DE3218355C1

DE3218355C1 - Einrichtung zur Verringerung des Wasserstoffgehalts in der Sicherheitshülle eines Kernkraftwerkes

Info

Publication number: DE3218355C1
Application number: DE3218355A
Authority: DE
Inventors: Hermann-Josef Ing.(grad.) 8522 Herzogenaurach Conrads
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1982-05-14
Filing date: 1982-05-14
Publication date: 1983-05-05

Description

Dort kann das Spülgas mit dem Wasserstoff kontrolliert über den Abluftkamin austreten. Man kann aber auch eine Rekombinationseinrichtung 24 vorsehen, wie gestrichelt angedeutet ist Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß im Inneren der Sicherheitshülle 1 keine aktiven Komponenten zur Verringerung des Wasserstoffgehaltes benötigt werden.
Lediglich für den Fall von Störungen kann es zweckmäßig sein, die Gaskreise 10 und 17 durch fernbetätigte sogenannte Gebäudeabschlußarmaturen 25 auf beiden Seiten der Sicherheitshülle 1 abzuschotten.
Die Diffusionstrennmembrane 6 ist zum Beispiel als Palladium-Membrane, poröse Acetatzellulose-Membrane, poröse Teflon-Membrane oder Hohlfaser-Membra- ne ausgebildet. Je größer ihre Fläche ist, um so größer ist der in der Zeiteinheit abführbare Wasserstoffgehalt aus der Gasatmosphäre 15. Deswegen sollte sie eine Fläche von ca. 10 m2 oder mehr aufweisen, zum Beispiel durch eine Fältelung. Dann sind bei geringen Differenzdrükken zwischen den Kammern 7 und 8 von 1 bis 2 bar Permeationsgeschwindigkeiten von 1 bis 5 m3/h H2 möglich. Für die Spülgasströmung im Gaskreis 17 gilt, daß mit steigendem Spülgasdurchsatz das Diffusionsgefälle günstiger wird und damit die Wasserstoffabfuhr.
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Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Verringerung des Wasserstoffgehalts in der Sicherheitshülle eines Kernkraftwerkes mit Hilfe eines Gebläses zum Umwälzen der in der Sicherheitshülle vorhandenen Gasatmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (13) die Gasatmosphäre (15) auf der einen Seite einer Diffusionstrennmembrane (6) entlangfördert und daß die andere Seite der Diffusionstrennmembrane (6) mit Gas, vorzugsweise in Form von Frischluft, bespült ist, das ins Freie (23) geleitet wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionstrennmembrane (6) innerhalb, das Umwälzgebläse (13) dagegen außerhalb der Sicherheitshülle (1) angeordnet und durch absperrbare Leitungen (12) mit der Diffusionstrennmembrane (6) verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülgas aus einem die Sicherheitshülle (1) einschließenden Gebäude (2) angesaugt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Freien (23) eine Wasserstoffrekombinationseinrichtung (24) vorgesehen ist, in die das Spülgas geführt wird.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verringerung des Wasserstoffgehaltes in der Sicherheitshülle eines Kernkraftwerkes mit Hilfe eines Gebläses zum Umwälzen der in der Sicherheitshülle vorhandenen Gasatmosphäre.

Bei einer älteren Patentanmeldung P 31 43 989.6 wird mit dem Umwälzen in erster Linie eine Durchmischung der in der Sicherheitshülle vorhandenen Gasatmosphäre bezweckt, damit lokale Wasserstoffanreicherungen mit der Gefahr hohen Wasserstoffgehalts vermieden werden. Außerdem kann das zu diesem Zweck in der Sicherheitshülle vorgesehene Gebläse noch eine Rekombinationseinrichtung speisen, mit der für den Fall gefährlich hoher Wasserstoffkonzentrationen der Wasserstoff durch gesteuerte Oxidation zu Wasser umgewandelt wird. Alle diese Vorgänge beschränken sich auf den Innenraum der Sicherheitshülle, weil damit die Gefahr des Austritts von Radioaktivität ausgeschlossen werden soll.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die Veringerung des Wasserstoffgehalts zu erreichen, ohne daß wartungsbedürftige aktive Bauteile, wie eine Rekombinationseinrichtung, in der Sicherheitshülle selbst benötigt werden. Dabei muß selbstverständlich auch die Forderung erfüllt sein, daß der Austritt von Radioaktivität aus der Sicherheitshülle ausgeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Einrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gebläse die Gasatmosphäre auf der einen Seite einer Diffusionstrennmembrane entlangfördert und daß die andere Seite der Diffusionstrennmembrane mit Gas, vorzugsweise in Form von Frischluft, bespült ist, das ins Freie ausgeleitet wird.

Bei der Erfindung ist die Rekombinationseinrichtung durch ein völlig passives Bauelement, nämlich die Diffusionstrennmembrane im Inneren der Sicherheits- hülle ersetzt. Mit ihrer Hilfe erfolgt ein Übertritt von Wasserstoff aus der in der Sicherheitshülle umgewälzten Gasatmosphäre in das Spülgas, das ins Freie ausgeleitet wird. Macht man die Diffusionstrennmembrane allein für leichte Elemente, wie Wasserstoff, durchlässig, so wird damit ausgeschlossen, daß Radioaktivität aus der Sicherheitshülle austritt. Mithin wird, wie gewünscht, nur der Wasserstoffgehalt in der Sicherheitshülle verringert.

Die Erfindung macht es ferner möglich, auf den Einsatz der Gebläse als aktive Komponenten in der Sicherheitshülle völlig zu verzichten. Dies geschieht dadurch, daß die Diffusionstrennmembrane innerhalb, das Umwälzgebläse dagegen außerhalb der Sicherheitshülle angeordnet und durch absperrbare Leitungen mit der Diffusionstrennmembrane verbunden ist.

Die Erfindung kann vorteilhaft in der Form verwirklicht werden, daß als Spülgas Frischluft verwendet wird. Hierunter soll nicht nur die aus der freien Atmosphäre angesaugte Luft verstanden werden, vielmehr kann das Spülgas auch aus einem die Sicherheitshülle einschließenden Gebäude angesaugt werden.

Der mit dem Spülgas ins Freie getragene Wasserstoff wird üblicherweise wegen der Vermischung mit der Luft ohne weitere Behandlung kontrolliert über den Abluftkamin abgelassen werden können. Man kann aber auch im Freien eine Wasserstoffrekombinationseinrichtung vorsehen, wenn zu befürchten sein sollte, daß sonst unzulässige Wasserstoffkonzentrationen entstehen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der Figur in einem Vertikalschnitt schematisiert dargestellt ist.

Die in Form einer Stahlkugel ausgebildete Sicherheitshülle 1 umschließt den radioaktiven Primärkreis eines Druckwasserreaktors zur Leistungserzeugung. Sie ist selbst mit einem Betongebäude 2 als sogenannte Sekundärabschirmung umschlossen, wobei der Zwischenraum 3 zwischen der Sicherheitshülle 1 und der Sekundärabschirmung 2 Hilfsanlagen aufnehmen kann.

In der Sicherheitshülle 1 ist in einem Gehäuse 5 eine Diffusionstrennmembrane 6 so angeordnet, daß sie flächenhaft zwei Kammern 7 und 8 voneinander trennt.

Die Kammer 7 gehört zu einem Gaskreis 10, der den durch den Pfeil 11 bezeichneten Eingang in eine Rohrleitung 12 mit einem Gebläse 13 und den durch den Pfeil 14 angedeuteten Auslaß in die Sicherheitshülle umfaßt. Die Gasatmosphäre 15 in der Sicherheitshülle 1 schließt den Gaskreis 10, so daß beim Fördern des Gebläses 13 die Gasatmosphäre 15 über die Kammer 7 umgewälzt wird.

Die andere Kammer 8 im Gehäuse 5 gehört zu einem zweiten Gaskreis 17. Dieser beginnt mit dem Ansaugen der im Zwischenraum 3 vorhandenen Frischluft in Richtung des Pfeiles 19 durch ein Gebläse 20. Die Frischluft durchströmt die Kammer 8, so daß die Diffusionstrennmembrane 6 auf der dem Gaskreis 10 abgekehrten Seite bespült wird. Auf diese Weise wird aus der Gasatmosphäre 15 ausdiffundierender Wasserstoff über den der Kammer 8 nachgeschalteten Leitungszweig 21 ins Freie, d. h. über den Auslaß 22 zur Außenseite 23 der Sekundärabschirmung 2 gefördert.