Entwicklung und Untersuchung von Sicherheitselementen zum Abbau von Wasserstoff mittels katalytischer Verfahren

Ziel dieser Arbeit ist eine Uebersichtsdarstellung ueber den Stand der Technik fuer katalytische Rekombinatoren, mit denen Wasserstoff in Anwesenheit von Sauerstoff exotherm in Waerme und Wasserdampf umgewandelt wird, sowie eine Darlegung relevanter Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf diesem Gebiet als Startpunkt fuer eigene Untersuchungen. Besondere Bedeutung spielen diese Systeme in der Reaktortechnik. Hier besteht nach dem Eintreten von schweren Stoerfaellen in Druck- und Siedewasserreaktoren die Moeglichkeit, dass Wasserstoff in grossen Mengen von bis zu 20.000 m_N"3 in das Containment austritt. Das sich dann mit dem Luftsauerstoff bildende brennbare Gasgemisch kann entweder turbulent deflagieren oder detonieren. Bei der Detonation kann die erzeugte Druckwelle die Komponenten einer Anlage oder die Anlage selbst gefaehrden oder sogar zerstoeren. Es ist zur Zeit vorgesehen, die Rekombinatoren durch weitere Massnahmen wie Zuender (duales Konzept) zu ergaenzen. Leistungsfaehige Wasserstoffrekombinatoren koennen jedoch auch in anderen Anlagen der Energietechnik eingesetzt werden, bei denen der Umgang mit Wasserstoff mit groesseren Risiken verbunden ist. Dazu zaehlen z.B. Chemieanlagen, in denen Wasserstoff hergestellt oder verarbeitet wird, oder kuenftige waerme- oder stromerzeugende mit Wasserstoff betriebene Systeme, z.B. Brenner oder Brennstoffzellen. Ziel weiterfuehrender Untersuchungen ist es, einerseits die Abbauleistung der Rekombinationseinrichtungen deutlich zu steigern und andererseits mittels innovativer technischer Ansaetze ein breites Unfallspektrum kontrolliert abzudecken. (orig.)It is the aim of this report to review the state of the art of catalytic recombiners, which convert hydrogen in the presence of the oxygen exothermally into vapor, and to give an overview on research and development activities of this field as a base for own investigations. Recombiners play an important role in nuclear reactor technology. In case of a severe accident in Pressurized and Boiling Water Reactors high amounts of hydrogen (up to about 20.000 m_N"3) might be generated and released into the containment. The mixture consisting of hydrogen and oxygen may either turbulently burn or detonate. In the case of detonation the shock wave may endanger the components of the plant or even endanger the plant itself. At present it is assumed to apply the recombiners also in combination with other measures, e.g. igniters (dual concept). Effective hydrogen recombining devices may also be used in other energy plants, in which the handling of hydrogen may be associated with risks. These are e.g. chemical plants for producing or converting hydrogen or future thermal or electric power generating units, which are fed with hydrogen, e.g. burners or fuels cells. The aim of further research and development work is on one hand to improve the removal capacities of existing recombiners and on the other hand to cover a broad spectrum of accident scenarios by means of innovative technical measures. (orig.)SIGLEAvailable from FIZ Karlsruhe / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman