DE1684594A1

DE1684594A1 - Spannbetonbehaelter

Info

Publication number: DE1684594A1
Application number: DE19671684594
Authority: DE
Inventors: Urban Dipl-Ing Cleve
Original assignee: Brown Boveri Krupp Reaktorbau GmbH
Current assignee: Brown Boveri Krupp Reaktorbau GmbH
Priority date: 1967-09-12
Filing date: 1967-09-12
Publication date: 1971-03-18
Also published as: FR1581829A; NL6813005A; BE720598A

Description

BROWN ßOVERI/KRUPP . Reaktorbau GmbH Mannheim, den 7. September 1967

"Spannbetonbehälter"

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spannbetonbehälter großer Abmessungen, der besonders als Druckbehälter für Kernkraftwerke verwendbar ist.

Spannbetonbehälter sind im Kernkraftwerksbau seit längerer Zeit bekannt und werden in vielfältigen Ausführungsformen in Einbehälterbauweise gebaut. Als Beispiels ssisn dafür die deutschen Auslegeschriften 1 098 114, 1 185 362 und 1 221 370 genannt, die sämtlich Kernreaktor-Druckbehälter aus Spannbeton zeigen. Innerhalb dieser Behälter sind in kompakter Anordnung der Reaktorkern und die wesentlichsten Reaktorkomponenten, wie z.B. Wärmetauscher, Abschalteinrichtungen und Einrichtungen zum Umwälzen des Reaktorkühlmittel, untergebracht. Bei dieser Bauweise wird von der besonderen Eigenschaft eines Spannbetonbehälters Gebrauch gemacht, in hohem RIaDs druckfest und gasdicht zu sein, wodurch nur geringe Verluste an Kühlmittel auftreten. Gleichzeitig dient der Spannbetonbehälter als biologische Strahlenabschirmung.

Es gehört auch bereits zum Stand der Technik, für hohe Innendruck« ausgelegte Spannbetonbehälter mit großen Abmessungen zu bauen. Allen bekannten Spannbstonbshttltern haftet jedoch der Nachteil an,

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daß eis nur sehr unwirtschaftlich herzustellen sind. Beispielsweise werden für Kernkraftwerke mit einem Spannbetonbehälter sehr lange.Bauzeiten benötigt, und der Kostenaufwand ist sehr hoch. Das ist im wesentlichen auf die schwierigen fflontageverh^ältnisae zurückzuführen* Außerdem treten bei den. in dem Spannbetonbehälter unterzubringenden Komponenten infolge starker Bestrahlung Materialprobleme auf.

Die vorliegende Erfindung hat «ich daher die Aufgabe gestellt, einen Spannbetonbehälter anzugeben, der die Nachteile der bisher bekannten Behälter nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß das benötigte Behältervolumen auf zwei oder mehrere Behälter verteilt ist, wobei jeder Behälter für eich vorgespannt ist und alle Behälter zusammen durch eine sinnvolle Verlegung weiterer Spannkabel gemeinsam vorgespannt und zu einer Einheit verbunden sind.

Durch eine solche Bauweise kann der vom Spannbeton umschlossene Raum außerordentlich günstig ausgenutzt werden, was zur Erzielung bedeutender Kostenvorteile sowohl bei dem Spannbetonbehälter selbst als auch bei den in der Behältereinheit unterzubringenden Komponenten und den Betriebsmitteln führt. Weiterhin können die Spannunga· werte, die bei der Konstruktion eine' große Rolle spielen, vor allem die auftretenden Scherbeanspruchungen, baaser beherrscht werden, so daß dar Spannbetonbehälter gemäß der Erfindung besonders für

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Kernkraftwerke mit einer großen Reaktorleistung geeignet ist, die für hohe Innendrücke ausgelegten Druckbehälter mit großen Abmessungen erfordern.

Ferner ist es möglich, die Wandstärke der einzelnen Behälter der Einheit gegenüber der Wandstärke des bisher üblichen einzigen Behälters bedeutend herabzusetzen. Wie Untersuchungen gezeigt haben, können die Abmessungen mehrerer Behälter zusammengenommen kleiner sein als die eines einzigen großen Behälters.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spannbetonbehälters besteht die Behältereinheit aus einem zentral angeordneten Behälter und einer Anzahl von peripherisch zu diesem angeordneten Behältern.

