DE1514437C - Sicherheitsabsperrorgan - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsabsperrorgan für großflächige Druckausgleichsöffnungen in den Wandungen zwischen benachbarten Räumen eines eine Kernreaktoranlage enthaltenden, dichten Reaktorsicherheitsgebäudes, das beim Überschreiten eines' einstellbaren Überdruckes schlagartig und vollständig öffnet und das aus einem scheibenförmigen Verschlußteil besteht, welches an seinem Umfang gegen die Trennwand der benachbarten Räume abgedichtet und in dieser Lage durch auswechselbare Bauelemente bis zur Erreichung eines einstellbaren Überdruckes gehalten ist (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 078 247).

Kernreaktoren sind innerhalb des Reaktorsicherheitsgebäudes nochmals in hermetisch abgeschlossenen Räumen untergebracht, damit austretende Spaltprodukte und Strahlungen nicht die übrigen begehbaren Räume der Reaktoranlage verseuchen können. Im^% Falle eines Reaktorschadens, also z. B. beim Reißen einer Kühlmitteldampfleitung, würde der dadurch in solchen Räumen verursachte hohe Überdruck die Zerstörung desselben bewirken. Es ist daher notwendig, dem austretenden Dampf in solchen Fällen einen größeren Raum zur Ausdehnung zur Verfügung zu stellen, damit der Enddruck tatsächlich aufgefangen werden kann. Zu diesem Zweck befinden sich zwischen der eigentlichen Reaktorkammer und den übrigen Räumen Sicherheitsabsperrorgane z. B. in Gestalt von Glaswänden oder Platzmembranen, die beim Auftreten eines bestimmten Überdruckwertes innerhalb der Reaktorkammer reißen und einen Übertritt des Dampfes in das übrige Reaktorgebäude ermöglichen. Häufig wird dieser übertretende Dampf zunächst über eine Wasservorlage geleitet, worin er zum größten Teil bereits kondensiert, es ist dies also ein weiteres Mittel zur Druckunterdrückung innerhalb des Reaktorsicherheitsgebäudes.

Da aber bei derartigen Unfällen sehr große Energiemengen frei werden, ist es notwendig, die Querschnittte des Sicherheitsabsperrorgans sehr groß zu machen, sie betragen unter Umständen mehrere Quadratmeter. Das bisher geübte und vorbeschriebene Verfahren verwendet als Absperrorgane verhältnismäßig teure Einrichtungen, deren Justierung auf den entsprechenden Ansprechdruck sehr umständlich und auch kostspielig ist. Außerdem müssen derartige Elemente in ihrer Gesamtheit nach dem Ansprechen wieder ersetzt werden, was ebenfalls vom betrieblichen Standpunkt aus nicht vorteilhaft ist.

Auf dem Gebiet der Kernreaktortechnik muß, wie allgemein bekannt, dem Sicherheitsbedürfnis größte Aufmerksamkeit geschenkt werden. So muß gewährleistet sein, daß die Kettenreaktion im Reaktorkern nicht außer Kontrolle gerät. Für den Notfall muß hier z. B. ein Neutronengift automatisch in den Kühlmittelkreislauf eingebracht werden. Hierzu ist nach der deutschen Auslegeschrift 1 078 207 eine Sicherheitsarmatur vorgeschlagen worden, die in eine Rohrleitung eingesetzt wird. Die auf Druckunterschiede ansprechende Sollbruchstelle befindet sich dabei in einer abdichtenden Membrane, die also in einem solchen Falle zerstört wird.

Dieses System ist jedoch für großflächige Sichcrheitsabsperrorgane nicht gut geeignet.

Der Hrf'indiing liegt die Aufgabe zugrunde, die Auswirkungen eines Schadensfalles im Hinblick auf auftretende Druck- und Temperaturspitzen in einzelnen Räumen des Reaktorgebäudes auf ein Mindestmaß zu beschränken, wobei das eigentliche, großflächige Verschlußteil eines Sicherheitsabsperrorgans beim Ansprechen der Sicherheitseinrichtung nicht zerstört werden soll und nur, baulich einfache Teile der Halterung des Verschlußteils, deren Dimensionierung rechnerisch leicht möglich ist und deren Ersatz keine Schwierigkeiten bereitet, zerstört werden.

ίο Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- ■ löst, daß das Verschlußteil aus einem Stück besteht, starr ist und nach einem Öffnungsvorgang wieder verwendbar ist.

Die dieses Verschlußteil haltenden und auswechselbaren, z. B. stabförmigen Bauelemente sind so dimensioniert, z. B. auch mit Hilfe einer sogenannten Sollbruchstelle, daß sie beim Auftreten bzw. Überschreiten des sogenannten Ansprechdruckes in dem einen angrenzenden Raum des Reaktorgebäudes infolge des auf dem scheibenförmigen Verschlußteil lastenden Druckes brechen. Beim Wiederverschließen dieser Öffnung braucht also nur dieses Bauelement erneuert zu werden. Es ist dabei besonders vorteilhaft, das scheibenförmige Verschlußteil als eine Art Klappe mit einem Scharnier in der Wandöffnung zu befestigen und an dem dem Scharnier gegenüberliegenden Begrenzungsrand des Verschlußteils den druckempfindlichen Verschluß mit einem Reißstift, der z. B. nicht nur auf Zug, sondern auch auf Scherung beansprucht sein kann, anzubringen. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß es selbstverständlich auch möglich ist, eine andere Verschlußart, ζ. Β. eine Art federbelasteten Klinkenverschluß, zu wählen. Auch hier bewirkt das Auftreten eines bestimmten Druckgrenzwertes die Freigabe des scheibenförmigen Verschlußteils oder dieser Klappe.

Zur näheren Erläuterung sei auf die F i g. 1 bis 9 verwiesen.

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Wirkungsweise des eingangs erwähnten Druckunterdrückungssystems, das als wesentliches Element ein derartiges Sicherheitsabsperrorgan enthält. Der Reaktor ist mit 1 bezeichnet, die Reaktorkammer'mit 2. Der im Schadensfall durch das Sicherheitsabsperrorgan 5 entweichende Dampf tritt vor seinem Eintritt in den Reaktorbehälter 4 durch eine Wasservorlage 3 hindurch, wodurch eine ganz wesentliche Druckherabsetzung innerhalb des Reaktorsicherheitsgebäudes 4 erfolgt. Derartige Sicherheitsabsperrorgane können aber auch zwischen anderen Räumen angebracht sein, wobei nicht immer unbedingt mit einer Wasservorlage gearbeitet werden muß. Es sind zur Kondensation des austretenden Wasserdampfes auch andere Einrichtungen, wie z. B. Sprühanlagen usw. bekanntgeworden.

Fig.2 und 3 zeigen als Ansicht und als Querschnitt ein derartiges Sicherheitsabsperrorgan, das hier als runde Scheibe 5 dargestellt ist. Es liegt über eine Dichtung 6 an dem die Wandöffnung begrenzenden Rahmen 7 an. In seiner Mitte ist ein stabförmiges Element 9 befestigt, das z. B. mit Hilfe einer ^; Schraube am Bügel 8 befestigt ist. Dieses stabförmige ?' Element ist in seiner Dicke so bemessen, daß es bei '" einem vorbestimmten Druck reißt und so die Öffnung "^k' freigibt. Dieses Ziel kann z.B. dadurch erreicht wer- ^m den, daß dieses stabförmige Element 9 eine Sollbruchstelle in Form einer Einkerbung od. dgl. erhält. In den F i g. 4 und 5 ist ein Sicherheitsabsperr-

organ mit rechteckiger Bauart dargestellt, das auf der unteren Seite mit Hilfe der Scharniere 15 im Rahmen 7 befestigt ist. In diesem Fall befindet sich das stabförmige Bauelement 9 mit gegebenenfalls einer Sollbruchstelle auf der den Scharnieren gegenüberliegenden Seite der Absperrscheibe 5. Eine Dichtung, ähnlich wie in F i g. 1 und 2, ist hier nicht mehr anbringbar, dafür wird einfach eine dünne Membrane 10 über die Öffnung gedeckt und z. B. mittels Klebung verbunden. Diese Membrane hat als solche keinerlei Festigkeit, sie reicht jedoch aus, den schmalen Spalt zwischen den Bauteilen 5 und 7 abzudichten.

