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DE69014794T2 - Passiver Fluter für die untere trockene Sammelkammer. - Google Patents

Passiver Fluter für die untere trockene Sammelkammer.

Info

Publication number
DE69014794T2
DE69014794T2 DE69014794T DE69014794T DE69014794T2 DE 69014794 T2 DE69014794 T2 DE 69014794T2 DE 69014794 T DE69014794 T DE 69014794T DE 69014794 T DE69014794 T DE 69014794T DE 69014794 T2 DE69014794 T2 DE 69014794T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fusible metal
flange
liquid
dry shaft
plug
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE69014794T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69014794T3 (de
DE69014794D1 (de
Inventor
Gail Edwin Miller
Craig Delany Sawyer
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.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=23620191&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE69014794(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Application granted granted Critical
Publication of DE69014794D1 publication Critical patent/DE69014794D1/de
Publication of DE69014794T2 publication Critical patent/DE69014794T2/de
Publication of DE69014794T3 publication Critical patent/DE69014794T3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Kernspaltungsreaktoren und insbesondere auf Sicherheitsmechanismen für derartige Reaktoren. Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Korium-Beton-Entgasungsreaktionen beim Abschmelzen zu begrenzen.
  • Kernspaltungsreaktoren versprechen, reichlich Energie mit weit weniger Belastung der Umwelt als fossile Brennstoffe zu liefern. Jedoch hat es sich aufgrund der Toxität von radioaktiven und anderen Spaltprodukten als notwendig erwiesen, mehrere Ebenen von Unterstützungs- und Sicherheitssystemen in jeden Reaktorkomplex zu integrieren.
  • Wassergekühlte Reaktoren enthalten typisch einen Reaktorkern, der Wärme durch Spaltung erzeugt. Umgewälztes Wasser, in flüssiger oder dampfförmiger Phase, wird verwendet, um Wärme von dem Kern zu einer Energie erzeugenden Turbine oder einem anderen Ziel zu übertragen. Der Reaktorkern ist von einem Reaktorbehälter umschlossen, der das umgewälzte Strömungsmittel einschließt. Der Behälter selbst ist in einem Trockenschacht eingeschlossen, der gewöhnlich mit Wänden und Boden aus Beton konstruiert ist. Steuerstäbe und andere Reaktorkomponenten erstrecken sich von dem Behälter in Richtung auf den Trockenschachtboden. Der Trockenschacht wird im wesentlichen trocken gehalten, um die Korrosion an diesen Komponenten, dem Behälter und dem Beton zu begrenzen.
  • Eines der stärker dramatisierten Szenarios, für dessen Bewältigung ein Reaktorkomplex vorbereitet sein muß, ist ein Abschmelzen des Kerns, wenn die Kernkühlsysteme ausfallen. Korium, das dabei entstehende geschmolzene Material, das eine Temperatur von etwa 5000ºC haben kann, kann den Reaktorbehälter durchbrechen und auf den Trockenschachtboden fallen. Das Korium kann mit dem Beton reagieren, was eine schnelle Erzeugung von Kohlenstoffdioxyd und Wasserstoff-Nebenprodukten und auch radioaktiven Gasen zur Folge hat. Das erzeugte Gas kann einen Druck in dem Trockenschacht aufbauen, der aufbrechen kann. In diesem Fall würden gasförmige und feste Spaltprodukte freigesetzt werden.
  • Die Korium-Beton-Reaktion und gleichzeitig ihre nachteiligen Auswirkungen können gemildert werden, indem der Trockenschacht mit Wasser oder einem anderen Kühlmittel rechtzeitig geflutet wird. Viele Reaktorkomplexe enthalten Leckagedetektionssysteme in dem Trockenschacht, die für eine frühzeitige Warnung vor einem Koriumdurchbruch sorgen können. Alternativ können Temperatursensoren, entweder innerhalb des Behälters oder außerhalb des Behälters und innerhalb des Trockenschachtes verwendet werden, um einen Koriumbruch vorauszusehen oder zu detektieren.
  • US-A-4 442 065 beschreibt ein passives System zum Fluten eines Trockenschachtes, der einen Trockenschachtboden und eine Trockenschachtwand unterhalb eines Reaktorbehälters und einen Spaltreaktorkern aufweist, der in dem Reaktorbehälter enthalten ist und ein Flüssigkeitsreservoir aufweist, das eine Kühlflüssigkeit an einem Pegel oberhalb des Trockenschachtbodens enthält. Dieses Dokument beschreibt jedoch keinerlei Maßnahmen, um sicherzustellen, daß Korium- Beton-Reaktionen vermieden werden.
  • Die Sensordaten können an einen menschlichen Operator geliefert werden, der dann ein Ventil zu einem benachbarten Wasserreservoir öffnet. Um die Gefahr eines menschlichen Fehlers zu vermeiden, kann eine Rückführung von einem Sensor verwendet werden, um ein derartiges Ventil direkt zu steuern. Es gibt jedoch trotzdem noch Risiken, daß der Sensor oder das Steuersystem oder das Ventil selbst versagen kann. Was notwendig ist, ist ein System zum Verhindern der Korium-Beton-Reaktion, das von Natur aus weniger anfällig ist für ein Versagen als diejenigen, die oben erläutert wurden.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein passives System zum Fluten eines Trockenschachtes mit einem Trockenschachtboden und einer Trockenschachtwand unter einem Reaktorbehälter und einem Spaltreaktorkern, der in dem Reaktorbehälter enthalten ist, enthaltend ein Flüssigkeitsreservoir, das eine Kühlflüssigkeit an einen Pegel oberhalb des Trockenschachtbodens enthält; gekennzeichnet durch eine Leitung, die sich von dem Reservoir unterhalb des Flüssigkeitspegels durch die Trockenschachtwand hindurch in den Trockenschacht erstreckt; und eine Hemmeinrichtung für die Flüssigkeitsströmung von dem Reservoir in den Trockenschacht im Normalzustand des Reaktors, wobei die Hemmeinrichtung schmelzbares Metall aufweist, das so angeordnet ist, daß, wenn der Kern schmilzt und den Trockenschachtboden berührt, das schmelzbare Metall schmilzt, so daß die Kühlflüssigkeit in den Trockenschacht strömt und Korium-Beton-Reaktionen verhindert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Reaktorkomplex schmelzbares Metall enthaltende Hemmeinrichtungen auf, um eine Kühlmittelströmung von einem Reservoir zu einem Trockenschacht zu blockieren. Die Hemmeinrichtungen sind so aufgebaut, daß, wenn das schmelzbare Metall schmilzt, Wasser oder ein anderes Kühlmittel frei in den Trockenschacht strömen kann, wobei die Korium-Beton-Reaktion oder eine andere Reaktion auf Koriumbasis vermindert wird. Wärme von Korium, das auf den Trockenschachtboden fällt, schmilzt das schmelzbare Material, so daß der Trockenschacht geflutet wird, Korium-Reaktionen gebremst werden, der Gasdruck in dem Behälter auf tolerierbaren Werten gehalten wird und die Gefahr für die Umgebung minimiert wird.
  • Ein schmelzbares Metall wird hier als ein Metall definiert, das bei einer Temperatur zwischen 200ºC und 370ºC (400ºF und 700ºF) flüssig wird. Lötmittel ist ein auf breiter Basis bekanntes Beispiel für ein schmelzbares Metall. Vorzugsweise würde ein Reaktorkomplex viele Leitungen verwenden, die jeweils mit einer entsprechenden Hemmeinrichtung versehen sind. Es können unterschiedliche schmelzbare Metalle für die verschiedenen Leitungen verwendet werden, um die Wahrscheinlichkeit für zahlreiche Ausfälle zu minimieren. In jedem Fall sollte das Metall so gewählt sein, daß es nicht schmilzt, wenn nicht Korium in den Trockenschacht eintritt. Die Schmelztemperaturen sollten tief genug sein, um ein Schmelzen zu garantieren, wenn Korium in den Trockenschacht eintritt. Die Empfindlichkeit des schmelzbaren Metalls auf das Vorhandensein von Korium-Temperaturen kann vergrößert werden, indem sichergestellt wird, daß das schmelzbare Metall von dem Wasser aus dem Reservoir thermisch isoliert ist.