DE2261034A1 - Kernreaktoranlage - Google Patents
KernreaktoranlageInfo
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- G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
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Description
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 965 682 ist eine Kernreaktoranlage
mit einem Druckwasserreaktor bekannt, bei dem der Reaktordruckbehälter aus Spannbeton hergestellt ist. Lediglich
der Deckel besteht aus Stahl. Er ist mit Hilfe von Stahlstützen gegen einen Stahlbetonring abgestützt, der auf
dem Spannbetonbauwerk aufliegt und mit diesem über Längsspannglieder
verankert ist.
Die Erfindung befaßt sich ebenfalls mit einer Kernreaktoranlage, bei der der Reaktordruckbehälter einen Deckel aufweist,
der von einem den Deckel umgebenden Betonbauwerk gehalten wird. Bei der Erfindung geht es jedoch nicht um einen aus Spannbeton
bestehenden Reaktordruckbehälter. Die Erfindung hat vielmehr das Ziel, eine besonders wirksame Berstsicherung zu schaffen,
d.h. eine Kapselung des Reaktordruckbehälters, die Bruchstücke beim Bersten auffängt. %
Die erfindungsgemäße Kernreaktoranlage ist dadurch gekennzeichnet,
daß dem Stahldeckel des aus Stahl bestehenden.Reaktordruckbehälters
ein Fangring zugeordnet ist, der an dem dort in Segmente unterteilten Betonbauwerk abgestützt ist.
Bei der neuen Kernreaktoranlage wird das üblicherweise nur zur Strahlenabschirmung vorgesehene Betonbauwerk zum Aufbau der
Berstsicherung herangezogen. Die Unterteilung in Segmente ermöglicht in diesem Zusammenhang den Abbau von Stößen, die
sonst beim Bersten z.B. des Reaktordruckbehälters entstehen, in einem bei Verwendung von Beton bisher nicht, erreichten Maße.
Durch die Unterteilung ergibt sich nämlich eine begrenzte Beweglichkeit großer Betonmassen, die beim Bersten zu beschleuni-
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gen sind und dadurch das dynamische Verhalten der Berstsicherung
günstig beeinflussen. Insgesamt wird die Sicherheit der Kernreaktoranlage wesentlich vergrößert, so daß sie auch in
relativ dicht besiedelten Gebieten errichtet werden kann.
Besonders günstig läßt sich die Erfindung mit einer Anordnung verwirklichen, bei der die Segmente entgegen einer Vorspannung
beweglich sind. Die Vorspannung kann im Betrieb eine ständige Druckkraft auf den Druckbehälter ausüben. Dadurch können die
Beanspruchungen des Primärkreislaufes gesenkt werden. Außerdem kann man auf diese Weise vermeiden, daß bei Brüchen große
Austrittsquerschnitte im Reaktordruckbehälter entstehen, weil die Teile auch eines mit einem Umfangriß unterteilten Druckbehälters
aufeinandergepreßt bleiben.
Besonders günstig ist es, wenn die Segmente im Vertikalschnitt rechtwinklig sind. In dieser Gestalt entsprechen sie den bisher
üblichen Gebäudekonzepten von Reaktoranlagen, so daß am bewährten Gesamtaufbau nichts Wesentliches geändert werden
muß. Die Segmente können ferner mit ihrem dem Fangring abgekehrten Ende an starren, insbes. zylindrischen Bauwerksteilen gelenkig
gelagert werden. Hierdurch entsteht eine Konstruktion, die günstige Unterbringungsmöglichkeiten für weitere Komponenten
der Reaktoranlage bietet. Die Segmente können auch von einer starren Säule durchsetzt werden. Mit dieser Säule, gegebenenfalls
auch mit mehreren, können oberhalb der Segmente liegende Teile der Kernreaktoranlage, z.B. die Lademaschine,
so abgestützt werden, daß sie nicht an Bewegungen der Segmente teilnehmen.
In den Segmenten können ferner Durchbrechungen für Komponenten des Reaktorkühlkreises, insbes. für Dampferzeuger, vorgesehen
sein, die eine besonders große Höhe erfordern. Dabei kann man solchen Komponenten zusätzliche Berstsicherungen zuordnen,
die ihrerseits an den Segmenten befestigt sind. Kleinere Komponenten, z.B. Hauptkühlmittelpumpen, können an den Segmenten hängend befestigt werden, um wärmebedingte Auagleichs-
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bewegungen zu ermöglichen.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn die unterhalb der Segmente liegenden Teile des Betonbauwerkes mit einer den Reaktordruckbehälter
insbesondere zylindrisch umgebenden Berstsicherung als steife Zelle ausgebildet sind. Diese Bauweise, bei der die
steife Zelle auch zur Abstützung von weiteren Primärkreiskomponenten sowie zu deren Berstsicherung günstig herangezogen
werden kann, unterscheidet sich deshalb von den bisherigen Vorstellungen,
weil man glaubte, Elemente von Berstsicherungen müßten im Hinblick auf Berstkräfte von anderen Gehäudeteilen
möglichst getrennt werden.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden anhand
der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel einer Kernreaktoranlage
mit Druckwasserreaktor beschrieben, das in zwei zueinander rechtwinkligen Schnitten gezeichnet ist.
Mit 25 ist die aus Stahl bestehende kugelförmige Sicherheitshülle bezeichnet, die auch bei einem Unfall alle radioaktiven
Stoffe einschließen soll. Die Stahlhülle 25 darf daher nicht beschädigt werden. Zum Schutz gegen das Auftreffen von Bruchstücken
der Reaktoranlage ist der stählerne Reaktordruckbehälter 1 in einer Reaktorgrube untergebracht, die von einem
massiven Betonbauwerk 2 umschlossen ist. Das Betonbauwerk ist im Bereich des Reaktordruckbehalters 1 im wesentlichen ein
Zylinder, der bis in die Höhe des stählernen Reaktordruckbehälterdeckels la reicht. Der obere Rand des Zylinders ist
mit 3 bezeichnet.
Wie man sieht, ist der Deckel la von im Querschnitt· rechtwinkligen
Betonsegmenten 9 umgeben, gegen die ein über dem Deckel la sitzender Pangfing 7 mit Pendelstützen 8 abgestützt
ist. Die Abmessungen der Stützen 8, des Fangringes 7 und des Reaktordruckbehalters 1, der über einen unteren Stützring'Ib '
auf -dem Beton 2 aufsitzt, sind so gewählt, daß mindestens bei
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der durch betriebsmäßige Erwärmung verursachten Ausdehnung dea
Druckbehälters 1 eine Druckvorspanhung auf den Druckbehälter ausgeübt wird. Gleichzeitig werden die Segmente 9 des unterteilten
Betonbauwerkes angehoben, wobei stählerne Spannglieder 9a unter Zug-Vorspannung gesetzt werden.
Beim Ausführungsbeispiel sind vier Segmente 9 auf beiden Seiten dea Reaktordruckbehälters 1 gleichmäßig verteilt vorgesehen.
Die Segmente 9 sind bei 10 an einem geschlossenen Zylinder 6 gelenkig abgestützt, der ebenfalls aus Beton besteht
und über weitgehend horizontale Wände 5 und 4 mit dem Betonzylinder 2 verbunden iat. Im Bereich der gelenkigen Lagerung
10 kann man Vorspannmittel 11 vorsehen, die die für die Funktion eines Betongelenks notwendige Längekraft erzeugen,
wenn im kalten Betriebszustand dea Reaktordruckbehälters nur Querkräfte,aber keine Längakräfte im Lager 10 vorhanden
sind.
Durch die Segmente 9 ragen vier Säulen 13, die die Träger 12 einer mit dem Betonbauwerk 2 starr verbundenen Bühne tragen.
Zum Primärkühlkreis des Reaktordruckbehälters gehören Hauptkühlmittelpumpen
14 und Dampferzeuger 15, die bei der Erfindung ebenfalls berstsicher gekapselt sind. Für die Pumpen
14 ergibt sich die berstsichere Abschirmung durch die Abdeckung mit Hilfe der im Querschnitt rechtwinkligen Betonsegmente 9,
an denen die Hauptkühlmittelpumpen hängend befestigt sind.
Die Dampferzeuger 15 ragen dagegen durch öffnungen in den
Segmenten 9· Sie sind ihrerseits mit einer z.B. aus Betonteilen aufgebauten druckfeaten Abschirmung 20 umgeben, die
über Stahlkappen 21 mit den Segmenten 9 verspannt ist. Eine ähnliche Abschirmung 22 kann unterhalb der Segmente 9 vorgesehen
und mit Spanngliedern 16 umgeben sein, damit ein Bersten eines Dampferzeugers 15 nicht zu Schäden an benachbarten
Kühlmittelleitungen führt. Die Spannglieder 16 können so bemessen sein, daß sie durch die Bewegung der Segmente 9 erst
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nach einem bestimmten Öffnen der Fuge am Rand 3 belastet werden und dann die Spannseile 9a entlasten.
Beim Ausführungsbeispiel ist für den Dampferzeuger 15 auf der rechten Seite noch eine Berstsicherung 18 der zu diesem
führenden Hauptkühlmittelleitung gezeichnet, die mit dem Zwischenboden 4 verspannt ist. Ein Anschlag 19 kann Bewegungen
des Dampferzeugers 15 beim Brechen dieser Hauptkühlmittelleitung begrenzen.
Die linke Seite der Figur zeigt, daß. die Berstsicherung 18 auch für den Fall vorgesehen werden kann, daß die Leitung 26 selbst
unterhalb des Dampferzeugers 15 in einem besonderen Raum verläuft. Dieser Raum kann auch von einer Ausnehmung 17 in der
Zwischendecke 4 gebildet sein.
Beim Ausführungsbeispiel bilden die Gebäudeteile 2, 4 und 5 eine steife Zeile, mit der der Zylinder 6 als äußerer
Trümmerschutz starr verbunden ist.
12 Patentansprüche
2 Figuren
2 Figuren
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Claims (12)
- - 6 - VPA 72/9494Patentansprüche:'Il Kernreaktoranlage, insbesondere mit einem Druckwasaer-Reaktor, mit einem Reaktordruckbehälter, dessen Deckel über Stützen von einem den Deckel umgebenden Betonbauwerk gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stahldeckel (la) des aus Stahl bestehenden Reaktordruckbehälters (1) ein Fangring zugeordnet ist, der an dem dort in Segmente (9) unterteilten Betonbauwerk abgestützt iat.
- 2. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (9) entgegen einer Vorspannung.beweglich gelagert sind.
- 3. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch im Vertikalschnitt rechtwinklige Segmente (9)·
- 4. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (9) mit ihrem dem Fangring (7) abgekehrten Ende an starren, insbesondere zylindrischen Bauwerksteilen (6) gelagert sind.
- 5. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente von einer starren Säule (13) durchsetzt werden.
- 6. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß in den Segmenten (9) Durchbrechungen für Komponenten des Reaktorkühlkreises, insbesondere Dampferzeuger (13), vorgesehen sind.
- 7. Kernreaktoranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Komponenten Beratsicherungen (20, 21, 22) zugeordnet sind, die an den Segmenten (9) befestigt sind.
- 8. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Segmenten (9) einzelne409825/0556 - 7 -- 7 - VPA 72/9494Komponenten, insbesondere Hauptkühlmittelpumpen (14) hängend befestigt sind.
- 9. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da- ' , durch gekennzeichnet, daß die unterhalb der Segmente (9) liegenden Gebäudeteile (4,5) mit einer den Reaktordruckbehälter (l) umgebenden zylindrischen Berstsicherung (2) als steife Zelle ausgebildet sind.
- 10. Kernreaktoranlage nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß auf der steifen Zelle Primärkreiskomponenten (15) abgestützt sind.
- 11. Kernreaktoranlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärkreiskomponenten (14,15,26) unterhalb der Segmente (9) mit einer Berstsicherung (18r22) versehen sind, die an der steifen Zelle verankert ist.
- 12. Kernreaktoranlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerung (16) nach einem bestimmten Weg der Segmente (9) eine Kraft auf diese ausübt.4098 25/05 56·L e e r s e i t e
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