DE1434802C - Reaktorsicherheitsgebäude mit rotationssymmetrischer Stahlbeton-Schale und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft' ein Reaktorsicherheitsge- fio ba'ude mit rotationssymnietrischer, eine liegende Achse aufweisender Stahlbeton-Schale und mit einer druckfest verschließbaren Schleuse. Aufgabe eines solchen Reaktorsicherheitsgebäudes ist es bekanntlich, bei einem Unfall, bei dem der Reaktor zerstört werden sollte, den Überdruck aufzufangen und die frei werdenden radioaktiven Gase, Dämpfe und Teilchen daran zu hindern, in die freie Atmosphäre /u gelangen. Afls^iesem Grund muß das Reaktorsicherheitsgebäude dem im Schadensfall auftretenden Innendruck mit Sicherheit standhalten können.

Aus der Zeitschrift »Nuclear Science and Engineering«, Bd. 4, l^l)5K, S...776, und 777, ist ein Reaktorsicherheitsgebäude der genannten Art bekanntgeworden, das als liegender Zylinder ausgebildet ist. Bei dieser ßauform hat das Gebäude bei ausreichender Höhe des Hallenraumes eine von einem normalen Brückenkran bestreichbarc große Bodenfläche. Die Schleuse ist in einer der ebenen Stirnwände des Zylinders angeordnet. Die Einleitung der von diesen Stirnwänden bei Druckbelastung ausgehenden Kräfte , in den Zylinder führt aber im Bereich der Anschlußstellen zu erheblichen Biegebcanspruclumgen, die einen sehr großen Armierungsaufwand zur Folge haben.

Die Erfindung sucht eine günstigere Ausbildung eines Reaktorsicherheitsgebäudes, bei dem die von einem normalen Brückenkran bestreichbare große i'odenl'Iäche erhalten, aber der Bauaufwand verringert ist. . ο

Das erfindung.si'emäße Reaktorsicherheitsgebäude ist dadurch, gekennzeichnet, daß die Schale von der Mitte der Längserstreckung nach beiden Seiten stetig abnehmende Durchmesser aufweist und in Umfangsrichtung senkrecht zur Rotationsachse und von zwei öffnungen im Bereich der Rotationsachse aus in Richtung der Mantellinie vorgespannt ist und daß die Schleuse in einer der Öffnungen angeordnet ist.

Bei dem Erfindungsgegenstand ist die Größe der störenden Stirnflächen verringert und die beim be- · kannten Gebäude den Bauaufwand vergrößernde Unstetigkeit im Bereich der Anschlußstellen der Stirnflächen an den Zylinder ganz vermieden. Die Stetigkeit der crfindungsgemäßen Schale und ihre beiden Öffnungen ermöglichen es, in günstiger Weise die Vorspannung in Richtung der Mantellinie aufzubringen. Aus der vorgesehenen Vorspannung zur Aufnahme des Innendruckes ergeben sich Vorteile für die konstruktive Ausbildung. Deshalb kann man das Reaktorsicherlieitsgebäude mit vergleichsweise geringem baulichem Aufwand herstellen. /-■■

Zweckmäßig werden neben dem Reaktor auch die ν energieumwandelnden Anlagen in der Schale untergebracht. Das Reaktorsicherheitsgebäude kann auch die Hilfs- und Nebenanlagen einschließlich der Abklingbehälter aufnehmen.

Eine Fundieruiigskosten sparende Ausführung wird erreicht, wenn der untere Teil der rotationssym* metiischen Schale als Griindungskörper für den Reaktor und die sonstigen Einbauten ausgebildet ist, die wenigstens zum Teil strahliingshemmende Wände aufweisen.

Ist das Reaktorsicherheitsgebäude etwa zur Hälfte in den Untergrund eingesetzt, kann die Wandstärke der Schale etwa bis zu einem Winkel von 45°, vom Horizont des Reaktors aus gesehen, für die im Gefahrensfall benötigte Strahlungsabschirmung verstärkt werden. Dies bedeutet, daß nur der Wandungsteil der Schale, der oberhalb eines vom Reaktor ausgehenden räumlichen Winkels von 45° liegt, in seiner Dicke durch die Statik bestimmt ist.

Baukosten können eingespart werden, wenn ein frei tragendes Netzwerk aus Stahlstäben errichtet wird, das die Betonschalung für die Schale trägt. Bei diesem Verfahren kann man zunächst nur eine vergleichsweise dünne Schicht der Schale betonieren;

diese Schicht wird nach der Erhärtung als Unterrüsiiing für den übrigen Teil der Schale verwendet. In mehreren Arbeitsgängen kann man so auch mit einem relativ schwachen Netzwerk aus Stahlstäben eine massive und entsprechend schwere Schale herstellen. Zur Vereinfachung kann ferner die übliche, aus Blechen bestehende gasdichte Innenauskleidung ties Reaktorsicherheitsgebäudes an dem Netzwerk befestigt und als die Betonschallung verwendet werden.

Weitere Einzelheiten ,der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform eines Reaktorsicherhcitsgebäudes mit eingebautem Kernreaktorkraftwerk.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch das Reaktorsicherheitsgebäude;

Fig.2 ist ein horizontaler Schnitt etwa in Höhe der Arbeitsebene bzw. in Höhe der Geländeoberfläche; .

Fig. 3 gibt einen Querschnitt entlang der Linie III-III der Fig. 2 wieder, und -

Fig.4 zeigt eine Außenansicht des Reaklorsicher- !leitsgebäudes in perspektivischer Darstellung.

Das Reaktorsicherheitsgebäude besitzt als Außenwandung eine aus Spannbeton bestehende rotationssymmetrische Schale 1, eieren bogenförmige Mantellinie hier die Form eines Kreisbogens mit einem Radius von etwa 40 m hat. Das Gebäude besitzt eine Gesamtlänge von etwa 70 m und senkrecht zur Achse A einen größten Durchmeser von 45111. Die Wandstärke beträgt an der'Oberseite der Schale 1 etwa 60cm, im Abschirmbereich, d.h. in der Nähe der Arbeitsebene, dagegen etwa 1 m. Auch über die Längsrichtung der Schale 1 sind Dickeniinterschiede vorhanden, die sich aus der Statik sowie aus bautechnischen Gründen ergeben. Die genannten Zahlen sind keine Absolutwerte, sie sollen lediglich einen Hinweis für die Größenordnung des Bauwerkes geben. '

Das dargestellte Gebäude ist etwa zur Hälfte in den Untergrund eingelassen, und der untere Teil der Schale! ist mit einer Isolationsschicht 12 versehen.

An den beiden Enden der Schale 1 sind die sich ergebenden Spitzen sozusagen weggeschnitten, so 'daß Öffnungen! entstehen. Iu der einen Öffnung! ist eine Schleuse 3 eingesetzt, die wenigstens so groß ist, ;!aß ein Einbringen auch der schwersten Teile möglich ist. Die andere Öffnung! wird nicht ständig während des Betriebes begangen und ist mit einer Stahlplatte 15 abgeschlossen, die auf Grund ihrer gewölbten Form im Schadensfall an den Rand der Öff-' nung2 angedrückt wird, so daß diese abgedichtet wird. Der Kernreaktor 4 ist nahezu, an der tiefsten Stelle des Gebäudes angeordnet. Um ihn herum befinden sich Wärmetauscher 5, die den Arbeitsdampf für den Turbogenerator 6 liefern. Oberhalb des Kernreaktors4 ist die Lademaschine? an der Laufkatze eines Krane;; 71 befestigt. Dieser Kran 7.1 be^ streicht mit der Lademaschine7.auf der einer! Seite den Reaktorraum und auf der anderen Seite'...das Brennstofflagerbecken II, in das die dem Kernreaktor 4 entnommenen verbrauchten Brennelemente zum Abklingen ihrer Radioaktivität eingesetzt werden. Zwischen Wänden 9 und 10, die in Längsrichtung des Gebäudes angeordnet sind, läuft ein großer Brückenkran 8, der für die Montage dfes Kernreaktors 4 und der übrigen Kraftwerksanlagen notwendig ist. Die dargestellten Wände 9 und 10 sind bis nahe an die Decke des Gebäudes geführt. Sie können als tragende Bauelemente für weitere nicht dargestellte Einbauten, wie'z.B. zur Kondensation austretenden Wasserdampfes dienende Sprüheinrichtungen als Sicherheitseinrichtungen, herangezogen werden. Die übrige Raumaufteilung des Reaktorsicherheitsgebäudes ergibt sich aus den drei Figuren und braucht nicht näher erläutert zu werden.

Die Innenseite der gesamten Schale 1 wird mit einer gas- und korrosionsfesten, dichten Auskleidung, z. B. aus Kunststoff oder Blech, versehen, die auch den Beanspruchungen in einem Schadensfall gewachsen sein muß. Zwischen dieser Auskleidung.und der Schale 1. können auch Zwischenräume zur Überprüfung der Dichtigkeit sowie zur Absaugung der bei einem Unfall eventuell eingedrungenen schädlichen Stoffe vorgesehen werden. ■■"..

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Reaktorsicherheitsgebäude mit rotationssymmetrischer, eine liegende Achse aufweisender Stahlbeton-Schale und mit einer druckfest verschließbaren Schleuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (1) von der Mitte der Längserstreckung nach beiden Seiten stetig abnehmende Durchmesser aufweist und in Umfangsrichtung senkrecht zur Rotationsachse (/I) und von zwei öffnungen (2) im Bereich der Rotationsachse (A) aus in Richtung der Mantellinie vorgespannt ist und daß die Schleuse (3) in einer der öffnungen (2) angeordnet ist.

2. Reaktorsicherheitsgebäude nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Kernreaktor (4) auch die energieumwandelnden Anlagen (Wärmetauscher5, Turbogenerator 6) in der Schale (I) untergebracht sind.

3. Reaktorsicherheitsgebäude nach Anspruch 1 oiler 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der rotationssymmetrischen Schale (I) als Griindungskörper für den Reaktor (4) und die sonstigen Hinbauten, die wenigstens zum Teil strahliingshemmende Wände aufweisen, ausgebildet ist.

4. Reaktorsicherheitsgebäude nach einem der Ansprüche I bis3, das etwa zur Hälfte in den Untergrund einges-etzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Schale (I) etwa bis zu einem Winkel von 45 ^;, vom Horizont des Reaktors (4) aus gesehen, für die im Gefahrensfall benötigte Strahlungsabschirmung verstärkt ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Reaktorsicherheitsgebäudes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein frei tragendes Netzwerk aus Stahlstäben errichtet wird, das die Betonschalung für die Schale (I) trägt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst nur eine vergleichsweise dünne Schicht der Schale (1) betoniert wird und daß diese Schicht nach ihrer Erhärtung als Unterrüstung für den übrigen Teil der Schale (1) verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die übliche, aus Blechen bestehende gasdichte Innenauskleidung des Reaktorsicherheitsgebäudes an dem Netzwerk befestl·.¹ und als die Betonschalung verwendet wird.