OCTROOIRAAD / NEDERLAND Ter nzage gelegde Octrooaanvrage Nr. 7 3 1 3 1 8 1 Int. CL, G 21 f 9/00. Indeflngsdatum: 25 septmeber 1973» Datum van ternzageleggng: aprl 1974. 15 uur 45 mn» De herna volgende teksts een afdruk van de beschrjvng met concluse(s) en tekenng(en), zoals deze op bovengenoemde datum werd ngedend. Aanvrager: Westnghouse Electrc Corporaton, Pttsburgh Pa., Ver. Staten van Amerka. Gemachtgde: HAAGSCH OCTROOIBUREAU (Ir. G. A, G. Lps c.s.), Bretnerlaan 146, 's~gravenhage. Ingeroepen recht van voorrang: 17 oktober 1972» Ver. Staten van Amerka, No. 298.215. Korte aandudng: Werkwjze voor het verwjderen van rado-acteve gassen ut het koelmddel van een kernreactor. Prjs ƒ 3,- De utvndng heeft betrekkng op een werkwjze voor het verwjderen van rado-acteve gassen ut het koelmddel van een prmar koelsysteem van een kernreactor voorafgaand aan het openen van de reactor voor spljtstofbjvullen of andere doelen- 5 den. Tjdens het bedrjf van een kernreactor komen klene hoeveelheden xenon, krypton en andere rado-acteve gassen n het koelmddel, dat crculeert door het reactorhart. Deze gassen zjn net schadeljk voor het bedenende personeel zolang zj 10 zjn ngesloten bnnen, het gesloten koelsysteem. Inden evenwel de spljtstofafbrand voortschrjdt tot een punt, waar reactor- bjvullng noodzakeljk s geworden, of voor andere redenen, welke het openen van de reactor aan de atmosfeer veresen, moeten deze gassen worden verwjderd ut het koelmddel, voordat de 7313181
2 reactorkop wordt verwjderd tenende de operateurs te bescher- ^ men tegen de schadeljke effecten van stralng- van de radoacteve gassen..ss dt net gebeurt, kunnen de rado-acteve gassen gemakkeljk ontsnappen n dat deel van de reactor-nrch- 5 tng, waar gedurende het bjvullen van de reactor personeel ; aanwezg s.. Tenende voor. dt probleem een oplossng te geven, zjn 4 ; verschllen methoden ontwkkeld tenende het gas ut het reac- ; torhart te verwjderen. Bj een bekende methode wordt een kle- 10 r ne stroom waterstof of ander net rado-actef gas geled door de gasrumte n de volumecontroletank, wanneer het koelmddel ; daar doorheen crculeert, tenende de verwjderng van de gas- sen tot stand te brengen, welke vervolgens worden afgepompt ; naar gas des ntegrate vaten. Een andere methode omvat het gedeel- 15. tejk weghalen van het koelmddel van de reactor en het toeblaten van lucht n de gas rumte, welke aldus s gevormd n de reactorkop, en vervolgens de gassen van de reactor te ventleren f va een utlaat of een afzger naar de atmosfeer. Al de bovengenoemde methoden, gebrukt alleen of n comb- 20 nate, zjn of langzaam en ondoelmatg, of resulteren n het : vrjgeven van rado-acteve gassen aan de omgevng. Methoden welke lange tjden vragen voor een doelmatg zuveren van reactor van gassen, resulteren n kosten voor het verwjderen. van de rado-acteve gassen, welke zeer hoog zjn, net alleen 25 vanut het standpunt van arbedskosten, maar ook n verband met. opbrengstverles als gevolg van relatef lang stopzetten van de;!gehele nrchtng. Het s daarom het doel van de utvndng om eën systeem te; verschaffen, dat snel en doelmatg het koelwater van een kern- 3Q reactor ontgast. Met dt doel voor ogen verschaft de utvndng een werkwjs vqor het verwjderen van rado-acteve gassen ut het 'koelmddel van een kernreactor, de welke werkwjze erut.bestaat, dat het koelmddel gedeelteljk wordt weggenomen ut de reactor' 35 voor het verschaffen van gasrumte van toegenomen volume n de > reactor, dat deze gasrumte wordt gevuld met een nert gas ten-' : j / 0 1 V, : O I ;
3 ende de rado-acteve gassen te laten ontsnappen ut het koel- (mddel, terwjl het koemddel crculeert door de reactor tenende het vrjkomen van de rado-acteve gassen ut het koemddel n het nerte gas te vergemakkeljken, en dat het nerte, 5 'gas wordt weggehaald ut de reactor samen met de rado-acteve ;gassen en enge andere gassen, welke vrjkomen ut het koemddel.! De utvndng zal thans nader worden toegelcht onder ver-' Iwjzng naar de tekenng van een voorkeursutvoerng, welke bj lojwjze van voorbeeld s weergegeven. Daarbj toont de fguur een 1.schematsch aanzcht van een systeem volgens de utvndng voor het verwjderen van rado-apteve gassen ut het koelwater van leen kernreactor.! In de fguur s een afvalgassysteem verbonden met een reac- 15 jtor 10 voor het verwjderen van rado-acteve gassen ut het.koemddel, dat crculeert door het reactorhart. De reactor s van conventoneel ontwerp en omvat zoals algemeen s aangegeven : een vat 12 met een kop 14, en dat een reactorhart 16 omslut. Koelmddel-nlaat- en utlaatmonden 18 en 20 worden gebrukt 20 voor het laten crculeren van het koemddel door de reactor. Wanneer er zch omstandgheden voordoen, welke de verwjderng van de reactorkop nodg maken voor het spljtstofbjvullen of openen van de reactor om enge andere reden, moeten de radc-" acteve gassen ut het koemddel zjn verwjderd, voordat de 25;reactor s opengesteld aan de atmosfeer. Volgens de onderhavge utvndng wordt het koemddel weggenomen van de reactor, een nveau, aangegeven bj 22, dat bj benaderng just beneden ;de nlaat- en utlaatmonden s gelegen. Een nert beschermgas, bjvoorbeeld stkstof, argon of helum, wordt ngevoerd va een 30 drukregelklep 24 n de damprumte 26 tenende de totaaldruk n het reactorvat te brengen op één atmosfeer absoluut of ets mnd r«hst nerte gae raduogert de partële druk van d@ rado».acteve gassen n het vat tot nul, zodat deze rado-acteve gas- :sen gemakkeljk vrjkomen van het koemddel, en vormt een dra- 35 gergas, waarmee de rado-acteve gassen gemakkeljk kunnen worden verwjderd. Het nerte dragergas zorgt tevens voor een che 7313181 tot
:msch nacteve atmosfeer, welke geen brandbaar mengsel kan vormen met waterstofgas, dat eveneens vrjkomt ut het koelmddel. Hoewel de voorkeurswerkwjze het gebruken nhoudt van een ntële druk van één atmosfeer of mnder, zal het dudeljk zjn, 5. dat onder bepaalde omstandgheden ook drukken groter dan één atmosfeer kunnen worden toegepast. De damprumte wordt gebracht tot de gewenste druk, terwjl' 'pompen voor het verwjderen van restwarmte het koelmddel cr- : ;culeren door de reactor met een hoge snelhed, zodat al het 10 koelmddel wordt blootgesteld aan het gas-koelmddeltussenopper- # v4ak, tenende zodoende aan de rado-acteve en andere opgeloste ;gassen de gelegenhed te geven ort vrj te komen ut het koelmddel naar de damprumte. Hoewel het koelmddel een aantal Jrado-acteve gassen bevat, s xenon 133 aanwezg n verreweg 15 ;de grootste hoeveelhed met slechts relatef klene hoeveelheden krypton en andere edelgassen. Ongeveer 93% van het xenon zal n de dampruöte, komen, nden de volumes van het gas en t ;het koelmddel een verhoudng hebben van 1 : 1. Voor het wegnemen van de gassen van de damprumte 26 wordt 20 de vacuumpomp 28 gestart. Mogeljke waterdamp aanwezg n het gas wordt gecondenseerd n een condensor 30 en het water wordt afgescheden van het gas n een separator 32. Het water wordt naar een tank gezogen, terwjl de gassen worden gepompt door een compressor 34 va de ledngen 36 naar de desntegratetanken 25,38. Aangezen de tanken 38 voldoende groot zjn om alle gassen,'te - accommoderen, welke zjn verwjderd ut het koelmddel, denen deze tanken als een geschkte opslagrumte, totdat de gassen het merendeel van hun rado-acteve egenschappen hebben ; verloren als gevolg van hun rado-acteve verval. Op dat moment! 30 kunnen zj weer worden teruggebracht naar het reactorvat voor de spljtstofbjvullng of afgevoerd worden naar de atmosfeer. De tjd tussen,bjvullngen s voldoende groot voor de sotopen van hoge actvtet om deze voldoende te laten verdwjnen. Addtoneel kan een gedeelte van het gas n de tanks 38 35 worden gepompt n een waterstofrecombnator 40, welke, een cata- lysator (net getoond) bevat en een zuurstof ngang tenende een ; 72 0 7 5 1292 2
: recombate van het waterstof ut te voeren, dat eveneens kan worden verwjderd ut. de reactor, met zuurstof voor het vormen van stoom, welke vervolgens wordt gecondenseerd en afgevoerd. De overbljvende gassen keren terug naar de gasdenntegrate- "tanks 38. De evacuate van gassen ut de damprumte 26 duurt voort, ;totdat het vacuum nadert tot dat, dat wordt toegestaan door de dampdruk van het waterkoeimddel. f. Na evacuate wordt opneuw nert gas toegelaten naar de :damprumte en opnew verwjderd. Dt proces wordt gecontnueerd voor zoveel cycl als nodg s om een goede totale ont-.smettng te bereken. C o n c l u s e s.1. Werkwjze voor h^t verwjderen van rado-acteve gassen ut het koemddel van een kernreactor, met het kenmerk, dat het koemddel gedeelteljk wordt weggenomen ut de reactor voor het verschaffen van een gasrumte van vergroot volume n de reactor, dat de genoemde gasrumte wordt gevuld met een nert gas tenende ervoor te zorgen, dat de rado-acteve gassen kunnen ontsnappen ut het koëlmddel, terwjl het koemddel crculeert door de reactor tenende het vrjkomen van de rado-acte-.ve gassen ut het koemddel n het genoemde nerte gas te vergemakkeljken, en dat het nerte gas wordt weggenomen ut de 'reactor tezamen met de rado-acteve gassen en enge andere gassen, welke zjn vrjgekomen ut het koemddel. 2. Werkwjze volgens concluse l,met het k e n m e r k, dat het koemddel wordt weggehaald ut de reactor tot een nveau, just beneden de nlaat- en utlaatmonden, aangesloten op de reactor. 3. Werkwjze volgens ;Concl,use 1 of 2, m e t h e t k e n - m e r k, dat de gasrumte herhaaldeljk wordt gevuld met nert gas, en dat na elke vullng het nerte gas wordt verwjderd ut de reactor tezamen met de gassen, welke zjn vrjgekomen ut het koemddel. 72 0 7 5 1293 2
6 4. Werkwjze volgens concluse 1,2 of 3, m e t h e t k e n - m e r k, dat mogeljke dampen, welke meekomen ut de gasrumte samen met het nerte gas worden gecondenseerd, en dat het watercondensaat wordt geled naar een condensatetank voor opslag, 5 terwjl de overbljvende gassen worden gecomprmeerd en getransporteerd naar gasdesntegratetanken. 5. Werkwjze volgens concluse 4, m e t h e t k e n m e r k, dat de gecomprmeerde gassen worden geled door een waterstofrecombnator, waarn enge waterstof, daarn aanwezg, wordt 10 gecombneerd met zuurstof, voor het vormen van stoom, welke wordt gecondenseerd, waarbj het condensaat wordt afgevoerd naar de genoemde condensatetank. 6. Werkwjze voor het verwjderen van rado-acteve gassen ut het koelmddel van een kernreactor zoals beschreven aan de hand 15 van de tekenng. 73 1 3 t 8 1
Wesjtnghou3e Electrc Corporaton, Pttsburgh Pa., Ver.Staten van toerka.