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DE2035089B2 - Sicherheitssystem fuer den fall des einschmelzens des kerns eines thermischen kernreaktors - Google Patents

Sicherheitssystem fuer den fall des einschmelzens des kerns eines thermischen kernreaktors

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DE2035089B2
DE2035089B2 DE19702035089 DE2035089A DE2035089B2 DE 2035089 B2 DE2035089 B2 DE 2035089B2 DE 19702035089 DE19702035089 DE 19702035089 DE 2035089 A DE2035089 A DE 2035089A DE 2035089 B2 DE2035089 B2 DE 2035089B2
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DE
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core
heat
water
basin
reactor
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DE19702035089
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DE2035089C3 (de
DE2035089A1 (de
Inventor
John Merle West Hartford Conn Fletcher William Duley Arhng ton Va West, (V St A )
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Combustion Engineering Inc
Original Assignee
Combustion Engineering Inc
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Publication date
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Publication of DE2035089B2 publication Critical patent/DE2035089B2/de
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C9/00Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/18Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C9/00Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • G21C9/004Pressure suppression
    • G21C9/012Pressure suppression by thermal accumulation or by steam condensation, e.g. ice condensers
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C9/00Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • G21C9/016Core catchers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
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Description

2 03If089
3
die beim Ausfall der Sicherheitsvorrichtungen, Kondensation des Dampfes. Sie sind auch nur einsei-Jiie den Kern normalerweise geflutet halten, Wärme tig an eine Quelle für Kühlwasser angeschlossen, m ausreichendem Maß abführen sollten, kann die Hier wird also die Wärmeabsorpuon der KondensflS- £erfallswärme allein die Temperatur des Materials chen und die Einspritzung von kaltem Wasser nui ctes Kerns auf 2800° C bringen, den Wert des 5 zur Kondensation des Dampfes, nicht zur Lösung dei Schmelzpunkts für Urandioxyd. Sind keine Vorrich- vorliegenden Aufgabe, die nicht angesprochen wird, iungen vorgesehen, um diese Wärme vom Reaktor- verwendet Vorteiüiaft wird ein wassergekühltes Auf-Ituckgefäß zu entfernen, befindet sich das geschmol- fangbecken innerhalb des Containments und unterzene Urandioxyd auf einer Temperatur oberhalb des halb des Reaktordruckgefäßes vorgesehen, um da< Schmelzpunktes des stähleme-n Druckgefäßes und ±b geschmolzene herabtropfende Kernmaterial aufzukönnte durch das Druckgefäß hindurch brennen und fangen und zu verfestigen. Dieses Becken besitzt geäuf den Boden des Containments tropfen. Das Con- paß einem weiteren Merkmal der Erfindung einen iainment besteht normalerweise aus Stahl und Beton hochstehenden Rand, so daß das geschmolzene Ma- und ist 1,5 m oder mehr dick und wird luftdicht ge- terial nicht auslaufen kann. Das Becken besteht gehalten. Ohne Vorrichtungen, um die Wärme in aus- 15 maß einem weiteren Merkmal der Erfindung aus horeichendem Maße von dem Boden des Containments rizontal verlegten Rohren, die zu einem flSssigkeitsabzuführen, bleibt das geschmolzene Urandioxyd, dichten Becken zusammengeschweißt sind. Man das die wärmeerzeugenden radioaktiven Materialien kann die Masse des Beckens so groß wählen, daß sie enthält, weiterhin flüssig und könnte durch den Con- allein zur Aufnahme der erwarteten Wärmemengen tainment-Boden hindurch schmelzen und so in die 20 ausreicht. Dann wird das geschmolzene Kernmaterial Umgebung entweichen und ein Gesundheitsrisiko für so schnell verfestigt, daß die Schmelztemperatur oder die Öffentlichkeit darstellen. die eutektische Temperatur der Rohre nicht erreicht
Gegenwärtig betrachtet man die Einplanung eines wird. Ein zweites Material, z. B. eine Schicht von Einschmelzens des Reaktorkerns nicht als notwendig, Blei auf der Oberseite der Rohre kann auch verwen- und zwar wegen der großen Anzahl überreichem 25 det werden Dann dient die Wärme die zum Schmel-Ausmaß vorhandener Sicherheits-Anlagen. Das Ein- zen und Verdampfen dieses zweiten Materials verschmelzen des Kerns, das dem größten hypotheti- braucht wird, zur Verfestigung des geschmolzenen sehen Reaktorunfall folgt, wird durch Sicherheitsan- Kernmaterials. Der Einlaß der Rohre ist an einen erlagen vermieden, die Kühlwasser für den Kern lie- höhten Speichertank angeschlossen, und die Auslaßfern. Sogar wenn diese Anlagen ausfallen, zeigt die 30 leitung der Rohre besitzt einen geringeren Strö-Systemanalyse, daß ein geschmolzener Kern den Bo- mungswiderstand, so daß durch Dampfbildung in den des Reaktordruckgefäßes nicht durchdringen den Rohren durch einen Temperaturanstieg im Bekkann, vorausgesetzt, daß er an seiner Außenseite von ken automatisch eine Kühlmittelströmung vom Wasser gekühlt ist. Jedoch wurde noch nie bewiesen, Speichertank durch die Rohre und zu ihrem Auslai daß solche Vorrichtungen um den Austritt von Spalt- 35 einsetzt. Außerdem kann an der Einlaßseite des Bek· produkten aus dem Containment aus wirksam sind. kens eine Kühlfalle verwendet werden, die sichert,
Wenn man dagegen noch ernstere hypothetische daß diese Strömung in der richtigen Richtung ein-Reaktorunfälle in Betracht zieht oder das glcichsei- setzt. Im Auslaß kann außerdem ein Dampfabscheitige Versagen mehrerer Sicherheitsanlagen annimmt. der vorgesehen sein, über den vom Becken abgeführkann es sich als notwendig erweisen, bei der Planung 40 tes Wasser wieder dem Speichertank und dem Bek· von Kernkraftwerken die Auslegung auf das Ein- keneinlaß zugeführt wird. Die Kapazität de: schmelzen des Kerns und die Durchdringung des Speichertanks reicht aus, um die Strömung für meh-Reaktordruckgefäßes zu richten. rere Stunden aufrecht zu erhalten, während welchei
Die Erfindung hat die Aufgabe, die Sicherheits- Zeit der Tank auch wieder aufgefüllt werden kann
einrichtungen eines thermischen Kernreaktors für 45 Die Fläche des Beckens ist ausreichend, um di«
den Fall des Einschmelzens des Kerns zu verbessern. Dicke des geschmolzenen Kernmaterials so klein zi
Dabei tritt das Problem der Kritikalität des ge- halten, daß sich auch seine obersten Schichten unter
schmolzenen Brennstoffes nicht auf. wie dies bei halb ihres Schmelzpunkts befinden. Falls erforder
schnellen Reaktoren, z.B. nach der deutschen Pa- lieh, kann die benötigte Fläche dadurch verringer
tentschrift 1 225 312 der Fall sein würde. Bei solchen so werden, daß Flossen oder Zapfen auf der Oberfläch«
thermischen Kernreaktoren ist das Druckgefäß von des Beckens vorgesehen werden, wodurch Kernmate
einem Containment umgeben. rial in größerer Schichtdicke in den festen Zustanc
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten überführt werden kann, oder dadurch, daß von de
Sicherheitssystem erfindungsgemäß dadurch gelöst, Oberfläche Strahlungswärme zu den senkrechtei
daß in an sich bekannter Weise in dem Conlainment 55 Wänden des Beckens abgeführt wird,
unterhalb des Druckgefäßes ein Becken angeordnet Die Erfindung wird jetzt an Hand der Zeichnun
ist, in das Rohre eingebettet sind, und daJS diese gen beschrieben. In den Zeichnungen stellt dar
Rohre über Einlaß- und Auslaßvorrichtungen mit Fig. 1 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt de
einer Quelle für eine Kühlflüssigkeit verbunden sind. Reaktordruckgefäßes und des Containment,
Die USA.-Patentschrift 3 455176 zeigt poröse 60 F i g. 2 teilweise im Schnitt eine um 90° gedreht
Kondensflächen in einem Containment, um Dampf Ansicht der Fig. 1,
zu kondensieren und den Druck im Containment F i g. 3 einen Schnitt durch das Auffangbeckei
herabzusetzen wenn Dampf austritt, z. B. nach dem und die wassergefüllten Kühlrohre,
Rohrbruch in einer Hochdruckleitung für das Kühl- F i g. 4 einen der F i g. 2 ähnlichen Schnitt, der zu
wasser. Dabei ist auch bei dieser Anordnung unter- 65 sätzliche wärmeabführende Zapfen zeigt,
halb des Druckgefäßes ein Becken, in dem sich F i g. 5 teilweise im Schnitt und teilweise perspek
Röhre befinden, vorhanden. Diese Rohre dienen tivisch eine nach Art der Eierkiste vergrößerte Ober
aber nur zur Ausspritzung von kaltem Wasser zur fläche,
Fig.6 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, die zu- leitung kann in das Containment führen oder zu
sätzliche Strahlungswärme aufnehmende Flächen einem nicht dargestellten Dampfkühler oder einem
zeigt, die von Wasserrohren und einer zentral an- Dampfabscheider 51, der F i g. 8. Eine Leitung 52
geordneten Einlaßkopfleitung, zwei Auslaßkopflei- verbindet den Dampfabscheider 51 mit dem
tüngen und Abflußleitungen gebildet wird, 5 Speichertank 40 und schließt den Strömungsweg von
Fig.7 eine der Fig.3 ähnliche Ansicht, die ein dem Auslaßsammler 36 und den Rohrenden zu der
zweites wärmeabsorbierendes Material aufweist, Einlaßkopfleitung 34, Der im Containment oder im
? i g. $ eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht mit Dampfkühler kondensierte Dampf kann gesammelt
einem Dampfabscheider, der das von dem Becken und dem Speichertank 40 zu erneuter Umwälzung
abgeführte Wasser wieder dem Beckeneinlaß zuführt. *e zugeführt werden.
Das Reaktordruckgefäß 10 (Fig. 1) das den übli- Bei der in Fig.3 dargestellten Bauweise ist die eben Reaktorkern und die Regelstäbe 12 enthält, ist Oberfläche des Beckens so groß, daß der sich darauf in üblicher Weise auf einem Sockel 14 gelagert. Der ausbreitende geschmolzene Kern nur eine dünne Sockel besteht aus einem hohlen Pfeiler runden Schicht bildet. Dabei wird sich das geschmolzene Querschnitts, der das Druckgefäß umgibt und einen 15 Kernmaterial beim Kontakt mit dem Becken verfestinach innen vorspringenden Rand 16 aufweist, der gen. Die Temperatur des Stahls des Beckens wird mit Vorrichtungen zur Lagerung des Druckgefäßes sich sehr schnell erhöhen, wenn Wärme vom geversehen ist. Die Rohre 18 und 20 dienen als Einlaß- schmolzenen Kern auf den Stahl übertragen wird, und Auslaß für das Hochdruckwasser, das durch den Eine ausreichende Stahlmenge oder aber ein um das Kern zirkuliert und die Wärme vom Kern einem sw geschmolzene Kernmatenal schnell zu kühlen und zu Wärmeaustauscher zuführt, in dem sie auf ein Ar- verfestigen, ohne daß der Schmelzpunkt des Stahls beitsmittel übertragen wird, das seinerseits einen Mo- überschritten wird und ohne daß der Wärmeübertor, z. B. eine Turbine in der üblichen Weise antreibt. gang vom Stahl auf das Kühlwasser dabei eine Rolle Das Reaktordruckgefäß 10 und sein Sockel 14 befin- spielt. Wenn ein zweites Material 53 mit relativ nieden sich in dem üblichen luftdichten Containment 95 drigem Schmelzpunkt (Figur) z.B. Blei, als Schicht mit den Wänden 22 und dem Boden 24. oberhalb der wassergefüllten Rohre verwendet wird,
Das Auffangbecken 26 ist auf dem Boden 24 des verdünnt es in geschmolzenem Zustand das Kernma-Containments direkt unter dem Druckgefäß 10 an- terial und verbessert so den Wärmeübergang von ihm geordnet. Es kann rund oder rechteckig sein. Das auf die wassergefüllten Rohre 32. Dadurch kann eine Becken besitzt eine ebene Oberfläche 28 und nach 30 größere Menge Kernmaterial bei gegebener Oberoben stehende Ränder 30, die es völlig umgeben. Das fläche des Beckens gekühlt werden.
