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WO1998012709A1 - Water displacer - Google Patents

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Publication number
WO1998012709A1
WO1998012709A1 PCT/EP1996/004056 EP9604056W WO9812709A1 WO 1998012709 A1 WO1998012709 A1 WO 1998012709A1 EP 9604056 W EP9604056 W EP 9604056W WO 9812709 A1 WO9812709 A1 WO 9812709A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
arrangement according
chamber
filler
partial
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1996/004056
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lothar Wistuba
Josef Hollmann
Dietmar Bittermann
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.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to PCT/EP1996/004056 priority Critical patent/WO1998012709A1/en
Priority to JP10514207A priority patent/JP2001503135A/en
Publication of WO1998012709A1 publication Critical patent/WO1998012709A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
    • G21C9/016—Core catchers
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for displacing water in a chamber below a reactor pressure vessel (RPV) for collecting core melt, with a filler body that is meltable by the core melt.
  • RSV reactor pressure vessel
  • the arrangement can be used in particular in the EPR pressurized water reactor.
  • a device which comprises a prechamber located below the RPV, which is connected via a channel to an expansion chamber.
  • a bulkhead or partition is located on the canal, which initially closes the canal and is destroyed by melting in a predetermined period after the arrival of the meltdown. The meltdown can then flow through the channel into the expansion chamber.
  • the prechamber In order to prevent a steam explosion within the prechamber, there is provision for the prechamber to be equipped with a one-piece filler body which is designed as a thin-walled hollow body. This prevents the water from flowing out into the antechamber, which in turn prevents a steam explosion when the meltdown escapes.
  • the filling Body is destroyed by the meltdown by melting, so that the prechamber function for the meltdown is fully preserved.
  • details of the practical design of the packing are not given there.
  • the invention has for its object to provide a useful solution for an arrangement with a packing for a chamber in a reactor pit.
  • Packing bodies are composed of a large number of partial packing bodies which can be joined together in a modular manner and are dimensioned in such a way that they can be introduced or removed by access to the chamber.
  • the packing can be introduced piece by piece into the chamber and also removed from the chamber, so that the RPV can also be used for subsequent maintenance work, e.g. B. recurring tests in the floor area or repairs is accessible.
  • the partial filling bodies can be brought in or out of the chamber through a channel or through a carrying plate passage which form the access.
  • the partial packing elements which are located in the area of the spherical bottom of the RPV, can be designed in the shape of a circular sector or an annular sector.
  • the partial filling bodies have a shape which is simple to produce and can be introduced well into the chamber. Due to their simple geometry, such partial packing bodies can also be easily manufactured.
  • the filling body formed by the partial filling bodies preferably fills the chamber in a form-fitting manner. This ensures an optimal filling function.
  • the filler preferably has a fill factor of at least 80%, for example 85 to 98%, especially approximately 90%, of the chamber volume (chamber size). In this way, a steam explosion is safely prevented.
  • the remaining amount of residual water is advantageously less than 4 m ⁇ ,
  • the amount of residual water remaining in the chamber is less than 2 3 , for example less than 1 3 , especially about 0.5 m.
  • This residual water can remain in the narrow gaps between the partial packing. Due to the distribution of the residual water over the large volume of the chamber, continuous evaporation is achieved, which in turn prevents the occurrence of a steam explosion.
  • the partial filling bodies are preferably designed as hollow bodies. As a result, they have a low weight and are therefore also easy and quick to transport, which is particularly important for the introduction or removal into or from the chamber. It is advantageous if the partial packing is made of metal or glass. Their production is particularly simple, the melting function being predetermined when the meltdown emerges.
  • the partial filling bodies designed as hollow bodies can also be filled with a filler, for example with a gas or a water-binding agent.
  • a suitable filler can have a beneficial effect on the course of the damage. If necessary, a cooling effect to prevent a steam explosion can also be achieved.
  • the partial packing can also be made of a porous material, a foam or a ceramic, fired or sintered material or made of a concrete-like material.
  • a mineral material is conceivable, for example concrete.
  • the surface of the partial packing should be closed so that no water can penetrate it. Such partial packing can be produced particularly easily and inexpensively.
  • the arrangement is preferably suitable for a chamber which is configured as a spreading chamber, prechamber or channel for collecting or discharging meltdown.
  • the arrangement can fully develop its targeted effect.
  • the packing has, for example, a melting temperature between 100 ° C and 2000 ° C.
  • 1 shows a section through a reactor pit along the line A-A of Figure 2; 2 shows a section through the reactor pit along the line
