DE1564655A1 - Kernkraftwerk mit CO2-Kuehlung - Google Patents
Kernkraftwerk mit CO2-KuehlungInfo
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Description
ErIi)ngen, den
Aktiengesellschaft Werner-von-SiÄie'hs^StirT'bO
PLA 66/1475
Kernkraftwerk mit COp-Kühlung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kernkraftwerk mit ÖO2-Kühlung
zur Erzeugung von im wesentlichen elektrischer Energie mit Hilfe von Gasturbinen.
Die Verwendung von Gaeturbinen zum Antrieb elektrischer Generatoren
für die Umsetzung der in Kernkraftaiaiagen primär erzeugten Wärme
ist an sich bekannt. Zur Erzielung möglichst günstiger Wirkungsgrade
wurde vorgeschlagen«~die KÜhlgasteraperatur möglichst hoch zu
legen und das (Jas nach dem Austritt au8 dem Reaktor kräftig zu ent-
. BAD '90988*70913 *
- ■ 1 -* . m/oi
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jnannon. Ώ'.να bringt .al] erdings ernste Probleme hinsichtlich der
■|Vor!:stofrestigiceit und dor Korro3ionobestiaidirkeit mit 3ich, die
nur mit vernäl tnls.nu.: ig gro3e.ii Aufwand zu löaen sind. Auen wird der
Kühif/'iSKreiislauf außerhalb des eifent liehen Reaktors kompliziert
und voluminös, v.obei in der liegel nenrere Verdienter und Kühler
hin:ereinüt:1er· vor^oeren waren. DLe3er Aufwand läß't sich aber mit
dem von normalen v.aiiaer- und da-üpfge kühlten Kernkraftwerken ohne
•.'.ci:eres vergleichen, so duiiüich allenfalls nur beacheideno vort.
l.e hinaicrtlien der Beurteilung eines Kernkraftwerks - nämlich
»-.:. Preis ler erzeugten elektrischen KiVh - er/eben. 3in weiterer
:i:teil sini die UbI lcr.er.veiae groiien hohrlei tungaquerschni Ite,
Ug it;. iVfjlie eines rtohrbruches das Kühlmittel aenr schnell entweicnen
lasaen, ao -a.': üc- 'i>jfaj.r -;er Zerstörung der Brenne Ie :;ien te durch
Übe rhi t aiitjA* aesr ;:ro.fj i?t. Auch :nuS mit einer verhiiltniamUßip1: großen
V V":ichte:-leiijt.jri.·* rereciaM-.i werden.
Di-j vorliegen ie .-,rf indung sei^t einen '.Veg zum Aufbau eines Kernkraft-
?/erks mit argej; i:lcssent-r Gasturbine, der sich durch höchste Einfachheit
und da.nit senr geringe Störanfälligkeit .auszeichnet, und
trotz et/.as ;;fe:'in.jerem iVirkungagrad gegenüber üblichen Anlagen einen
wesentlich geringeren Preis für die erzeugte elektrische KiVh erbringt. Dieses Ziel wird dabei unter Ausnutzung der bei speziellen
Druckzuatanken besonders günstigen Stoffwerte des Kühlmittels
COp mit verhältnismäßig niedriger Kühlgastemperatur erreicht, so
daß die genannten V/erkstoffSchwierigkeiten keine allzugroße Rolle
mehr spielen. JSrfindungsgemäß ist wenigstens eine mit einem Verdichter
gekoppelte Gasturbine vor der Kühlgaseintritteseite des
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Kerii-:'.crö vorgesehen und ist auf dem '.Veg des Kühlgasea zwischen
V fi r-'i i c !lter ur.d Gasturbine ein liegenerativwärrnetauseher eingaachaltet,
"-VV ! v'i:r.itrseiti,; νου aus de·:! Reaktor austretendem Kühlmittel direkt
eic:· i;j:· π;;-·! vt rhäl t:.". ρ ..-'Uug geringern Druckabfall beaufschlagt ist
χ·; ! <κ<;βι,·ΰ l.r.y.'l .;.il to I ,-jn^ciiU ebend einen Kühler durchläuft und vor·
i-e : :.o.·".. _-·>: r;t i'i 11 Lr. Itrn Verdichter einen Druck von mindestens 40 ata^
vii-Vu j.v^if5e \O bis V^i ■·tί besitzt. R^i diesen Ariaaugdrüoken ergibt
p:er e:i;ü rc;lat:v hoi.e ■ odiumdichte ia Verdichter und die Verdichter-
lul3\.<>Y.r wird verhäl tn: a;nä!3i^ klein, so daß in der Kegel auf Zvvi-
:-i'!;ei;kij;:]er verzichtet wurden jcann.
Vcn beuon .;ö-re:r; Vorteil ist es bei einem derartigen Kraftwerk, den
üi/O!it jI (jhen Heaktor, den i'.ünler und den Hegenerativwärmetauscher
In integrierter Bauweise- in einem Druckkessel vorzugsweise aus Spannbeton
<ίΐte rsubrii^en. LV; diese Apparate gegeneinander nur verhältnismäßig
t--eringe Drucl.unt erschiede aufweisen, ergibt sich bei einem
solchen Aufbau die Möglichkeit großer fertigungstechnischer und' betrieblicher
Vereinfachungen. Außerhalb des Reaktordruckkessels sind
bei einem derartigen Kraftwerk also nur noch Gasturbinen und Verdichter
angeordnet, so daß die Druckkesselwandung nur von verhältniGinlißi.7
wenigen Druckgasleitungen geringer Nennweite durchbrochen
v.ird. Dies ist insbesondere vom sicherheitstechnischen Standpunkt
sehr wichtig, da im Pelle eines auftretenden Lecks in einer dieser
Leitungen für einen automatischen und"schnellen Verschluß desselben
gesorgt werden kann bzw. das ausströmende Kühlgas eine vorbestimmte
!.!enge nicht überschreitet. Selbstverständlich befinden sich die
genannten Teile wie bei Kernkraftwerken üblich und notwendig noch
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innernalb eines i-ieaktorsicherhei.tsbebälters (containment), der in
der Lage ist, ajch im größten Katastrophenfall das austretende Kühlmittel
und mitpeschleppte radioaktive Stoffe zurückzuhalten und die
•zur i.'achkühlung des Reaktorkernserforderliche Küblinittelmindestdicnte
zu gewährleisten. Außerhalb dieses Sicherheitsgebäudes können aber ulibedenklich die Generatoren zur Stromerzeugung mit den dazu-,-erörj/ren
ürregermaecbinen angeordnet werden. Die zum Anfahren der
Turbinen nötigen Ponymotoren können innerhalb oder außerhalb des iiicherheitsgebäudes aufgestellt werden. Dabei ist es auch möglich,
Ponyriotoren and Erregerinaschinen zu einer maschinentechnischen Ein-
i.til t 7ü8r.T.ienzufassen, so daß sich damit auch Vereinfachungen hin- ·
inert!ich aufbau und Larerung der Strotnerzeugeranlagen ergeben.
Aua sie herbeitstechnischen Gründen ist es zweckmäßig, an einen Kernreaktor
nicht nur eine Gasturbine, sondern deren mehrere mit getrennten Kreisläufen anzuschließen. Im Falle eines Ausfalls einer
Turbine kai.η -iatnit die notwendige Kühlung des Beaktors ohne weiteres
aufrechterhalten bleiben, auch ist es möglich auf diese Weise die
ine rgieer.t nähme aus dem Reaktor unter Beibehaltung eines verhältnismäßj£-
;-uten Wirkungsgrades in weiten Grenzen zu variieren.
Anhand der Figuren 1 und 2 sind an einem Anwendungsbeispiel vorliegender
Erfindung die genannten Zusammenhänge sowie weitere Einzelheiten näher erläutert. Figur 1 zeigt dabei einen Längsschnitt
durch das Kernkraftwerk mit einem schematisierten Aufbau der zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nötigen Bauelemente.
Die Figur 2 zeigt eine Schaltung des Kernkraftwerkes, wobei 2 Gas-
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turbinen Τ1 und Τ2 zur Anwendung gelangen. Es wird dabei nur die
zur Turbine T1 gehörige Einrichtung besprochen, die völlig derjenigen
der Turbine T2 gleicht. In analoger Weise könnten an diesen Kernreaktor auch mehrere Gasturbinen angeschlossen werden. Auf den
speziellen Aufbau des eigentlichen Kernreaktors wird nicht näher eingegangen, da dieser für das hier angewandte System der Energieumrsetzung
nicht von besonderer Bedeutung ist. Es sei lediglich erwähnt, dai3 vorzugsweise schwerwassermoderierte Reaktoren oder schnelle
Brüter als Wärmequelle infrage kommen, da es mit diesen Generatortypen
in an 3ich bekannter Weise möglich ist, Kühlgastemperaturen in der Größenordnung von 500 0G bei Drücken in der Größenordnung von
100 bis 150 Atmosphären zu erzielen.
