DE1089894B - Kraftanlage mit Kernreaktor und geschlossenem Kreislauf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftanlage mit Kernreaktor und geschlossenem Kreislauf zum Umwälzen eines jeweils im Reaktor erwärmten und in Wärmeverwertern gekühlten Wärmeträgers durch den Reaktor und durch Wärmeverwerter.

Unbeschadet weiterer Anwendungsmöglichkeiten eignet sich die Erfindung insbesondere für Atomreaktoren zum Antrieb von Schiffen. Bei Schiffen, deren Antrieb durch eine Kraftanlage mit einem Kernreaktor erfolgt, müssen die mit Schiffskollisionen verbundenen Risiken in Betracht gezogen werden. Das Risiko der Beschädigung des Kernreaktors und der mit ihm verbundenen Kreislaufeinrichtungen sowie das Risiko der Verseuchung des Schiffes und seiner Umgebung durch radioaktive Substanzen lassen sich beispielsweise durch eine Ummantelung der gesamten Anlage verringern. Die Verwendung eines solchen Mantels wäre jedoch sehr kompliziert und kostspielig und würde keine unbedingte Gewähr dafür bieten, daß bei einer Schiffskollision der Mantel nicht durchstoßen ao und der geschlossene Kreislauf durch den Reaktor und die Wärmeverwerter nicht beschädigt werden würde.

Zweck der Kraftanlage ist es, das Entweichen von Flud aus dem geschlossenen Kreislauf eines Reaktors zu begrenzen, wenn ein als besonders verwundbar angesehener Teil des Kreislaufs beschädigt wird.

Die Kraftanlage bezweckt ferner, die Kühlung des Reaktors auch bei Beschädigung der Wärmeverwerter oder eines Leitungsabschnitts zwischen dem Kernreaktor und den Wärmverwertern aufrechtzuerhalten.

Erfindungsgemäß soll eine Kraftanlage mit Kernreaktor und geschlossenem Kreislauf zum Umwälzen eines jeweils im Reaktor erwärmten und in Wärmeverwertern gekühlten Wärmeträgers durch den Reaktor und durch Wärmeverwerter vorgesehen werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zumindest an einem Teil der Außenfläche der durch Ventilvorrichtungen abschnittsweise absperrbaren Kreislaufleitungen mechanisch verhältnismäßig leicht zerbrechliche Überwachungsvorrichtungen dicht anliegen, die bei ihrer mechanischen Beschädigung und dadurch bewirkter Veränderung ihres normalen Betriebszustandes automatisch das Schließen der Ventilvorrichtungen veranlassen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Überwachungsvorrichtungen einen geschlossenen Hohlkörper auf, in dem sich unter normalen Betriebsbedingungen der Kraftanlage ein Flud von unter- oder überatmosphärischem Druck befindet, sowie auf Fluddruck ansprechende Vorrichtungen, die mit dem vom Hohlkörper eingeschlossenen Raum in Verbindung stehen und beim Eintreten einer vorbestimmten anomalen Veränderung des Fluddruckzustandes im Kraftanlage mit Kernreaktor
und geschlossenem Kreislauf

Anmelder:
Babcock & Wilcox Limited, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Kühnemann

und Dipl.-Ing. K. Kühnemann, Patentanwälte,

Düsseldorf, Friedrichstr. 71

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 6. September 1957

Anthony James Taylor, London,
ist als Erfinder genannt worden

Hohlraum und damit beim Vorliegen eines Lecks in diesem Raum das Schließen der Ventilvorrichtungen veranlassen.