  • a reactor pressure vessel (RPV) 1 is shown in a side view, which is located in a reactor pit 3.
  • the reactor pit 3 is formed by a concrete foundation 5.
  • An insulation 7 is arranged between the RPV 1 and its outer casing.
  • ventilation ducts 11 can optionally be provided.
  • a chamber specifically a prechamber 13, is arranged below the RPV 1, which is used to collect meltdown from RPV 1 in the event of a fault. It is followed by a channel 15, this is provided on the input and output sides with a bulkhead or partition 17a, 17b, which are destroyed when meltdown emerges and allow the meltdown to flow out into the adjacent expansion chamber 19.
  • the bulkhead or partition 17a, 17b is also referred to as the exit plate exit.
  • RPV 1 If the RPV 1 is injured in the event of a malfunction, water can initially escape from it. This can occur, for example, in the event of a fault on the main coolant line. It is undesirable for the water to accumulate in the bottom area of the reactor pit 3, since a steam explosion can quickly occur when the hot melt melt emerges from the RPV bottom.
  • the RPV 1 has an arrangement which has a filler 21 as an essential element for water displacement.
  • the pre-chamber 13 and the channel 15 are filled with the filling body 21, which is composed of a plurality of partial filling bodies 21a to 21c.
  • the filler 21 fills the cavities of the pre-chamber 13 in such a way that the largest possible fill factor is given. If possible, this should be over 80%, in particular 90 to 98%, especially approximately 90%.
  • the remaining amount of water remaining in the chamber should be well below 4m, especially at Im, optimally at 0.5m. To this
  • the residual water can optionally be distributed over the narrow gaps between the partial packing elements 21a to 21c.
  • An overflow 23 is arranged above the pre-chamber 13, through which the displaced water is conducted into a reservoir 25.
  • the water is therefore outside the endangered area. This prevents it from flowing back and slowly evaporating.
  • the shape of the partial filling elements 21a, 21c is such that they fill the antechamber 13 in a form-fitting manner. In the present example, this means that, for example, they are adapted upwards to the dome-like shape of the bottom of the RPV 1 and have a crucible-like shape downwards. In the region of the channel 15, the partial filling bodies 21b have a sheared rectangular shape.
  • the partial packing elements can be joined to one another in a modular manner, so that a packing element unit is formed.
  • the partial packing 21a, 21b are dimensioned in such a way that they can be introduced or removed through the channel 15. This also applies to the partial packing 21a, 21c, which are arranged directly below the RPV 1. This is particularly advantageous if maintenance work on the RPV 1 is to be carried out subsequently.
  • the partial filling bodies 21a, 21b can thus be removed in a simple manner. They preferably have a size that is easy to handle by the staff.
  • the partial filler 21a, 21b, 21c have means with which they can be firmly connected to each other, for. B. a snap or plug connection.
  • the partial packing elements 21a to 21c can also be numbered or mechanically coded, so that incorrect installation does not occur.
  • FIG. 2 which shows a section along the line EE, allows a top view of the partial filling bodies 21a and 21c.
  • the partial filling bodies 21a are arranged in concentric rings and are designed in the shape of an annular sector.
  • the central partial filling body 21c is circular. It is also conceivable, if necessary, to design the partial packing bodies in the form of a circular sector. It is essential for their dimensioning that they are retrofitted through duct 15 when RPV 1 is installed can be introduced and removed and, thanks to their modular character, form a homogeneous filler.
  • the partial fillers 21a to 21c In order to lose their filling function when core melt emerges, the partial fillers 21a to 21c must have a melting temperature which is above the temperature of the emerging water and below that of the core melt.
  • the temperature can be around 100 to 350 ° C for the water and over 2000 ° C for the meltdown.
  • the melting temperature of the filling body 21 must therefore be in the range between these temperatures.
  • the partial fillers 21a to 21c are preferably designed as hollow bodies. Depending on requirements, they can also be filled with a filler, in particular with a gas, so that a special advantageous effect is produced during melting. This can be a cooling effect, for example.
  • a filler in particular with a gas
  • This can be a cooling effect, for example.
  • Metal or, if appropriate, glass is particularly suitable as the material for the partial fillers 21a to 21c. These materials are easy to process and allow inexpensive production.
  • a metallic packing can be welded, for example.
  • a glass fullbody can be blown or pressed against it.
  • a porous material in particular a foam or a ceramic, fired or sintered material for the partial fillers 21a to 21c. If necessary, these can be produced very simply by cutting, taking care to maintain the required melting temperature.
  • a mineral material e.g. Concrete is conceivable.
  • partial full bodies 21 a, 21 c which are arranged directly below the RPV calotte, so that there is no need for additional insulation, as was previously the case.
  • a multi-layer structure of the filling body 21 is also lent, different qualities of partial packing being used for the individual layers. 3 shows an additional filling layer 27 in the area of the reactor pit ventilation 26, for example.

Landscapes

  • 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)

Abstract

As an appropriate solution with regard to the column packing in a chamber (13) of a reactor cavity (3), the invention suggests a plurality of packing compratments (21a, 21b, 21c) to be jointed like building components, of such sizes that they can be placed or removed using an access to the chamber (13).

Description

Beschreibungdescription

Anordnung zur WasserverdrängungArrangement for water displacement

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Wasserverdrängung in einer unterhalb eines Reaktordruckbehälters (RDB) liegenden Kammer zum Auffangen von Kernschmelze, mit einem Füllkörper, der durch die Kernschmelze schmelzbar ist. Die Anordnung ist insbesondere beim EPR-Druckwasserreaktor einsetzbar.The invention relates to an arrangement for displacing water in a chamber below a reactor pressure vessel (RPV) for collecting core melt, with a filler body that is meltable by the core melt. The arrangement can be used in particular in the EPR pressurized water reactor.

Im Rahmen neuerer Sicherheitsüberlegungen beim Bau von Kernreaktoren wird im Gegensatz zur früheren Sicherheitsphilosophie ein Kernschmelzunfall nicht generell ausgeschlossen. Bei einem derartigen Unfall können Dampfexplosionen auftreten, die durch schlagartig entstehenden Wasserdampf entstehen. Dies kann auftreten, wenn durch einen beschädigten RDB-Boden Kernschmelze mit dem Kühlwasser in Kontakt kommt. Es besteht daher das Bestreben, solche Unfälle - auch wenn sie sehr un- wahrscheinlich sind - zu beherrschen.In the context of more recent safety considerations when building nuclear reactors, in contrast to the earlier safety philosophy, a core meltdown is not generally excluded. In such an accident, steam explosions can occur, which are caused by sudden water vapor. This can occur when meltdown comes into contact with the cooling water due to a damaged RPV floor. There is therefore a desire to control such accidents, even if they are very unlikely.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 43 19 094 AI ist eine Einrichtung bekannt, die eine unterhalb des RDB angeordnete Vorkammer umfaßt, welche über einen Kanal an eine Ausbrei- tungskammer angeschlossen ist. Am Kanal liegt eine Schottoder Trennwand, die den Kanal zunächst verschließt und in einer vorgegebenen Zeitspanne nach Eintreffen von Kernschmelze von dieser durch Schmelzen zerstört wird. Die Kernschmelze kann dann durch den Kanal in die Ausbreitungskammer ausflies- sen.From the German patent application DE 43 19 094 AI a device is known which comprises a prechamber located below the RPV, which is connected via a channel to an expansion chamber. A bulkhead or partition is located on the canal, which initially closes the canal and is destroyed by melting in a predetermined period after the arrival of the meltdown. The meltdown can then flow through the channel into the expansion chamber.

Um eine Dampfexplosion innerhalb der Vorkammer zu verhindern, ist dort vorgesehen, die Vorkammer mit einem einteiligen Füllkörper auszustatten, der als dünnwandiger Hohlkörper aus- geführt ist. Dadurch wird ein Ausfließen des Wassers in die Vorkammer verhindert, wodurch wiederum eine Dampfexplosion beim Austreten der Kernschmelze verhindert ist. Der Füll- körper wird dabei von der Kernschmelze durch Schmelzen zerstört, so daß die Vorkammerfunktion für die Kernschmelze voll erhalten ist. Angaben zur näheren praktischen Ausführung des Füllkörpers sind dort jedoch nicht gemacht.In order to prevent a steam explosion within the prechamber, there is provision for the prechamber to be equipped with a one-piece filler body which is designed as a thin-walled hollow body. This prevents the water from flowing out into the antechamber, which in turn prevents a steam explosion when the meltdown escapes. The filling Body is destroyed by the meltdown by melting, so that the prechamber function for the meltdown is fully preserved. However, details of the practical design of the packing are not given there.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zweckmäßige Lösung für eine Anordnung mit einem Füllkörper für eine Kammer in einer Reaktorgrube anzugeben.The invention has for its object to provide a useful solution for an arrangement with a packing for a chamber in a reactor pit.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß derThe object is achieved in that the

Füllkörper sich aus einer Vielzahl von Teilfüllkörpern zusammensetzt, die bausteinartig aneinanderfügbar sind und derart dimensioniert sind, daß sie durch einen Zugang zur Kammer ein- oder ausbringbar sind.Packing bodies are composed of a large number of partial packing bodies which can be joined together in a modular manner and are dimensioned in such a way that they can be introduced or removed by access to the chamber.

Auf diese Weise ist eine praktikable Lösung gegeben, die sich gegebenenfalls auch zur Nachrüstung bei bestehenden Anlagen eignet, bei denen die unterhalb des RDB angeordnete Kammer zugänglich ist. Mit Vorteil kann der Füllkörper nämlich stückchenweise in die Kammer eingebracht und aus der Kammer auch entfernt werden, so daß der RDB auch für nachträgliche Wartungsarbeiten, z. B. wiederkehrende Prüfungen im Bodenbereich oder Reparaturen, zugänglich ist.In this way, a practicable solution is provided, which may also be suitable for retrofitting to existing systems in which the chamber below the RPV is accessible. Advantageously, the packing can be introduced piece by piece into the chamber and also removed from the chamber, so that the RPV can also be used for subsequent maintenance work, e.g. B. recurring tests in the floor area or repairs is accessible.