In Figur 1 ist das Reaktorsicherheitsgebäude (containment) mit C
bezeichnet, der im Innern desselben angeordnete Druckkessel mit DK. Iui Innern dieses Druckkessels befindet sich der Reaktor R, der Wärmetauscher
"W und der Kühler K. Letztere können aus mehreren Einzeleinheiten 'bestehen, entsprechend der 2ahl der angeschlossenen Türbinen
T die sich innerhalb des Sicherheitagebäudea Gräber außerhalb
des Druckkessels DK befinden. Mit der Turbine zusammengebaut ist der
Verdichter V. Die Welle der Turbine durchdringt daa Sioherbeitsgebäude
G und ist an den Generator G angekuppelt. Selbstverständlich kann auch umgekehrt die Kupplung zwischen Turbine und Generator im
Innern des Sicherbeitsbehälters G oder eine Zwischenwelle mit 2 Kupplungen vorgesehen werden. In jedem Fall ist aber an der Wellendurchftihrung
durch den Sicherheitsbehälter eine Dichtung vorzusehen/
wie sie aus der Pumpen- und ßebläaetechnik her bekannt oder auch
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bei wasserstoff ge.rühlten elektrischen Generatoren übLi(;ii ist, beii?tii>ßlawei3e
uLc Öldichtung mit schwimmendem Hing. In diesem speziellen
Fa 11 ist i;ö aOiiar möglich, das Lagerschild des Generators G
starr und uic:it mit fier Außenwand des Sienerheitsgebäudes G zu ver-I:
Linien, 30 -.m.j die 1.:. Lagerschild des Generatora G bereits vorhandene
DicMunr ,Ue Lehzei tig auch als Dichtung für die-Durchführung
■jer V/eile 111 der Wandung des 3icherheitagebäude3 dient. Bei den
iίi/faire k'o.uaenden hohen Leistungen der Generatoren, die in der Grö-..
»nordrj'jn.·; von einigen 1uö .ilet;awatt liegen, sind diese üblicherweise
n.B. mit einer V/asserstoffkühlung versehen. In der schematischen
DornteJ-I1JiI/" der Figur 1 Lirnfait der Generator G auch die zugehörige
irregerraao'irjine sowie den Ponyraotor, der zurr. Anwerfen der Turbine
benötii't wird. '.Vie bereits eingangs erwähnt, ist es dabei zweekr:;iisig,
irrerer.Tif.ischinen unl Ponyrr.otor zj einer geschlossenen Xat»erjxnenein:.üi·.
r.ii vereinigen.
I;a Tnnerr. iej dL-.-tierheitsbG.-,alters C befinden sich selbstverständlich
auch fndere Bauelemente, wie z.B. das angedeutete Brennelementabklinrbecicen
P sowie Krananlagen usw. Diese sind jedoch der Überei'j.'itl
ichireit halber nicht näher dargestellt, sie sind für die Eeur-
;^ 1er vorliegenden Erfindung auch ohne Bedeutung.
In i'igur 2 ist nun der Kreislauf des gasförmigen Kühlmittels Kohlen
dioxyd zur Überführung der dem Reaktor R entnommenen Wärmeenergie
in elektrische Energie in seinen wesentlichsten Elementen dargestellt.
Der Kühlgasstrom aus dein Reaktor R teilt sich dabei in diesem
Beispiel in zwei gleichartige Zweige auf, von denen jeder für ·
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sie·: allein betrachtet werden kann. Zum besseren Verständnis der
Wirkungsweise sind in Figur k auch die jeweiligen Druck- und Tempera
'.U-MOtGiI des Kühlmittels eingetragen. Danach entströmt das aufgeteilte
Kühlmittel de ta Reaktor mit einer Temperatur von 490 C und
'-.Liiir.-ii Drumc von 115 "Atmosphären. Sein Volumen pro kg beträgt dabei·
1:·,1; 1. Ha tritt dann in-den Regenerativwärmetauscher 7/1 ein und
·..:>-· iori' ohne vorherige Expansion auf etua C5 0C abgekühlt. Sein
ji'ucc beträft danach etwa 112 ata, sein Volumen pro kg 4,11. Ifiit
■■!ieser err;ubli'?r vergrößerten Dichte wird das Kühlgas anschließend
L:;. K-ihler K1 ;ur!' 40 0O abgekühlt u;iM hat anschließend noch einen
Ji'-iok vor. etwa 110 ri-a. Sein Volumen pro Kg beträgt nunmehr noon
1 , =· 1. la or.scnlieiieii'ieti Verdienter -J1 , der beispielsweise mit der
Xurbiii·- T1 2iisa.;.::,en auf einer .Ve.He angeordnet ist, wird der Druck
des Kühlmittels cnne /V.vischeni-rühlung im Verdicliter auf 305 Atmosphären
erhöht, ,vobei auch die Temperatur auf etwa 75 °C ansteigt.
Das "volumen des Kühlmittels pro kg beträgt nunmehr nur noch 1 ',3
;.I?lt dieser großen Dionto tritt nun das Kühlmittel in den ilegenerativ-
>-.är:..etauscher "ΛΊ ei r. una wird dort durch das aus dem iieaktor aus-■
rc-teiide heiüe Kühlmittel auf etwa 395 0C aufgewärmt. Vor dem .Eintritt
des Kühlmittels in die Turbine T1 beträgt dann der Druck nocn
etwa "500 Atmosphären, das Volumen pro kg 4,2 1. In der Turbine T1
expandiert das Kühlmittel unter Arbeitsleistung auf etwa 120 ata
ji:d tritt mi ι einer Temperatur von etwa 295 0 und einer Dichte von
t)^. 1 nro kg wieder in den Reaktor ein. Durch diese Schaltung wird
erreiht, daß das Kühlmittel mit einer sehr großen Dichte zum.-Verdi-rhter
V1 gelangt, so daß dessen Leistungsbedarf verhältnismäßig
klein ist- (etwa 40$ der Generatorleitung). Auch räumlich ist die
BAD ORiQiNAL _ 909884/0913 ..../rt
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Einheit Turbine T1 und Verdichter V1 sehr klein, da beide zusammen
im Falle einer Drehzahl von 3OOO U/Min nur etwa 5foi$ 10 Stufend
bei e'neu'i Durchmesser von etwa nur 1 ,3 m aufweisen. Dieter Maschinensatz dürfte daher auch rein äußerlich kleiner sein als die bei··"
gaagekühlten Kernkraftwerken mit Dampfprozess übliche Baugruppe
Gebläse-Ponymotor-Gebläseantriebadampfturbine, wobei darauf hingewiesen werden muß, daß es sich hier ja nicht nur um die Antriebsturbine für den Verdichter oder das Gebläse, sondern um die Leistungsxurbine
für den Generator G1 handelt. Dabei ist es zweckmäßig, diese Apparate mit Hochdruckwellendichtungen zu versehen, wie sie beispielsweise
für Gebläse der Reaktortechnik angewandt ,und vorgeschlagen
wurden, siehe insbesondere Patentanmeldung S 100 140 Ic/27e.
'»Vie bereits eingangs erwähnt, sind Turbine T1 und Verdichter V1 außerhalb des 2eaktordruckkessels DK angeordnet. Die Grenzlinie dieses
P.eaktordruckkessels ist in Figur 2 durch die strichpunktierte. Linie
DK angedeutet. Daraus ist zu ersehen, daß jede Gaeturbinenei;nheit
nur insgesamt :nit vier Rohrleitungen D an den Reaktordruokkessel DK
angeschlossen ist. Wegen der hohen Dichte des Mediums sind diese ,
Leitungen realtiv klein, vor allejra jene zum Verdichter, die praktisch
quasi-flüssiges CO2-GaS führen. Im Falle eines Rohrbruches außerhalb
des Reaktordruckgefäßes können die Ausflußmengen * detf Kühlmittels :
weiter-durch den Einbau von* Rückechlagorganen oder Hohrbruohvetitii#ß;'
im Innern des Druckkessels begrenzt werden, auch düsenartige Verengungen, in denen sich im Schadensfall Schallgesohlfindigkeit ausbildet,
sind zur Begrenzung des Kühlmittelsaustritts geeignet.
Die Verbindungsleitungen sind an und für sich nur kur«. fenn man die ;
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Rohre, was bei ihrer geringen länge ohne besondere Schwierigkeiten
möglich ist, auf ihrer Innenseite mit an aich bekannten Mitteln
wärmeisoliert und unter Umständen auf ihrer Außenseite noch zusätzlich kühlt, dann kann auf Bögen und Bälge die strömungstechnisch
niöht gerade günstig wären zur Kompensation der Wärmedehnung von vornherein verzichtet werden.
\ Für die Regelung der Gesamtanlage ist ea zweckmäßig,^örahr oder
^weniger Gasturbinen einzuschalten, wobei zum Anfahren bzw. für
Zwischenlastbereiche eine Beipaßregelung überdie Drossel Dl oder
eine Drosselung über D2 in der Ansaug-Leitung des Verdichters
V! durchgeführt werden kann.Man kann die Leistung des Kraftwerks
auch durch Druckabsenkung im Reaktor verringern. 'In diesem Pail,
oder bei einer ungewollten Druckabsenkung infolge eines Lecks, verringert sich die Dichte des q.uasi-flüssigen Kühlmittels im
Verdichter Vt in der Regel schneller als in der Turbine. Deshalb muß der Verdichter bei gegebener Drehzahl dann einen wesentlich
erhöhten Volumendurchsatz fördern. Aus diesem Grunde ist es
zweckmäßig, den Verdichter mit an aich bekannten Radiallaufrädern
auszurüsten^ weil sieht diese Durchsatzänderungen besonders
leicht anpassen. Laständerungen können mit einer solchen Anlage sehr schnell gefahren werden, da die Gasturbinen sehr klein sind
und mit nur etwa 395 0C Eintrittstemperatur betrieben werden,
zumal der Reaktor, wenn ea sich um einen schnellen Reaktor handelt
keine Beschränkungen erzwingt, da Vergiftungaerscheinungen durch Xenon hier nicht zum Tragen "kommen.
Der Kühler K1 kann mit Üflußwasser betrieben werden oder direkt an
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ernem Kühlturm angeschlossen sein, na ist jedoch zweckmäßig, aus
Sicherheits- und Korroßionsgründen einen Zwinschenkreislauf mit
entgastem Heinwasser zu betreiben, der wie in Figur 2 dargestellt
über einen außerhalb des Keaktorsicherheitsbehälters G liegenden
Wärmetauscher K5 und eine Pumpe P1 geführt wird.· Der Wärmetauscher
K3 wird auf seiner Sekundässeite mit Flußwas3er versorgt bzw.
an einem Kühlturm angeschlossen. DLe Eintrittstenperaturen des
Zwischenkühlmittels in den Wärmetauscher K1, liegen in dem gewählten
Beispiel dann bei 25° und in den Wärmetauscher K3 bei 45°. Das über die Pumpe P2 geförderte Kühlmittel hat dann eine Eintrittatemperatur
von etwa 15° und eine Austrittstemperatur von 30 0C. Seine Menge-ist verhältnismäßig gering, da im Kühler K1 nur auf
etwa 4-0 0C herabgekühlt werden muß. Zweckxäßigerweise werden diese
wärme tauschenden Apparate naah dem Gegenstror.iprinzip beaufschlagt.
Bei zwei Turbineneinheiten an einem Reaktor ist es zweckmäßig»
zwischen den Selrundärseiten der Wärmetauscher W, also z.B. Ί71 und
7/2, eine Verbindun^sleitung vorzuser/en, in die ein regelbares Ventil
D3 eingesetzt ist. Damit wird es ermöglicht, eine vorübergehendstillgesetzte
Turbineneinheit ohne Beanspruchung des Pony-Motors wieder anzufahren. Zur Sicherstellung der Strömungsrichtung
in jeder Betriebslage- des Kernkraftwerks sind außerdem noch eine Anzahl hückschlagklappen S1, S2, S3 und S4 vorgesehen, die außerdem
ähnlich wie die nicht dargestellten Rohrbruchventile und die durchflußbegrenzenden Düsen für die Veränderung der Kühlmittelverluste
bei Rohrbrücnen sorgen. Bei mehreren Turbineneinheiten empfiehlt sich die Anordnung einer Anfahrringleitung mit je einem
Ventil pro Turbineneinreit.
