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Die Erfindung betrifft eine überwachungseinrichtung für die innere
Dichthaut eines Kernreaktor-Sicherheitsgebäudes aus Stahlbeton.
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Kernreaktoren müssen aus Sicherheitsgründen stets innerhalb eines
druckfesten geschlossenen Raumes aufgestellt werden. Für Reaktoren kleinerer Leistung
können dafür Stahlbehälter, die nach Art von Druckgasspeichern aufgebaut sein können,
Verwendung finden. Diese Behälter haben die Aufgabe, den bei einem größtmöglichen
Reaktorunfall auftretenden Überdruck aufzunehmen und die aus dem Reaktor entweichenden
radioaktiven Teilchen und Dämpfe an einem unkontrollierten Austritt in die freie
Atmosphäre zu hindern. Bei Reaktoren von größerer Leistung, die als Energiequelle
für Kernkraftwerke dienen, ist es notwendig, das den Reaktor umgebende Gebäude so
groß zu machen, daß unter Umständen eine Stahlkonstruktion aus technischen und wirtschaftlichen
Gründen nicht in Frage kommt. Es ist auch bekannt, solche Sicherheitsgebäude aus
Stahlbeton herzustellen und durch eine innere Stahlhaut gasdicht zu machen. Eine
derartige Dichthaut ist notwendig, da Beton als solcher nicht in genügendem Maße
dasdicht gemacht werden kann.
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Die Erstellung einer Dichthaut auf der Innenseite eines derartigen
Stahlbetongebäudes ist wegen der Notwendigkeit der Dichtheit mit großen technischen
Schwierigkeiten verbunden, vor allem ist es notwendig, die Dichtheit einer derartigen
Wandung nach ihrer Erstellung und auch während des Betriebes des Reaktors zu überwachen.
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Die Erfindung geht daher aus von einer Überwachungseinrichtung für
die innere Dichtheit ein Kernreaktor-Sicherheitsgebäudes aus Stahlbeton. Ihr liegt
die Aufgabe zugrunde, die überwachungseinrichtung in einfacher Weise und derart
auszubilden, daß die Entdeckung einer Undichtigkeit praktisch ohne Zeitverlust möglich
wird.
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Erfindungsgemäß ist ein System von Hohlräumen in einer Schicht unter
der Dichthaut gebildet, das an eine in an sich bekannter Weise mit überwachungsgeräten
versehene Absauge- bzw. Überdruckeinrichtung angeschlossen ist.
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Diese nahe beieinander liegenden und untereinander verbundenen Hohlräume
können ohne besonderen technischen Aufwand während des Baues des Stahlbetongebäudes
vorgesehen werden und ermöglichen nach Aufbringen der Dichthaut, die z. B. während
des Baues bereits als Schalungswand verwendet werden kann, die Erzeugung von Unterdruck
zur Leckanzeige und die Absaugung eventuell durchdringender Stoffe. Eine Verseuchung
der Umgebung des Reaktorgehäuses durch radioaktive Stoffe kann somit zuverlässig
verhindert werden. Umgekehrt ist es auch möglich, im Falle einer Undichtigkeit den
Ort derselben festzustellen, indem ein unter Überdruck stehendes Prüfgas in die
Hohlräume hinter der Dichthaut eingeführt und mit Hilfe eines Gasprüfgerätes auf
der Innenseite des Reaktorsicherheitsgebäudes die undichte Stelle ermittelt wird,
die dann normalerweise ohne besondere Schwierigkeiten, z. B. durch Nachschweißung
oder Überzug mit einer Kunststoffhaut, wieder repariert werden kann.
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Stand der Technik sind auch Reaktorbehälter mit mehrschaligen Wänden
(deutsche Patentschriften 1059123 und 1071860), bei denen die innere Schale aus
Stahl besteht. Es steht jedoch jeweils ein zumindest im wesentlichen durchgehender
Hohlraum zwischen der Stahlschale und einer Betonschale vorgesehen, der an ein Spülgassystem
angeschlossen ist, so daß das Eindringen radioaktiver Stoffe verhindert bzw. das
Vordringen derselben in das Reaktor-Sicherheitsgebäude selbst verhütet werden kann.
Ein solcher Hohlraum zwischen Stahlschale und Betonschale hat aber eine vergleichsweise
aufwendige Konstruktion zur Folge, da nicht nur die Betonschale für sich druckfest
und möglichst dicht hergestellt werden muß, sondern auch die Stahlschale nicht nur
dicht, sondern auch druckfest und zumindest im wesentlichen auch selbsttragend sein
muß. In Anbetracht dieser prinzipiellen Unterschiede ist auch bei den bekannten
Reaktorbehältern eine Überwachung eines Reaktor-Sicherheitsgebäudes im Sinne der
Erfindung nichtvorgesehen worden.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der Aufbau eines solchen Systems von Hohlräumen in einer Schicht unter
der Dichthaut kann in verschiedenster Weise durchgeführt werden. Einige Möglichkeiten
sind zum besseren Verständnis der Erfindung in den F i g. 1 bis 5 näher veranschaulicht.
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Die F i g. 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Kernreaktoranlage
mit einem Stahlbetongebäude 2, in dem der eigentliche Reaktor 3 untergebracht ist.
Innerhalb dieses Gebäudes 2 ist eine Kranbahn 4 mit einer Laufkatze 5 vorgesehen,
die z. B. auf einer aus der Gebäudewandung nach innen vorspringenden Konsole 6 bewegbar
ist. Die Innenfläche der Wandung des Stahlbetongebäudes 2 ist mit einer Dichthaut
11, z. B. einer Kunststoffolie, überzogen, wobei in dem durch die gestrichelte
Linie 7 begrenzten Raum der Wandung Hohlräume vorgesehen sind, die untereinander
in Verbindung stehen und mit einer Absaugeleitung 8 über eine Anlage 9 an einen
hohen Schornstein 10 angeschlossen sind. In dieser Anlage 9 befinden sich Absauge-
bzw. Überdruckeinrichtungen bekannter Bauart, die mit Überwachungsgeräten versehen
sind, sowie eine Filteranlage. Die Hohlräume haben die Aufgabe, eine Prüfung der
Dichthaut 11 zu ermöglichen, aber auch im Falle einer Beschädigung derselben
radioaktive Stoffe mit der Gebäudeluft aufzufangen und der Anlage 9 zuzuführen.
In den Filtern derselben werden die radioaktiven Stoffe größtenteils zurückgehalten,
nur der Rest wird mit der Abluft über den Schornstein abgeführt. Die Anordnung kann
jedoch auch so getroffen sein, daß die gereinigte Abluft wieder in den eigentlichen
Reaktorraum rückgeführt wird.
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Die F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Stahlbetonwand
20, die außer der Dichthaut 11 auch eine Dichthaut 12, z. B. aus Plastikmaterial,
besitzt. Zur Abführung eventuell durchgedrungener Luft bzw. Prüfung auf Dichtigkeit
ist die Stahlbetonwand 20 in der Nähe der Dichthäute 11, 12 von kanalförmigen Hohlräumen
23 durchsetzt. Diese Hohlräume 23 sind untereinander und mit der Absauge-bzw.
Überdruckeinrichtung verbunden und werden beispielsweise durch Umgießen von unter
Druck stehenden Plastikschläuchen bei der Herstellung des Stahlbetongebäudes 2 erzeugt.
Sie können nach dem Erstarren des Betons herausgezogen werden. Diese Hohlräume 23
können auch mit Hilfe von vor dem Betonguß eingesetzten, elastischen, mit einer
Trennmasse bestrichenen Metallrohren hergestellt werden.
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Die Dichthaut 12 kann auch jene Teilchen, die
durch
den massiven Betonkern, z. B. einen aufgetretenen Spannungsriß, durchdringen konnten,
roch abfangen und damit die Wirkung der Absauge-und Überwachungseinrichtung verbessern.
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F i g. 3 zeigt eine andere Möglichkeit zur Herstelluna von untereinander
in Verbindung stehenden Hohlräumen. Bei der Herstellung der Stahlbetonwand 20 werden
entlang der Schalung besondere Formsteine 24, die mit Hohlräumen 27 versehen sind,
eingesetzt. Durch den nachfolgenden Guß der Wand 20 werden sie mit derselben fest
verbunden. Auch andere Ausbildungsformen solcher Formsteine können Verwendung finden,
wenn eine Verbindung der Hohlräume untereinander gewährleistet bleibt.
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Die F i g. 4 zeigt einen Querschnitt durch die Gebäudewandung, bei
der die Stahlbetonwand 20 keine Bohrungen besitzt. Zur Ausbildung des Systems der
Hohlräume ist auf die Innenseite der Wand 20 zunächst eine Plastikfolie 25 aufgeklebt,
welche die Grundlage für eine gewellte, luftduchlässige Kunststoffmatte 26 bildet.
Auf diese Matte 26 ist die Dichthaut aufgeklebt. Die mit Hilfe der luftdurchlässigen
Matte 26 gebildeten Hohlräume 27 sind wiederum an die Anlage 9 angeschlossen. Diese
Anordnung hat den Vorteil, daß sich die Dichthaut 1.1 beim Auftreten eines Druckstoßes
in die Vertiefungen der Matte 26 eindrücken kann und somit die Wirkung einer möglichen
Druckwelle etwas abzuschwächen gestattet.
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Eine ähnlich vorteilhafte Ausbildung zeigt auch die F i g. 5. Nach
dieser Variante wird die Wandoberfläche profiliert, z. B. mit Hilfe während des
Gusses in die Stahlbetonwand 20 eingesetzter wellen- oder w afelartiger f Formkörper
28, Lind anschließend mit einer darüber gespannten, als Dichthaut 11 dienenden Kunststoffolie
abgeschlossen. Damit wird ebenfalls ein zusammenhängendes System von Hohlräumen
unterhalb der Dichthaut 11 des Sicherheitsgebäudes 2 gebildet. Die Verbindung zwischen
Dichthaut 11 und gewellter Oberfläche der Stahlbetonwand 20 richtet sich dabei nach
dem Material. Es ist auch möglich, die Hohlräume durch eine entsprechende Formgebung
des Schalungsmaterials bei der Herstellung der Stahlbetonwand 20 zu erzeugen, so
daß besondere Formkörper 28 in Wegfall kommen können.
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Als Dichthaut können auch äquivalente Überzüge, wie gespritzte Kunststoffhäute,
Anstriche usw. Verwendung finden.