Beispielsweise sind die Teilfüllkörper durch einen Kanal oder durch einen Tragschilddurchtritt , die den Zugang bilden, zur Kammer ein- oder ausbringbar.For example, the partial filling bodies can be brought in or out of the chamber through a channel or through a carrying plate passage which form the access.

Die Teilfüllkörper, die sich im Bereich des kalottenförmigen Bodens des RDBs befinden, können kreissektor- oder kreisring- sektorförmig ausgebildet sein. Dadurch weisen die Teilfüllkörper eine Form auf, die sich einfach herstellen läßt und gut in die Kammer einbringbar ist. Durch ihre einfache Geometrie lassen sich derartige Teilfüllkörper auch einfach her- stellen. Der von den Teilfüllkörpern gebildete Füllkörper füllt die Kammer bevorzugt formschlüssig aus. Damit ist ein Optimum an Füllfunktion gegeben.The partial packing elements, which are located in the area of the spherical bottom of the RPV, can be designed in the shape of a circular sector or an annular sector. As a result, the partial filling bodies have a shape which is simple to produce and can be introduced well into the chamber. Due to their simple geometry, such partial packing bodies can also be easily manufactured. The filling body formed by the partial filling bodies preferably fills the chamber in a form-fitting manner. This ensures an optimal filling function.

Bevorzugt weist der Füllkörper einen Füllfaktor von mindestens 80 %, beispielsweise 85 bis 98 %, speziell ca. 90%, des Kammervolumens (Kammergröße) auf. Auf diese Weise ist eine Dampfexplosion sicher verhindert. Die verbleibende Restwas- sermenge liegt dabei mit Vorteil unter 4 m →,The filler preferably has a fill factor of at least 80%, for example 85 to 98%, especially approximately 90%, of the chamber volume (chamber size). In this way, a steam explosion is safely prevented. The remaining amount of residual water is advantageously less than 4 m →,

Beispielsweise ist die in der Kammer verbleibende Restwassermenge kleiner als 2 3, z.B. kleiner als 1 3, speziell circa 0,5 m . Dieses Restwasser kann dabei in den engen Spalten zwischen den Teilfüllkörpern verbleiben. Durch die Verteilung des Restwassers auf das große Raumvolumen der Kammer ist ein kontinuierliches Verdampfen erreicht, wodurch wiederum das Auftreten einer Dampfexplosion verhindert ist.For example, the amount of residual water remaining in the chamber is less than 2 3 , for example less than 1 3 , especially about 0.5 m. This residual water can remain in the narrow gaps between the partial packing. Due to the distribution of the residual water over the large volume of the chamber, continuous evaporation is achieved, which in turn prevents the occurrence of a steam explosion.

Bevorzugt sind die Teilfüllkörper als Hohlkörper ausgebildet. Sie weisen dadurch ein geringes Gewicht auf und sind daher auch leicht und schnell transportierbar, was insbesondere für das Einbringen oder Ausbringen in bzw. aus die/der Kammer wichtig ist. Dabei ist es günstig, wenn die Teilfüllkörper aus Metall oder Glas gefertigt sind. Ihre Herstellung ist da- bei besonders einfach, wobei die Ξchmelzfunktion beim Austreten der Kernschmelze vorgegeben ist.The partial filling bodies are preferably designed as hollow bodies. As a result, they have a low weight and are therefore also easy and quick to transport, which is particularly important for the introduction or removal into or from the chamber. It is advantageous if the partial packing is made of metal or glass. Their production is particularly simple, the melting function being predetermined when the meltdown emerges.

Die als Hohlkörper ausgebildeten Teilfüllkörper können auch mit einem Füllstoff, beispielsweise mit einem Gas oder einem wasserbindenden Mittel, gefüllt sein. Auf diese Weise kann mit einem geeigneten Füllstoff eine günstige Wirkung auf den Schadensverlauf genommen werden. Gegebenenfalls kann dadurch beispielsweise auch eine kühlende Wirkung zur Verhinderung einer Dampfexplosion erzielt werden.The partial filling bodies designed as hollow bodies can also be filled with a filler, for example with a gas or a water-binding agent. In this way, a suitable filler can have a beneficial effect on the course of the damage. If necessary, a cooling effect to prevent a steam explosion can also be achieved.