Die F i g. 6 zeigt den Verschluß des Absperrorgans mit Hilfe des Bauteils 9, das in ähnlicher oder in praktisch gleicher Weise wirkt, wie in den Beispielen nach den F i g. 2 und 3. In den bisher besprochenen Beispielen kommt der öffnungsdruck immer nur von einer Seite. Soll jedoch eine Öffnungsmöglichkeit nach beiden Seiten bestehen, so kann eine Konstruktion gemäß F i g. 7 und 8 Verwendung finden, wobei die F i g. 8 einen Querschnitt der Einrichtung nach Fig. 7 entlang der Linie VIII-VIII darstellt. In diesem Fall besitzt die Scheibe 5 eine Nase 11, die sich über beiderseitige Hülsen 13 und den Zugstab 9 jeweils auf eine der beiden in Ausnehmungen des Rahmens 7 lose liegenden Rechteckscheiben 12 abstützt. Die Dichtung erfolgt hier beiderseits durch Folien 10.

F i g. 9 zeigt eine weitere Möglichkeit einer Sperre. Hier ist das scheibenförmige Bauteil 5 wieder über eine Dichtung 6 gegenüber dem Rahmen 7 abgestützt. Es ist jedoch ein starker Haken 51 vorgesehen, der im geschlossenen Zustand in die drehbar gelagerte Klinke 72 einrastet. Diese ist mit ihrer Achse 73 drehbar gelagert und wird über die Feder 74 gegen die Nase des Hakens 51 gepreßt. Beim Auftreten eines Überdruckes von rechts verursacht der Haken 51 mit dem Deckel 5 nach links auszuweichen und drückt dabei die Klinke 72 so lange nach links, bis sie den Haken 51 freigibt und der Deckel schlagartig öffnet. Der Grenzdruck oder Ansprechdruck ist dabei gegeben einmal durch die Federkraft und zum anderen durch die Größe des Hebelarmes, an dem die Feder angreift. Über die Veränderung des Hebelarmes kann dabei auch der Auslösedruck eingestellt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, diese oder eine ähnliche Einrichtung doppeltwirkend auszubilden, wobei dann zur Dichtung wieder eine Folie 10, wie in den Beispielen nach F i g. 4 bis 8, Verwendung finden kann. Alle Darstellungen sind nur rein schematischer Natur, so wird insbesondere auch hinsichtlich F i g. 9 darauf hingewiesen, daß der Abstand des Drehpunktes 73 von der Klinkennase, die mit dem Teil 51 im Eingriff steht, wescnt-Hch kleiner ist, damit die Bewegung des Deckels 5 zur Öffnung des Verschlusses noch innerhalb der Dichttoleranzen des Dichtungsringes 6 oder einer anderen Dichtungseinrichtung erfolgt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Sicherheitsabsperrorgan für großflächige Druckausgleichsöffnungen in den Wandungen zwischen benachbarten Räumen eines eine Kernreaktoranlage enthaltenden, dichten Reaktorsicherheitsgebäudes, das beim Überschreiten eines einstellbaren Überdruckes schlagartig und vollständig öffnet und das aus einem scheibenförmigen Verschlußteil besteht, welches an seinem Umfang gegen die Trennwand der benachbarten Räume abgedichtet und in dieser Lage durch auswechselbare Bauelemente bis zur Erreichung des einstellbaren Überdruckes gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil aus einem Stück besteht, starr ist und nach einem Öffnungsvorgang wieder verwendbar ist.

2. Sicherheitsabsperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auswechselbaren Bauelemente so dimensioniert sind, daß sie beim Erreichen des einstellbaren Überdruckes 'in dem einen angrenzenden Raum des Reaktorgebäudes infolge des- auf dem Verschlußteil lastenden Druckes reißen bzw. brechen.

3. Sicherheitsabsperrorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auswechselbaren Bauelemente eine Sollbruchstelle aufweisen.

4. Sicherheitsabsperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil in seiner Mitte durch ein stabförmiges auswechselbares Bauelement, das sich an seinem anderen Ende gegen einen starren Bügel abstützt, gehaltert ist.

5. Sicherheitsabsperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil an einem Begrenzungsrand mit Hilfe eines Scharniers beweglich vor der abzuschließenden Öffnung befestigt ist und an dem dem Scharnier gegenüberliegenden Rand mit Hilfe einer auf den gewünschten Ansprechdruck eingestellten Einrichtung gehalten ist. ·

6. Sicherheitsabsperrorgan nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung einen auf Scherung beanspruchten auswechselbaren Bolzen enthält.

7. Sicherheitsabsperrorgan nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung aus einer unter Federdruck stehenden an sich bekannten Sperre besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen