DE1514528A1 - AEussere Abschirmung von Kernreaktoren - Google Patents

Description

• Äußere Abschirmung von Kernreaktoren Die vorliegende Erfindung betrifft eine äußere Abschirmung von Kernreaktoren, die aus einem inneren Stahlschild und einem kon- zentrisch dazu angeordneten Betonuantel besteht. Solche Abschir- mungen, auch biologische Abschirmungen genannt, sind notwendig, um die Bedienungsmannschaft den Reaktors vor der ungeschwächten, tödlich wirkenden Reaktorstrahlung zu schützen. In üblicher Weise wird dabei der Reaktorkern, der z.B. in einem Kessel unter- gebracht ist, zunächst von einem Stahlschild umgeben und dieses wiederum von einem sehr starken Betonmantel. Dabei kommt dem Stahlschild hauptsächlich die Aufgabe zu, die Gamma-Strahlung des Reaktors abzuschwächen. Durch die Absorption der Reaktorstrahlung wird jedoch im Stahlschild wie auch im Abschirmbeton Wärme frei, so daß beide Bauteile üblicherweise z.B. mit Wasser und/oder Luft gekühlt werden müssen. Sie sind zu diesem'Zweck von einem entsprechenden Kühlsystem durchzogen. Da die meiste Wärme innerhalb des Betonschildes auf der dem Reaktor zugekehrten Seite entsteht, wird vielfach der Abstand zwischen dem Stahlschild und dem Abschirmbeton für die Führung des Kühlmittels mitbenutzt. Da die Wärmeübergangsverhältnisse zwischen dem Kühlmedium, normalerweise einem Gas, und dem Beton verhältnismäßig schlecht sind, kann meistens auf eine innere Kühlung des Betons nicht verzichtet werden. Diese Einrichtungen sind aber verhältnismäßig umfangreich und kostspielig, so daß eine einfachere Lösung dieses Problems einen großen technischen und praktischen Fortschritt bringen würde. Die Erfindung zeigt einen Weg zur Erreichung dieses Zieles. Nach ihr besteht der Stahlschild aus einzelnen nebeneinander mit einem Ausdehnungsspalt angeordneten Abschnitten, die vorzugsweise unter Zwischenlage einer Metallfolie über in den Raum zwischen Stahlschild und Betonmantel eingepreßten Beton mit dem Betonmantel mechanisch fest und gut wärmeleitend verbunden sind und daß zur Abführung von durch Neutronenabeorption anfallender. Wärme nur der Stahlschild mit Kühleinrichtungen an sich bekannter Bauart verbunden ist. Die Abschnit*c des Stahlschildes greifen dabei unter Balassung eines Ausdehnungsspaltes an ihren Rändern falzartig ineinander. Im Gegensatz zu bisherigen Ausführungen wird nunmehr in den Abschirmbeton keine besondere Kühleinrichtung mehr eingebaut. Dieser wird vielmehr durch innigen und direkten Wärmekontakt mit dem Stahlschild gekühlt. Durch diesen großflächigen Wärmekontakt ist eine viel günstigere Wärmeabfuhr gegeben, als z.B. mit der einleitend genannten Gaskühlung. Die Figur zeigt dieses Verhältnis an einem Beispiel.Der eigentliche Reaktorkern ist mit 5 bezeichnet. Er befindet sich z.B. innerhalb des Kessels 51 und ist mit Abstand vom Stahlschild, das sich aus einzelnen Platten 1 zusammensetzt, umgeben. Diese sind aus fertigungstechnischen Gründen in diesem Beispiel als ebene Platten ausgebildet; sie könnten selbstverständlich auch entsprechend dem Radius des Reaktors gewölbt sein. Zur gegenseitigen Halterung und auch zür Vermeidung von Spalten an den Ausdehnungsfugen greifen diese Platten an ihren Rändern 11 falzartig ineinander. Außerhalb dieses Stahlschildes ist der normale Abschirmbeton 3 in massiver Ausführung angeordnet. Der Spalt zwischen dem Stahlschild und dem Abschirmbeton 3 wird nun nä h der Montage mit Beton hinterpreßt und damit ein guter Wärmekontakt zwischen beiden Schilden hergestellt. Zur Erleichterung einer eventuell notwendigen Demontage aber auch um eine Wärmeausdehnung der Stahlschilde bei gleichzeitiger Erhaltung des guten Wärmekontaktes zum hinterpreßten Beton 2 zu ermöglichen, befindet sich zwischen diesem und dem Stahlschild eine Metallfolie 4. Die Kühleinrichtungen sind lediglich in den Platten des Stahlschildes untergebracht und da sie an sich zum Stande der Technik gehören, in dieser Figur nicht näher dargestellt. Sie gewährleisten jedoch über die ganze Fläche des Stahlschildes gesehen eine gute Wärmeabführung aus dem Abschirmbeton 3, so daß weitere zusätzliche Kühlmaßnahmen innerhalb desselben nicht mehr nötig sind. Die Erwärmung dieses Betons 3 wird auf diese Weise in den zulässigen Grenzen gehalten. Die Figur zeigt lediglich einen Querschnitt durch eine Seitenpartie des Reaktors, selbstverständlich setzt sich die Abschirmung in analoger Weise auch unterhalb und oberhalb des Reaktors fort. Auch können, wie bereits erwähnt, die einzelnen Teile des Stahlschildes 1 eine andere Gestalt haben, die der Form des Reaktorkernes bzw. des Reaktorgefäßes 51 angepaßt ist. Bei größeren Leistungsreaktoren wird man jedoch@in allen Fällen zwischen dem Stahlschild und dem Reaktorgefäß 51 noch einen Zwischenraum lassen, damit eine thermische Ausdehnung dieses Gefäßes ohne Beeinflussung der Schirmkonstruktion möglich ist. Abschließend sei erwähnt, daß wenigstens die dem Stahlschild zugewandten Partien des Abschirmbetons 3 - z.B. durch metallische Einlagerungen - eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit'erhalten können, so daß auf diese Art und Weise die Kühlwirkung des Stahlschildes auf den umgebenden Beton 3 noch verbessert wird.

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 11.,Äußere Abschirmung von Kernreaktoren, bestehend aus einem inneren Stahlschild und einem konzentrisch dazu angeordneten Betonmantel, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlschild aus einzelnen nebeneinander mit einem Ausdehnungsspalt angeordneten Abschnitten besteht, die vorzugsweise unter Zwischenlage einer Metallfolie über in den Raum zwischen Stahlschild und Betonmantel eingepreßten Beton mit dem Betonmantel mechanisch fest und gut wärmeleitend verbunden sind und daß zur Abführung von durch Neutronenabsorption anfallender Wärme nur der Stahlschild mit Kühleinrichtungen an sich bekannter Bauart verbunden ist.
2. 2. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitt des Stahlschildes unter Belassung eines Ausdehnungsspalten an ihren Rändern falzartig ineinandergreifen.