DE20109069U1

DE20109069U1 - Pressure relief line

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Publication number: DE20109069U1
Application number: DE20109069U
Authority: DE
Original assignee: Framatome ANP GmbH
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2001-08-16
Anticipated expiration: 2011-06-01

Description

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Beschreibung
DruckentlastungsleitungDescription
Pressure relief line

Die Erfindung betrifft eine Druckentlastungsleitung zum Abführen eines Gasstroms aus dem Sicherheitsbehälter einer kerntechnischen Anlage.The invention relates to a pressure relief line for discharging a gas flow from the containment vessel of a nuclear facility.

In einem Kernkraftwerk muß bei Stör- oder Unfallsituationen, bei denen beispielsweise aufgrund von Kernaufheizung eine Oxidation von Zirkonium auftreten kann, mit der Bildung und Freisetzung von Wasserstoffgas innerhalb des den Reaktorkern umschließenden Sicherheitsbehälters oder Containments gerechnet werden. Dadurch können innerhalb des Containments explosive Gasgemische entstehen. Zur Verhinderung der Bildung derartiger Gasgemische im Containment eines Kernkraftwerks werden verschiedene Einrichtungen oder Verfahren diskutiert.In a nuclear power plant, in the event of a malfunction or accident, in which oxidation of zirconium can occur, for example due to core heating, the formation and release of hydrogen gas within the containment surrounding the reactor core must be expected. This can lead to the formation of explosive gas mixtures within the containment. Various devices or processes are being discussed to prevent the formation of such gas mixtures in the containment of a nuclear power plant.

Ziel derartiger Maßnahmen ist, das Restrisiko insbesondere im Hinblick auf eine Beschädigung des Sicherheitsbehälters oder Containments bei auslegungsüberschreitenden Störfällen zu minimieren. Als Maßnahmen kommen dabei insbesondere Einrichtungen wie katalytische Rekombinatoren, katalytisch und elektrisch betriebene Zündeinrichtungen oder die Kombination der beiden vorgenannten Einrichtungen sowie Verfahren einer permanenten oder nachträglichen Inertisierung des Containments in Betracht.The aim of such measures is to minimise the residual risk, particularly with regard to damage to the safety vessel or containment in the event of beyond-design-basis accidents. The measures to be considered include, in particular, devices such as catalytic recombiners, catalytic and electrically operated ignition devices or a combination of the two aforementioned devices, as well as methods for permanent or subsequent inerting of the containment.

5 Der Einsatz von katalytischen Rekombinatoren und/oder von katalytisch und elektrisch betriebenen Zündeinrichtungen zielt dabei darauf ab, durch einen gezielten und kontrollierten Abbau von sich innerhalb des Containments entwickelndem Wasserstoffgas durch Rekombination mit Sauerstoff die globale Konzentration des Wasserstoffgases auf einem Niveau unterhalb der Zündschwelle zu halten. Dabei ist vorgesehen, den Anteil an brennbaren Gasen im Containment insgesamt derart gering zu halten, daß eine globale Zündung oder Explosion des Gasgemisches nicht auftreten kann.5 The use of catalytic recombiners and/or catalytically and electrically operated ignition devices aims to keep the global concentration of hydrogen gas at a level below the ignition threshold through a targeted and controlled reduction of hydrogen gas developing within the containment by recombination with oxygen. The aim is to keep the proportion of flammable gases in the containment so low that a global ignition or explosion of the gas mixture cannot occur.

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Auf derartigen Einrichtungen aufbauende Sicherheitssysteme für das Containment eines Kernkraftwerks umfassen üblicherweise zusätzlich auch ein bedarfsweise aktivierbares Druckentlastungssystem für das Containment. Dabei liegt der Gedanke zugrunde, daß infolge der beschriebenen Maßnahmen und auch infolge der bei einem Störfall freigesetzten Gas- oder Dampfmengen ein allgemeiner Druckanstieg innerhalb des Containments resultiert. Um dabei Beschädigungen des Containments oder anderer Anlagenkomponenten sicher auszuschließen, ist ein gezielter und kontrollierter Druckabbau für einen solchen Störfall vorgesehen. Zu diesem Zweck kann das Containment eines Kernkraftwerks mit einer Druckentlastungsleitung versehen sein, über die ein bedarfsweises, auch als Venting bezeichnetes Ablassen der Containmentatmosphäre und somit deren Druckabbau möglich ist. Eine derartige Druckentlastungsleitung mündet mit ihrer Austrittsöffnung üblicherweise in einer außerhalb des Containments angeordneten Fortluftkammer oder in einem außerhalb des Containments angeordneten Kamin oder endet direkt in der Außenatmosphäre. Der 0 Fortluftkammer oder dem Kamin ist dabei gasseitig eine Filtereinrichtung vorgeschaltet, die sicherstellt, daß im Falle eines Ventings oder eines Ablassens der Containmentatmosphäre nur eine Freisetzung radioaktiver oder toxischer Substanzen stark reduziert an die Umgebungsatmosphäre erfolgen kann.Safety systems for the containment of a nuclear power plant based on such devices usually also include a pressure relief system for the containment that can be activated as needed. The idea behind this is that the measures described and also the quantities of gas or steam released in the event of an accident will result in a general increase in pressure within the containment. In order to reliably rule out damage to the containment or other plant components, a targeted and controlled pressure reduction is provided for such an accident. For this purpose, the containment of a nuclear power plant can be equipped with a pressure relief line through which the containment atmosphere can be released as needed, also known as venting, and thus its pressure reduced. The outlet opening of such a pressure relief line usually opens into an exhaust air chamber located outside the containment or into a chimney located outside the containment, or ends directly in the outside atmosphere. A filter device is installed upstream of the exhaust air chamber or the chimney on the gas side, which ensures that in the event of venting or discharge of the containment atmosphere, only a greatly reduced amount of radioactive or toxic substances can be released into the ambient atmosphere.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckentlastungsleitung der genannten Art derart weiterzubilden, daß auch bei einer vergleichsweise kurzzeitigen Freisetzung großer Mengen an Wasserstoffgas im Containment eine zuver-0 lässige Druckentlastung bei hohem Sicherheitsstandard gewährleistet ist.The invention is based on the object of developing a pressure relief line of the type mentioned in such a way that reliable pressure relief with a high safety standard is ensured even in the case of a comparatively short-term release of large quantities of hydrogen gas in the containment.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem in die Druckentlastungsleitung im Bereich ihrer Austrittsöffnung ein Mischelement zum Beimischen von Umgebungsluft zum Gasstrom geschaltet ist.This object is achieved according to the invention in that a mixing element for mixing ambient air into the gas flow is connected to the pressure relief line in the region of its outlet opening.

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Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß bei einem auslegungsüberschreitendem Störfall wie beispielsweise einer massiven Beton-Schmelze-Wechselwirkung, bei dem in sehr kurzer Zeit eine besonders große Menge an Wasserstoffgas freigesetzt wird, die Menge des freigesetzten Wasserstoffs sogar die Menge des im Containment vorhandenen Sauerstoffs übersteigen kann. In diesem Fall ist ein im Containment angeordnetes Wasserstoffabbausystem aufgrund von fehlendem Sauerstoff nicht in der Lage, das freigesetzte Wasserstoffgas vollständig abzubauen. In diesem Fall ist somit bei anschließendem Betrieb des Druckentlastungssystems zur gefilterten Druckentlastung des Reaktorsicherheitsbehälters oder Containments damit zu rechnen, daß die Druckentlastungsleitung mit einem Wasserstoffgas führenden Gasstrom beaufschlagt wird.The invention is based on the consideration that in the event of an accident that exceeds the design basis, such as a massive concrete-melt interaction, in which a particularly large amount of hydrogen gas is released in a very short time, the amount of hydrogen released can even exceed the amount of oxygen present in the containment. In this case, a hydrogen reduction system arranged in the containment is not able to completely reduce the released hydrogen gas due to a lack of oxygen. In this case, when the pressure relief system is subsequently operated for filtered pressure relief of the reactor containment or containment, it can be expected that the pressure relief line will be subjected to a gas flow carrying hydrogen gas.

