載元件的被動(dòng)式自催化復(fù)合器的原理(所謂的PAR)進(jìn)行催化的后處理。通過第三反應(yīng)區(qū)46圍繞第一反應(yīng)區(qū)34的外殼式的構(gòu)型，進(jìn)行從內(nèi)向外的熱傳遞，使得第三反應(yīng)區(qū)46也間接地通過布置在第一反應(yīng)區(qū)34中的加熱元件40以及通過在那里由于放熱的氧化反應(yīng)而釋放的熱來加熱。
[0040]在反應(yīng)室32的左端側(cè)端部上重新反轉(zhuǎn)方向之后，在相繼的三個(gè)反應(yīng)區(qū)34、42和46中處理的并且關(guān)于氫氣濃度方面被貧化的流體流首先流過反應(yīng)室的圍壁44與包圍其的外流動(dòng)通道52的圓柱殼形圍壁50之間的、橫截面為環(huán)形的區(qū)域48向右直到其排出接管54。
[0041]在此，由于多級(jí)復(fù)合反應(yīng)以及通過電加熱元件40的作用而加熱的、從反應(yīng)室32流出的氣體一蒸汽混合物在用作熱交換器56的預(yù)熱器26的熱交換器表面上流過，在那里該混合物將其熱函的一部分用上面已經(jīng)描述的方式給流入反應(yīng)室32中的氣體一蒸汽混合物。
[0042]在流動(dòng)通道52的更下游，關(guān)于其氫氣濃度而言被貧化的氣體一蒸汽混合物(廢氣)在冷卻區(qū)60中的熱交換器58的、被冷卻劑(在此為氮?dú)釴2，參見下文)流過的熱交換器表面旁流過，并且在此將其剩余熱函的另一部分傳遞到冷卻劑。為了特別有效的冷卻，冷卻劑在其進(jìn)入熱交換器58時(shí)至少部分是液態(tài)的，并且通過在流動(dòng)通道52中流動(dòng)的氣體一蒸汽混合物的熱傳遞而至少部分地蒸發(fā)。在氣體一蒸汽混合物中包含的蒸汽組成部分的明顯的冷凝、尤其是作為復(fù)合反應(yīng)的產(chǎn)物的水蒸氣的明顯的冷凝在此由于所給出的溫度關(guān)系以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)還尚未發(fā)生。冷卻區(qū)60于是僅僅作為氣體冷卻器而并不作為冷凝器。流動(dòng)介質(zhì)的典型溫度值緊接在冷卻區(qū)60之前在600°C到800°C的范圍中，并且在其后在250°C到500°C的范圍中。
[0043]輸出側(cè)(在此為冷卻區(qū)60的下游)在流動(dòng)通道52上連接有再循環(huán)管路62，其另外的端部匯入引導(dǎo)至預(yù)熱器26的管路區(qū)段22，以便將從復(fù)合裝置20流出的、貧化的流體流的一部分向回引導(dǎo)至其輸入側(cè)，并且與來自反應(yīng)堆外殼4的富集的流體流混合。更確切地說，再循環(huán)管路62的另外的端部匯入布置在文丘里噴嘴24的喉部的饋入開口中，使得向回引導(dǎo)的部分流由于在那里出現(xiàn)的抽吸作用而被主流一同拖走(噴射器原理，見下文)。通過集成的廢氣回引裝置以及反應(yīng)級(jí)或者反應(yīng)區(qū)34、42和46的與其相連的部分惰性化，也可以將從反應(yīng)堆外殼4引導(dǎo)出來的流體流中的高氫氣濃度(高達(dá)30體積％或者更高)轉(zhuǎn)化為快速的氫氣降除。
[0044]為了設(shè)置或者調(diào)節(jié)向回引導(dǎo)的部分流，在再循環(huán)管路62中和/或在文丘里噴嘴24的饋入開口中存在相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥(未示出)。在此典型的是，力爭(zhēng)在復(fù)合裝置20的輸入流中維持大于50%的蒸汽部分作為調(diào)節(jié)目標(biāo)。
[0045]在惰性化的反應(yīng)堆外殼4的情況下，在復(fù)合裝置20之前由合適的儲(chǔ)存裝置、在此由也稱為氧氣瓶64的、用加壓的氧氣O2填充的壓力容器受控地饋送氧氣02。為了設(shè)置或者調(diào)節(jié)饋送速率，在連接管路68中設(shè)置有調(diào)節(jié)閥66，該連接管路在此直接匯入反應(yīng)室32中。通過測(cè)量復(fù)合裝置20的輸入流中的H2/02濃度，確定對(duì)于化學(xué)計(jì)量學(xué)的燃燒所需的氧氣量，并且通過調(diào)節(jié)閥66設(shè)置要饋送的氧氣量。