Nach weiteren Ausführungsformen der Erfindung enthält die Überwachungsvorrichtung ein oder mehrere Rohre, die an dem abzusperrenden Abschnitt angebracht werden. So kann beispielsweise ein Rohr um den Abschnitt gewunden oder an ihm hin- und hergeführt werden, wobei die gegenseitigen Rohrabstände klein genug sein müssen, um zu gewährleisten, daß bei Bruch des genannten Abschnitts auch das Rohr bricht. Wahlweise können mehrere parallel geschaltete Rohre Seite an Seite an der Außenfläche des Abschnitts angeordnet werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der bzw. jeder Hohlkörper durch den abzusperrenden Abschnitt und einen diesen Abschnitt umgebenden Mantel gebildet, wobei der Mantel zweckmäßig aus dünnem Blech besteht, das schwache Fluddrücke aushält.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung enthalten die Überwachungsvorrichtungen einen elektrischen Stromkreis mit' einem durchgehenden elektrisch isolierten Kabel, das außen um den Leitungsabschnitt des geschlossenen Kreislaufs gewunden ist und beim Reißen ein Relais ansprechen läßt, das das Schließen der Ventilvorrichtungen veranlaßt.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung der in den

009 609/339

Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Dabei zeigt

Fig. 1 in schematischem Grundriß eine zum Schiffsantrieb dienende Kernreaktor-Kraftanlage,

Fig. 2 im Querschnitt ein Absperrventil im Wärmeträgerkreislauf der Anlage gemäß Fig. 1,

Fig. 3 und 4 in ausschnittsweiser Seitenansicht Wärmeträgerzüge mit wahlweisen Ausführungsarten druckführender, an den Zügen anliegender Hohlkörper,

Fig. 5 einen elektrischen Stromkreis zur Betätigung der Absperrventile im Wärmeträgerzug und

Fig· 6 in stark vereinfachter !Darstellung die Anordnung einer Kernkraftanlage in einem Schiffskörper.

In den Zeichnungen veranschaulicht Fig. 1 einen Kernreaktor ΙΟ, der Bestandteil eines Schiffsantriebs ist. Das Reaktorgefäß befindet sich innerhalb einer Abschirmkammer 11 im (nicht dargestellten) Schiffskörper. Zwei Wärmeverwerter 12^4 und 125 sind außerhalb der Abschirmkammer angeordnet und in gesonderte Kreislaufsysteme eingeschaltet, in denen ein Wärmeträger vom Reaktor weg- und zum Reaktor hingeleitet wird. Die Verbindungszüge 13 und 14 zwischen dem Reaktorgefäß und jedem der beiden Wärmeverwerter haben innerhalb der Abschirmkammer 11 Absperrventile 15 A und 15 5.

Der Reaktor ist ein gasgekühlter, graphitgebremster Reaktor. Die Wärmeverwerter sind Dampfkessel 12 A und 125., die zum Antrieb der Schiffsschraube 19 Hochdruckdampf an eine Turbinenanlage 18 liefern. Jeder Kessel wird mit einem gasförmigen Kühlmittel, wie beispielsweise Kohlendioxyd, beheizt, das als Wärmeträger vom Reaktor 10 durch die Speisezüge 13 herangeführt und als gekühltes Gas mittels der Geblase 20 durch die Züge 14 wieder zurückgeführt wird. Durch die Leitungen 21 gelangt Hochdruckdampf in die Turbinenanlage 18, während der Abdampf durch den Kondensator 22 geleitet und mittels der Umwälzpumpe 24 als Wasser durch die Leitungen 23 zurückgeführt wird. Jedes der Gebläse 20 für Kohlendioxyd-Kühlmittel wird bei normalem Betrieb von der Dampfturbine oder einer Hilfsdampfturbine angetrieben. Zwecks Aufrechterhaltung des Kühlmittelumlaufes im Notfall ist jedoch Vorsorge getroffen, die Gebläse durch einen (nicht dargestellten) Kleinmotor anzutreiben, der von einer Batterie oder einem Gasturbinengenerator gespeist wird. Dabei ist in geeigneter Weise eine Schwungscheibe vorgesehen, die das Gebläse bis zur Kraftabgabe der Gasturbine weiterlaufen läßt.

Die Züge 13 und 14 sowie die Rohre 21 und 23 haben geeignet ausgebildete (nicht dargestellte) Biegungen zum Auffangen der beim Betrieb der Anlage auftretenden Differentialexpansionen und -kontraktionen.

Außerhalb der Abschirmkammer 11 verlaufen unmittelbar außen an den Zügen 13 und 14 Rohre 16 A und 16B, die mit auf Druck ansprechenden und zum Steuern der Ventile 15 A bzw. 15 B dienenden Vorrichtungen 17A und 175 in Verbindung stehen. Die Ventile 15.^4 sind so angelegt, daß sie sich gleichzeitig schließen; das gleiche gilt für die Ventile 15B. Die Ventile 15 A und 155 liegen zweckmäßig zwischen einer Hauptwandung 11' der Abschirmkammer des Reaktors und einer dünneren Nebenwandung 11", so daß es bei stillgesetztem Reaktor ungefährlich ist, den Raum zwischen Haupt- und Nebenwandung zu betreten, um die Ventile 15^4 und 155 zu erreichen. Die Nebenwandung dient zum Abschirmen radioaktiver Leckstrahlung an den Durchgangsstellen der Züge 13 und 14 durch die Hauptwandung 11', und zu diesem Zweck sind die Züge 13 und 14 im Raum zwischen der Haupt- und Nebenwandung der Reaktorabschirmung so geformt oder gebogen, daß die Durchgangsstellen der Züge durch die Hauptwandung 11' und die Nebenwandung 11" genügend weit axial gegeneinander versetzt sind, um einen direkten Strahlungsaustritt aus der Abschirmkammer zu verhindern. Ferner sind in den einzelnen Räumen zwischen. Haupt- und Nebenwandung die Züge in geeigneter Weise so geformt oder gebogen, daß die Ventile 15 A bzw. 15 5 gegen die Achsen der öffnungen in den Wandungen versetzt liegen. Überdies ist in jeden der vorgenannten Räume eine zur Abschirmung dienende Trennwand so eingebaut, daß jeweils eine Kammer mit den öffnungen und eine weitere Kammer mit dem Ventil entsteht und somit letzteres zugänglich ist, ohne daß man dabei Gefahr läuft, Strahlungen ausgesetzt zu sein, die aus der öffnung in der Hauptwandung 11' austreten. Bei stillgesetztem Reaktor sinkt die Radioaktivität in den die Ventile umschließenden Kammern bald auf ein ungefährliches Niveau.

Die Rohre 16^4 und 165 enthalten Gas mit überatmosphärischem Druck, das in geeigneter Weise von einer Kohlendioxyd-Zubereitungsanlage des Reaktors hergeleitet wird. Der Normaldruck des Fludes in den Rohren 16^4 und 165 liegt zweckmäßig bei wenigen Zehnteln einer Atmosphäre Überdruck, wobei ein weiter unten beschriebenes Drosselventil dafür sorgt, daß beim Bruch eines Rohres ein geeigneter Druckabfall entsteht. In die Speiseleitung für die Rohre 16^4 und 165 sind geeignete Druckregel ventile oder Druckbegrenzungsventile sowie ein Rückschlagventil eingebaut.

Eines der Ventile I5 A oder 15 5 ist in Fig. 2 mit der Ziffer 15 gekennzeichnet. Dies Ventil 15 liegt in einem Zug 13, wobei die dargestellten Einzelheiten in gleicher Weise für die in den Zügen 14 liegenden Ventile gelten. Das Ventil 15 hat einen oberen Teil 25 und einen unteren Teil 26, die fluddicht miteinander verbunden sind, und einen Schieber 27. Dieser Schieber 27 hat einen flachen, dichtenden Teil, der außen mit einer Dichtungsfläche 28 und innen mit einem zylindrischen Hohlschaft 32 versehen ist, sowie einen flachen, nicht dichtenden Teil, der außen mit einer nicht dichtenden Kontaktfläche 29 und innen mit einem Hohlschaft versehen ist, der sich innerhalb des Schaftes 32 verschieben kann.