Dabei bleibt zwar infolge des nach wie vor fehlenden Sauerstoffs der inerte Zustand innerhalb des Containments aufrechterhalten, wobei jedoch am Austritt der Druckentlastungsleitung durch Vermischung des im Gasstrom mitgeführten Wasserstoffs mit in der Fortluftkammer oder dem Kamin befindlichem Luft-Sauerstoff zur Bildung eines zündfähigen Gemisches kommen kann. Um auch bei einem derartigen Störfall mit besonders hohem Sicherheitsstandard eine zuverlässige Druckentlastung des Containments zu gewährleisten, ist daher im Bereich der Austrittsöffnung der Druckentlastungsleitung die kontrollierte und gezielte Zumischung von Sauerstoff zum Gasstrom vorgesehen. Somit kann durch gezielte und kontrollierte Rekombination des zugemischten Sauerstoffs mit dem im Gasstrom mitgeführten Wasserstoffgas das Wasserstoffgas rechtzeitig abgebaut und somit die.Bildung eines zündfähigen 0 Gemisches sicher ausgeschlossen werden.Although the inert state within the containment is maintained due to the continued lack of oxygen, an ignitable mixture can form at the outlet of the pressure relief line when the hydrogen carried in the gas stream mixes with the oxygen in the exhaust air chamber or the chimney. In order to ensure reliable pressure relief of the containment even in the event of such an incident with a particularly high safety standard, the controlled and targeted addition of oxygen to the gas stream is provided in the area of the outlet opening of the pressure relief line. This means that the hydrogen gas can be broken down in good time through targeted and controlled recombination of the added oxygen with the hydrogen gas carried in the gas stream, thus safely preventing the formation of an ignitable mixture.

Um eine zuverlässige und vollständige Durchmischung der beizumischenden Umgebungsluft mit dem Gasstrom zu ermöglichen, ist das Mischelement dabei vorteilhafterweise als Gasstrahlventilator ausgebildet. Ein derartiger Gasstrahlventilator, der in seiner Funktionsweise einer Venturidüse gleicht, weistIn order to enable reliable and complete mixing of the ambient air to be mixed with the gas flow, the mixing element is advantageously designed as a gas jet fan. Such a gas jet fan, which functions similarly to a Venturi nozzle, has

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dabei im wesentlichen einen Strömungskanal für den Gasstrom auf, der mit einer Anzahl von Einlaßdüsen für die beizumischende Umgebungsluft versehen ist. In räumlicher Nähe zur Position der Einlaßdüsen ist dabei der Strömungskanal in seinem Querschnitt verengt, so daß eine lokale Beschleunigung des Gasstroms in seiner Strömungsrichtung auftritt. Aufgrund des dadurch erreichbaren vergleichsweise großen Impulsübertrags auf die Komponenten der beizumischenden Umgebungsluft entsteht im Bereich der Einlaßdüsen ein Sog- oder Saugeffekt, der den Eintritt der Umgebungsluft in den Strömungskanal fördert und zudem eine weitgehende und homogene Vermischung der eintretenden Umgebungsluft mit dem Gasstrom begünstigt. Gerade infolge einer derart gleichmäßigen Vermischung ist der zuverlässige Abbau des Wasserstoffgases durch Rekombination mit dem beigemischten Sauerstoff ermöglicht.essentially has a flow channel for the gas flow, which is provided with a number of inlet nozzles for the ambient air to be mixed in. In the spatial vicinity of the position of the inlet nozzles, the flow channel is narrowed in its cross-section, so that a local acceleration of the gas flow occurs in its direction of flow. Due to the comparatively large momentum transfer to the components of the ambient air to be mixed in that way, a suction effect is created in the area of the inlet nozzles, which promotes the entry of the ambient air into the flow channel and also promotes extensive and homogeneous mixing of the incoming ambient air with the gas flow. It is precisely as a result of such uniform mixing that the reliable breakdown of the hydrogen gas by recombination with the added oxygen is possible.

Zur Einleitung und/oder Aufrechterhaltung der Rekombinationsreaktion, also der Reaktion des beigemischten Sauerstoffs mit dem im Gasstrom geführten Wasserstoffgas unter Bildung von Wasser, sind vorteilhafterweise geeignete Mittel vorgesehen.Suitable means are advantageously provided for initiating and/or maintaining the recombination reaction, i.e. the reaction of the added oxygen with the hydrogen gas carried in the gas stream to form water.

0 In besonders günstiger Ausgestaltung ist dabei dem Mischelement gasstromseitig ein katalytischer Rekombinator nachgeschaltet, bei dem die Rekombinationsreaktion mit Hilfe von katalytisch aktiven Elementen, beispielsweise auf Edelmetallbasis, unterstützt wird.0 In a particularly advantageous embodiment, a catalytic recombiner is connected downstream of the mixing element on the gas flow side, in which the recombination reaction is supported by means of catalytically active elements, for example based on precious metals.

Für einen besonders hohen Sicherheitsstandard ist das Mischelement hinsichtlich seiner Dimensionierung derart ausgelegt, daß infolge der Beimischung der Umgebungsluft im Gasstrom ausreichend viel molekularer Sauerstoff zur Verfügung steht, um den im Gasstrom vorhandenen Wasserstoff durch Rekombination vollständig oder zumindest insoweit umzusetzen, daß am Austritt der Druckentlastungsleitung kein zündfähiges Gasgemisch vorliegen kann. Die Zündgrenze für ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch liegt etwa bei einem Wasserstoffanteil von 5%. Dementsprechend ist das Mischelement vorteilhafter-5 weise hinsichtlich seiner Dimensionierung derart ausgelegt,To ensure a particularly high safety standard, the mixing element is dimensioned in such a way that, as a result of the admixture of ambient air in the gas stream, there is sufficient molecular oxygen available to convert the hydrogen present in the gas stream completely by recombination or at least to such an extent that no ignitable gas mixture can be present at the outlet of the pressure relief line. The ignition limit for a hydrogen-containing gas mixture is approximately at a hydrogen content of 5%. Accordingly, the mixing element is advantageously dimensioned in such a way that

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daß sich im Betriebsfall die Volumenströme, nämlich der in der Druckentlastungsleitung geführte Gasstrom einerseits und der beigemischte Volumenstrom an Umgebungsluft andererseits, derart einstellen, daß eine Wasserstoffkonzentration von etwa 5% am Austritt der Druckentlastungsleitung sicher unterschritten bleibt.that during operation the volume flows, namely the gas flow in the pressure relief line on the one hand and the mixed volume flow of ambient air on the other hand, are adjusted in such a way that a hydrogen concentration of approximately 5% at the outlet of the pressure relief line is reliably maintained.

Im Hinblick auf üblicherweise abzudeckende Szenarien und unter Berücksichtigung der in derartigen Situationen vorliegenden weiteren Gaskomponenten in der Containmentatmosphäre ist das Mischelement dabei zweckmäßigerweise derart ausgelegt, daß der angesaugte Luftvolumenstrom etwa die Hälfte des über die Austrittsöffnung der Druckentlastungsleitung abgegebenen Volumenstroms beträgt. Als Auslegungsziel ist das Mischelement dabei vorzugsweise derart dimensioniert, daß einerseits der einem Rekombinationskatalysator zuströmende Gasstrom noch derart sauerstoffarm ist, daß aus Sauerstoffmangel die Zündgrenze nicht überschritten wird, und daß andererseits der vom Rekombinationskatalysator abströmende Gasstrom derart wasserstoffarm ist, daß die Zündgrenze aus Wasserstoffmangel sicher unterschritten bleibt. Die Beimischung von Sauerstoff und/oder die katalytische Rekombination können dazu auch mehrstufig ausgestaltet sein.With regard to the scenarios that are usually to be covered and taking into account the other gas components present in the containment atmosphere in such situations, the mixing element is expediently designed such that the air volume flow that is sucked in is approximately half the volume flow that is released via the outlet opening of the pressure relief line. As a design goal, the mixing element is preferably dimensioned such that, on the one hand, the gas flow flowing into a recombination catalyst is still so low in oxygen that the ignition limit is not exceeded due to a lack of oxygen, and, on the other hand, the gas flow flowing out of the recombination catalyst is so low in hydrogen that the ignition limit is safely exceeded due to a lack of hydrogen. The addition of oxygen and/or the catalytic recombination can also be designed in several stages.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die kontrollierte Beimischung von Sauerstoff zum in der Druckentlastungsleitung geführten Gasstrom ein gezielter Abbau von im Gasstrom mitgeführtem Wasserstoffgas durch Rekombination ermöglicht ist. Somit ist die Bildung eines zündfähigen Gasgemischs im Austrittsbereich der Druckentlastungsleitung, also insbesondere in der Fort-0 luftkammer oder im Kamin, auch für den Fall sicher unterbunden, daß sich bei einem Störfall der kerntechnischen Anlage im Containment unter Sauerstoffmangel ein nicht weiter abbaubarer Überschuß an Wasserstoffgas bildet. Ein mit einer derartigen Druckentlastungsleitung ausgerüstetes Druckentla-5 stungssystem für ein Containment gewährleistet somit auch beiThe advantages achieved by the invention are in particular that the controlled addition of oxygen to the gas flow in the pressure relief line enables a targeted reduction of hydrogen gas carried in the gas flow by recombination. This reliably prevents the formation of an ignitable gas mixture in the outlet area of the pressure relief line, i.e. in particular in the exhaust air chamber or in the chimney, even in the event that an excess of hydrogen gas that cannot be further reduced forms in the containment due to a lack of oxygen in the event of an accident at the nuclear facility. A pressure relief system for a containment equipped with such a pressure relief line thus ensures

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einem Störfall mit hoher Dynamik, bei dem in sehr kurzer Zeit sehr große Mengen an Wasserstoffgas freigesetzt werden, eine zuverlässige Druckentlastung mit besonders hohem Sicherheitsniveau. In the event of a highly dynamic incident in which very large quantities of hydrogen gas are released in a very short time, reliable pressure relief with a particularly high level of safety is required.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur einen Endabschnitt einer Druckentlastungsleitung.An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to a drawing. The figure shows an end section of a pressure relief line.

Die Druckentlastungsleitung 1 ist im Rahmen eines Druckentlastungssystems zum Abführen eines Gasstroms G aus einem nicht näher dargestellten Sicherheitsbehälter oder Containment einer kerntechnischen Anlage vorgesehen. Dazu umfaßt die Druckentlastungsleitung 1 ein Rohrstück 2, das - gegebenenfalls unter Zwischenschaltung weiterer Komponenten oder Rohrleitungsstücke - durch die Außen- oder Hüllwand des Containments geführt ist. Im Innenbereich des Containments oder auch an geeigneter Stelle im Verlauf der Druckentlastungsleitung 1 ist eine Anzahl von Absperreinrichtungen wie beispielsweise Berstscheiben oder Ventilen vorgesehen, die im Normalfall den Innenraum des Containments gegenüber dem Innenvolumen des 0 Rohrstücks 2 abdichten. Im Falle einer notwendigen Druckentlastung im Containment sind diese Absperreinrichtungen, beispielsweise durch Bersten infolge der Druckerhöhung oder durch aktives Öffnen von Ventilen, jedoch geöffnet, so daß in diesem Fall die Druckentlastungsleitung 1 mit dem Innenraum des Containments kommuniziert.The pressure relief line 1 is provided as part of a pressure relief system for discharging a gas flow G from a safety vessel or containment (not shown in detail) of a nuclear facility. For this purpose, the pressure relief line 1 comprises a pipe section 2 which - if necessary with the interposition of further components or pipe sections - is led through the outer or casing wall of the containment. In the interior of the containment or at a suitable point along the pressure relief line 1, a number of shut-off devices such as bursting disks or valves are provided which normally seal the interior of the containment from the internal volume of the pipe section 2. However, if pressure relief in the containment is necessary, these shut-off devices are opened, for example by bursting as a result of the pressure increase or by actively opening valves, so that in this case the pressure relief line 1 communicates with the interior of the containment.

Ausgangsseitig oder endseitig mündet das Rohrstück 2 der Druckentlastungsleitung 1 in einer in der Figur schematisch angedeuteten sogenannten Fortluftkammer 4.At the outlet side or end side, the pipe section 2 of the pressure relief line 1 opens into a so-called exhaust air chamber 4, which is indicated schematically in the figure.

Die Druckentlastungsleitung 1 ist für eine zuverlässige 0 Druckentlastung des Containments unter Einhaltung eines hohen Sicherheitsstandards auch für den Fall ausgelegt, daß im Containment - beispielsweise infolge eines vergleichsweise gravierenden Störfalls - innerhalb von kürzester Zeit großeThe pressure relief line 1 is designed for reliable 0 pressure relief of the containment while maintaining a high safety standard even in the event that - for example as a result of a relatively serious accident - large

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Mengen an Wasserstoffgas freigesetzt werden. In diesem Fall, insbesondere wenn die Menge des im Containment freigesetzten Wasserstoffgases die Menge des im Containment befindlichen Sauerstoffs übersteigt, so daß durch im Containment angeordnete Wasserstoffabbaueinrichtungen aus Sauerstoffmangel kein vollständiger Abbau des Wasserstoffgases erfolgen kann, ist bei dem in der Druckentlastungsleitung 1 geführten Gasstrom G mit einem signifikanten Anteil an mitgeführtem Wasserstoffgas zu rechnen. Dieses könnte bei seinem Eintritt in die mit Umgebungsluft beaufschlagte Fortluftkammer 4 durch Vermischung mit dem dort vorhandenem Sauerstoff zur Bildung eines zündfähigen Gasgemisches führen.Amounts of hydrogen gas are released. In this case, particularly if the amount of hydrogen gas released in the containment exceeds the amount of oxygen in the containment, so that the hydrogen gas cannot be completely broken down by hydrogen decomposition devices arranged in the containment due to a lack of oxygen, a significant proportion of hydrogen gas is to be expected to be entrained in the gas flow G conducted in the pressure relief line 1. When it enters the exhaust air chamber 4, which is supplied with ambient air, this could lead to the formation of an ignitable gas mixture by mixing with the oxygen present there.

Um die Bildung eines derartigen zündfähigen Gases und die damit verbundene Explosionsgefahr im Bereich der Fortluftkammer 4 sicher zu unterbinden, weist die Druckentlastungsleitung 1 im Bereich ihrer Austrittsöffnung 6 ein Mischelement 8 zum Beimischen von in der Fortluftkammer 4 befindlicher Umgebungsluft U in den Gasstrom G auf. Das Mischelement 8 ist dabei unmittelbar mit dem Auslaßstutzen 10 des Rohr-0 Stücks 2 verbunden. Das Mischelement 8 ist als sogenannter Gasstrahlventilator ausgebildet. Dazu umfaßt das Mischelement 8 einen Mantelbereich 12, der im wesentlichen in der Art eines Rohres einen Strömungskanal für den Gasstrom G bildet. Der Mantelbereich 12 weist eine Anzahl von Einlaßdüsen 14 5 auf, über die der vom Mantelbereich 12 umschlossene Strömungskanal mit dem Außenbereich des Mischelements 8 kommuniziert . Über die Einlaßdüsen 14 kann somit Umgebungsluft U aus der Fortluftkammer 4 in den Innenraum des Mischelements 8 einströmen.In order to reliably prevent the formation of such an ignitable gas and the associated risk of explosion in the area of the exhaust air chamber 4, the pressure relief line 1 has a mixing element 8 in the area of its outlet opening 6 for mixing ambient air U in the exhaust air chamber 4 into the gas flow G. The mixing element 8 is directly connected to the outlet nozzle 10 of the pipe section 2. The mixing element 8 is designed as a so-called gas jet fan. For this purpose, the mixing element 8 comprises a jacket region 12 which essentially forms a flow channel for the gas flow G in the manner of a pipe. The jacket region 12 has a number of inlet nozzles 14 5 via which the flow channel enclosed by the jacket region 12 communicates with the outside area of the mixing element 8 . Ambient air U can thus flow from the exhaust air chamber 4 into the interior of the mixing element 8 via the inlet nozzles 14.

Der Mantelbereich 12 des Mischelements 8 weist im Bereich der Einlaßdüsen 14 eine Verengung seines Strömungsquerschnitts auf. Dazu ist der Mantelbereich 12 beidseitig von den Einlaßdüsen 14 jeweils konisch ausgestaltet, wobei die Engseite des Konus jeweils den Einlaßdüsen 14 zugewandt ist.The jacket region 12 of the mixing element 8 has a narrowing of its flow cross-section in the region of the inlet nozzles 14. For this purpose, the jacket region 12 is conical on both sides of the inlet nozzles 14, with the narrow side of the cone facing the inlet nozzles 14.

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Das solchermaßen ausgestaltete Mischelement 8 ist in seiner Wirkungsweise hinsichtlich des Gasstroms G mit einer sogenannten Venturidüse oder einer Gas- bzw. Flüssigkeitsstrahlpumpe bzw. Gasstrahlventilator vergleichbar. Die in Strömungsrichtung des Gasstroms G gesehen zunehmende Verengung des Strömungsquerschnitts führt zu einer kontinuierlichen Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms G bis in den Bereich der Einlaßdüsen 14 hinein, wo die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms G ihr Maximum erreicht. In diesem Bereich ist somit ein besonders effektiver Impulsübertrag vom Gasstrom G auf Bestandteile der hiermit über die Einlaßdüsen 14 kommunizierenden Umgebungsluft U ermöglicht. Diese Bestandteile werden somit im Gasstrom G mitgerissen, so daß ein Sog- oder Saugeffekt im Hinblick auf die Einlaßdüsen 14 entsteht. Bei Beaufschlagung des Mischelements 8 mit dem Gasstrom G wird somit Umgebungsluft U über die Einlaßdüsen in den Innenraum des Mischelements 8 hineingesaugt und vermischt sich dort mit dem Gasstrom G.The mixing element 8 designed in this way is comparable in its mode of operation with regard to the gas flow G to a so-called Venturi nozzle or a gas or liquid jet pump or gas jet fan. The increasing narrowing of the flow cross-section in the flow direction of the gas flow G leads to a continuous increase in the flow speed of the gas flow G up to the area of the inlet nozzles 14, where the flow speed of the gas flow G reaches its maximum. In this area, a particularly effective impulse transfer from the gas flow G to components of the ambient air U communicating with it via the inlet nozzles 14 is thus possible. These components are thus entrained in the gas flow G, so that a suction effect is created with regard to the inlet nozzles 14. When the mixing element 8 is acted upon by the gas flow G, ambient air U is sucked into the interior of the mixing element 8 via the inlet nozzles and mixes there with the gas flow G.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß für den Fall, daß im Gasstrom G ein Anteil von molekularem Wasserstoffgas mitgeführt ist, durch den in der Umgebungsluft U enthaltenem Anteil an molekularem Sauerstoff ausreichend Reaktionspartner für eine Rekombinationsreaktion des Wasserstoffgases mit Sauerstoff zu Wasser bereitstehen. Hinsichtlich der Dimensionie-5 rung seiner Komponenten und insbesondere der Einlaßdüsen 14 ist das Mischelement 8 dabei derart ausgelegt, daß sich der Volumenstrom der über die Einlaßdüsen 14 eintretenden Umgebungsluft U im Verhältnis zum Volumenstrom des Gasstroms G derart einstellt, daß nach der stattfindenden Rekombinations-0 reaktion der verbleibende Anteil an Wasserstoffgas im Gasstrom G in jedem Fall unter 5% und somit unterhalb der Zündgrenze liegt. Unter Zugrundelegung der denkbaren Gasverhältnisse, also insbesondere unter Berücksichtigung der ohnehin im Innenraum des Containments vorhandenen Gasanteile, ist 5 das Mischelement dabei derart ausgestaltet, daß der über die Einlaßdüsen 14 angesaugte Volumenstrom an Umgebungsluft UIn this way it is ensured that, in the event that a proportion of molecular hydrogen gas is carried in the gas stream G, the proportion of molecular oxygen contained in the ambient air U provides sufficient reaction partners for a recombination reaction of the hydrogen gas with oxygen to form water. With regard to the dimensioning of its components and in particular of the inlet nozzles 14, the mixing element 8 is designed in such a way that the volume flow of the ambient air U entering via the inlet nozzles 14 is adjusted in relation to the volume flow of the gas stream G in such a way that after the recombination reaction has taken place the remaining proportion of hydrogen gas in the gas stream G is in any case less than 5% and thus below the ignition limit. Based on the conceivable gas conditions, i.e. in particular taking into account the gas proportions already present in the interior of the containment, the mixing element is designed in such a way that the volume flow of ambient air U sucked in via the inlet nozzles 14