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PM 66/1473
Diese Kraftwerkskonzeptxon zeichnet sich aufgrund ihrer Einfachheit
durch eine besonders geringe Störanfälligkeit aus. Ihre Gestehungskosten
sind daher verhältnismäßig niedrig. Auch wenn der Wirkungsgrad (von etw 3Q°ß>
bei dem beschrie !jenen Beispiel) gegenüber
vergleichbaren Gasturbinenanlagen etwas niedriger ist, ao ergibt sich dennoch letzten Endes ein wesentlich niedrigerer KiIowat
tstunrleripreis für die erzeugte Energie, was letztlich .ausschlaggebend
für die irirtschaftlichkeit einer Kraftwerksanlage überhaupt
ist. ■ . : ·
Gegenüber den in den Figuren aargestellten Beispiel ließe sich
der Wirkungsgrad dadurch etwas steigern, daS das Kühlmittel vor
dem Eintritt in den Regenerativwärnietauscaer W1 über eine weitere
kleine Gasturbine geleitet wird, die jedoch nur einen kleinen auf maximal 30$ des Heaktordrueks begrenzten Druckabfall aufweisen
wüi'de. Eine solche Zusatzturbine würde andererseits aber zu einer
nicht unerheblichen Ilouipli zierung der Gesaartanlge (zusätzliche
Rohrleitungen, größerer Differenzdruck im Druckkessel) führen und
damit einen Teil der Vorteile gegenüber Anlagen vom Stande der
Technik , die niit einer starken Entspannung des Gases nach dem
v«eggeben.
Austritt aus dem Iveaktor arbeiten* Der Vorteil der kleinen Dimensionen
von Turbine, Wärmetauschern und Rohrleitungen bliebe
jedoch teilweise erhalten. Die integrierte Bauweise der meisten
Anlägenteile hat nicht nur den Vorteil der bereits eingangs erwähnten
langsamen Druckentlastung nach einem Deck und der verhältnismäßig kleinen Rohrquerschnitte,sondern auch den Vorteil der Zu-■1-assun,·;
kleinerer Undichtigkeiten, da sich das Innere des Druck-
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1S64655
kesseis auf Systerndruck befindet und außer dem Künlg&fl Kohlendioxyrt
ire ine anderen gasförmigen Stoffe vorhanden sind. Die mit einer derartigen Anlage verbundenen Vorteile elnd aber auch
dann noch attraktiv, wenn aua irgend einen Grund von einer integrierten
Bauweise Abstand genommen werden muß. · t
9 Patentansprüche
2 Figuren
2 Figuren
- 12 - S0988A/0913 Mü/or
Claims (8)
- PM 66/1473PatentansprücheIA. Kernkraftwerk mit OQo-Kühlung zur Erzeugung von im wesentlichen elektrischer Energie ;ait HiIfQ von Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine mit einem Verdichter gekoppelte Grasturbine vor der Kühlgaseintrittsseite des Reaktors vorgesehen ist, daß auf dem V/eg des Kühlgases zwischen Verdichter und Gasturbine ein Hegenerativwärmetauscher eingeschaltet ist, der pxiraärseitig von aus dem Reaktor austretendem Kühlmittel direkt oder nach nur verhältnismäßig geringem Druckabfall beaufschlagt ist und daß dieses Kühlmittel anschließend einen Kühler durchvläuft und vor seinem Eintritt in den Verdichter einen Druck von ir.indest'ens 40 ata, vorzugsweise 70 bis 130 ata besitzt.
- 2. Kernkraftwerk nach Anspruch 1 t dadurch gekennzeichnet, daß der eigentliche Reaktor, der Kühler un«2 der Regeneratevwärmetauscher in integrierter Bauweise in einem Druckkassel,vorzugsweise aus Spannbeton« untergebracht sind,
- 3. Kernkraftwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Gasturbinen und Verdichter außerhalb dea Druckkesaels, aber nonh innerhalb des Reaktorsicherheitagebäudes (containment) untergebracht sind und höchstens die Generatoren ssur Stromerzeugung mit den zugehörigen Erregermasebinen und Ponymotor.en außerhalb des letzteren angeordnet sind*^AD CRJGINAL. ' $09884/8913Mii/brPLA 66/1473
- 4. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter mit Radiallaufrädern ausgerüstet iat.
- 5. Kernkraftwerk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g"ekeimezeich;net, daß Gasturbine und Verdichter als kompakte Maschine auf einer V/elle mit nur zwei Lagern angeordnet sind und diese Welle abdichtend zur Kupplung mit dem Generator durch die Sicherheitabehälterwand hi n<iu rehgeführt ist.
- 6. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die OC,-VerbLn rjn^sleiLungen zwischen den innerhalb und außerhalb des Druckkesceis angeordneter. Bauteilen zur Verringerung von Spannungen urr.i Vermeidung von Ausgleicfcselementen auf ihrer Innenseite wärmeisoliert und auf ihrer Außenseite eventuell zusätzlich gekühlt sind.
- 7. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü die Ov/p-'/erbindungsleItungen zur Vermeidung größerer Kühloaittelverluste in Schadensfall und den dauiit verbundenen Zerstörungen im Eeak:orkern n:it selbstschlieöenden Ventilen, Drosselstellen und anderen at sich bekannten für diesen Zweck geeigenten Armaturen ausgerüstet sind.
- 8. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherstellung einer Notkühlung sowie zur besseren Lastanρassung mehrere getrennt zu- und abschaltbare GasturbinenBatze an einem Reaktor angeschlossen sind.BAD909884/0913- 14 - Uv rPM 66/1473'). Kernkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß •1er Kernreaktor vorzugsweise mit Schwerwasaermoderierung oder als schneller Brüter aufgebaut ist.- 15 - 90988.A/0913 Mü/OrLeerseite
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2143026A1 (de) * | 1970-08-28 | 1972-03-23 | British Nuclear Design & Construction Ltd., Whetstone, Leicester (Großbritannien) | Kraftwerkanlage |
| US6674830B2 (en) * | 2001-03-09 | 2004-01-06 | President Of Tokyo Institute Of Technology | Nuclear reactor plant |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH476372A (de) * | 1967-07-27 | 1969-07-31 | Sulzer Ag | Gasturbinenanlage mit CO2 als Arbeitsmittel in Verbindung mit einem Kernreaktor |
| GB1226537A (de) * | 1967-10-27 | 1971-03-31 | ||
| CH488103A (de) * | 1968-04-24 | 1970-03-31 | Siemens Ag | Gasturbinenkraftwerk zur Ausnutzung der durch Kernspaltung bzw. Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugten Wärme |
| CH492279A (de) * | 1968-05-17 | 1970-06-15 | Sulzer Ag | Atomkraftanlage für ein gasförmiges Arbeitsmedium |
| GB1199357A (en) * | 1968-09-27 | 1970-07-22 | Nuclear Power Group Ltd | Nuclear Reactors Operating in Conjunction with Gas Turbines |
| GB1275756A (en) * | 1969-10-25 | 1972-05-24 | Rolls Royce | Improvements in or relating to closed-cycle gas turbine engine power plants |
| SE335889B (de) * | 1970-08-25 | 1971-06-14 | Asea Atom Ab | |
| CH629022A5 (de) * | 1978-06-13 | 1982-03-31 | Sulzer Ag | Kernreaktoranlage zum erzeugen von prozesswaerme. |
| DE3432475A1 (de) * | 1984-09-04 | 1986-03-13 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Kernkraftwerk mit einem siedewasserreaktor |
| CN110056656A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-07-26 | 蚌埠凯盛工程技术有限公司 | 自动补偿密封装置 |
Family Cites Families (7)
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|---|---|---|---|---|
| US3065162A (en) * | 1957-07-22 | 1962-11-20 | Internuclear Company | Nuclear reactor control system |
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| US3210254A (en) * | 1961-02-10 | 1965-10-05 | Gen Dynamics Corp | Heat extraction system for a nuclear reactor |
| FR1332043A (de) * | 1962-05-28 | 1963-12-16 | ||
| US3201941A (en) * | 1963-04-18 | 1965-08-24 | Fleur Corp | Assembly of turbomachines |
| FR1375799A (fr) * | 1963-08-01 | 1964-10-23 | Commissariat Energie Atomique | Installation de production d'énergie |
| BE665893A (de) * | 1964-07-08 | 1965-10-18 |
-
1966
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-
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2143026A1 (de) * | 1970-08-28 | 1972-03-23 | British Nuclear Design & Construction Ltd., Whetstone, Leicester (Großbritannien) | Kraftwerkanlage |
| US6674830B2 (en) * | 2001-03-09 | 2004-01-06 | President Of Tokyo Institute Of Technology | Nuclear reactor plant |
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