CH623161A5

CH623161A5 - Nuclear reactor unit

Info

Publication number: CH623161A5
Application number: CH1176077A
Authority: CH
Inventors: Max Heller; Erich Kaetscher; Hans-Peter Schabert; Robert Weber
Original assignee: Kraftwerk Union Ag
Priority date: 1976-11-03
Filing date: 1977-09-27
Publication date: 1981-05-15
Also published as: DE2650417A1; DE2650417C3; DE2650417B2; JPS5357397A; BR7707298A; ES463815A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kernreaktoranlage mit einem Unterhalb des Zwischenbodens kann eine Leckageüberwa-

wassergefüllten Becken für einen Brennelement-Transportbe- chung vorgesehen sein, die die Dichtigkeit ständig oder hälter und mit einem Stossdämpfer zum Abbremsen des Trans- zeitweilig zu überwachen gestattet.

portbehälters für den Fall eines Absturzes. Zur nächsten Erläuterung der Erfindung wird anhand der

In der deutschen Offenlegungsschrift 22 53 232 ist als Stoss- 45 beiliegenden Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel beschrieben, dämpfer unter anderem eine gasgefüllte Blase aufgeführt, die die von einer Kernreaktoranlage mit einem Druckwasserlei-mit einem mechanisch festen Deckel versehen ist. Die energie- stungsreaktor nur das wassergefüllte Becken für einen Brennverzehrende Wirkung solcher Gasblasen ist jedoch gering. element-Transportbehälter, das von Betonwänden des Reak-Aufgabe der Erfindung ist es jedoch, gerade die energieverzeh- torgebäudes begrenzt ist, in einem Längsschnitt und einer rende Wirkung zu verbessern, denn beim Abstürzen eines 50 Draufsicht zeigen. Die Fig. 3 zeigt in einem Ausschnitt eine Brennelement-Transportbehälters, das zwar bisher noch nie abgewandelte Befestigung.

vorgekommen ist, aber von den Sicherheitsbehörden neuer- Mit 1 ist die Wandung des Beckens 2 bezeichnet, in dem der dings als Unfall in Betracht gezogen wird, können an sich Stoss- gestrichelt gezeichnete Brennelement-Transportbehälter 3 kräfte im Bereich von 10 0001 auftreten. Durch solche Stoss- abgestellt wird, wenn Brennelemente an- oder abtransportiert kräfte würden die bisher üblichen Baulichkeiten von Kernreak- 55 werden. Das Becken 2 hat, wie Fig. 2 zeigt, einen achteckigen toranlagen überbeansprucht, so dass sie ohne ausreichende Querschnitt, während der Behälter 3 zylindrisch ist. Der DurchDämpfung wesentlich verstärkt werden müssten. messer des Behälters 3 beträgt grössenmässig 2,50 m, die Flach-

Erstaunlicherweise hat sich gezeigt, dass man die Stoss- kantabmessung des Beckens 3 m.

dämpfung ganz wesentlich dadurch verbessern kann, dass ober- Am Beton 1 ist etwa 8 m über dem mit 5 bezeichneten halb des Stossdämpfers ein unabhängig von diesem befestigter 60 Boden des Beckens 2 ein Zwischenboden 6 so befestigt, dass er Zwischenboden vorgesehen ist, dass die Befestigung dieses mindestens für das Gewicht des Behälters 3 von etwa 1001 und Zwischenbodens mit einer Sollbruchstelle für eine Kraft ausge- einer darüber stehenden Wassersäule von etwa 15 m Höhe auslegt ist, die nicht grösser als die grösste bei der Stauchung des gelegt ist, die weitere 1001 wiegt. Der Zwischenboden 6 selbst Stossdämpfers anzunehmende Kraft ist, und dass dem Zwi- ist in stabiler Sandwichbauweise hergestellt. Er besteht aus schenboden und dem Stossdämpfer ein Spalt zum öffnen der 65 einer oberen Platte 7, einer unteren Platte 8 und dazwischen lie-Sollbruchstelle vorgesehen ist. genden Profilträgern 9, die mit beiden Platten 7,8 verbunden,

Bei der Erfindung befindet sich der Stossdämpfer demnach vorzugsweise verschweisst sind.

im Normalbetrieb in einem eigenen mechanisch stabilen Raum. Der Zwischenboden 6 sitzt mit seiner Unterseite auf einem

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Ring 10 am Rande des Beckens 2, der das in Fig. 1 dargestellte L-Profil hat und mit dem Oberteil seines im Querschnitt achtek-kigen Randes 11 an Scherschrauben 12 befestigt ist. Die Scherschrauben 12 bilden eine Sollbruchstelle mit einer Bruchlast von 5001. Sie greifen in Buchsen 13, die ihrerseits in einem mit 5 dem Beton 1 fest verbundenen, im Querschnitt achteckigen Rohrstück 15 angeordnet sind. Das Rohrstück 15 ist mit einer Vielzahl von Haken 16 im Beton 1 verankert. Es kann ausserdem mit horizontalen Platten 17 und 18 versehen sein, um die Steifigkeit und Abstützung im Beton 1 zu verbessern. i o

Unterhalb des Zwischenbodens 6 ist ein Stossdämpfer 20 angeordnet, der aus kreuzweise geschichteten Aluminiumrohren 21 und U-Profilstäben 22 besteht, die ebenfalls aus Aluminium bestehen und zwischen den Rohren 21 angeordnet sind. Auf die Oberseite des Stossdämpfers 20 ist eine feste Eisen- 15 platte 24 aufgesetzt, die für eine gleichmässige Krafteinleitung in den Stossdämpfer 20 sorgt. Eine gleiche Platte 25 kann die Abstützung gegenüber dem Boden 5 übernehmen.

Zwischen der Platte 24 und der Unterseite 27 des Zwischenbodens 6 ist ein Spalt S gelassen, der beim Ausführungsbeispiel 20 etwa 50 mm beträgt. Dieser Spalt ist geringfügig grösser als die Bewegung des Zwischenbodens für den Fall, dass der abstürzende Behälter 3 den Zwischenboden 6 aus seiner Verankerung reisst. Die zum Abreissen der Scherschrauben 12 notwendige Bewegung beträgt höchstens 30 mm. Im Normalbetrieb ist der 25 Stossdämpfer 20 demnach kräftefrei, denn das Gewicht des Behälters 3 wird vom Zwischenboden 6 aufgenommen.

Das Behälterbecken 2 besitzt oberhalb des Zwischenbodens 6 eine Blechauskleidung 28 aus nichtrostendem Stahl.

Diese endet unten an einem U-Profileisen 29, das in den Beton 130 eingelassen ist. Dort ist ein im Querschnitt achteckiger Blechring 30 angeschweisst, der den Übergang zu einer Blechplatte 31 oberhalb des Zwischenbodens 9 ergibt. Damit entsteht ein wasserdichter Abschluss des Raumes 33 oberhalb des Zwischenbodens 6 gegenüber dem darunter liegenden 35

Raum 34, in dem der Stossdämpfer 20 wasserfrei angeordnet ist. Die Wasserfreiheit kann durch eine Leckageüberwachungseinrichtung 32 kontrolliert werden. Dazu gehört eine ringförmige Rinne 35, an die ein Ablaufrohr 36 angeschlossen ist, das zu einer nicht weiter dargestellten Messeinrichtung führt.

Nach Fig. 3 kann der Zwischenboden 6 auch mit Zugschrauben 38 als Sollbruchstelle aufgehängt werden, die bekanntlich in ihrer Bruchfestigkeit besonders genau bemessen werden können. Die Zugschrauben 38 sind von oben in Brücken 39 eingeschraubt, die in ihrem mittleren Bereich von einem am Rohrstück 15 befestigten Winkel 40 getragen werden. Mit ihrem unteren Bereich greifen die Schrauben 38 in einen den Zwischenboden 6 tragenden Ring 41.

Wie schon gesagt, sitzt der Behälter 3 im Normalbetrieb auf dem Zwischenboden 6, so dass der Stossdämpfer 20 völlig kräftefrei ist. Sollte der Behälter jedoch im Bereich des Beckens 2 abstürzen, so öffnet die beim Auftreffen des Behälters auf den Zwischenboden 6 wirksam werdende Kraft die zum Beispiel für 50Q t ausgelegten Sollbruchstellen der Befestigung. Dies geschieht, bevor der Zwischenboden den Spalt S überwindet. Danach wird der Stossdämpfer 20 wirksam. Er verformt sich, wobei der Zwischenboden 6 bei seinem Weg nach unten durch Führungsleisten 42 etwa in den Ecken 43 des Beckens 2 gegen Verkanten gesichert werden kann. Mit der Verformungsarbeit wird der Behälter 3 abgebremst. Die dabei entstehenden Kräfte betragen mit etwa 10001 nur V10 der sonst zu erwartenden Belastung. Sie liegen zeitlich nach der gegebenenfalls auftretenden Druckwelle im Wasser, die für wenige Millisekunden eine Kraft von etwa 7001 auf den Zwischenboden 6 ausüben kann, und der Öffnungskraft der Sollbruchstelle. Durch geeignete Dimensionierung der Spalte zwischen Zwischenboden und Beckenwand kann die Bremswirkung durch die verdrängte und nach oben ausströmende Luft mit zur Stossdämpfung herangezogen werden.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung der vorgeschriebenen Stossdämpferkonstruktion aus Aluminiumrohren beschränkt. Vielmehr können auch Stahlrohre, Stahlträger oder Platten aus Aluminiumschwamm sowie andere Dämpferkonstruktionen verwendet werden.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

623161 2 PATENTANSPRÜCHE Er wird also nicht vorbeansprucht, denn der Transportbehälter

1. Kernreaktoranlage mit einem wassergefüllten Becken für sitzt stabil auf dem Zwischenboden auf. Ausserdem kann der einen Brennelement-Transportbehälter und mit einem Stoss- Stossdämpfer, der in bekannter Weise ausgebildet sein kann, dämpfer zum Abbremsen des Transportbehälters für den Fall mit Hilfe des Zwischenbodens wasserfrei gehalten werden, so eines Absturzes, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des 5 dass seine Wirkung nicht durch Wasser beeinträchtigt wird, Stossdämpfers (20) ein unabhängig von diesem befestigter Zwi- das bei der Verformung des Stossdämpfers verdrängt werden schenboden (6) vorgesehen ist, dass die Befestigung dieses Zwi- müsste. Durch den Spalt zwischen dem Zwischenboden und schenbodens (6) mit einer Sollbruchstelle (12,38) für eine Kraft dem Stossdämpfer ist ferner dafür gesorgt, dass sich die Kräfte, ausgelegt ist, die nicht grösser ist als die grösste bei der Stau- die beim Wirken des Stossdämpfers auftreten, nicht gleichzei-chung des Stossdämpfers anzunehmende Kraft, und dass zwi- io tig zu den Kräften addieren, die zum Lösen des Zwischenbo-schen dem Zwischenboden (6) und dem Stossdämpfer (20) ein dens aufgebracht werden. Es ergibt sich also eine zeitlich verSpalt (S) zum Öffnen der Sollbruchstelle (12,38) vorgesehen ist. schobene Kraftfolge ohne grosse Kraftspitzen. Vorzugsweise

2. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn- macht- man die Befestigung mit der Sollbruchstelle derart ela-zeichnet, dass die Sollbruchstelle derart elastisch ausgebildet stisch, dass sie zusätzlich zu dem Gewicht des Brennelementist, dass sie zusätzlich zu dem Gewicht des Behälters und der is Transportbehälters und der Wasserfüllung des Beckens auch Wasserfüllung der Druckwelle im Wasser gewachsen ist, die der Druckwelle gewachsen ist, die beim Auftreffen des abstür-beim Auftreten des abstürzenden Behälters auf die Wasser- zenden Behälters auf die Wasseroberfläche oder beim schnel-oberfläche oder beim schnellen Absinken des Behälters im len Absinken des Behälters im Wasser entsteht. Die Befesti-Wasser entsteht. gung kann bei solchen Druckstössen, die kurzzeitig, das heisst

3. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1 oder 2 mit einer 20 für Millisekunden auch über der statischen Belastbarkeit liegen wasserdichten Auskleidung des Beckens, dadurch gekennzeich- können, elastisch oder sogar plastisch nachgeben, sofern nur net, dass die wasserdichte Auskleidung (28) im Bereich des Zwi- der Stossdämpfer bis zum Auftreffen des Behälters kräftefrei schenbodens (6) oberhalb des Stossdämpfers (20) verläuft. bleibt.

4. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch Bei einer wasserdichten Auskleidung des Beckens kann die gekennzeichnet, dass der Zwischenboden (6) eine steife Profil- 25 wasserdichte Auskleidung im Bereich des Zwischenbodens konstruktion vorzugsweise in Sandwichbauweise ist. oberhalb des Stossdämpfers verlaufen. Der Zwischenboden

5. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, selbst braucht dann nicht dicht zu sein, er kann als steife Profil-dadurch gekennzeichnet, dass dem Zwischenboden Führungs- konstruktion vorzugsweise in Sandwichbauweise ausgeführt leisten (42) an der Wand des Beckens (2) zugeordnet sind. werden.

6. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 30 Dem Zwischenboden können Führungsleisten an der Wand dadurch gekennzeichent, dass der Zwischenboden (6) in Zug- des Beckens zugeordnet sein. Damit kann man erreichen, dass schrauben (38) einhängbar ist. der Zwischenboden ohne Verkanten oder Verklemmen nach-

7. Kernreaktoranlage nach Anspruch 3, dadurch gekenn- gibt, wenn es zu einem Absturz des Brennelement-Transportbe-zeichnet, dass unterhalb des Zwischenbodens (6) eine Wasser- hälters kommt leckageüberwachung (32) vorgesehen ist. 35 Der Zwischenboden kann vorteilhaft in Zugschrauben ein hängbar sein. Bei dieser später näher beschriebenen Konstruktion ergibt sich eine relativ leichte Montage. Vor allem erhält man als Vorteil, dass Zugschrauben, die die Sollbruchstelle bilden, auf Grund langer Erfahrungen sehr genau bemessen wer-40 den können.