Dei Flächen 28 und 29 werden von einer Druckfeder 31 auseinandergedrückt gehalten. Die Feder ist in den übereinandergreif enden Schäften angeordnet und wirkt mit ihren Enden auf die Innenfläche des dichtenden und die des nicht dichtenden Teils. Ein ringförmiger Mitnehmer 30 ist mit dem Hohlschaft 32 verbunden. Diese Verbindung wird durch einen am Ende des Mitnehmers 30 angebrachten Ringansatz 33 hergestellt, der den Ventilschaf132 gleitend umfaßt. Im oberen zylindrischen Teil 25 ist ein Kolben 34 gleitend gelagert und über ein Gelenk mit dem Mitnehmer verbunden. In den Körperteil 25 mündet ein Rohr 39, das mit einem Gasraum auf der den Ventilflächen 28 und 29 abgewandten Seite des Kolbens 34 in Verbindung steht. Zwischen den Körperteilen 25 und 26 des Ventils 15 befinden sich ein Ventileinlaß 13" und ein Ventilauslaß 13', die beide an Abschnitte des Zuges 13 angeschlossen sind und somit den Durchgang des gasförmigen Kühlmittels durch den Ventilkörper ermöglichen. Einlaß 13" und Auslaß 13' haben im Innern des Körpers von Ventil 15 einander gegen-

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überliegende flache, ringförmige Sitze für die nicht den zylindrischen Räumen in den Ventilkörperteilen

dichtende Fläche 29 bzw. die dichtende Fläche 28. Die 25 oberhalb des Kolbens 34 hergestellt, so daß sich die

Sitze ragen abwärts in den unteren Körperteil 26 hin- Ventile 15 A schließen und das Kühlmittelkreislauf -

ein, um den dichtenden wie auch den nicht dichtenden system einschließlich des Rohres 16 A gegen den Re-

Teil bei ihrer Abwärtsbewegung zu führen, bis beide 5 aktor absperren.

Teile zwischen den einander gegenüberliegenden Sitz- Beim Anfahren des Reaktors sind die Ventile 4Q

flächen so weit abgesenkt sind, daß der Ring- geschlossen, während die Ventile 15 A und 15 5 unter

mitnehmer 30 koaxial mit Auslaß 13' und Einlaß 13" dem Einfluß des in den Leitungen 39 herrschenden

liegt, wobei in der nunmehr offenen Ventilstellung die Gasdrucks geöffnet sind, wobei dieser Druck auf einer

dichtende wie auch die nicht dichtende Fläche weiter- io Höhe gehalten wird, die über dem zu erwartenden

hin an den Sitzflächen anliegen und auseinander- höchsten Betriebsdruck des gasförmigen Kühlmittels

gedrückt gehalten werden. Bei geschlossener Ventil- im Reaktor liegt.

stellung befindet sich der Ringmitnehmer 30 oberhalb Die Rohre 16^4 und 16 5 liegen dicht an den Zügen

der Sitzflächen, wobei die Dichtungsfläche 28 auf dem 13 und 14, um zu gewährleisten, daß beim Bruch

ihr zugeordneten Sitz liegt und somit den Auslaß 13' 15 eines Zuges auch das zugeordnete Rohr bricht. Wie in

versperrt. Auch die nicht dichtende Fläche liegt auf Fig. 3 dargestellt, kann das Rohr 16^4 um den Zug 13

dem ihr zugeordneten Sitz, wobei die Öffnungen 36 gewunden sein. Wahlweise läßt sich das Rohr 16 A in

einen Druckausgleich zwischen dem Einlaß 13" und eine Gruppe parallel zueinander und axial zu den

dem Raum unterhalb des Kolbens 34 bewirken. Zügen 13 verlaufender Leitungen aufteilen, die um

Der Druck des Fludes im Einlaß 13" wirkt durch 20 diesen Zug herum angeordnet sind. Bei einer weiteren,

die Öffnungen 36 hindurch gegen die Unterseite des in Fig. 4 dargestellten Ausführungsart umgibt eine

Kolbens 34. Bei geschlossenem Ventil 15 ist also das Hülle 116 aus dünnem Metallblech einen Abschnitt

im Einlaß 13" befindliche Flud bestrebt, das Ventil des Zuges 13, wobei diese Hülle 116 gemeinsam mit

geschlossen zu halten. geeigneten (nicht dargestellten) Endverschlüssen einen

Die Ventile 15 A und 15 B sind so angeordnet, daß 25 geschlossenen Hohlraum um den Zug bildet. Ein

ihr Einlaß 13" dem Reaktor zugewandt ist. Wenn sich Bruch der Hülle 116 bewirkt das Schließen der Ven-

die Ventile bei Störungen oder Beschädigungen der tile 15^4 oder 16 ^i in der oben beschriebenen Weise.

Züge 13 oder 14 schließen, wirkt also der Gasdruck Bei dieser Anordnung sind die Relais so eingerichtet,

des Reaktors dahin, das Ventil geschlossen zu halten. daß sie auch auf einen über einen vorbestimmten

Beim Betrieb unter normalen Bedingungen sind die 30 Wert hinausgehenden Druckanstieg ansprechen. Beim Ventile 15A und 155 in offener Stellung, da in normalen Betrieb liegt der Druck innerhalb jedes jedem Ventil die obere Fläche35 des Kolbens34 unter durch eine Hülle 116 gebildeten Mantelraumes über Gasdruck steht. Die durch Ziffer 371 gekennzeichnete atmosphärischem Druck, ist jedoch, verglichen mit Kohlendioxydanlage des Reaktors liefert das für die dem Gasdruck in den Zügen 13 und 14., so schwach, Erzeugung und Aufrechterhaltung des Gasdrucks 35 daß bei Brüchen lediglich des Zuges, nicht jedoch der erforderliche Gas. Die auf Druck ansprechenden Vor- Hülle, der Druck im Mantelraum stark genug anrichtungen 17^4 und 17 5 sind gleichartig angeordnet, steigt, um das Ansprechen von Relais 41 und damit wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen ver- das Schließen der Ventile 15 A und 155 zu bewirken, sehen sind. Die Arbeitsweise der Vorrichtung 17^ί er- Wenn eines der beiden Rohre 16^4 bricht, schließen klärt sich wie folgt: Die Kohlendioxydanlage371 ist 40 sich beide Ventile 15^4 gleichzeitig und unterbinden über ein Rohr 37 mit der einen Seite eines Regel- somit den Kohlendioxydfluß durch den Wärmeventils 38 verbunden, das auf Weiterleitung einer verwerter 12^4, während jedoch die Ventile 155 ganz geringen Menge Kohlendioxyd eingestellt ist. offenbleiben und den Fluß durch den Wärmeverwerter Dies Regelventil ist über eine Abzweigleitung an ein 12 5 nicht behindern.

anderes Regelventil 40 angeschlossen, wobei von der 45 Jedes Relais 41 oder wahlweise ein diesem zugeord-

Abzweigleitung je ein Zweigrohr 39 zu den Ventilen netes Ergänzungsrelais, das die Regelung des zu-

15 5 abgeht. Das Zweiwegeventil 40 ist ferner an gehörigen Ventils 40 unterstützt, ist vorzugsweise so

einen Vakuumbehälter 42 angeschlossen. eingerichtet, daß es auf Druckänderungen in den

Von der Kohlendioxydanlage 371 führen Rohre 43' Rohren 43 sowie 16^4 oder 165 anspricht und das

ab, die über ein Drosselventil 43" Gas mit wenigen 50 Schließen der jeweils zugeordneten Ventile 15^4 oder

Zehnteln einer Atmosphäre Überdruck in die Lei- 155 innerhalb kürzester Frist nach Eintreten wesent-

tungen43 liefern. Das Drosselventil 43" bewirkt, daß licher Beschädigungen der Rohre 16^4 oder 165 ein-

beim Bruch eines der Rohre 16 A ein merklicher Ab- leitet. Zu diesem Zweck kann das Relais 41 bzw. das

fall des Gasdrucks in den Leitungen 43 und den Roh- ihm zugeordnete Ergänzungsrelais so eingerichtet

ren 16 A entsteht. Das Drosselventil verkürzt die für 55 sein, daß es entweder unmittelbar auf Druckände-

den Druckabfall in den Leitungen 43 benötigte Zeit rungen oder aber auf Änderungen der Durchstromrate

und fördert somit das Ansprechen des Relais 41 auf gasförmigen Fludes durch die Rohre 16^4 oder 165

einen Bruch in den Rohrleitungen 16 A oder 165. So- anspricht.

bald der Druck in den Rohren unter einen vorbestimm- Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel

ten Wert sinkt, bewirkt das Relais 41 eine Verstel- 60 des Erfindungsgegenstandes werden die zum Ab-

lung des Ventils 40 zur Freigabe der Verbindung sperren eines Teiles der Wärmeträgerleitungen die-

zwischen Vakuumbehälter 42 und den Leitungen 39. nenden Ventile durch den Druck des im Mantelraum

