, den Hauptteil des Auffangs 20. Der Abstand zwischen den Stäben 40 ist jedoch größer, so daß die Container 48, die mit jenen vergleichbar sind, die mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben worden sind, zwischen die überkreuzten Stäben 40 im Gitter eingefügt sind. Diese Container 48, die vorzugsweise kugelförmig sind, enthalten wie oben ein Material, das die Temperatur des Coriums absenken kann, etwa ein Material auf Kieselerdebasis.As in the first variant, the grid 40 of crossed bars, which forms the deformable internal structures 38 , fills the main part of the catch 20 . However, the distance between the bars 40 is greater, so that the containers 48 , comparable to those described with reference to FIG. 1, are inserted between the crossed bars 40 in the grid. These containers 48 , which are preferably spherical, contain, as above, a material that can lower the temperature of the corium, such as a silica-based material.

Die Konfiguration der oberen Fläche der verformbaren internen Strukturen 38 ist außerdem mit derjenigen der ersten Variante, die mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben worden ist, vergleichbar.The configuration of the top surface of the deformable internal structures 38 is also comparable to that of the first variant described with reference to FIG. 2.

Nun wird mit Bezug auf Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.A second embodiment of the invention will now be described with reference to FIG. 4.

In der zweiten Ausführungsform der Erfindung enthalten die verformbaren internen Strukturen 38 Bleche 52, die parallel zur inneren Oberfläche des Auffangs orientiert und regelmäßig beabstandet sind. Die Bleche 52, die die Form von kugelförmigen Hauben besitzen, sind unter­ einander über Versteifungen 54 verbunden, die sich in den vertikalen Ebenen befinden, die durch die Achse des Behälters 10 verlaufen. Die Bleche 52 und die Versteifungen 54 sind verschweißte Metallteile, die so angeordnet sind, daß eine Zirkulation von Wasser zwischen den Blechen ermöglicht wird. Hierzu sind in den Versteifungen 54 Löcher 56 ausgespart, wie in Fig. 4 gezeigt ist.In the second embodiment of the invention, the deformable internal structures 38 include sheets 52 that are oriented parallel to the inner surface of the catcher and are regularly spaced. The sheets 52 , which are in the form of spherical hoods, are connected to one another by stiffeners 54 which are located in the vertical planes which run through the axis of the container 10 . The sheets 52 and the stiffeners 54 are welded metal parts which are arranged so that water can circulate between the sheets. For this purpose, holes 56 are recessed in the stiffeners 54 , as shown in FIG. 4.

In dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung hängt eine perforierte Verteilungsplatte 50 wie in der Aus­ führungsform von Fig. 1 über dem Auffang 20. Die perforierte Platte 50 ist jedoch weder eben noch horizontal, sondern konisch, wobei die Spitze nach unten zeigt. Wie Fig. 4 zeigt, kann der mittige Teil der perforierten Verteilungsplatte 50 in seinem Abschnitt oberhalb des Blechs 52, das sich am nähesten am Zentrum des Auffangs 20 befindet, eine mittige Öffnung mit größerer Abmessung aufweisen.In this second embodiment of the invention, a perforated distribution plate 50 hangs over the catch 20 as in the embodiment of FIG. 1. The perforated plate 50 , however, is neither flat nor horizontal, but conical, with the tip pointing downward. As shown in FIG. 4, the central part of the perforated distribution plate 50 in its section above the sheet 52 , which is closest to the center of the catch 20 , can have a central opening with a larger dimension.

In dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung dämpfen die verformbaren internen Strukturen, die aus den Blechen 52 und aus den Versteifungen 54 gebildet sind, die durch eine eventuelle Dampfexplosion im Auffang 20 erzeugte Stoßwelle. Die Unversehrtheit des Auffangs 20 wird dadurch aufrecht erhalten.In this second embodiment of the invention, the deformable internal structures formed from the sheets 52 and from the stiffeners 54 dampen the shock wave generated by a possible steam explosion in the collector 20 . This maintains the integrity of the catch 20 .

Bei Fehlen eines besonderen Materials, das die Temperatur des Coriums absenken kann, wird diese Temperatur­ absenkungswirkung durch das in den Blechen 52 und in den Versteifungen 54 enthaltene Eisen sichergestellt. Indem die Temperatur des Coriums auf ein Niveau unterhalb desjenigen reduziert wird, dem die feuerfesten Ziegel 24 widerstehen können, trägt diese sekundäre Wirkung der internen Strukturen 38 ebenfalls dazu bei, die Unversehrtheit des Auffangs 20 aufrechtzuerhalten.In the absence of a special material that can lower the temperature of the corium, this temperature lowering effect is ensured by the iron contained in the metal sheets 52 and in the stiffeners 54 . By reducing the temperature of the corium to a level below that which the refractory bricks 24 can withstand, this secondary effect of the internal structures 38 also helps to maintain the integrity of the collector 20 .

In Fig. 5 ist eine Variante der zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt.In Fig. 5 a variant of the second embodiment of the invention is shown.

Diese Variante unterscheidet sich wesentlich von der eben beschriebenen Ausführungsform durch die Tatsache, daß es nur eine begrenzte Anzahl von Blechen 52 (z. B. zwei) enthält, die in der Nähe der inneren Oberfläche des Auffangs 20 angeordnet sind. Darüber hinaus sind die zwischen den Blechen 52 gebildeten Zwischenräume durch Versteifungen 54, die einerseits in den durch die Achse des Behälters verlaufenden vertikalen Ebenen und andererseits in den zu diesen vertikalen Ebenen und zu den Blechen 52 senkrechten Ebenen angeordnet sind, in Module 58 unterteilt. Mit Ausnahme der Module 58, die sich im Boden des Auffangs befinden und die angenähert eine zylindrische Form besitzen, besitzen die Module 58 kugelförmige Querschnitte.This variant differs significantly from the embodiment just described in that it contains only a limited number of sheets 52 (e.g. two) located near the inner surface of the catcher 20 . In addition, the gaps formed between the sheets 52 are subdivided into modules 58 by stiffeners 54 , which are arranged on the one hand in the vertical planes running through the axis of the container and on the other hand in the planes perpendicular to these vertical planes and to the sheets 52 . With the exception of the modules 58 , which are located in the bottom of the catchment and have an approximately cylindrical shape, the modules 58 have spherical cross sections.

Außerdem enthält jedes der in dieser Weise durch die Bleche 52 und die Versteifungen 54 begrenzten Module 58 wenigstens zwei Schichten aus rundgebogenen Rohren 60, die im wesentlichen parallel zur inneren Oberfläche des Auffangs angeordnet sind. Die rundgebogenen Rohre 60 können insbesondere von einer Schicht zur anderen versetzt angeordnet sein.In addition, each of the modules 58 thus delimited by the sheets 52 and the stiffeners 54 contains at least two layers of curved tubes 60 which are arranged essentially parallel to the inner surface of the catcher. The curved tubes 60 can in particular be arranged offset from one layer to another.

Die verformbaren internen Strukturen, die in dieser Weise gebildet sind, sind kompakter als jene in der Ausführungsform von Fig. 4, was ermöglicht, den gesamten mittleren Teil des Auffangs 20 freizulassen. Die Wirkungen der Dämpfung der Stoßwelle und der Temperaturabsenkung des Coriums sind bei Annahme einer Dampfexplosion mit jenen, die oben beschrieben worden sind, vergleichbar.The deformable internal structures formed in this way are more compact than those in the embodiment of FIG. 4, which allows the entire central part of the catch 20 to be left free. The effects of damping the shock wave and lowering the temperature of the corium when assuming a steam explosion are comparable to those described above.

Es ist anzumerken, daß die Metallteile, die durch die Bleche 52, die Versteifungen 54 und die Rohre 60 gebildet sind, miteinander verschweißt sind und daß die durch diese Teile gebildeten Module 58 untereinander verschweißt sind.It should be noted that the metal parts formed by the sheets 52 , the stiffeners 54 and the tubes 60 are welded together and that the modules 58 formed by these parts are welded together.

In der Anordnung, die eben mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben worden ist, bilden die Rohre 60 jedes Moduls 58 Fächer, die wenigstens zum Teil mit einem Material beispielsweise auf Kieselerdebasis gefüllt werden können, das die Temperatur des Coriums bei Kontakt mit diesem absenken kann.In the arrangement that has just been described with reference to FIG. 5, the tubes 60 of each module 58 form compartments which can be filled at least in part with a material, for example based on silica, which can lower the temperature of the corium on contact with it .

Nun wird mit Bezug auf Fig. 6 eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. A third embodiment of the invention will now be described with reference to FIG. 6.

Wie in dieser Figur gezeigt ist, enthalten die verformbaren internen Strukturen 38, die in dem Auffang 20 enthalten sind, in diesem Fall eine Bienenwaben­ struktur 61, die über eine bestimmte Dicke die innere Oberfläche des Auffangs 20 abdeckt. Die Trennwände der Bienenwabenstruktur 61 sind im wesentlichen radial in bezug auf das Zentrum des Auffangs, d. h. im wesentlichen senkrecht zu seiner inneren Oberfläche, orientiert. Sie definieren Waben, deren Querschnitt beliebig sein kann und insbesondere hexagonal oder kreisförmig ist.In this case, as shown in this figure, the deformable internal structures 38 contained in the catch 20 contain a honeycomb structure 61 which covers the inner surface of the catch 20 over a certain thickness. The partitions of the honeycomb structure 61 are oriented essentially radially with respect to the center of the catchment, ie essentially perpendicular to its inner surface. They define honeycombs, the cross section of which can be arbitrary and in particular are hexagonal or circular.

Die Bienenwabenstruktur 61 besteht aus Metall und ist innen mit einer ebenfalls metallischen Haut 62 überzogen.The honeycomb structure 61 consists of metal and is covered on the inside with a likewise metallic skin 62 .

Die Wirkungen der Bienenwabenstruktur 61 sind zu denen analog, die oben mit Bezug auf die Fig. 2 und 4 beschrieben worden sind.The effects of the honeycomb structure 61 are analogous to those described above with reference to FIGS. 2 and 4.

Es ist anzumerken, daß eine Wirkung einer beschleunigten Abkühlung des im Auffang 20 gesammelten Coriums erhalten werden kann, wenn die durch die Waben der Bienenwabenstruktur 61 gebildeten Fächer wenigstens zum Teil mit einem geeigneten Material, beispielsweise auf Kieselerdebasis, gefüllt sind.It should be noted that an effect of accelerated cooling of the corium collected in the collector 20 can be obtained if the compartments formed by the honeycombs of the honeycomb structure 61 are at least partially filled with a suitable material, for example based on silica.

Schließlich wird mit Bezug auf Fig. 7 eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.Finally, a fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. 7.

In diesem Fall enthalten die verformbaren internen Strukturen 38, die in dem Auffang 20 enthalten sind, metallische Rohre 64, die miteinander verschweißt sind und in aufeinanderfolgenden Schichten, die zur inneren Oberfläche des Auffangs 20 im wesentlichen parallel sind, angeordnet sind. Die Rohre 64 sind von einer Schicht zur nächsten versetzt angeordnet. Ihr oberes Ende ist mit der perforierten Verteilungsplatte 50 in der Weise verschweißt, daß sie über dieser durch Perforationen der Platte einmünden. Das untere Ende jedes der Rohre 64 ist mit einem perforierten zylindrischen Reif 66 verschweißt, der auf die vertikale Achse des Behälters 10 des Reaktors zentriert ist, so daß es in einen mittigen Sammler 68 durch Perforationen des Reifs 66 einmündet. Die Enden der Rohre 64, die mit dem Reif 66 verbunden sind, stoßen alle aneinander, während sich die Rohre in Aufwärtsrichtung zur perforierten Verteilerplatte 50 allmählich voneinander entfernen. Der Sammler 68 ist im oberen Teil durch eine perforierte Platte 70 verschlossen.In this case, the deformable internal structures 38 contained in the catcher 20 include metallic tubes 64 which are welded together and are arranged in successive layers which are substantially parallel to the inner surface of the catcher 20 . The tubes 64 are staggered from one layer to the next. Its upper end is welded to the perforated distribution plate 50 in such a way that they open above it through perforations in the plate. The lower end of each of the tubes 64 is welded to a perforated cylindrical hoop 66 centered on the vertical axis of the vessel 10 of the reactor so that it opens into a central collector 68 through perforations of the hoop 66 . The ends of the tubes 64 connected to the hoop 66 all abut one another as the tubes gradually move away from each other in the upward direction toward the perforated manifold plate 50 . The collector 68 is closed in the upper part by a perforated plate 70 .

In dieser Anordnung entsteht in den Rohren 64 durch natürliche Konvektion eine Wasserzirkulation zum Sammler 68 und dann nach oben durch die perforierte Platte 70.In this arrangement, natural convection in the tubes 64 creates water circulation to the collector 68 and then up through the perforated plate 70 .

Unter der Annahme einer Dampfexplosion erfüllen die Rohre 64, der Reif 66 und die perforierte Platte 70 analoge Funktionen wie jene Elemente, die mit Bezug auf die Fig. 2 und 4 beschrieben worden sind.Assuming a steam explosion, the tubes 64 , hoop 66, and perforated plate 70 perform functions analogous to those elements described with reference to FIGS. 2 and 4.

Selbstverständlich bilden die verschiedenen Ausführungsformen und Varianten, die eben beschrieben worden sind, nur mögliche Ausführungsbeispiele der verformbaren internen Strukturen 38, die im Auffang 20 angeordnet sind. Allgemeiner wird daran erinnert, daß die Erfindung unabhängig vom Typ des Wasser-Kernreaktors und von der Anordnung des Kerns und der zugeordneten internen Ausrüstungen Anwendung findet. Außerdem können die Form und die Struktur des Auffangs von denen, die beschrieben worden sind, verschieden sein. Obwohl ferner das Vorhandensein des Zwischenraums 22 sowie des ringförmigen Sammlers 32 wünschenswert ist, können diese in bestimmten Fällen weggelassen werden.Of course, the various embodiments and variants that have just been described form only possible exemplary embodiments of the deformable internal structures 38 that are arranged in the catch 20 . More generally, it will be recalled that the invention applies regardless of the type of water nuclear reactor and the location of the core and the associated internal equipment. In addition, the shape and structure of the trap may be different from those described. Furthermore, although the presence of the gap 22 and the annular collector 32 is desirable, they can be omitted in certain cases.

Claims (18)

1. Wasser-Kernreaktor, mit einem Behälter (10) und einem in dem Behälter (10) befindlichen Reaktorkern (12), dadurch gekennzeichnet, daß ein Auffang (20) in Form einer Schale vorgesehen ist, der sich im Behälter unter dem Kern (12) befindet und wenigstens teilweise aus einem feuerfesten Material verwirklicht ist, wobei der Auffang (20) dazu ausgebildet ist, das bei einer störfallbedingten Schmelze des Kerns (12) gebildete Corium zu sammeln und, wenigstens in der Nähe einer inneren Oberfläche des Auffangs (20), verform­ bare interne Strukturen (38) enthält.1. Water nuclear reactor, with a container ( 10 ) and a reactor core ( 12 ) located in the container ( 10 ), characterized in that a collector ( 20 ) is provided in the form of a shell, which is located in the container under the core ( 12 ) and is at least partially made of a refractory material, the catch ( 20 ) being designed to collect the corium formed when the core ( 12 ) melts due to an accident and, at least in the vicinity of an inner surface of the catch ( 20 ), deformable internal structures ( 38 ). 2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbaren internen Strukturen (38) metallische Strukturen enthalten, die so angeordnet sind, daß sie eine Wasserzirkulation in den Strukturen (38) zulassen.2. Reactor according to claim 1, characterized in that the deformable internal structures ( 38 ) contain metallic structures which are arranged so that they allow water circulation in the structures ( 38 ). 3. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffang (20) außerdem Container (48) enthält, in denen sich ein Material befindet, das die Temperatur des Coriums, wenn es mit diesem in Kontakt ist, absenken kann.3. Reactor according to one of claims 1 and 2, characterized in that the catch ( 20 ) also contains containers ( 48 ) in which there is a material which can lower the temperature of the corium when it is in contact with it . 4. Reaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material, das die Temperatur des Coriums absenken kann, Kieselerde enthält.4. Reactor according to claim 3, characterized in that the material that will lower the temperature of the corium can, contains silica. 5. Reaktor nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Container (48) Kugeln sind.5. Reactor according to one of claims 3 and 4, characterized in that the containers ( 48 ) are balls. 6. Reaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbaren internen Strukturen ein Gitter aus überkreuzten Stäben (40) enthalten, das gegenüber der inneren Oberfläche des Auffangs (20) angeordnet ist.6. Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the deformable internal structures contain a grid of crossed bars ( 40 ) which is arranged opposite the inner surface of the collector ( 20 ). 7. Reaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (40) aus überkreuzten Stäben den Hauptteil des Auffangs (20) füllt.7. Reactor according to claim 6, characterized in that the grid ( 40 ) from crossed bars fills the main part of the catch ( 20 ). 8. Reaktor nach Anspruch 7 in Kombination mit einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Container (48) zwischen den überkreuzten Stäben (44) aufgenommen sind.8. Reactor according to claim 7 in combination with one of claims 3 to 5, characterized in that the containers ( 48 ) between the crossed bars ( 44 ) are received. 9. Reaktor nach Anspruch 6 in Kombination mit einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbaren internen Strukturen darüber hinaus in dem Gitter aus überkreuzten Stäben (40) eine Struktur aus perforierten Blechen (44) enthalten, die Fächer (46) bilden, wobei die Container (48) wenigstens in denjenigen Fächern aufgenommen sind, die sich am nähesten am Gitter (40) aus überkreuzten Stäben befinden.9. Reactor according to claim 6 in combination with one of claims 3 to 5, characterized in that the deformable internal structures also contain a structure of perforated sheets ( 44 ) in the grid of crossed bars ( 40 ), the compartments ( 46 ) form, the containers ( 48 ) being accommodated at least in those compartments which are closest to the grid ( 40 ) made of crossed bars. 10. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbaren internen Strukturen Bleche (52), die voneinander beabstandet und im wesentlichen parallel zur inneren Oberfläche des Auffangs (20) angeordnet sind, sowie Versteifungen (54), die die Bleche (52) miteinander verbinden, enthalten.10. Reactor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the deformable internal structures sheets ( 52 ) which are spaced apart and arranged substantially parallel to the inner surface of the collector ( 20 ), and stiffeners ( 54 ) which the Connect sheets ( 52 ) together, included. 11. Reaktor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (52) und die Versteifungen (54) Module (58) bilden, die Rohre (60) enthalten, die im wesentlichen parallel zur inneren Oberfläche des Auffangs (20) orientiert sind.11. Reactor according to claim 10, characterized in that the sheets ( 52 ) and the stiffeners ( 54 ) form modules ( 58 ) which contain tubes ( 60 ) which are oriented substantially parallel to the inner surface of the collector ( 20 ). 12. Reaktor nach Anspruch 11 in Kombination mit einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Container Rohre (60) sind. 12. Reactor according to claim 11 in combination with one of claims 3 and 4, characterized in that the containers are tubes ( 60 ). 13. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbaren internen Strukturen eine Bienenwabenstruktur (61) enthalten, deren Trennwände zur inneren Oberfläche des Auffangs (20) im wesentlichen senkrecht sind.13. Reactor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the deformable internal structures contain a honeycomb structure ( 61 ), the partitions of which are essentially perpendicular to the inner surface of the catchment ( 20 ). 14. Reaktor nach Anspruch 13 in Kombination mit einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Container Waben sind, die durch die Bienenwabenstruktur (61) definiert sind.14. Reactor according to claim 13 in combination with one of claims 3 and 4, characterized in that the containers are honeycombs, which are defined by the honeycomb structure ( 61 ). 15. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbaren internen Strukturen Rohre (64) enthalten, die in aufeinanderfolgenden Schichten angeordnet sind, die zur inneren Oberfläche des Auffangs (20) im wesentlichen parallel sind, und in einen mittigen Sammler (68) münden, der sich im Boden des Auffangs (20) befindet.15. Reactor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the deformable internal structures contain tubes ( 64 ) which are arranged in successive layers which are substantially parallel to the inner surface of the collector ( 20 ) and in a central one Collector ( 68 ) open, which is located in the bottom of the catch ( 20 ). 16. Reaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über den Auffang (20) eine perforierte Verteilungsplatte (50) überhängt.16. Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that a perforated distribution plate ( 50 ) overhangs over the collector ( 20 ). 17. Reaktor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die perforierte Verteilungsplatte (50) konisch ist, wobei die Spitze des Kegels nach unten gewendet ist.17. A reactor according to claim 16, characterized in that the perforated distribution plate ( 50 ) is conical, the tip of the cone being turned downwards. 18. Reaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffang (20) vom Boden des Behälters (10) durch einen nach oben offenen Zwischenraum (22) getrennt ist.18. Reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the catch ( 20 ) from the bottom of the container ( 10 ) is separated by an upwardly open space ( 22 ).