DE19610977C1 - Kernreaktor mit Katalysatormaterial zum Beseitigen von Oxidationsmitteln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kernreaktor, insbesondere einen Siedewasserreaktor, der Brennelemente aufweist und ein Katalysatormaterial zum Beseitigen von Oxidationsmitteln ent­ hält.

Aus der EP 0 599 618 A1 ist ein solcher Kernreaktor bekannt. Dieser Kernreaktor enthält ein Katalysatormaterial, mit dem z. B. das Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff überführt wird. Wasserstoffperoxid kann durch Radiolyse aus dem Reaktorwasser entstehen und trägt zur Spannungsrißkorrosion bei.

Aus der EP 0 599 618 A1 ist insbesondere zu entnehmen, daß durch den Einsatz eines Katalysatormaterials die Produkte der Radiolyse, nämlich Wasserstoff, Sauerstoff und Wasserstoff­ peroxid, in Wasser überführt werden können. Dabei bildet sich Wasser aus Wasserstoffperoxid und Wasserstoff. Wasser und Sauerstoff bilden sich aus Wasserstoffperoxid, wonach aus dem Sauerstoff und vorhandenem Wasserstoff nochmals Wasser gebil­ det wird.

Bei der bekannten Vorrichtung ist das Katalysatormaterial Bestandteil einer Katalysatorstruktur, die ein zusätzliches Bauteil im Kern­ reaktor ist. Diese Struktur kann wabenförmig sein und aus Drähten, Streifen oder Bändern bestehen. Ein solches se­ parates Bauteil beansprucht Platz im Kernreaktor und muß sta­ bil befestigt sein. Es ist daher mit einfachen Mitteln nicht austauschbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kernreaktor an­ zugeben, in dem Katalysatormaterial so angeordnet ist, daß keine aufwendigen, zusätzlichen Einbauten oder Bauteile erforderlich sind.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Katalysatormaterial Bestandteil der Brennelemente ist.

Es kann auch Bestandteil nur von Teilen der Brennelemente sein. Solche Teile sind z. B. Brennelementkästen, Brennelementhüll­ rohre und/oder Brennelementabstandshalter.

Mit dem Kernreaktor nach der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß keine zu­ sätzlichen Einbauten im Kernreaktor erforderlich sind. Darüber hinaus wird der Vorteil erzielt, daß das Katalysator­ material im Inneren des Reaktorkerns konzentriert ist, wo durch Radiolyse die Oxidationsmittel entstehen, die zerstört werden sollen. Man erzielt folglich eine verbesserte Wirksam­ keit beim Beseitigen von Oxidationsmitteln, z. B. von Wasser­ stoffperoxid. Dadurch wird eine Spannungsrißkorrosion zuver­ lässiger als bisher verhindert.

Brennelemente oder Teile davon können bei einer üblichen Wartung des Kernreaktors leicht ausgetauscht werden. Damit ist es vorteilhafterweise möglich, falls eine Beschädigung des Katalysatormaterials festgestellt werden sollte, schnell und zuverlässig durch den Austausch von Brennelementen oder Teilen davon neues Katalysatormaterial in den Kernreaktor einzubringen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Brennelemente ganz oder zum Teil mit dem Katalysatormaterial beschichtet. Eine solche Beschichtung reicht aus, da die Zersetzung von Oxidationsmitteln nur an der Oberfläche des Katalysatormaterials abläuft.

Nach einer anderen Ausführungsform können die Brennelemente oder Teile davon aus einer Legierung bestehen, die das Katalysatormaterial enthält. Dabei reicht es aus, wenn beispielsweise 0,1% bis 2%, insbesondere nur 0,1%, der Le­ gierung Katalysatormaterial ist. Eine Legierung ist im besonderen Maße mechanisch widerstandsfähig gegen Katalysatorabtrag im strömenden Medium.

Da die Brennelemente üblicherweise aus Zirkaloy bestehen, können sie beispielsweise aus einer Zirkaloy-Katalysatorma­ terial-Legierung aufgebaut sein.

Das Katalysatormaterial enthält beispielsweise Edelmetall oder Metalloxid, z. B. Platin oder Palladium bzw. Wolframoxid oder Titanoxid.

Brennelemente mit Katalysatorzusatz sind beispielsweise auch für einen Kernreaktor geeignet, in den Wasserstoff eingespeist wird, um Wasserstoffperoxid und Sauerstoff vollständig in Wasser umzuwandeln. Zum Einspeisen des Wasserstoffs ist dann eine Vorrichtung vorhanden.

Mit dem Kernreaktor nach der Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß zur Beseitigung von Oxidationsmitteln, die zur Spannungsrißkorrosion beitragen, keine zusätzlichen Einbauten oder Bauteile im Kernreaktor erforderlich sind.

Claims (7)

1. Kernreaktor, insbesondere Siedewasserreaktor, der Brenn­ elemente aufweist und ein Katalysatormaterial zum Beseitigen von Oxidationsmitteln enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Kataly­ satormaterial Bestandteil der Brennelemente ist.

2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenn­ elemente oder Teile davon mit dem Katalysatormaterial beschichtet sind.

3. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenn­ elemente oder Teile davon aus einer Legierung bestehen, die das Katalysatormaterial enthält.

4. Kernreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß 0,1% bis 2% der Legierung Katalysatormaterial ist.

5. Kernreaktor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Legie­ rung eine Legierung aus Zirkaloy und Katalysatormaterial ist.

6. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kataly­ satormaterial Edelmetall oder Metalloxid enthält.

7. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vor­ richtung zum Einspeisen von Wasserstoff vorhanden ist.