Daten zur probabilistischen Sicherheitsanalyse für Kernkraftwerke ...

7.9 DRUCKAUFBAU IM SHB
7.9.1 Beschreibung
Kann bei einem Kernschmelzunfall die produzierte Wärme nicht aus dem SHB abgeführt werden
(Wärmeabfuhrsystem, gefilterte Druckentlastung), so heizt sich die Atmosphäre kontinuierlich auf.
Da weniger Wärme als produziert an die Wände und den Sumpf (etwa durch Dampfkondensation)
abgeführt werden kann, steigt der Druck im SHB an. Zusätzlich können bei einer Schmelze-Beton-
Wechselwirkung nichtkondensierbare Gase entstehen und zum Druckaufbau beitragen. Der
Versagensdruck, der typspezifisch zu ermitteln ist, wird im Falle eines großen SHB (DWR) erst
nach Tagen, beim relativ kleinen SHB eines SWR bei Ausfall der Kondensationskammerkühlung
schon nach Stunden erreicht.
7.9.2 Methode
Die Berechnung des langfristigen Druckaufbaus kann mit gängigen „lumped parameter“
Rechenprogrammen, wozu auch die im Hauptteil mehrfach erwähnten „Integrierten
Rechenprogramme“ gehören, relativ einfach durchgeführt werden. Eine besonders feine
Nodalisierung ist dabei nicht erforderlich. Der Druckaufbau hängt neben der zugeführten Wärme
auch von der abgeführten Wärme (Volumen des SHB, Wandflächen im SHB (Stahl, Beton) und
den Wärmesenken außerhalb des SHB (Reaktorgebäude)) ab. Größere Unsicherheit resultiert aus
der mangelnden Kenntnis des Anteils der Nachwärmenergie, die zum Druckaufbau (und damit
nicht zur Schmelze-Beton-Wechselwirkung) zur Verfügung steht. Dieser Anteil ist zeitabhängig und
hängt auch von der Wasserüberdeckung und damit vom Zeitpunkt des Sumpfeinbruchs ab. Die
Analyse der Schmelze-Beton-Wechselwirkung ist daher eine notwendige Voraussetzung für die
Berechnung des Druckaufbaus im SHB. Da diese von der Betonsorte und der genauen
Reaktorgrubengeometrie abhängt, ist von Fall zu Fall zu entscheiden, inwieweit
anlagentypspezifische Untersuchungen ausreichend sind.
Der Prozess der Schmelze-Beton-Wechselwirkung bestimmt auch die Freisetzung nicht
kondensierbarer Gase (CO, CO 2 , H 2 ). Da diese Gase mit hoher Temperatur freigesetzt werden, ist,
falls Zündbarkeit gegeben, von einer kontinuierlichen Verbrennung auszugehen. Ferner
beeinflussen die als Notfallmaßnahme eingeführten Rekombinatoren die
Atmosphärenzusammensetzung. Gegebenenfalls ist zu prüfen, ob Verbrennungen außerhalb des
SHB (Ringraum beim DWR, Druckentlastungssystem) die Freisetzung von Spaltprodukten
beeinflussen können.
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