DE1614610C - Atomkraftanlage mit einem Reaktor druckgefäß und einer zugehörigen, druck dichten Maschinenkammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft cine Atomkraftanlage mit einem Reaktordruckgefäß und einer zugehörigen druckdichten Maschinenkammer, die dem im Schadensfälle darin auftretenden Druck des Arbeitsnicdiuins standhält und die Turbine, den Verdichter und den Kühler enthält.

In einer Atomkraftanlage wird das Arbeitsmedium nach seinem Austritt aus dem Reaktor in einer Turbine entspannt, hernach gekühlt, verdichtet und wieder dem Reaktor zugeführt. Die Turbine, Kühler und Verdichter sind in einer druckdichten Maschiiienkammer aufgestellt. Die Maschinenkammer soll so dimensioniert sein, daß bei einer eventuellen Leckage das Arbeitsmedium in die Maschinenkaminer expandieren kann, bis Druckgleichheit in Maschiiienkammer und Reaktor herrscht, ohne daß d;is Arbeitsmedium bei dem alsdann herrschenden Druck nach außen entweichen kann.

Fs ist bekannt, eine Atomkraftanlage so zu bauen, daß die Maschiiienkammer als großes, druckdichtes Siahlgefiiß ausgebildet ist, in welchem auch das Reaktordruckgefäß untergebracht ist. Der Nachteil dieser I5auwei.se bestellt darin, daß sie sehr kostspielig ist, während die Sicherheit gegen Austritt vom Arbeitsmedium aus der Anlage nicht entsprechend vergrößert wird.

Die F.iTindung bezweckt, eine sichere und doch wirtschaftliche und kompakte Atomkraftanlage zu bauen, wobei die in der Decke der Maschincnkaminer im Schadensfälle während der Phase des Druckausgleiches auftretenden Biegespannungen relativ klein bleiben.

FiTuiduiigsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Decke tier Maschinenkaminer in an sich bekannter Weise das Reaktordruckgefäß trägt und so dimensioniert ist, daß das Produkt, gebildet aus der lichten Deckenlläche und dem maximal anfallenden Oberdruck des Arbeitsniediums, in der Größenordnung des Gewichtes des Reaktordruckgefäßes liegt.

Der Vorteil ist, daß die Decke der Maschinenkanimer mit einem geringen Gesamtaufwand an IJeton, Stahl usw. hergestellt werden kann. Fs ist auch möglich, den Boden des Reaktordruckgefäßes und die Decke der Maschiiienkammer gemeinsam auszuführen. Das Aufstellen eines Reaktordruckgefäßes auf der Decke eines darunterliegenden Raumes ist an sich bekannt aus der deutschen Auslegeschrift 1 084 845, welche ein Reaktordruckgefäß zeigt, welches von der Decke eines Raumes zum Abiiiul Antransport der Brennstoffelemente getragen wird.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise für Atomkraftanlagen mit einem gasgekühlteii Reaktor erläutert. Fs zeigt

F i g. 1 scheniatisch eine Ausführungsform einer Atomkraftanlage,

I' ig. 2 eine weitere Ausführungsform einer Atomkraftanlage im Längsschnitt,

' Fi g. 3 die Atomkraftanlage gemäß Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie 3-3.

Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht die Atomkraftanlage aus einer Maschinenkammer 1 mit einem Boden 2, einer Wand 3 und einem von der Decke 4 der Maschiiienkammer getragenen Reaktordruckgefäß 5 mit dem großen Gewicht G. Das Reaktordruckgefäß ruht mit seinem Boden 6 auf der Decke der Maschinenkaminer. Im Normalbetricb ist die Wand 3 der Maschinenkammer durch das darauf lastende Reaktordruckgefäß auf Vertikaldruck beansprucht. Diese Wand kann aus stehenden Ringkörpern mit Kreisarmierung bestehen.
Im Schadensfalle, d. Ji., wenn das Arbeitsgas durch eine Leckage in die Maschinenkammer dringt, bildet sich in dieser ein Überdruck P, der auch auf die Decke 4 wirkt. Durch den Gegendruck infolge des Gewichtes des Reaktordruckgefäßes 5 können

ίο nur sehr geringe Biegespannungen in der Decke entstehen. Der Druck, der auf den Boden 2 wirkt, wird durch die Erde aufgenommen, so daß dieser nicht besonders stark dimensioniert zu sein braucht. In der Wand 3 findet eine Belastungsänderung statt, indem sie teilweise vom Vertikaldruck entlastet, dagegen auf radialen Innendruck belastet wird. Bei der oben beschriebenen ringförmigen Ausbildung der Wand kann dieser Innendruck leicht durch die Kreisarmierung, die alsdann auf Zug belastet ist, aufgenommen werden. Gegebenenfalls kann die Höhe der Maschinenkaminer so gering gehalten werden, daß Decke und Boden praktisch nur auf Radialzug und die Wand auf (geringe) Biegung beansprucht sind.

Es ist möglich, die Decke 4 der Maschinenkaminer so auszuführen, daß sie zur gleichen Zeit den Boden für das Reaktordruckgefäß bildet. Auch die umgekehrte Ausführung ist möglich, wobei der Boden 6 des Reaktordruckgefäßes gleichzeitig die Decke der Maschinenkaminer bildet. Der Boden des Druckgefäßes ist ohnehin stark armiert und biegesteif.

Bei einer anderen Ausführungsform ist die Atomkraftanlage in einem einzigen Betongebilde untergebracht. Die F i g. 2 und 3 zeigen diese Ausführungsform. Ein Bctongebilde 7 enthält zwei geschlossene druckdichte Räume 8 und 9, die durch eine Trennwand IO voneinander getrennt sind. Der obere Raum 8 dient als Reaktordruckrauin, der untere Raum 9 als Maschinenkaminer. Die Trcnnwand 10 ist gleichzeitig Decke der Maschinenkammer und Boden des Reaktordruckraumes. Der Reaktordruckrauin 8 enthält einen Trennring 11, der einen Reaktorkern 12 mit Spaltstolfkanälen 13 und darin enthaltenen Spaltstolfstäben 14 trägt. Das aus den SpaltstofFkanälen 13 austretende erhitzte Arbeitsgas strömt aus einem zentralen Raum 15 unterhalb des Reaktorkerns 12 durch eine Leitung 16, welche die Trennwand 10 durchdringt, in eine doppelllutige Gasturbine 17. Das expandierte Arbeitsgas strömt über zwei Leitungen 18 in einen Verteiler 19. Aus diesem Verteiler gelangt das expandierte Gas über Zweigleitungen in eine Anzahl parallelgeschalteter Kühler 20, in denen es mittels Wasser gekühlt wird. Das aus den Kühlern austretende Gas vereint sich in einem Sammler 21, aus welchem es durch eine Leitung 22 einem Verdichter 23 zuströmt. Vom Verdichter 23 gelangt das Gas über eine Leitung 24 in einen Ringraum 25 unterhalb des Reaktorkerns 12 und von dort über einen Ringspalt 26 zwischen Reaktorkern und Innenwand des Reaktordruckgefäßes und einem Verteilerraum 27 oberhalb des Reaktorkerns 12 zurück in die Spaltstofikanälc 13.

Die Gasturbine 17 und der Verdichter 23 haben eine gemeinsame Welle 28, die gasdicht durch die Wand 29 der Maschinenkammer geführt und außerhalb der Maschinenkammer mit einem Turbo-Generator 30 verbunden ist.

Die Maschinenkammer kann so bemessen werden, daß das Produkt, gebildet aus der lichten Deckenfläche der Maschinenkammer mit dem darin im Schadensfalle auftretenden Druck, in der Größenordnung des Gewichtes des darüber befindlichen Betondruckgefäßes des Reaktors liegt. Γη dieser Weise bleiben die in der Decke und die im Boden auftretenden Biegespannungen relativ klein. Die Wand 29 der Maschinenkammer ist aus armiertem Beton erstellt und so bemessen, daß sie das darüber befindliche Reaktordruckgefäß zu tragen vermag und den im Schadensfalle in der Maschinenkammer auftretenden Druck aufzunehmen vermag. Die Trennwand 10 ist so bemessen, daß sie dem höchsten im Reaktordruckraum 8 auftretenden Druck bei der gleichzeitig auftretenden Temperatur standhält. Die Trennwand ist weiterhin so ausgeführt, daß sie die Strahlung des Reaktors in genügendem Maße von der Maschinenkammer fernhält, so daß diese zu^ gänglich ist. Anstatt mit einer Tür 31, kann die Maschinenkammer auch mit einer Schleuse versehen werden.

Obschon die Erfindung für eine Atomkraftanlage mit einem gasförmigen Arbeitsmedium beschrieben ist, ist sie selbstverständlich auch bei einer Atomkraftanlage mit einem anderen Arbeitsmedium anwendbar.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Atomkraftanlage mit einem Reaktordruckgefäß und einer zugehörigen, druckdichten Maschinenkammer, die dem im Schadensfalle darin auftretenden Druck des Arbeitsmediums standhält und die Turbine, den Verdichter und den Kühler enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Decke (4) der Maschinenkammer (1) in an sich bekannter Weise das Reaktordruckgefäß (5) trägt und so dimensioniert ist, daß das Produkt, gebildet aus der lichten Deckenfläche und dem maximal anfallenden Überdruck des Arbeitsmediums, in der Größenordnung des Gewichtes des Reaktordruckgefäßes (5) liegt.

2. Atomkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktordruckgefäß (5) mit seinem Boden (6) auf der Decke (4) der Maschinenkammer (1) ruht.

3. Atomkraftanlage nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Böden des Reaktordruckgefäßes (5) und die Decke (4) der Maschinenkammer (1) aus einem Stück ausgeführt sind.

4. Atomkraftanlage nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Eieaktordruckgefäß (5) und die Maschinenkammer (I) in an sich bekannter Weise in je einem, durch eine Trennwand (10) voneinander getrennten Raum (8 bzw. 9) eines einzigen Betongebildes (7) untergebracht sind.

5. Atomkraftanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (10) die Rohrdurchführungen (16, 24) für das Arbeitsmedium enthält.

6. Atomkraftanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (10) in an sich bekannter Weise strahlenschutzfähig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen