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Sumpfsiebverstopfung

Bild: GRSMit dem Begriff „Sumpfsiebverstopfung“ (engl.: sump-clogging) wird ein sicherheitsrelevantes Phänomen aus dem Bereich der Kerntechnik bezeichnet.

Ein Leck in der Rohrleitung
Die Rohrleitungen im Reaktorgebäude, durch die heißes Wasser oder Dampf geleitet wird,  sind mit einer Wärmeisolierung umgeben. Diese Wärmeisolierung besteht aus Isoliermaterialmatten (ähnlich denen beim Dachausbau) in Metallkassetten. Bei einem Rohrbruch strömt Wasser oder Dampf mit hoher Temperatur und hohem Druck aus der Leckstelle in das Reaktorgebäude. Der Wasser- bzw. Dampfstrahl kann benachbarte Leitungen treffen und die Wärmeisolierung der gebrochenen Leitung und benachbarter Leitungen wegreißen.

Der Reaktorgebäudesumpf als Sammelstelle für Kühlwasser
Das abgerissene und zerkleinerte Isoliermaterial gelangt mit dem Wasser aus der Leckstelle in eine Sammelgrube. Diese Sammelgrube wird im Kernkraftwerk Reaktorgebäudesumpf oder kurz Sumpf genannt. Im Sumpf wird beim Bruch einer Rohrleitung das aus dem Leck austretende Kühlwasser gesammelt. Das im Sumpf gesammelte Wasser wird dann zur Kühlung des Reaktors wiederverwendet.

Was passiert mit dem abgerissenen Isoliermaterial?
Das Isoliermaterial bleibt auf dem Weg zum Sumpf teilweise an Trittgittern oder auf Zwischenböden liegen. Der Rest gelangt bis in den Sumpf. Von diesem Isoliermaterial wird sich wiederum ein Teil am Boden des Sumpfes absetzen.

Die Nachkühlpumpen speisen das Wasser aus dem Sumpf zurück in den Kühlkreislauf. Die Nachkühlpumpen sind mit Sieben gegen den Eintrag von Verschmutzungen aus dem Sumpf geschützt. Durch das Ansaugen von Wasser mit den Nachkühlpumpen wird im Sumpf eine Strömung zu den Sieben hin erzeugt. Dabei wird auch Isoliermaterial angesaugt. Ein Teil des Isoliermaterials bleibt an den Sieben hängen. Wird dieser abgelagerte Teil am Sieb zu groß, dann kann nicht mehr genügend Wasser angesaugt werden oder das Sieb brechen. Im Kernkraftwerk besteht die Möglichkeit, die Siebe von der Rückseite aus zu spülen. Das vom Sieb abgelöste Isoliermaterial wird sich dann zu einem Teil im Sumpf absetzen und zu einem Teil beim weiteren Ansaugen von Wasser wieder am Sieb ablagern. Nach einiger Zeit muss dann eventuell wieder rückgespült werden.

Kleinmaschige Sumpfsiebe stellen Kernkühlung sicher
Ein Teil des Isoliermaterials kann aber auch durch das Sieb gelangen und sich z.B. an den Brennelementen anlagern. Durch die verstopften Kühlkanäle wird weniger Wasser transportiert und die Kühlung des Kerns wird behindert. Da der Reaktorkern nicht einfach gereinigt werden kann, muss also der Eintrag von Isoliermaterial in den Kern möglichst gering gehalten werden. Deshalb werden Siebe mit so kleinen Maschenweiten verwendet, dass nur noch sehr kleine „Fusseln“ durchrutschen können. Diese sehr kleinen „Fusseln“ bleiben dann auf ihrem weiteren Weg durch den Reaktorkern nicht mehr hängen. Die Kühlkanäle im Reaktorkern verstopfen also nicht. Die Kernkühlung ist langfristig sichergestellt.