Wenn also bei einer Kollision mit einem anderen befindlichen Fludes geregelt. Wahlweise können die Schiff beispielsweise ein Rohr 16^4 bricht, so ver- Ventile jedoch auch über andere Vorrichtungen beanlaßt der eintretende und sich in eine Leitung 43 65 tätigt werden, die auf mechanische Beschädigungen fortsetzende Druckabfall das mit dieser Leitung ver- des betreffenden Wärmeträgerabschnitts ansprechen bundene Relais 41 zur Umstellung des Ventils 40 auf und automatisch das Schließen der zu diesem AbFreigabe der Verbindung zwischen dem Vakuum- schnitt gehörenden Ventile veranlassen,
behälter 42 und den Leitungen 39. Dadurch wird eine So ist beispielsweise in Fig. 5, in der die mit Fig. 1 Verbindung zwischen dem Vakuumbehälter 42 und 70 und 2 übereinstimmenden Teile durch gleiche Bezugs-

zeichen gekennzeichnet sind, ein elektrischer, mit der Wärmeträgerleitung zusammenwirkender Stromkreis dargestellt mit einem durchgehenden, elektrisch isolierten Kabel 50, das für Schwachstrom ausgelegt und um einen Abschnitt der Wärmeträgerleitung, nämlich den Zug 13., gewunden ist. Am einen Ende des Kabels 50 ist ein Relais 51 angeschlossen und an dieses wiederum eine Gleich- oder Wechselstromquelle 52. Auch das andere Ende des Kabels 50 ist an die Stromquelle 52 angeschlossen, so daß bei normalem Betrieb ao Strom durch das Relais 51 fließt. Das Relais ist bei

53 geerdet und über eine weitere elektrische Leitung

54 an eine elektromagnetische Stellvorrichtung 4O⁷ angeschlossen, die mit dem Ventil 40 zusammenwirkt und dieses auf einen bestimmten, vom Relais 51 ausgesandten Impuls hin so umstellt, daß die Verbindung zwischen Vakuumbehälter 42 und den Leitungen 39 freigegeben wird. Der Zug 13 ist bei 55 geerdet. Zug 14 hat ein in gleicher Weise zugeordnetes Relais 51', das durch Impulse über eine entsprechende elektrische Leitung 56 auf die gleiche Stellvorrichtung 40' für das Ventil 40 wirkt.

Wenn während des Betriebes mechanische Einwirkungen das Kabel 50 unterbrechen, hört der Stromfluß durch das Relais 51 auf, und es geht von diesem Relais ein elektrischer Impuls aus, der das Schließen der Ventile 15 B (von denen lediglich eines dargestellt ist) bewirkt. Wenn demgegenüber das Kabel 50 infolge einer mechanischen Einwirkung elektrischen Kontakt mit dem Zug 13 bekommt, verstärkt sich der durch das Relais 51 fließende Strom, und auch in diesem Fall gibt letzteres einen Impuls zum Schließen der Ventile 15 B ab. Die Abschirmkammer 11 gewährt einen geeigneten Strahlungsschutz; bei Öltankern beispielsweise kann dieser Schutz teilweise durch die Ladung übernommen werden, wozu letztere in geeignet angeordnete und verteilte Schiffskammern untergebracht wird. Auf der Darstellung in Fig. 6, wo die mit Fig. 1 übereinstimmenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist die Abschirmkammer 11 zwischen der Backbordkammer 66 und der Steuerbordkammer 65 angeordnet, die den Wärmeverwerter 12^4 bzw. 125 enthalten und luftdicht sowie wasserdicht abgeschlossen sind, jedoch Belüftung haben.

In Fig. 6 ist die den Kernreaktor enthaltende Abschirmkammer 11 beiderseits der Mittelachse des Schiffs zwischen den Längsschotten 63 und 64 und und den Querschotten 61 und 62 angeordnet. Weiter außen von den Schotten 63 und 64 sind zusätzliche Längsschotten 68 und 69 vorgesehen, die auf einander gegenüberliegenden Seiten des Reaktors die beiden Kammern 66 und 65 bilden, in denen die Wärmeverwerter 12^4 bzw. 12 B untergebracht sind.

Zum Schutz der Besatzung vor radioaktiver Strahlung sind geeignete Vorkehrungen getroffen, um den Zugang zu den die Wärmeverwerter enthaltenden Kammern auf jene Zeiten zu beschränken, in denen die Kernkraftanlage stillgesetzt ist, und ein zufriedenstellender Schutz gegen Ausstrahlungen aus diesen Kammern wird beispielsweise gewährleistet durch die Heranziehung der ölladung und/oder durch sinnvolle Anordnung der verschiedenen Räume, wie des Batterieraumes, des Raumes für die Kohlendioxydanlage, des Raumes für das Notaggregat, sowie des Korrekturtanks oder Korrekturbunkers und weiterer in Fig. 6 nicht dargestellter Räume. Die zur Fernbedienung der wärmeverwertenden Kessel 12^4 und 12S erforderlichen Kesselumwälzpumpen sowie sonstigen Einrichtungen, wie Abblasventile, Dosierungsventile für Chemikalien, Wasserstands-Fernanzeiger und handbetätigte Speiseregler, sind im achtern der Schotte 62 gelegenen Maschinenraum untergebracht.

Die zum Antrieb der Kohlendioxydgebläse 20 erforderlichen (nicht dargestellten) Elektromotoren oder Kondensationsturbinen liegen im Maschinenraum, während sich die Gebläse 20 zusammen mit dem jeweils zugeordneten Wärmeverwerter 12 yi oder 125 in den entsprechenden Kammern 66 bzw. 65 befinden, wobei die Antriebswellen zwischen den Gebläsen und ihren Kraftquellen durch geeignete Dichtungen in den Schotten hindurchführen.

Der Reaktor 10., die Wärmeverwerter 12^4 sowie und die zugehörigen Verbindungsleitungen und -rohre sind zusätzlich noch dadurch geschützt, daß diese Einrichtungen im Raum zwischen den Längsschotten 68 und 69 angeordnet sind.

Bei der vorstehend beschriebenen Antriebslage ist der Kernreaktor insofern gut vor Beschädigungen bei Kollisionen geschützt, als er von einer mechanisch starken, auf der Schiffsachse angeordneten Abschirmkammer umgeben ist. Bei Beschädigungen des auf einer Seite des Reaktors gelegenen Kessels und Leitungsnetzes wird die Schadensstelle unverzüglich durch Schließen der diesen Einrichtungen zugeordneten Ventile abgesperrt, wobei sich der Kreislauf des Kühlmittels durch den Reaktor und den auf der anderen Seite gelegenen Kessel unbehindert fortsetzt, so daß Überhitzung und Beschädigung der Spaltstoffelemente verhindert werden.

Claims (17)

PatentANSPKOGHE:

1. Kraftanlage mit Kernreaktor und geschlossenem Kreislauf zum Umwälzen eines jeweils im Reaktor erwärmten und in Wärmeverwertern gekühlten Wärmeträgers durch den Reaktor und durch Wärmeverwerter, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einem Teil der Außenfläche der durch Ventilvorrichtungen abschnittweise absperrbaren Kreislaufleitungen mechanisch verhältnismäßig leicht zerbrechliche Überwachungsvorrichtungen dicht anliegen, die bei ihrer mechanischen Beschädigung und dadurch bewirkter Veränderung ihres normalen Betriebszustandes automatisch das Schließen der Ventilvorrichtungen veranlassen.

2. Kraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsvorrichtungen einen geschlossenen Hohlkörper aufweisen, in dem sich unter normalen Betriebsbedingungen der Kraftanlage ein Flud von unter- oder überatmosphärischem Druck befindet, sowie auf Fluddruck ansprechende Vorrichtungen, die mit dem vom Hohlkörper eingeschlossenen Raum in Verbindung stehen und beim Eintreten einer vorbestimmten anomalen Veränderung des Fluddruckzustandes im Hohlraum und damit beim Vorliegen eines Lecks in diesem Raum das Schließen der Ventilvorrichtungen veranlassen.

3. Kraftanlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen geschlossenen Kreislauf mit mehreren parallel geschalteten Leitungen und diesen zugeordneten Ventil- und Überwachungsvorrichtungen.

4. Kraftanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der parallel geschalteten Leitungen ein Wärmeverwerter derart eingeordnet ist, daß nach dem Schließen der Ventilvomch-

tungen der Wärmeträgerumlauf durch mindestens einen Wärmeverwerter aufrechterhalten bleibt.

5. Kraftanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Hohlkörper mindestens ein Rohr enthält, das an dem abzusperrenden Abschnitt anliegt.

6. Kraftanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Hohlkörper ein Rohr enthält, das schraubenförmig um eine Leitung herumführt, die einen Teil des Kreislaufs bildet.

7. Kraftanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Hohlkörper eine Gruppe parallel zueinander verlaufender Rohrlängen enthält, die in Axialrichtung an einer einen Teil des Kreislaufs bildenden Leitung über deren Umfang verteilt anliegen.

8. Kraftanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Hohlkörper durch den abzusperrenden Abschnitt und einen diesen Abschnitt umgebenden Mantel gebildet wird.

9. Kraftanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der normale Fluddruck im Hohlraum gering ist gegenüber dem normalen Druck des im Reaktor erwärmten Wärmeträgers und daß auch hier die auf Fluddruck ansprechenden Vorrichtungen beim Eintreten einer vorbestimmten anomalen Veränderung des Fluddruckzustandes im Hohlraum und damit der Anzeige eines Lecks aus genanntem Abschnitt in den Hohlraum das Schließen der Ventilvorrichtungen veranlassen.

10. Kraftanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Fluddruck ansprechenden Vorrichtungen Relaisvorrichtungen enthalten, die auf der Größenordnung nach bestimmten Veränderungen des Fluddrucks im zugehörigen Hohlraum reagieren und eine Betätigung der ihnen zugeordneten Ventilvorrichtungen veranlassen.

11. Kraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsvorrichtungen einen elektrischen Stromkreis mit einem durchgehenden, elektrisch isolierten Kabel enthalten, das um eine zum Kreislauf gehörende Leitung gewunden ist und bei seiner Unterbrechung ein elektrisches Relais betätigt, das das Schließen von Ventilvorrichtungen bewirkt.

12. Kraftanlage nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen geschlossenen Kreislauf mit mehreren parallel geschalteten Leitungen und diesen zugeordneten Ventil- und Überwachungsvorrichtungen.

13. Kraftanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der parallel geschalteten Leitungen ein Wärmeverwerter derart eingeordnet ist, daß nach dem Schließen der Ventilvorrichtungen der Wärmeträgerumlauf durch mindestens einen Wärmeverwerter aufrechterhalten bleibt.

14. Kraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernreaktor Bestandteil einer Schiffsantriebseinrichtung ist und das Reaktorgefäß sich im Schiffskörper in einer Abschirmkammer befindet, daß mehrere Wärmeverwerter außerhalb der Abschirmkammer angeordnet und in gesonderte, zur Beförderung eines Wärmeträgers vom und zum Reaktor dienende Kreislaufsysteme eingeschaltet sind und daß Leitungen zwischen dem Reaktorgefäß und den einzelnen Wärmeverwertern innerhalb der Abschirmkammer mit zum Absperren dienenden Ventilvorrichtungen versehen sind, während die Überwachungsvorrichtungen außerhalb der Abschirmkammer an den mit den Ventilvorrichtungen und den ihnen zugeordneten Wärmeverwertern verbundenen Leitungen dicht anliegen.

15. Kraftanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmkammer zwischen Wärmeverwerter enthaltenden Backbord- und Steuerbordkammern angeordnet ist.

16. Kraftanlage nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor, die Wärmeverwerter und das diese Einrichtungen verbindende Leitungsnetz in einem Raum zwischen Längsschotten des Schiffs untergebracht sind.

17. Kraftanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtungen so eingerichtet und angeordnet sind, daß die geschlossenen Ventile vom Druck des Wärmeträgers im Reator in diesem Zustand gehalten werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 609/339 9.