[0046]在用于再循環(huán)管路62的端子下游，在流動(dòng)通道52的與反應(yīng)室32相反的端部上布置有噴射裝置70用于噴入或者射入液體(在此基本上為水，其作為冷凝物在后面的處理階段中積聚(見下文))。通過這種方式，實(shí)現(xiàn)了在流動(dòng)通道52中引導(dǎo)的流體流按照注入冷卻方式的進(jìn)一步冷卻。噴射流出于簡(jiǎn)單起見而優(yōu)選固定地設(shè)置。
[0047]雖然這里描述的復(fù)合裝置20作為組合的多級(jí)復(fù)合與冷卻裝置的構(gòu)型對(duì)于所設(shè)計(jì)的目的而言是特別有利的，然而原則上也可以使用其他的、尤其是更簡(jiǎn)單地構(gòu)建的復(fù)合裝置，譬如單級(jí)類型的和/或具有較低的設(shè)計(jì)流動(dòng)速度的復(fù)合裝置。在流動(dòng)通道52中集成的冷卻級(jí)必要時(shí)可以被省去或者用其他方式實(shí)現(xiàn)。前面連接的文丘里噴嘴在其他擴(kuò)展方案中可以被省去，同樣地還有通過再循環(huán)管路62的廢氣向回引導(dǎo)。
[0048]在流動(dòng)通道52的右端側(cè)上流出的、貧化的并且冷卻的流體流通過管路72進(jìn)入到冷凝裝置74中，其在此有利地構(gòu)建為組合的冷凝和清洗裝置。實(shí)際的冷凝級(jí)之前合乎目的地連接有(預(yù))冷卻級(jí)，其優(yōu)選在結(jié)構(gòu)上同樣集成到總體單元中，其中在所述冷凝級(jí)中進(jìn)行流體流的可冷凝部分從氣態(tài)向液態(tài)的相變。
[0049]在整體上基本豎直站立的圓柱形裝置的上部中存在被冷卻液體76 (在此為水H2O)包圍的環(huán)形冷卻器78用于將流體流冷卻到關(guān)于其中包含的蒸汽部分而言的近似的冷凝溫度，尤其是在之前的復(fù)合反應(yīng)中釋放的水蒸汽的冷凝溫度，然而還有前面在反應(yīng)堆外殼4中已經(jīng)釋放的蒸汽的冷凝溫度。環(huán)形冷卻器78具有輸入收集器80和輸出收集器82，它們通過位于其間的、根據(jù)流動(dòng)而言并行連接的、并且作為熱交換器來起作用的螺旋管84相互連接。用于冷卻的水H2O例如取自本地的水網(wǎng)(消防栓等等)，并且根據(jù)需要通過淡水接頭86饋送到包圍環(huán)形冷卻器78的冷卻液體容器88中。在冷卻過程中被加熱和蒸發(fā)的水作為水蒸氣通過蒸汽出口 90排放到環(huán)境中。通過這種方式整體上形成的冷卻裝置91也簡(jiǎn)稱為冷卻器或者(預(yù))冷卻級(jí)。緊接在冷卻器之前的流體流溫度典型地在200°C到500°C的范圍中，并且在其后在100°C到200°C的范圍中(取決于系統(tǒng)中的壓力)。
[0050]通過這種方式進(jìn)一步冷卻的流體流通過輸出收集器82溢出到布置在冷卻液體容器88之下的冷凝容器92中，其中由于進(jìn)一步的冷卻而進(jìn)行蒸汽部分的冷凝。液態(tài)的冷凝物94在冷凝容器92的底部上聚集。對(duì)于冷凝所需的再冷卻至少部分地通過單獨(dú)的冷卻劑(在此為氮N2)進(jìn)行，該冷卻劑通過伸入到冷凝物94中的、作為熱交換器96起作用的管束等等來引導(dǎo)(見下文)。為了特別有效的冷卻，冷卻劑在其進(jìn)入熱交換器96時(shí)至少部分是液態(tài)的，并且通過冷凝物94的熱傳遞而被蒸發(fā)。熱交換器96于是可以如熱交換器58那樣在使用氮?dú)鈺r(shí)稱為氮蒸發(fā)器。
[0051]附加于或者替代通過氮蒸發(fā)(一般地:惰性氣體蒸發(fā))引起的冷凝容器92的再冷卻，也可以設(shè)計(jì)通過冷水蒸發(fā)的再冷卻，譬如借助在冷凝容器92中/旁安裝的、被冷水流過的熱交換器和/或通過在空間上直接相鄰的、作為散熱器來起作用的冷卻裝置91。一般地，系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)選為使得流體流的冷卻初級(jí)通過冷水蒸發(fā)來進(jìn)行，并且次級(jí)通過氮蒸發(fā)來進(jìn)行，尤其是以便將氮消耗以及由此將所需的儲(chǔ)備保持在合理的限度內(nèi)。
[0052]在圖1中所示的變形方案中，在關(guān)于其蒸汽組成部分而言要冷凝的流體流輸入冷凝容器92時(shí)同時(shí)進(jìn)行不可冷凝的氣體部分的凈化。為此，輸入?yún)^(qū)域98按照文丘里清洗機(jī)的方式構(gòu)建。流體流在中央布置的圓柱形流動(dòng)通道100內(nèi)類似于在文丘里喉部(Venturikehle)的情況下那樣通過例如構(gòu)建為環(huán)形縫隙或者構(gòu)建為光圈式開口的窄部102引導(dǎo)，并且繼續(xù)向下進(jìn)入形成的冷凝物94中。在窄部102的區(qū)域中或者在流動(dòng)方向上看，緊接在其之前可以布置有針對(duì)液體的噴入裝置104。合乎目的的是，為此使用在冷凝容器92中聚集的冷凝物94本身。噴射流出于簡(jiǎn)單的原因而被優(yōu)選固定地設(shè)置。通過流體流在窄部102的區(qū)域中的強(qiáng)烈渦流和分散，通過與噴射液體的混合，以及通過如下事實(shí):不可冷凝的氣體組成部分被引導(dǎo)通過所聚集的冷凝物94，在流體流中所包含的放射性核素以及碘沉積到冷凝物94中。
[0053]在減壓運(yùn)行的過程中在冷凝容器92內(nèi)聚集的、放射性污染的冷凝物94按照要求不連續(xù)地或者連續(xù)地通過連接在冷凝容器92的底部上的冷凝物抽取管路106被抽出，其中冷凝物泵108連接到該冷凝物引出管路中。作用于冷凝物泵108的料位調(diào)節(jié)器用于使得在冷凝物容器92中的冷凝物94的液位高度不超過預(yù)先給定的最大值。通過將多余的冷凝物94大部分或者完全通過冷凝物回引管路110向回泵送到核技術(shù)設(shè)施6的反應(yīng)堆外殼4中，其中所包含的放射性物質(zhì)也為了安全保護(hù)的目的而被輸送。換而言之，放射性物質(zhì)被有目的地控制在凈化級(jí)中，以便能夠?qū)⑵鋸倪@里有目的地又回送到反應(yīng)堆外殼4中。通過將冷凝物噴射到反應(yīng)堆外殼4中，在那里也產(chǎn)生了冷卻作用，其又有利地影響壓力，即導(dǎo)致壓力降低。
[0054]管路112和管路114從冷凝物回引管路110分支，通過其可以按照要求將冷凝物的第一部分流引導(dǎo)至噴入裝置70和/或?qū)⒌诙糠至饕龑?dǎo)至噴入裝置104。為了合乎要求地調(diào)節(jié)冷凝物流，在管路中可以存在相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥。
[0055]不可冷凝的氣體部分從冷凝物94中出來而進(jìn)入位于其上的、冷凝容器92的氣體收集室116中，其中其經(jīng)過布置在流動(dòng)路徑中的過濾元件118。過濾元件118在第一級(jí)中用作液滴分離器，而在第二級(jí)或者層中用于分離細(xì)小微粒狀物質(zhì)。當(dāng)通風(fēng)流排放到環(huán)境中時(shí)，該分離尤為重要(見下文)。
[0056]通過連接到氣體收集室116上的管路120，將冷卻的和預(yù)先凈化的氣體輸送給所謂分子篩122構(gòu)型的另一過濾裝置，該分子篩也可以結(jié)構(gòu)上集成到冷凝容器92中或者一般地結(jié)構(gòu)上集成到冷凝和清洗裝置中。例如基于沸石過濾器構(gòu)建的以及按照化學(xué)吸附原理工作的分子篩122尤其是在比較小的顆粒大小情況下也實(shí)現(xiàn)有機(jī)碘化合物(所謂的有機(jī)碘)的抑制。
[0057]為了所規(guī)定的并且有效的運(yùn)行而并不對(duì)于濕度敏感的、有效過濾的組成部分有毀壞危險(xiǎn)，將分子篩122加熱，更確切地說，優(yōu)選以能夠恢復(fù)的方式進(jìn)行。為此目的，管路124從管路72分支用于抽取在那里還比較熱的流體流，其在分子篩122旁引導(dǎo)用于熱傳遞。該抽取流在更下游通過管路126引導(dǎo)至冷凝容器92中存在的冷凝體94。
[0058]從分子篩122流出的、被凈化的和過濾的氣流通常全部通過回引管路128向回引導(dǎo)至反應(yīng)堆外殼4中。在該循環(huán)運(yùn)行中，于是沒有發(fā)射到環(huán)境中(英語:Zer0 Release/ZeroEmiss1n,零排放/零福射)。
[0059]僅僅對(duì)于緊急情況，從回引管路128分支出設(shè)置有閉塞裝置130的、例如匯入煙囪132中的流出管路134，之前經(jīng)凈化和過濾的氣流可以通過該流出管路在傳統(tǒng)的通風(fēng)意義中釋放到環(huán)境中。由此，在任何時(shí)刻也可以借助排放到環(huán)境中來實(shí)施經(jīng)過濾的快速降壓