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das schmelzbare Metall als ein Stopfen in einem Leitungsverlängerungsrohr zu einem Wasserreservoir verwendet. Die Leitungsverlängerung ist an einer Leitung durch die Trockenschachtwand befestigt. Während der Fertigung kann schmelzbares Metall in eine ringförmige Vertiefung in dem Rohr fließen, um die Position des Stopfens in dem Rohr zu verankern. Eine Isolierscheibe ist zwischen dem Stopfen und dem Wasser angeordnet, so daß die relativ niedrigen Wassertemperaturen das Schmelzen des Stopfens während eines Koriumbruches nicht verhindern. Eine Kunststoffkappe kann das Rohr überdecken, so daß der Stopfen weniger anfällig für Korrosion ist und so daß toxische Komponenten, z. B. Blei, die aus dem Stopfen freigesetzt werden, während des normalen Betriebs nicht austreten.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Platte auf einen Flansch der Leitung geschraubt. Eine O- Ringdichtung kann verwendet werden, um zu verhindern, daß Wasser zwischen der Platte und dem Flansch und in den Trockenschacht hinein leckt. Der Bolzenkopf ist durch eine Hülse aus schmelzbarem Material im Abstand von dem Flansch angeordnet, während eine Mutter, die auf den Bolzen geschraubt ist, die Platte gegen den Flansch drückt. In diesem Fall isolieren der Flansch und die dazwischen befindliche umgebende Atmosphäre das schmelzbare Metall von dem Wasser in der Leitung. Während eines Koriumbruches schmelzen die Hülsen aus schmelzbaren Material und die Platte fällt von dem Leitungsflansch weg. Dadurch kann Wasser in den Trockenschacht eintreten
  • Die Verwendung einer Hemmeinrichtung, die abfällt, wenn ihre aus schmelzbarem Metall bestehenden Komponenten schmelzen, vermeiden das Erfordernis für einen Eingriff durch einen Operator, separate Sensoren, eingreifende Regelsysteme und mechanisch betätigte Ventile. Demzufolge sind die Risiken einer Unaufmerksamkeit oder eines Fehlers des Operators, Sensorfehler, Reglerfehler und ein Versagen eines mechanischen Ventils im wesentlichen vermieden. Diese und andere Beschreibung nachfolgend in bezug auf die folgenden Zeichnungen, in denen:
  • Figur 1 eine schematische Darstellung von einem Reaktorkomplex gemäß der Erfindung ist;
  • Figur 2 eine Schnittansicht von einer Hemmeinrichtung des Komplexes gemäß Figur 1 ist;
  • Figur 3 eine Schnittansicht von einer alternativen Hemmeinrichtung ist, die an einer alternativen Leitung befestigt ist, die in den Reaktorkomplex gemäß Figur 1 eingefügt ist.
  • An die Beschreibung ist eine Umwandlungstabelle angehängt, die die angenäherten metrischen und ºC Äquivalente der angegebenen Dimensionen und Temperaturen angibt.
  • Der dargestellte Reaktorkomplex 100 enthält einen Reaktorkern 102, einen Reaktorbehälter 104, einen Trockenschacht 106, Naßschächte 108, Leitungen 110 und Hemmeinrichtungen 112. Einbaubefestigungen 114 halten die Position des Reaktorbehälters 104 in dem Trockenschacht 106 bei. Steuerstäbe 116 und andere Reaktorkomponenten 118 erstrecken sich von dem Reaktorbehälter 104 nach unten in den Trockenschacht 106. Naßschächte 108 halten Wasser 120 auf einem Pegel gut oberhalb des Pegels der Leitungen 110, die genügend oberhalb eines Trockenschachtbodens 122 sind, so daß Hemmeinrichtungen 112 im Fall eines Unfalls nicht durch Korium blockiert sind. Die Leitungen 110 führen durch Trockenschachtwände 124 hindurch und sind selbst mit Wasser 120 aus den Naßschächten 108 gefüllt. Die Hemmeinrichtungen 112 verhindern, daß Wasser 120 in den Leitungen 110 und Naßschächten 108 in den Trockenschacht 106 fließt. Die Hemmeinrichtungen 112 haben Flansche 126, die mit Flanschen 128 der Leitungen 112 für eine Befestigung daran verschraubt sind.
  • Jede Hemmeinrichtung 112 weist ein rohrförmiges Leitungsverlängerungsrohr 230 als ein Gehäuse auf, wie es in Figur 2 gezeigt ist. Ein aus rostfreiem Stahl bestehender Flansch 126 ist mit dem Rohr 230 verschweißt, so daß die Einrichtung 112 an der Leitung 110 befestigt werden kann. Das Rohr 230 weist einen engeren Abschnitt 232 und einen weiteren Abschnitt 234 auf, um so einen umgekehrten und im Winkel angeordneten Sitz 236 zu bilden. Eine ringförmige Vertiefung 238 ist in dem weiteren Abschnitt 234 ausgebildet. Eine Scheibe 240 aus rostfreiem Stahl ist an dem Sitz 236 angebracht. Eine Teflon-Scheibe 242 ist als nächstes an der Scheibe 240 angeordnet, und ein Stopf en 244 aus schmelzbarem Metall ist über der Teflon-Scheibe 242 gebildet. Eine Schutzkappe 246 paßt mit dem unteren Ende des Rohres 230 zusammen. Wasser 120 aus dem Naßschacht 108 und der Leitung 110 füllt den engeren Abschnitt 232.
  • Die Stahlscheibe 240 blockiert das Wasser 120, so daß es nicht mit dem Stopfen 244 in Kontakt kommt, Die Teflon- Scheibe 242 isoliert thermisch den Stopfen 244 von den Kühleffekten des Wasser 120. Jede kleine Wassermenge, die mit dem Stopf en 244 in Kontakt kommt, kann im Falle eines Koriumbruches weggesiedet werden. Im Falle eines Koriumbruches brennt die Kunststoffkappe 246 weg; der schmelzbare Stopfen 244 wird erhitzt, schmilzt und fließt aus dem Rohr 230; die Teflon-Scheibe 242 und die Stahlscheibe 240 fallen aus dem Rohr 230 heraus. Wasser 120 flutet dann den Trockenschacht 106.
  • Es gibt zehn Hemmeinrichtungen, eine für jede der zehn Leitungen (von denen zwei in Figur 1 gezeigt sind). Die Hemmeinrichtung 112 kann ersetzt werden, indem der Wasserpegel in dem Naßschacht 108 unter den Pegel der Leitung 110 abgesenkt wird, oder indem ein temporärer Stopfen von der Naßschachtseite der Leitungen 110 eingesetzt wird. Das Rohr 230 ist ein 10cm (4,00 Zoll) langes Plan 80 Rohr aus rostfreiem Stahl. Das Rohr 230 hat einen Außendurchmesser von 16,5cm (6,50 Zoll). Der engere Abschnitt 232 hat einen Innendurchmesser von etwa 13cm (5,00 Zoll), während der weitere Abschnitt 234 einen Innendurchmesser von etwa 15cm (5,80 Zoll) hat. Die ringförmige Vertiefung 238 ist etwa 2mm (0,08 Zoll) tief. Der Sitz 236 ist in einem Winkel von 45º relativ zu den Wandabschnitten gebildet.
  • Die Scheibe 240 aus rostfreien Stahl ist etwa 6mm (0,25 Zoll) dick und so geformt, daß sie mit dem Sitz 236 übereinstimmt. Ihr Hauptzweck besteht darin zu verhindern, daß Wasser 120, mit dem sie in Kontakt ist, in der Leitung 110 mit dem Stopf en 112 in Kontakt kommt. Der Außendurchmesser der Scheibe 240 beträgt etwa 14cm (5,5 Zoll), was klein genug ist, damit sie aus dem Rohr 230 fällt, wenn der Stopfen 244 schmilzt.
  • Die Teflon (Tetraflouräthylen)-Scheibe 242 dient als eine thermische Isolation, damit Wasser 120 in der Leitung 110 den Stopfen 244 nicht kühlt. Der Schmelzpunkt von Teflon ist höher als derjenige des Stopfens 244, und so behält es seine Integrität wenigstens bis der Stopfen 244 schmilzt und auf den Trockenschachtboden 122 fällt. Die Teflon- Scheibe 242 ist aus einer Teflon-Platte hergestellt; ihre Kanten sind abgerundet, damit Wasser 120 sie aus dem Rohr 230 herausschieben kann, wenn der Stopf en 244 schmilzt.
  • Der Stopfen 244 besteht aus einer Mischung von zwei oder drei Metallen aus dem folgenden Satz: Blei, Zinn, Silber, Wismut, Antimon, Tellur, Zink, Kupfer usw. In den zehn Hemmeinrichtungen 112 werden unterschiedliche Mischungen verwendet, um die Möglichkeiten eines gemeinsamen Versagens zu reduzieren. Die bevorzugten Schmelzpunkte betragen etwa 260ºC (500ºF). Allgemeiner gesprochen, liegt der Bereich der Schmelzpunkte zwischen 200ºC und 370ºC (400ºF und 700ºF). Unterschiedliche Werte würden auf unterschiedliche Reaktorkomplexe anwendbar sein. Der Schmelzpunkt sollte tief genug sein, um ein Schmelzen im Falle eines Koriumbruches sicherzustellen, und hoch genug sein, um ein Schmelzen ohne einen Koriumbruch zu verhindern.
  • Die Kunststoffabdeckung 246 ist aus Saran (von Dow Chemical erhältlich) hergestellt, so daß sie bei einer viel tieferen Temperatur als der Stopfen 244 schmilzt. Die Kunststoffabdeckung 246 verhindert die Freisetzung von Metallen (z. B. Blei) des Stopfens 244 während normaler Betriebsbedingen. Dies gestattet die Verwendung von Metallen, die unter unkontrollierten Bedingungen als unerwünscht betrachtet werden können. Eine breite Vielfalt von alternativen Abdeckmaterialien können für den vorstehenden Zweck verwendet werden. Irgendeine Toxität des Stopfens sollte im Falle eines Koriumbruches minimal sein.
  • Die Fertigung der Hemmeinrichtung 112 beginnt damit, daß der Flansch 126 an dem Rohr 230 angeschweißt wird. Der weitere Abschnitt 238 wird maschinell hergestellt, um seinen größeren Innendruchmesser hervorzurufen. Das eine Ende des weiteren Abschnitts 238 wird bearbeitet, um den Sitz 236 bei einem vorbestimmten Winkel, z. B. 45º, zu bilden; dann wird die ringförmige Vertiefung 238 bearbeitet. Das Rohr 230 wird dann vertikal orientiert, wobei der weitere Abschnitt 234 oben ist, entgegengesetzt zu seiner Orientierung bei Benutzung und entgegengesetzt zu den dargestellten Orientierungen. Die Scheibe 240 aus rostfreiem Stahl wird durch den weiteren Abschnitt 234 eingesetzt, so daß sie auf dem Sitz 236 ruht. Die Teflon-Scheibe 242 wird in den weiteren Abschnitt 234 eingesetzt, so daß sie auf der Scheibe 240 aus rostfreiem Stahl ruht. Das schmelzbare Metall wird geschmolzen, in das Rohr 230 gegossen und kann dann abkühlen, um den Stopfen 244 zu bilden. Das schmelzbare Metall, das mit der Vertiefung 238 übereinstimmt, dient zur Verankerung des Stopfens 244 in dem Rohr 230. Die Kunststoffabdeckung 246 wird hinzugefügt. Die Anbringung der Hemmeinrichtung 112 beinhaltet, daß sie in die Orientierung gemäß den Figuren 1 und 2 umgekehrt wird und sie an dem Flansch 128 der Leitung 110 abgedichtet und durch Bolzen daran befestigt wird.
  • Optional kann der Flansch der Hemmeinrichtung aus jedem geeigneten Material bestehen, das korrosionsbeständig und mit der Trockenschachtumgebung kompatibel ist. Die Größe des Flansches hängt von der Anzahl der Rohre in dem den unteren Trockenschacht flutenden System und der Geschwindigkeit ab, mit der Wasser dem unteren Trockenschacht zugeführt werden soll. Das Rohr kann alternativ aus bearbeitbarem, korrosionsbeständigem Material bestehen, als daß es an dem Flansch angeschweißt wird. Der Winkel oder die Form des Sitzes können verändert werden. Die Scheibe aus rostfreiem Stahl muß dann so geformt sein, daß sie mit dem Sitz übereinstimmt, oder es kann eine Dichtung, wie beispielsweise eine O-Ringdichtung, verwendet werden.
  • Die in dem Sitz angeordnete Scheibe kann aus einem anderen Metall als das Rohr hergestellt sein, aber es muß darauf geachtet werden, daß galvanische Korrosion vermieden wird. Es kann eine nicht-metallische Scheibe verwendet werden, wie beispielsweise aus Teflon, und in diesem Fall muß keine separate Isolierscheibe benutzt werden. Die Scheibe und die Innenseite des Rohres können mit Epoxyd überzogen sein, das seinen Zweck verliert, wenn der Stopfen schmilzt.
  • Die Isolatorscheibe sollte für eine angemessene thermische Isolation sorgen und entfernbar sein, wenn der Stopfen schmilzt. Sand oder feuerfester Ton sind alternative Isoliermaterialien. Der Isolator kann viel dicker als 0,25 Zoll sein, wenn dies notwendig ist.
  • Der Stopfen muß nicht vollständig schmelzen. Es reicht aus, daß die äußere Schicht schmilzt, damit der Stopfen aus dem Rohr herausgedrückt werden kann. Demzufolge kann der Stopfen einen Kern aus einem anderen Material als seine äußere Oberfläche aufweisen. Es gibt eine breite Vielfalt von Stopfendicken für diese Aufgabe.
  • Die Anzahl und Tiefe der Vertiefungen können in einem weiten Rahmen variiert werden. Die Vertiefungen geben zusätzliche Festigkeit für den Stopf en bei tiefen Temperaturen. Die Wanddicke ist an den Vertiefungen am kleinsten, so daß das schmelzbare Metall in den Vertiefungen schnell schmilzt, um den Stopfen frei zu geben. Die Kunststoffabdeckung kann aus irgendeinem Material, einschließlich Metall, hergestellt sein, das schmilzt, sich zersetzt oder auf andere Weise einen kleinen Widerstand gegenüber einem gelösten Stopfen bietet.
  • Die vorliegende Erfindung sorgt auch für Ausführungsbeispiele, in denen schmelzbares Material verwendet wird, aber nicht als ein Stopfen. Eine alternative Hemmrichtung 300 ist in Figur 3 gezeigt, die an einem Flansch 128 von einer Leitung 110 angebracht ist. Die Einrichtung 300 weist eine Platte 302 oder Blindflansch, Bolzen 304, Muttern 306, Hülsen 308 und einen O-Ring 310 auf. Die Hülsen 308 sind aus schmelzbarem Metall und dienen dazu, Bolzenköpfe 312 von Bolzen 304 im Abstand von dem Flansch 128 anzuordnen. Bei einem Koriumbruch schmelzen-die Hülsen 308, und die Platte 302 und die Muttern 306 fallen nach unten, bis die Bolzenköpfe 312 mit dem Flansch 128 in Kontakt kommen. Das Wasser 120 kann nun frei durch die Leitung 110 zu dem darunter befindlichen Trockenschacht fließen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Platte 302 mit Löchern 314 entfernt von der Leitung 110 versehen ist, so daß Bolzen 304 und somit schmelzbare Hülsen 308 im Abstand von Wasser 120 in der Leitung 110 angeordnet sind. Somit dienen die Platte 302 und der Flansch 128 als Mittel zum thermischen Isolieren der Hülsen 308.
  • Es sei noch einmal wiederholt, es können unterschiedliche Materialien und Abmessungen verwendet werden. Der Fachmann wird erkennen, daß es eine Vielfalt von Strukturen gibt, die für ein Öffnen einer Leitung sorgen, indem schmelzbares Metall in einer Hemmeinrichtung geschmolzen wird. Beispielsweise könnte das schmelzbare Material ein Hart- oder Weichlötmaterial sein, das dazu verwendet wird, eine Metallkappe mit einer Leitung zu verbinden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Reaktoren, die Steuerstäbe oberhalb des Reaktorbehälters und/oder unterhalb des Reaktorbehälters haben. Es sind Ausführungsbeispiele denkbar, in denen keine Komponenten von dem Behälter nach unten führen, und auch Ausführungsbeispiele, bei denen sich eine oder mehr Komponenten von dem Reaktorbehälter nach unten erstrecken. Die Anzahl von Leitungen und Hemmeinrichtungen kann 1,2 oder jede größere Zahl sein, was von dem Aufbau des Trockenschachtes abhängt. Die Leitungen können einen Bereich von Durchmessern, Längen und Materialien haben. Die Komponenten der Hemmeinrichtung, z. B. der Stopf , die Scheiben, das Rohr, die Bolzen, die Hülsen, können unterschiedliche Abmessungen, Geometrien und Materialzusammensetzungen haben.

Claims (7)

1. Passives System zum Fluten eines Trockenschachtes (106) mit einem Trockenschachtboden (122) und einer Trokkenschachtwand (124) unter einem Reaktorbehälter (104) und einem Spaltreaktorkern (102), der in dem Reaktorbehälter enthalten ist, enthaltend:
ein Flüssigkeitsreservoir (108), das eine Kühlflüssigkeit (120) an einem Pegel oberhalb des Trockenschachtbodens enthält, gekennzeichnt durch:
eine Leitung (110) die sich von dem Reservoir (108) unterhalb des Flüssigkeitpegels durch die Trockenschachtwand (124) hindurch in den Trockenschacht erstreckt, und eine Hemmeinrichtung (112; 300), die mit der Leitung(110) verbunden ist zum Hemmen einer Flüssigkeitsströmung von dem Reservoir (108) in den Trockenschacht (106) im Normalzustand des Reaktors, wobei die Hemmeinrichtung schmelzbares Metall (244, 30308) aufweist, das so angeordnet ist, daß, wenn der Kern schmilzt und den Trockenschachtboden (122) berührt, das schmelzbare Metall schmilzt, so daß die Kühlf lüssigkeit in den Trockenschacht strömt und Korium-Beton-Reaktionen verhindert.
2. System nach Anspruch 1, wobei die Hemmeinrichtung (112) ferner Abstandsmittel (242) aufweist zum thermischen Isolieren des schmelzbaren Metalls (244) von der Flüssigkeit.
3. System nach Anspruch 2, wobei die Hemmeinrichtung (112) eine Leitungsverlängerung (234) aufweist, schmelzbares Metall (244) in der Leitungsverlängerung als ein Stopfen angeordnet ist, die Abstandsmittel (242) ebenfalls in dem Stopfen und zwischen dem schmelzbaren Metall und der Kühlflüssigkeit angeordnet sind, wobei die Abstandsmittel aus thermisch isolierendem Material bestehen.
4. System nach Anspruch 3, wobei die Leitungseinrichtung (234) eine ringförmige Vertiefung (238) aufweist, in die das schmelzbare Metall (244) eingreift, so daß das schmelzbare Metall in der Leitungsverlängerung befestigt ist, bis es schmilzt.
5. System nach Anspruch 4, wobei die Hemmeinrichtung (112) eine Kappe (246) aufweist, die auf der Leitungsverlängerung (234) angeordnet ist, so daß sich das schmelzbare Metall (244) zwischen der Kappe (246) und den Abstandsmitteln (242) befindet, wodurch die Kappe (246) das schmelzbare Metall vor Korrosion schützt.
6. System nach Anspruch 2, wobei:
die Leitung einen Flansch (128) aufweist,
die Hemmeinrichtung (300) eine Platte (302), Bolzen (304) und Muttern (312) aufweist, wobei das schmelzbare Metall in der Form von Bolzenhülsen (308) ausgebildet ist, wobei sich jeder Bolzen der Reihe nach durch eine entsprechende Bolzenhülse (308), den Flansch (128) und die Platte (302) und wenigstens teilweise durch eine entsprechende Mutter (312) erstreckt, so daß die Platte gegen den Flansch (128) abgedichtet ist, so daß Flüssigkeit nicht in den Trockenschacht (106) strömen kann, und
wobei sich die Platte (302), wenn das schmelzbare Metall (308) schmilzt, von dem Flansch (128) trennt, so daß Flüssigkeit durch die Leitung (110) und in den Trockenschacht (106) strömen kann.
7. System nach Anspruch 6, wobei die Hemmeinrichtung (300) ferner eine O-Ringdichtung (314) zwischen dem Flansch (128) und der Platte (302) aufweist.
DE69014794T 1989-09-19 1990-09-17 Passiver Fluter für die untere trockene Sammelkammer. Expired - Lifetime DE69014794T3 (de)

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DE69014794D1 DE69014794D1 (de) 1995-01-19
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