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etwa die Hälfte des insgesamt vom Mischelement 8 abgegebenen Volumenstroms beträgt.is approximately half of the total volume flow delivered by the mixing element 8.

Zur Sicherstellung einer besonders zuverlässigen Rekombination von möglicherweise im Gasstrom G mitgeführtem molekularem Wasserstoff mit dem in der beigemischten Umgebungsluft U enthaltenen Sauerstoff ist dem Mischelement 8 in Strömungsrichtung des Gasstroms G ein katalytischer Rekombinator 16 nachgeschaltet. Dieser umfaßt ein in der Art eines Rohrstücks ausgebildetes Gehäuse 18, dessen Strömungsquerschnitt sich in Strömungsrichtung des Gasstroms G gesehen in der Art einer konischen Ausgestaltung kontinuierlich vergrößert. Innerhalb des Gehäuses 18 ist eine Anzahl von Katalysatorelementen 20 angeordnet. Die Katalysatorelemente 20 weisen dabei jeweils eine katalytisch aktive Oberflächenschicht, beispielsweise auf Edelmetallbasis und insbesondere auf PT- oder PD-Basis, auf. Die katalytisch aktive Oberflächenschicht begünstigt dabei den Ablauf der erwünschten Rekombinationsreaktion von Wasserstoffgas und Sauerstoffgas unter Bildung von Wasser. Zur weiteren Unterstützung dieser Rekombinationsreaktion können die Katalysatorelemente 20 bedarfsweise auch beheizbar ausgebildet sein.To ensure particularly reliable recombination of any molecular hydrogen possibly carried in the gas stream G with the oxygen contained in the admixed ambient air U, a catalytic recombiner 16 is connected downstream of the mixing element 8 in the flow direction of the gas stream G. This comprises a housing 18 designed in the manner of a piece of pipe, the flow cross-section of which increases continuously in the manner of a conical design when viewed in the flow direction of the gas stream G. A number of catalyst elements 20 are arranged within the housing 18. The catalyst elements 20 each have a catalytically active surface layer, for example based on precious metals and in particular based on PT or PD. The catalytically active surface layer promotes the desired recombination reaction of hydrogen gas and oxygen gas to form water. To further support this recombination reaction, the catalyst elements 20 can also be designed to be heatable if required.

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BezugszeichenlisteList of reference symbols

1 Druckentlastungsleitung1 pressure relief line

2 Rohrstück2 pipe section

4 Fortluftkammer4 Exhaust air chamber

6 Austrittsöffnung6 Outlet opening

8 Mischelement8 Mixing element

10 Auslaßstutzen10 outlet nozzles

12 Mantelbereich12 Sheath area

14 Einlaßdüse14 Inlet nozzle

16 Rekombinator16 Recombinator

18 Gehäuse18 Housing

2 0 Katalysatorelemente2 0 Catalyst elements

G GasstromG Gas flow

U UmgebungsluftU Ambient air

Claims

1. Pressure relief line ( 1 ) for discharging a gas flow (G) from the containment vessel of a nuclear facility, into which a mixing element ( 8 ) for admixing ambient air (U) to the gas flow (G) is connected in the region of its outlet opening ( 6 ).

2. Pressure relief line ( 1 ) according to claim 1, whose mixing element ( 8 ) is designed as a gas jet fan.

3. Pressure relief line ( 1 ) according to claim 1 or 2, in which a catalytic recombiner ( 16 ) is connected downstream of the mixing element ( 8 ) on the gas flow side.

4. Pressure relief line ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, whose mixing element ( 8 ) is dimensioned such that, during operation, the volume flow of ambient air (U) mixed with the gas flow (G) is approximately equal to the volume flow of the gas flow (G).