Alternativ können die Teilfüllkörper auch aus einem porösen Material, einem Schaum oder einem keramischen, gebrannten oder gesinterten Material oder aus einem betonartigen Material gefertigt sein. Es ist ein mineralisches Material denkbar, zum Beispiel Beton. Die Oberfläche der Teilfüllkörper sollte jedoch geschlossen sein, so daß kein Wasser in sie eindringen kann. Derartige Teilfüllkörper lassen sich besonders einfach und preiswert herstellen.Alternatively, the partial packing can also be made of a porous material, a foam or a ceramic, fired or sintered material or made of a concrete-like material. A mineral material is conceivable, for example concrete. However, the surface of the partial packing should be closed so that no water can penetrate it. Such partial packing can be produced particularly easily and inexpensively.

Bevorzugt eignet sich die Anordnung für eine Kammer die als Ausbreitungskammer, Vorkammer oder Kanal zum Auffangen oder Ableiten von Kernschmelze ausgestaltet ist. Hier kann die Anordnung ihre zielgerichtete Wirkung voll entfalten.The arrangement is preferably suitable for a chamber which is configured as a spreading chamber, prechamber or channel for collecting or discharging meltdown. Here, the arrangement can fully develop its targeted effect.

Der Füllkörper hat beispielsweise eine Schmelztemperatur zwischen 100° C und 2000° C.The packing has, for example, a melting temperature between 100 ° C and 2000 ° C.

Die Erfindung, weitere Vorteile und Details werden nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention, further advantages and details are explained in more detail below by way of example with reference to the drawing. Show it:

FIG 1 einen Schnitt durch eine Reaktorgrube entlang der Linie A-A von FIG 2; FIG 2 einen Schnitt durch die Reaktorgrube entlang der Linie1 shows a section through a reactor pit along the line A-A of Figure 2; 2 shows a section through the reactor pit along the line

E-E von FIG 1; FIG 3 die Reaktorgrube in einem Schnitt entlang der Linie C-C von FIG 2.E-E of FIG 1; 3 shows the reactor pit in a section along the line C-C of FIG.

Nach FIG 1 und 3 ist ein Reaktordruckbehälter (RDB) 1 in einer Seitenansicht gezeigt, welcher sich in einer Reaktorgrube 3 befindet. Die Reaktorgrube 3 ist dabei von einem Betonfun- dament 5 gebildet. Zwischen dem RDB 1 und seiner äußeren Um- mantelung ist eine Isolierung 7 angeordnet. Zur Belüftung der freien Zwischenräume 9 können gegebenenfalls Belüf ungskanäle 11 vorgesehen sein.1 and 3, a reactor pressure vessel (RPV) 1 is shown in a side view, which is located in a reactor pit 3. The reactor pit 3 is formed by a concrete foundation 5. An insulation 7 is arranged between the RPV 1 and its outer casing. For the ventilation of the free spaces 9, ventilation ducts 11 can optionally be provided.

Unterhalb des RDB 1 ist eine Kammer, speziell eine Vorkammer 13, angeordnet, die zum Auffangen von Kernschmelze aus dem RDB 1 im Störfall dient. Ihr nachgeschaltet ist ein Kanal 15, wobei dieser ein- und ausgangseitig mit einer Schott- oder Trennwand 17a, 17b versehen ist, die beim Austreten von Kernschmelze zerstört werden und ein Ausfließen der Kernschmelze in die benachbarte Ausbreitungskammer 19 ermöglichen. Die Schott- oder Trennwand 17a, 17b wird auch als Tragschildaustritt bezeichnet.A chamber, specifically a prechamber 13, is arranged below the RPV 1, which is used to collect meltdown from RPV 1 in the event of a fault. It is followed by a channel 15, this is provided on the input and output sides with a bulkhead or partition 17a, 17b, which are destroyed when meltdown emerges and allow the meltdown to flow out into the adjacent expansion chamber 19. The bulkhead or partition 17a, 17b is also referred to as the exit plate exit.

Wenn im Störfall der RDB 1 verletzt wird, so kann zunächst Wasser aus ihm austreten. Dies kann beispielsweise bei einem Fehler an der Hauptkühlmittelleitung auftreten. Dabei ist es unerwünscht, daß sich das Wasser im Bodenbereich der Reaktorgrube 3 ansammelt, da beim Austritt der heißen Kernschmelze aus dem RDB-Boden rasch eine Dampfexplosion entstehen kann.If the RPV 1 is injured in the event of a malfunction, water can initially escape from it. This can occur, for example, in the event of a fault on the main coolant line. It is undesirable for the water to accumulate in the bottom area of the reactor pit 3, since a steam explosion can quickly occur when the hot melt melt emerges from the RPV bottom.

Der RDB 1 weist eine Anordnung auf, welche einen Füllkörper 21 als wesentliches Element zur Wasserverdrängung hat. Vorliegend ist die Vorkammer 13 und der Kanal 15 mit dem Füllkörper 21 ausgefüllt, der sich aus einer Vielzahl von Teilfüllkörpern 21a bis 21c zusammensetzt. Dabei ist vorgesehen, daß der Füllkörper 21 die vorliegenden Hohlräume der Vorkammer 13 derart ausfüllt, daß ein möglichst großer Füllfaktor gegeben ist. Dieser sollte möglichst über 80 %, insbesondere 90 bis 98 %, speziell circa 90%, betragen. Die dabei in der Kammer verbleibende Restwassermenge sollte deutlich unter 4m , insbesondere bei Im , optimal bei 0,5m liegen. Auf dieseThe RPV 1 has an arrangement which has a filler 21 as an essential element for water displacement. In the present case, the pre-chamber 13 and the channel 15 are filled with the filling body 21, which is composed of a plurality of partial filling bodies 21a to 21c. It is provided that the filler 21 fills the cavities of the pre-chamber 13 in such a way that the largest possible fill factor is given. If possible, this should be over 80%, in particular 90 to 98%, especially approximately 90%. The remaining amount of water remaining in the chamber should be well below 4m, especially at Im, optimally at 0.5m. To this

Weise ist das plötzliche Entstehen einer großen Dampfmenge verhindert. Das Restwasser kann sich gegebenenfaallε auf die engen Spalten zwischen den Teilfüllkörpern 21a bis 21c verteilen.This prevents the sudden generation of a large amount of steam. The residual water can optionally be distributed over the narrow gaps between the partial packing elements 21a to 21c.

Oberhalb der Vorkammer 13 ist ein Überlauf 23 angeordnet, durch den das verdrängte Wasser in ein Reservoir 25 geleitet wird. Das Wasser ist damit außerhalb des gefährdeten Bereichs. Ein Nachfließen und ein langsames Verdampfen ist da- mit verhindert. Die Teilfüllkörper 21a, 21c sind dabei in ihrer Form derart ausgestaltet, daß sie die Vorkammer 13 formschlüssig ausfüllen. Das bedeutet im vorliegenden Beispiel, daß sie beispielsweise nach oben der kalottenartigen Form des Bodens des RDB 1 angepaßt sind und nach unten eine tiegelartige Form aufweisen. Im Bereich des Kanals 15 weisen die Teilfüllkörper 21b eine gescherte Rechteckform auf. Die Teilfüllkörper sind sind dabei bausteinartig aneinanderfügbar, so daß eine Füllkörpereinheit gebildet ist.An overflow 23 is arranged above the pre-chamber 13, through which the displaced water is conducted into a reservoir 25. The water is therefore outside the endangered area. This prevents it from flowing back and slowly evaporating. The shape of the partial filling elements 21a, 21c is such that they fill the antechamber 13 in a form-fitting manner. In the present example, this means that, for example, they are adapted upwards to the dome-like shape of the bottom of the RPV 1 and have a crucible-like shape downwards. In the region of the channel 15, the partial filling bodies 21b have a sheared rectangular shape. The partial packing elements can be joined to one another in a modular manner, so that a packing element unit is formed.

Wesentlich für den vorliegenden Füllkörper ist, daß die Teilfüllkörper 21a, 21b derart dimmensioniert sind, daß sie durch den Kanal 15 ein- oder ausbringbar sind. Das gilt auch für die Teilfüllkörper 21a, 21c, die direkt unterhalb des RDB 1 angeordnet sind. Dies ist insbesondere günstig, wenn nachträglich Wartungsarbeiten am RDB 1 ausgeführt werden sollen. Die Teilfüllkörper 21a, 21b können so auf einfache Weise entfernt werden. Sie weisen bevorzugt eine Größe auf, die vom Personal gut handhabbar sind.It is essential for the present packing that the partial packing 21a, 21b are dimensioned in such a way that they can be introduced or removed through the channel 15. This also applies to the partial packing 21a, 21c, which are arranged directly below the RPV 1. This is particularly advantageous if maintenance work on the RPV 1 is to be carried out subsequently. The partial filling bodies 21a, 21b can thus be removed in a simple manner. They preferably have a size that is easy to handle by the staff.

Es ist auch denkbar, daß die Teilfüllkörper 21a, 21b, 21c Mittel aufweisen, mit denen sie fest miteinander verbunden werden können, z. B. eine Rast- oder Steckverbindung. Um einen problemlosen Einbau zu gewährleisten, können die Teilfüllkör- per 21a bis 21c auch mit einer Numerierung oder einer mechanischen Codierung versehen sein, so daß kein fehlerhafter Einbau entsteht.It is also conceivable that the partial filler 21a, 21b, 21c have means with which they can be firmly connected to each other, for. B. a snap or plug connection. In order to ensure problem-free installation, the partial packing elements 21a to 21c can also be numbered or mechanically coded, so that incorrect installation does not occur.

Die FIG 2, die einen Schnitt entlang der Linie E-E zeigt, er- laubt eine Draufsicht auf die Teilfüllkörper 21a und 21c. Die Teilfüllkörper 21a sind dabei in konzentrischen Ringen angeordnet und kreisringsektorförmig ausgebildet. Der zentrale Teilfüllkörper 21c ist dabei kreisförmig ausgebildet. Es ist auch gegebenenfalls denkbar, die Teilfüllkörper kreissektor- förmig auszubilden. Wesentlich für ihre Bemessung ist, daß sie nachträglich bei eingebautem RDB 1 durch den Kanal 15 ein- und ausbringbar sind und durch ihren bausteinartigen Charakter einen homogenen Füllkόrper bilden.FIG. 2, which shows a section along the line EE, allows a top view of the partial filling bodies 21a and 21c. The partial filling bodies 21a are arranged in concentric rings and are designed in the shape of an annular sector. The central partial filling body 21c is circular. It is also conceivable, if necessary, to design the partial packing bodies in the form of a circular sector. It is essential for their dimensioning that they are retrofitted through duct 15 when RPV 1 is installed can be introduced and removed and, thanks to their modular character, form a homogeneous filler.

Um ihre Füllfunktion beim Austreten von Kernschmelze zu ver- lieren, müssen die Teilfüllkorper 21a bis 21c eine Schmelztemperatur aufweisen, die oberhalb der Temperatur des austretenden Wassers und unterhalb der der Kernschmelze liegt. Die Temperatur kann für das Wasser etwa 100 bis 350°C und für die Kernschmelze über 2000° C betragen. Die Schmelztemperatur des Füllkorpers 21 muß also im Bereich zwischen diesen Temperaturen liegen.In order to lose their filling function when core melt emerges, the partial fillers 21a to 21c must have a melting temperature which is above the temperature of the emerging water and below that of the core melt. The temperature can be around 100 to 350 ° C for the water and over 2000 ° C for the meltdown. The melting temperature of the filling body 21 must therefore be in the range between these temperatures.

Bevorzugt sind die Teilfüllkorper 21a bis 21c als Hohlkörper ausgebildet. Sie können dabei je nach Bedarf auch mit einem Füllstoff, insbesondere mit einem Gas, ausgefüllt sein, so daß beim Schmelzen eine spezielle vorteilhafte Wirkung entsteht. Dies kann beispielsweise eine kühlende Wirkung sein. Als Material für die Teilfüllkorper 21a bis 21c eignet sich insbesondere Metall oder gegebenenfalls auch Glas. Diese Ma- terialien sind leicht verarbeitbar und erlauben eine preiswerte Fertigung. Ein metallischer Füllkorper kann beispielsweise geschweißt sein. Ein Glasfullkorper läßt sich dagegen blasen oder pressen.The partial fillers 21a to 21c are preferably designed as hollow bodies. Depending on requirements, they can also be filled with a filler, in particular with a gas, so that a special advantageous effect is produced during melting. This can be a cooling effect, for example. Metal or, if appropriate, glass is particularly suitable as the material for the partial fillers 21a to 21c. These materials are easy to process and allow inexpensive production. A metallic packing can be welded, for example. A glass fullbody can be blown or pressed against it.

Alternativ ist es auch denkbar, ein poröses Material, insbesondere einen Schaum oder ein keramisches, gebranntes oder gesintertes Material für die Teilfüllkorper 21a b s 21c zu verwenden. Diese lassen sich gegebenenfalls sehr einfach durch Schneiden herstellen, wobei das Einhalten der erforder- liehen Schmelztemperatur zu beachten ist. Auch ein mineralischer Werkstoff, z.B. Beton, ist denkbar.Alternatively, it is also conceivable to use a porous material, in particular a foam or a ceramic, fired or sintered material for the partial fillers 21a to 21c. If necessary, these can be produced very simply by cutting, taking care to maintain the required melting temperature. A mineral material, e.g. Concrete is conceivable.

Gegebenenfalls läßt sich mit den Teilfullkorpern 21 a, 21c, die direkt unterhalb der RDB-Kalotte angeordnet sind, eine Isolationswirkung erzielen, so daß dort eine zusätzliche Isolation - wie bisher üblich - nicht notig ist. Gegebenenfalls ist auch ein vielschichtiger Aufbau des Füllkorpers 21 og- lieh, wobei für die einzelnen Schichten unterschiedliche Qualitäten von Teilfüllkörpern verwendet werden. In der FIG 3 ist dazu beispielhaft im Bereich der Reaktorgrubenbelüf ung 26 eine zusätzliche Füllschicht 27 gezeigt.If necessary, an insulation effect can be achieved with the partial full bodies 21 a, 21 c, which are arranged directly below the RPV calotte, so that there is no need for additional insulation, as was previously the case. If necessary, a multi-layer structure of the filling body 21 is also lent, different qualities of partial packing being used for the individual layers. 3 shows an additional filling layer 27 in the area of the reactor pit ventilation 26, for example.

Selbstverständlich sind beliebige Kombinationen der oben beschriebenen Merkmale und weitere Ausgestaltungen im Rahmen des fachmännischen Könnens möglich, ohne daß der Grundgedanke der vorliegenden Idee verlassen wird. Of course, any combination of the features described above and further refinements within the scope of the expert ability are possible without departing from the basic idea of the present idea.

Claims

Patentansprüche claims 1. Anordnung zur Wasserverdrängung in einer unterhalb eines Reaktordruckbehälters (1) liegenden Kammer (13) zum Auffangen von Kernschmelze, mit einem Füllkörper (21) , der durch die Kernschmelze schmelzbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Füllkörper (21) sich aus einer Vielzahl von Teilfüllkörpern (21a bis 21c) zusammensetzt, die bausteinartig anein- anderfügbar sind und derart dimensioniert sind, daß sie durch einen Zugang zur Kammer (13) ein- oder ausbringbar sind.1. Arrangement for water displacement in a below a reactor pressure vessel (1) lying chamber (13) for collecting meltdown, with a filler (21) which is meltable by the meltdown, characterized in that the filler (21) consists of a variety of Partial fillers (21a to 21c) are assembled, which can be joined to one another in a modular manner and are dimensioned such that they can be introduced or removed by access to the chamber (13). 2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Teilfüllkorper (21a bis 21c) durch einen Kanal (15) oder durch einen Tragschilddurchtritt zur Kammer (13) ein- oder ausbringbar sind.2. Arrangement according to claim 1, so that the partial fillers (21a to 21c) can be introduced or removed through a channel (15) or through a carrier plate passage to the chamber (13). 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß die Teilfüllkorper (21a, 21c) im Bereich des kalotten- förmigen Bodens des Reaktordruekbehälters (1) kreissektor- oder kreisringsektorförmig ausgebildet sind.3. Arrangement according to claim 1 or 2, so that the partial fillers (21a, 21c) in the region of the spherical bottom of the reactor pressure vessel (1) are designed in the form of a circular sector or an annular sector. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Füllkörper (21) die Kammer (13) formschlüssig ausfüllt.4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, that the filler (21) fills the chamber (13) in a form-fitting manner. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Füllkörper (21) einen Füllfaktor von mindestens 80 % in bezug auf die Kammergröße aufweist.5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, so that the filler (21) has a fill factor of at least 80% with respect to the chamber size. 6. Anordnung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Füllkörper (21) einen Füllfaktor von 90 % bis 98 % in bezug auf die Kammergröße aufweist.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the filler (21) has a fill factor of 90% to 98% with respect to the chamber size. 7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß die in der Kammer (13) verbleibende Restwassermenge kleiner als 2 m3 ist.7. Arrangement according to claim 5 or 6, dadurchgeken nz calibrates that the remaining amount of water in the chamber (13) is less than 2 m 3 . 8. Anordnung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die in der Kammer (13) verbleibende Restwassermenge kleiner als 1 m3 ist .8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the remaining amount of water in the chamber (13) is less than 1 m 3 . 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Teilfüllkorper (21a bis 21c) als Hohlkörper ausgebildet sind.9. Arrangement according to one of claims 1 to 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the Teilfüllkorper (21a to 21c) are designed as a hollow body. 10. Anordnung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Teilfüllkorper (21a bis 21c) aus Metall oder Glas gefertigt sind.10. The arrangement according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the Teilfüllkorper (21a to 21c) are made of metal or glass. 11. Anordnung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlkörper mit einem Füllstoff gefüllt sind.11. The arrangement according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the hollow bodies are filled with a filler. 12. Anordnung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hohlkörper mit Gas gefüllt sind.12. The arrangement according to claim 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the hollow bodies are filled with gas. 13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Teilfüllkorper (21a bis 21c) aus einem porösen Mate- rial, einem Schaum, einem keramischen, gebrannten oder gesinterten Material oder einem betonartigen Material gefertigt sind. 13. Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the partial filler (21a to 21c) are made of a porous material, a foam, a ceramic, fired or sintered material or a concrete-like material. 14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kammer (13) eine Ausbreitungskammer, Vorkammer (13 oder ein Kanal (15) für die Kernschmelze ist.14. Arrangement according to one of claims 1 to 13, so that the chamber (13) is an expansion chamber, prechamber (13 or a channel (15) for the meltdown). 15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Füllkörper (21) eine Schmelztemperatur zwischen 100° C und 2000° C hat. 15. Arrangement according to one of claims 1 to 14, so that the filler (21) has a melting temperature between 100 ° C and 2000 ° C.
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