Sicherheitselemente zur Beseitigung von Wasserstoff aus inertisierten Containments von Siedewasserreaktoren

In Light-Water-Reactors a zirconium-steam reaction and additional metal corrosion during heavy accidents with core meltdown can result in massive hydrogen release. According to a safety study conducted by GRS on existing Boiling-Water-Reactors (BWR) and studies on future designs for BWR, this may cause a pressure built-up in the containment. As a consequence depressurisation of the containment atmosphere is required. Experiments were conducted basing on these studies to remove hydrogen from the containment with regard to maintaining its integrity. In a literature study conducted before oxidation of hydrogen with manganese dioxide and separation by means of metal membranes were found as methods with highest potential. Their feasibility in varying accident environments was shown. The oxidation reaction proved to be fast without additional hazards. However, the high amount of oxidant needed is disadventageous. The hydrogen removal by means of metal membranes is slower than the case of the oxidation reaction, but there is no limitation of a fixed amount of hydrogen. Their potential for an application in reactor containments is higher especially if the permeability of the membranes can be augmented. Harmful, however, is the hydrogen pressure difference needed for matter transport. (orig.)In Leichtwasserreaktoren koennen bei einem schweren Stoerfall mit Kernschmelze aufgrund einer Zirkoniumreaktion mit Wasserdampf und weiterer Metallkorrosion grosse Wasserstoffmengen freigesetzt werden. Wie eine Sicherheitsstudie der Gesellschaft fuer Reaktorsicherheit (GRS) an Siedewasserreaktoren sowie Studien fuer neue Siedewasserreaktorkonzepte zeigen, fuehrt dies zu einem Druckanstieg im Sicherheitsbehaelter. Dieser macht eine Druckentlastung notwendig. Auf Basis dieser Ergebnisse wurden Experimente zur Beseitigung des Wasserstoffs aus dem Sicherheitsbehaelter unter Wahrung seiner vollen Integritaet durchgefuehrt. Die Machbarkeit mittels vorab in einer Literaturstudie gefundenen Moeglichkeiten, Oxidation mit Mangandioxid und Abtrennung mittels Metallmembranen, wurde nachgewiesen. Hierbei erwies sich die Oxidationsreaktion als schnell, aber nicht gefaehrlich. Ihr Nachteil besteht allerdings in der grossen Menge benoetigten Oxidationsmittels. Die Wasserstoffabtrennung mit Metallmembranen erfolgt zwar langsamer, ist aber nicht auf eine bestimmte Abbaumenge begrenzt. Die Membranen bieten ein groesseres Potential, insbesondere wenn ihre Permeabilitaet erhoeht wird. Nachteilig ist allerdings die fuer den Stofftransport notwendige Wasserstoffdruckdifferenz. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RA 831(3919) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman