Prijs ƒ 3,/
OCTROOIRAAD Ter inzage gelegde Octrooiaanvrage Nr. 7 3 1 3 1 8 1 Int. CL
NEDERLAND
, G 21 f 9/00.
Indieflingsdatum: 25 septmeber 1973» Datum van terinzagelegging:
april
1974.
15 uur 45 min» • De hierna volgende tekst is een afdruk van de beschrijving met conclusie(s) en tekening(en), zoals deze op bovengenoemde datum werd ingediend.
Aanvrager:
Westinghouse E l e c t r i c Corporation, • Ver. S t a t e n van Amerika.
Pittsburgh
Pa.,
Gemachtigde: HAAGSCH OCTROOIBUREAU (Ir. G. A, G. Lips c.s.), Breitnerlaan 146, 's~Gravenhage. Ingeroepen recht van voorrang: 17 o k t o b e r 1 9 7 2 » V e r . No. 2 9 8 . 2 1 5 .
S t a t e n van
Amerika,
Korte aanduiding: W e r k w i j z e v o o r h e t v e r w i j d e r e n v a n r a d i o - a c t i e v e g a s s e n u i t h e t k o e l m i d d e l van e e n k e r n r e a c t o r .
De u i t v i n d i n g h e e f t b e t r e k k i n g o p e e n w e r k w i j z e v o o r v e r w i j d e r e n van r a d i o - a c t i e v e
het
g a s s e n u i t h e t k o e l m i d d e l van
een
p r i m a i r k o e l s y s t e e m van e e n k e r n r e a c t o r v o o r a f g a a n d aan h e t nen van de r e a c t o r v o o r s p l i j t s t o f b i j v u l l e n 5
of
andere
ope-
doelein-
den. Tijdens het bedrijf veelheden xenon, koelmiddel, zijn niet
v a n e e n k e r n r e a c t o r komen k l e i n e
krypton en andere r a d i o - a c t i e v e
dat c i r c u l e e r t
schadelijk
door h e t r e a c t o r h a r t .
gassen in Deze
voor het bedienende personeel
hoehet
gassen
zolang
zij
10 zijn ingesloten binnen, het gesloten koelsysteem. Indien evenwel de s p l i j t s t o f a f b r a n d v o o r t s c h r i j d t • bijvulling noodzakelijk welke het
is
t o t een p u n t , waar
geworden,
openen van de r e a c t o r
of voor andere
redenen,
aan d e a t m o s f e e r v e r e i s e n ,
deze g a s s e n worden v e r w i j d e r d u i t h e t k o e l m i d d e l ,
7313181
reactor-
voordat
moeten de
2 reactorkop wordt verwijderd teneinde
de o p e r a t e u r s
te bescher- ^
men t e g e n d e s c h a d e l i j k e e f f e c t e n v a n s t r a l i n g - v a n d e actieve
gassen.
.Sis d i t n i e t
gebeurt,
kunnen de
radio-actieve
g a s s e n g e m a k k e l i j k ontsnappen i n d a t d e e l van de 5
ting,
waar gedurende h e t b i j v u l l e n
; aanwezig .
radio-
reactor-inrich-
van de r e a c t o r
personeel
is.
Teneinde voor. d i t probleem een o p l o s s i n g t e
geven,
zijn
4
; v e r s c h i l l e n methoden o n t w i k k e l d t e n e i n d e h e t gas u i t h e t ; torhart te
verwijderen.
10 r n e s t r o o m w a t e r s t o f
B i j een bekende methode wordt een
of ander n i e t
radio-actief
i d e g a s r u i m t e i n de v o l u m e c o n t r o l e t a n k , ; daar doorheen c i r c u l e e r t ,
wanneer h e t
koelmiddel
Een andere methode omvat h e t
b l a t e n van l u c h t i n de gas r u i m t e ,
welke
A l de bovengenoemde methoden, natie,
zijn of
aldus i s
gedeel-
: v r i j g e v e n van r a d i o - a c t i e v e
ventileren
of
alleen
of in
combi-
resulteren in
g a s s e n aan de o m g e v i n g .
het
Methoden
welke lange t i j d e n vragen voor een doelmatig zuiveren van r e a c t o r van g a s s e n ,
resulteren
van de r a d i o - a c t i e v e 25
!gehele
gassen, welke
zeer hoog z i j n ,
verschaffen, reactor
maar ook i n v e r b a n d met. van
de;
d a a r o m h e t d o e l van d e u i t v i n d i n g om e ë n s y s t e e m
te;
dat snel
lang stopzetten
en d o e l m a t i g h e t k o e l w a t e r van een
kern-
vqor
d o e l voor ogen v e r s c h a f t de u i t v i n d i n g een werk-
het verwijderen
van
' k o e l m i d d e l van e e n k e r n r e a c t o r ,
radio-actieve
gassen
uit het
welke werkwijze e r u i t .bestaat,
d a t h e t k o e l m i d d e l g e d e e l t e l i j k wordt weggenomen u i t 35
alleen
ontgast.
Met d i t wijs©
g e v o l g van r e l a t i e f
niet
.
inrichting.
Het i s
3Q
als
de
in kosten voor het verwijderen
• v a n u i t h e t standpunt van a r b e i d s k o s t e n , opbrengstverlies
de
atmosfeer.
gebruikt
langzaam en o n d o e l m a t i g ,
toe-
gevormd i n
d e g a s s e n v a n de r e a c t o r t e
f v i a e e n u i t l a a t o f e e n a f z i i g e r naar de
20
gas-
afgepompt
15 . t e i i j k w e g h a l e n v a n h e t k o e l m i d d e l v a n d e r e a c t o r e n h e t
en vervolgens
door
t e n e i n d e de v e r w i j d e r i n g van de
naar gas des i n t e g r a t i e vaten.
reactorkop,
klei-
gas g e l e i d
• sen t o t s t a n d t e brengen, welke v e r v o l g e n s worden ;
reac-
de
;
reactor'
v o o r h e t v e r s c h a f f e n van g a s r u i m t e van toegenomen volume i n de > :
reactor,
/ 0
d a t d e z e g a s r u i m t e wordt g e v u l d met e e n i n e r t
1 V, : O I
gas
ten-' j
3 e i n d e de r a d i o - a c t i e v e (middel,
gassen te
t e r w i j l het koeimiddel
laten ontsnappen
circuleert
e i n d e h e t v r i j k o m e n van de r a d i o - a c t i e v e middel i n h e t i n e r t e 5
; g a s s e n en e n i g e
gassen u i t het
welke
ten-
koei-
en dat h e t
de r e a c t o r s a m e n m e t d e
andere g a s s e n ,
koel-
door de r e a c t o r
gas t e vergemakkelijken,
'gas wordt weggehaald u i t
uit het
inerte,
radio-actieve
vrijkomen u i t h e t
koei-
middel. !
De u i t v i n d i n g
z a l thans nader worden t o e g e l i c h t
onder
ver-'
I w i j z i n g naar de tekening van een voorkeursuitvoering, welke b i j i l O j w i j z e van v o o r b e e l d i s w e e r g e g e v e n . .schematisch
Daarbij
toont
a a n z i c h t van e e n s y s t e e m v o l g e n s
h e t v e r w i j d e r e n van r a d i o - a p t i e v e
gassen
een1
de f i g u u r
de u i t v i n d i n g
voor
uit het koelwater
van
leen k e r n r e a c t o r . !
i
I n de f i g u u r i s
e e n a f v a l g a s s y s t e e m v e r b o n d e n met e e n
15 j t o r 10 v o o r h e t v e r w i j d e r e n v a n r a d i o - a c t i e v e .koeimiddel,
dat c i r c u l e e r t
van c o n v e n t i o n e e l :
een vat
door h e t
gassen u i t
reactorhart.
ontwerp en omvat z o a l s
20 v o o r h e t
laten
en uitlaatmonden
circuleren
algemeen i s
Wanneer e r z i c h o m s t a n d i g h e d e n
16
r i n g v a n d e r e a c t o r k o p n o d i g maken v o o r h e t andere
actieve
zijn verwijderd,
25;reactor
is
opengesteld
aan de a t m o s f e e r .
gebruikt reactor. de
verwijde-
splijtstofbijvullen
o f o p e n e n v a n de r e a c t o r om e n i g e gassen u i t het koeimiddel
omsluit.
d o o r de
voordoen, welke
reden,
moeten
Volgens
de
een niveau, ;de i n l a a t -
aangegeven b i j
22,
en u i t l a a t m o n d e n i s
bijvoorbeeld stikstof, 30 d r u k r e g e l k l e p
dat b i j
benadering
gelegen.
Een i n e r t
de
de
onderhavige
juist
tot
beneden
beschermgas,
argon o f h e l i u m , wordt i n g e v o e r d v i a
24 i n d e d a m p r u i m t e 26 t e n e i n d e
het reactorvat
radiC-"
voordat
| u i t v i n d i n g w o r d t h e t k o e i m i d d e l w e g g e n o m e n v a n de r e a c t o r ,
is
aangegeven
1 8 e n 20 w o r d e n
van h e t k o e i m i d d e l
het
De r e a c t o r
12 m e t e e n k o p 1 4 , e n d a t e e n r e a c t o r h a r t
Koelmiddel-inlaat-
reac-
een
de t o t a a l d r u k
t e b r e n g e n op één a t m o s f e e r a b s o l u u t
of
in
iets
min-
d©r« Hst inerte gae raduogert de partiële druk van d@ radio» .actieve
gassen in het
:sen g e m a k k e l i j k 35 g e r g a s ,
vat t o t nul,
v r i j k o m e n van h e t k o e i m i d d e l ,
w a a r m e e de r a d i o - a c t i e v e
den v e r w i j d e r d . i
zodat deze r a d i o - a c t i e v e
Het i n e r t e
en vormt een
gassen gemakkelijk
dragergas
zorgt tevens
gasdra-
kunnen
wor-
voor een
chei
7313181
:misch i n a c t i e v e
a t m o s f e e r , w e l k e g e e n brandbaar m e n g s e l kan
men m e t w a t e r s t o f g a s ,
dat eveneens vrijkomt u i t het
koelmiddel.
Hoewel de voorkeurswerkwijze h e t g e b r u i k e n i n h o u d t van e e n tiële 5.
druk van é é n a t m o s f e e r o f m i n d e r ,
zal het
zijn, één
toegepast.
De d a m p r u i m t e w o r d t g e b r a c h t t o t d e g e w e n s t e d r u k ,
terwijl'
'pompen v o o r h e t v e r w i j d e r e n v a n r e s t w a r m t e h e t k o e l m i d d e l ;culeren
ini-
duidelijk
d a t o n d e r b e p a a l d e o m s t a n d i g h e d e n ook d r u k k e n g r o t e r dan a t m o s f e e r kunnen worden
vor-
door de r e a c t o r met een hoge s n e l h e i d ,
zodat
cir-
al
:
het
koelmiddel wordt blootgesteld aan het gas-koelmiddeltussenopper- #
10 i
| v 4 a k , t e n e i n d e z o d o e n d e aan d e r a d i o - a c t i e v e ; g a s s e n d e g e l e g e n h e i d t e g e v e n oirt v r i j m i d d e l n a a r de dampruimte. Jradio-actieve 15
en andere
t e komen u i t h e t
Hoewel h e t k o e l m i d d e l een
gassen bevat,
is
opgeloste
xenon 133 a a n w e z i g i n
aantal verreweg
;de g r o o t s t e h o e v e e l h e i d m e t s l e c h t s
relatief
h e d e n krypton en andere e d e l g a s s e n .
O n g e v e e r 93% v a n h e t
tz a l
i n de dampruiöte,
kleine
koel-
hoeveel-
komen, i n d i e n de v o l u m e s van h e t
;het k o e l m i d d e l e e n verhouding hebben van
xenon
gas
en
1 : 1 .
Voor h e t wegnemen van de g a s s e n van de dampruimte 26 w o r d t 20
d e vacuumpomp 2 8 g e s t a r t .
M o g e l i j k e waterdamp a a n w e z i g i n 30 e n h e t w a t e r
gas wordt gecondenseerd in een condensor • a f g e s c h e i d e n van h e t
gas i n een s e p a r a t o r
naar een tank gezogen,
32.
Het water
36 n a a r d e
,38. A a n g e z i e n d e t a n k e n 38 v o l d o e n d e
gassen h e t merendeel verloren 30
als
een geschikte
groot
z i j n om a l l e
g e v o l g van hun r a d i o - a c t i e v e
gassen
totdat
de
eigenschappen hebben ; verval.
kunnen z i j weer worden t e r u g g e b r a c h t n a a r h e t
De t i j d t u s s e n , b i j v u l l i n g e n
een
koelmiddel,
opslagruimte,
van hun r a d i o - a c t i e v e
de s p l i j t s t o f b i j v u l l i n g of
Op d a t moment
reactorvat
a f g e v o e r d worden naar de
!
voor
atmosfeer.