Becken besteht aus einer Vielzahl von Rohren 32, Sobald das geschmolzene Kernmaterial auf das die horizontal und parallel angeordnet sind und de- Becken 28 auftrifft, wird Wärme von dem heißen ren nach oben gebogene Teile an den Enden sich der Stahl auf das Kühlwasser in den Rohren 32 übertra-Kontur des Beckens anpassen. Die Enden auf einer 35 gen. Das Kühlwasser wird verdampft und strömt Seite der Rohre sind an eine Einlaßkopfleitung 34 durch den Auslaßsammler. Die Strömung setzt in angeschweißt, und die anderen Enden sind an den Richtung Auslaßsammler und Auslaßleitung 44 ein. Auslaßsammler 36 angeschweißt. Die Rohre sind alle weil der Dampf in der Auslaßleitung 44 einen gerinzusammengeschweißt, und durch eine ausreichende geren Strömungswiderstand erfährt als in der Einlaß-Metallmenge wird ein flüssigkeitsdichter Boden und 40 leitung 38. Außerdem kondensiert die gespeicherte die aufstehenden Ränder des Beckens hergestellt. Wassermenge im Tank 40 den Dampf, der in dieser Wie in F i g. 3 dargestellt, bestehe das Becken also Richtung strömt und würde auf diese Weise einen aus einer flüssigkeitsdichten Metalleinheit, in die größeren Druckabfall in der Einlaßleitung 38 als in Kühlrohre 32 eingebettet sind und die eine feste der Auslaßleitung 44 bewirken, wegen der höheren ebene Metallfläche 28 besitzt. Die so beschriebene 45 mittleren Dichte des Mediums in der Einlaßleitung Anlage besteht aus einer großen Anzahl dicht be- 38. Außerdem kann das Rückschlagventil 42 und/ nachbarter horizontaler Rohre, die zu einer ununter- oder eine Kühlfalle 39 verwendet werden, um die brochenen Lage auf den Boden des Containments Dampfströmung von der Einlaßkopfleitung 34 durch zusammengeschweißt sind. Die Rohre und die Ver- das Einlaßrohr 38 zu verhindern. Da der Druckabfall bjnduugen zwischen ihnen bilden ein so dickes Bek- 50 durch das im Tank 40 gespeicherte Wasser größer ist ken, das den Aufprall des herunterfallenden ge- als der Dan^fwassermischung in der Auslaßleitung schmalzenen Kerns aashält. Das Becken ist auf dem 44, strömt das Wasser vom Speichertank in das Bek-Boden des Coniaimaents gelagert ken und ersetzt dort den gebadeten Dampf. Der Aus-
Die Einlaßkopfleitung 34 ist über eine Falleitung fluß des Beckens kann aus einer Zweiphasenmi-
38, vorzugsweise über eine Kühlfalle 39 aa dea 55 schung von Wasser and Dampf bestehen. Deshalb
Speiohertank 40 angeschlossen. Der Speichertank 40 kanu ein Dampfabscheider 51 (Fig. S) zur Wieder-
gjhrt dea in das Becken eingebetteten Rohren Kühl- gewinnung des Wassers verwendet werden. Dieses
wasser zu. Seime Kapazität reicht aus, lua die KShI- Wasser kann über eine Schwerleraöstpöniung wieder