is voldoende groot voor de isotopen
v a n h o g e a c t i v i t e i t om d e z e v o l d o e n d e A d d i t i o n e e l kan e e n g e d e e l t e 35
wordt
desintegratietanken
,'te - a c c o m m o d e r e n , w e l k e z i j n v e r w i j d e r d u i t h e t dienen deze tanken a l s
wordt
t e r w i j l de g a s s e n worden gepompt door
c o m p r e s s o r 34 v i a d e l e i d i n g e n 25
het
te
laten
verdwijnen.
van h e t gas i n de t a n k s
38
worden gepompt i n e e n w a t e r s t o f r e c o m b i n a t o r 4 0 , welke, e e n c a t a - i l y s a t o r ( n i e t getoond) bevat en een z u u r s t o f ingang t e n e i n d e een ;
72 0 7 5 1292 2
:
recombiiiatie van het waterstof uit te voeren, dat eveneens kan
worden verwijderd uit. de reactor, met zuurstof voor het vormen van stoom, welke vervolgens wordt gecondenseerd en afgevoerd. De overblijvende gassen keren terug naar de gasdenintegratie"tanks 38. De evacuatie van gassen uit de dampruimte 26 duurt voort, ;totdat
het vacuum nadert tot dat, dat wordt toegestaan door de
dampdruk van het waterkoeImiddel. f
. Na evacuatie wordt opnieuw inert gas toegelaten naar de
:dampruimte
en opnieiiw verwijderd. Dit proces wordt gecontinu-
eerd voor zoveel cycli als nodig is om een goede totale ont.smetting te bereiken. C o n c l u s i e s .1. Werkwijze voor h^t verwijderen van radio-actieve gassen uit het koeimiddel van een kernreactor, m e t
het
k e n m e r k ,
dat het koeimiddel gedeeltelijk wordt weggenomen uit de reactor voor het verschaffen van een gasruimte van vergroot volume in de reactor, dat de genoemde gasruimte wordt gevuld met een inert gas teneinde ervoor te zorgen, dat de radio-actieve gassen kunnen ontsnappen uit het koëlmiddel, terwijl het koeimiddel circuleert door de reactor teneinde het vrijkomen van de radio-actie.ve gassen uit het koeimiddel in het genoemde inerte gas te vergemakkelijken, en dat het inerte gas wordt weggenomen uit de 'reactor tezamen met de radio-actieve gassen en enige andere gassen, welke zijn vrijgekomen uit het koeimiddel. 2. Werkwijze volgens conclusie l , m e t
het
k e n m e r k ,
dat het koeimiddel wordt weggehaald uit de reactor tot een niveau, juist beneden de inlaat- en uitlaatmonden, aangesloten op de reactor. 3. Werkwijze v o l g e n s ;Concl,usie 1 o f m e r k gas,
2,
m e t
, d a t de g a s r u i m t e h e r h a a l d e l i j k
en dat na e l k e v u l l i n g h e t
inerte
de r e a c t o r t e z a m e n met de g a s s e n , koeimiddel.
72 0 7 5 1293 2
welke
h e t
wordt
g e v u l d met
gas wordt zijn
k e n inert
verwijderd
vrijgekomen u i t
uit het
6 4. Werkwijze v o l g e n s m e r
conclusie
1,2 of
3, m e t
h e t
k , d a t m o g e l i j k e dampen, w e l k e meekomen u i t d e
samen met h e t i n e r t e
gas worden g e c o n d e n s e e r d ,
t e r w i j l de o v e r b l i j v e n d e transporteerd naar 5.
Werkwijze v o l g e n s
voor
conclusie
4, m e t
gecombineerd met z u u r s t o f ,
h e t
k e n m e r k ,
daarin
waterstof-
aanwezig,
v o o r h e t vormen van s t o o m ,
wordt gecondenseerd, waarbij h e t
15
ge-
gasdesintegratietanken.
recombinator, waarin enige w a t e r s t o f ,
n a a r de genoemde
water-
opslag,
g a s s e n worden gecomprimeerd en
d a t de gecomprimeerde g a s s e n worden g e l e i d door e e n
10
-
gasruimte
en d a t h e t
condensaat wordt g e l e i d naar een condensatietank 5
k e n
condensaat wordt
wordt welke
afgevoerd
condensatietank.
6. Werkwijze v o o r h e t v e r w i j d e r e n van r a d i o - a c t i e v e
gassen
h e t k o e l m i d d e l van e e n k e r n r e a c t o r
aan de hand
van de
tekening.
73 1 3 t 8 1
zoals beschreven
uit
W e s j t i n g h o u 3 e Electric C o r p o r a t i o n , Pittsburgh P a . ,
itoierika.
Ver.Staten
van