wasserzufuhr für einige Stunden zu sichern. Diese dem Speichertank und dem BeckeneinlaS zugeführt
WasserzuMar ist immer verfügbar und beginnt auto- 60 werden. Der Speicfaertank speichert eiae aasrei-
matisch, wenn das Wasser in des Kählrahren des chende Menge Kühlwasser, vim die Wärme von dem
Beckeas erhitzt wird. Falls notwendig, kann, die FaI- Eenuaatsrial ze entfernen «ad es in einem festen
leitung 38 mit einem Rückschlagventil 32 an Stelle ^gestand zu halten. Pie erforderSchen Abmessungen
der oder zosä^ix^zad^KQTiifaUe 39 versehen sein. des Beckens und dear Rohrwand im Boden des Bek-
Eine Aoslaßleitaag 44 ist an dea Auslaßsaraniler 5g kens kann wesentJicJi reduziert werden, v/em vergrö-
36 angeschlossen and fährt nach oben bis za einer Berte Oberflächen» mn z.B. Zapfen 46 (rig, 4) ver-
Eö die wenigstens so gcoß ist wie die des Wasser- wendet werden, die mit dea KuMröarea des Becfceas
Spiegels im Speichertank 40. Der AusBuß diese; Ab- ^wärmeleitend cedJonden sind. Solche Zapfen vergrä-
ßera die mit dem geschmolzenen oder verfestigten Kemmaterial in Kontakt stehende Oberfläche und leiten, die Wärme schneller ab. Bei einer solchen Konstruktion kann eine dickere Schicht geschmolzenen Kernmaterials gekühlt und in verfestigtem Zustand gehalten werden.
-Ein anderes Verfahren zur Vergrößerung der Oberfläche bei Erhaltung der Gesamtgröße des Bekkens besteht aus einer Anzahl sich kreuzender Teilwände 48 (Fig.5) die wärmeleitend an der Oberfläche 28 der Rohrwand 26 befestigt sind. Bei dieser Konstruktion wird das Kemmaterial in eine Anzahl kleiner Teiche aufgeteilt und ist von besonderem Vorteil in dem FaU, daß die Oberfläche des Beckens nicht ganz eben war oder sich verwirft.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, ein Teil der Wärme in Form von Strahlungswärme von der Oberfläche des verfestigten Kernmaterials abzuführen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Kopfleitungen 34 und 36 hochgezogen werden und über die Rohre 32 nach oben herausstehen, wie z.B. bei 50 (Fig.6 und8) und sich so über die Schicht des geschmolzenen Kernmaterials erheben, so daß das durch diese Rohre strömende Wasser und der dadurch strömende Dampf durch Strahlung des Kernmaterials erhitzt wird und so zusätzliche Wärme abfuhrt. Durch geeignete Wahl der Geometrie kann die so übertragene Strahlungswärme auf die nach oben
IO gebogenen Teile des Beckens, die von den an die Kopfleitungen angeschlossenen Rohrenden gebildet werden, die natürliche Zirkulation verbessern, indem ein Teil des vOim Becken wegführenden Strömungsweges direkt erhitzt wird.
Die von der Erfindung vorgeschlagene Sicherheitsanlage ist vollständig passiv.. Irgendwelche Betätigungssignale oder Energiequellen sind nicht erforderlich. Der erhöhte Speichertank liefert eine ausreichende Wassermenge, um die Zerfallswärme für mehrere Stunden zu entfernen. Das geschmolzene Kernmaterial wird so schnell verfestigt, wie es nut dem verhältnismäßig kalten massiven Becken in Kontakt kommt. Außerdem wird der Kern in festem
is Zustand gehalten, so daß die Gefahr, daß geschmolzenes Kemmaterial aus Sprüngen oder Löchern ausläuft, die sich im Becken oder der Grundfläche des Containments gebildet haben können, vermieden wird. Die bish<sr noch bestehenden Unsicherheiten im
ao Zusammenhang mit der Behandlung geschmolzenen Kernmaterials sind durch die Verfestigung dieses Materials beseitigt Außerdem ist es nicht erforderlich, daß das geschmolzene Kemmaterial direkten Kontakt mit Wasser hat, so daß auch die Risiken auf
as Grund der Uüikenntnis der damit verbundenen Vorgänge nicht auftreten. Schließlich kann nach Verfestigung des Kemmaterials der verfestigte Kuchen zur weiteren Wärmeabfuhr geflutet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
J *

Claims (13)

sungen der Behälter (ZZ, 24) wesentijeh größer Patentansprüche; als ihre liefe ist und daß die BeMlter (22,24) so Adel Wärmekapazität aufweisen, daß der ge-
1. Sicherheitssystem für den Fall des Ein- schmolzene Kern zur Erstarrung kommt und scbmelzens des Kerns eines thermischen Kernte- 5 darch Zuführung der Kühlflüssigkeit im festen aktors mit einem Druckgefäß, das von einem Zustand gehalten wird.
Containment umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter
Weise in dem Containment (22, 24) unterhalb ——
des Druckgefäßes (JO) ein Becken (26) angeord- io
net ist, in das Rohre (32) eingebettet sind und
daß diese Rohre über Einlaß- (34) und Auslaß- Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitssy-
yorrichtungen (36) mit einer Quelle (4O]) für eine stem für den Fall des Einschmelzens des Kerns eines Kühlflüssigkeit verbunden sind. thermischen Kernreaktors mit einem Druckgefäß,
2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1* dadurch 15 das von einem Containment umgeben ist
gekennzeichnet, daß die Auslassvorrichtung (44) Bei der heute üblichen Konstruktion von thenoi-
;: so gebaut und angeordnet ist, daß unter der Wir- sehen Kernreaktoren, insbesondere bei der Verwenkung der Schwerkraft kern kaltes Wasser den dung in elektrischen Kraftwerken, ist der Reaktor-Rohren entströmt, dagegen diese Strömung durch kern von einem Druckgefäß umgeben, das eine wär-Schwerkraft und Konvektion bei Erhitzung des ao meleitende Flüssigkeit enthält Das Druckgefäß ist in Kühlwassers in den Rohren automatisch einsetzt. einem luftdichten Containment untergebracht, um
3. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch den Austritt radioaktiver Materialien bei einem gekennzeichnet, daß die Quelle für die Kühlflüs- Reaktorunfall zu verhindern.
sigkeit aus einem erhöht angeordneten Speicher- Nach längeren Laufzeiten des Reaktors hat das
tank (40) besteht. 25 Uran, das das aktive Material des Reaktors bildet,
4. Sicherheitssystem nach Anspruch 1 und 3, während seiner Spaltungsprozesse wesentliche Mendadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßvorrich- gen verschiedener radioaktiver Isotope erzeugt. Die tuDgen ein Steigrohr (44) enthalten, dessen Aus- Halbwertzeiten dieser Isotope hängen von ihrer spelaß wenigstens so hoch wie der Flüssigkeitsspie- ziellen Art ab, und der Zerfallprozeß der Isotope ergel im Speichertank (40) ist. 30 zeugt Wärme, die abgeführt und verteilt werden
5. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch muß, damit die Temperatur des Reaktorkerns nicht gekennzeichnet daß der Strömungsweg der Kühl- über den Schmelzpunkt der Materialien des Reaktorflüssigkeit von den Auslaßvorrichtungen (36) zu- kerns steigt.
rück zu den Einlaßvorrichtungen (34) verläuft Während des normalen Betriebs, wenn der Kern
und einen Sammler für die aus den Rohren aus- 35 Leistung durch Spaltung von Uran erzeugt, ist der tretende Flüssigkeit enthält. Kern in Wasser unter hohem Druck geflutet, z. B.
6. Sicherheitssystem nach Anspruchs, dadurch unter 160 atm, und dieses Wasser wird durch den gekennzeichnet, daß der Sammler einen Dampf- Kern und durch Wärmeaustauscher zirkuliert, so daß abscheider (51) enthält. die vom Kern erzeugte Wärme zur Produktion von
7. Sicherheitsanlage nach Anspruch 1, dadurch 40 Dampf und elektrischer Leistung verwendet werden gekennzeichnet, daß die Rohre (32) im Boden kann. Die Wasserzirkulation ist außerdem notwen-(24) und den Seiten (30) des Beckens parallel an- dig, um die bei der Spaltung des Urans entstehenden geordnet sind. Neutronen auf die für die Spaltung günstigen Ener-
8. Sicherheitsanlage nach Anspruch 1, dadurch gien abzubremsen. Wenn der Reaktorkern abgeschalgekennzeichnet, daß auf dem Boden des Beckens 45 tet wird und keine Leistung durch Spaltung von Uran (26) wärmeabsorbierende und -leitende Erhebun- erzeugt, z.B. wenn er neu geladen werden soll, ist es gen vorgesehen (F i g. 4 und S) sind. auch notwendig, daß der Kern geflutet ist, um die
9. Sicherheitssystem nach Anspruch 8, dadurch durch den Zerfall des radioaktiven Materials entstegekennzeichnet, daß die Erhebungen aus einer hende Wärme abzuführen. Das Wasser ist also not-Vielzahl von Zapfen bestehen (46 F i g. 4). so wendig, um die Wärme vom Kern abzuführen und
10. Sicherheitssystem nach Anspruchs, da- einen Wärmestau zu verhindern, sowohl wenn der durch gekennzeichnet, daß die Erhebungen aus Kern aktiv ist und Leistung durch Spaltung erzeugt, einer Vielzahl von Trennwänden (48) bestehen, als auch wenn er inaktiv ist. Ein Wassermangel die die Fläche des Beckens in verschiedene Be- würde eine weitere Spaltung des Urans verhindern, hälter unterteilen (F i g. 5). 55 weil es notwendig ist, um die Neutronen für weitere
11. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, da- Spaltungen abzubremsen. Jedoch würde diese Abwedurch gekennzeichnet daß das Becken (26) ein senheit von Wasser im Kern gleichzeitig die Abfühweiteres wärmeabsorbierendes Material (53 rung der durch den Zerfall der radioaktiven Isotope Fig. 2), ζ, Bs Blei enthält^ das Wärme absorbiert entstehenden Wärme verhindern und die Temperatur und sie zu den wassergefüllten Kühlrohren (32) 60 des Kerns würde bis über den Schmelzpunkt seiner ableitet. Materialien steigen.
12. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, da- Der Kern ist in einem Druckgefäß untergebracht, durch gekennzeichnet, daß der Speichertank (40) das als Behälter für das durch den Kern zirkuliedie Einlaßvörrichtungen (34) und die Auslaßvor- rende Wasser dient. Bei einem normalen großen richtungen (36) mit ihrem Ausfluß innerhalb des 65 elektrischen Kraftwerk enthält der Kern Ungefähr Containments (22, 24) angeordnet sind. 1001 Uran, normalerweise in der Form von Urandio-
13. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, da- xydpellets, die in abgedichteten Metallrohren unterdurch gekennzeichnet, daß die Horizontalabmes- gebracht sind. Bei der Abwesenheit Von Vorriehtun-
DE2035089A 1965-04-13 1970-07-15 Sicherheitssystem fur den Fall des Einschmelzens des Kerns eines thermischen Kernreaktors Expired DE2035089C3 (de)

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