In dem zentralen Behälter kann beispielsweise der Reaktorkern samt den Abschalteinrichtungen untergebracht sein, während die weiteren Reaktorkomponenten wie Wärmetauscher und Kühlmittelumwälzeinrichtungen von den peripherisch angeordneten Behälter aufgenommen werden. Durch die Zwischenschaltung von Beton zwischen den Reaktorkern und die Komponenten wird die zu den letzteren gelangende Strahlung bedeutend geschwächt, so daß an das Material der Komponenten keine •o hohen Anforderungen mehr gestellt zu werden brauchen. Da die betreffenden Bauteil· nur noch schwach aktiviert werden, sind sie im Störfall besser zugänglich und können leichter ausgebaut, gewartet und repariert werden. Ferner können auch die Abmessungen de· den Reaktorkern umgebenden thermischen Schiidee verkleinert werden·

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Vorteilhaft ist der Innenraura des zentralen Behälters mit den Innenräumen der peripherisch angeordneten Behälter durch eine oder mehrere Durchführungen verbunden, die die Betonuiände zwischen den Behältern durchdringen und somit einem strömenden Medium, z.B. einem Kühlmittel, der Durchgang von dem einen Behältertyp zu dem anderen gestatten. Der Verlauf der Durchführungen ist jedoch so gewählt, daß keine Strahlung in die äußeren Behälter gelangen kann.

Zweckmäßig sind die Durchführungen durch die Betonutände so verlegt, daß das Kühlmittel von einem Behälter in die anderen strömen kann, ohne daß es die Behältereinheit verlassen muß. Vorteilhaft weist jeder Behälter der Einheit eine eigene verschließbare Öffnung auf« Dadurch können die Verschlußdeckel relativ klein gehalten werden, was die besonders in diesem Behälterbereich auftz&tenden F ss'cigkeitsproblame bedeutend reduziert. Auch werden die einzelnen Verschlußdeckel nicht so stark beansprucht. Ferner verbessern sich die fflontagevsrhältnisse wesentlich; da gleichzeitig in mehreren Behältern Komponenten montiert werden können, verkürzt sich die Cesamtbauzsit beträchtlich. Auch das Auswechseln von Bauteilen gestaltet sich bei dem Spannbetonbehälter gemäß der Erfindung wesentlich einfachere

Zweckgemäß besitzen der zentrale Behälter und die diesen umgebenden Behälter verschiedene Durchmesser; der den Reaktorkern aufnehmende Behälter kann beispielsweise wesentlich größer sein als die di« Reaktsrkomponantan enthaltenden äußeren Behälter«

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Ebenso kann auch die Wandstärke und die Höhe des inneren Behälters von den Wandstärken und Höhen der äußeren Behälter abweichen. Vorteilhaft besitzt der zentral angeordnete Behälter eine oder mehrere Durchführungen zur Außenwelt, die an den Stellen der Betonwand vorgesehen sind, die die geringste Wandstärke aufweisen. Diese Durchführungen können z.B. dazu benutzt werden, um Neutronenflußmeesungen in dem Reaktorkern vorzunehmen. Durch die besondere Konstruktion des erfindungsgemäßen Spannbetonbehälter brauchen derartige Meßeinrichtungen nicht durch dicke Behälterwände geführt zu werden.

In der Zeichnung i3t ein Ausführungsbeispiel des Spannbetonbehältars

gemäß der Erfindung schematisch dargestellt und zwar zeigen

Fig. 1 eine Behältereinheit im Schnitt nach der Linie I - I der

Fig. 2,

Fig. 2 die gleiche Behältereinheit in der Draufsicht.

Die Fig. 1 läßt eine aus mehreren Einzelbehältern bestehende Behältereinheit erkennen, die aus Spannbaton hergestellt ist und als Druckbehälter für einen Kernreaktor verwendet werden soll. Ein zentral angeordneter größerer Behälter 1 ist zur Aufnahme des Ruaktorkerns und der Abschalteinrichtungen bestimmt. Er ist durch einen Deckel 2 abgeschlossen. Seine Wendung ist durch Spannkabel 3 vorgespannt (s. Fig. 2).

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Im Umkreis um dan Behälter 1 herum sind beispielsweise vier kleinere Behälter 4 angeordnet, deren Wandungen ebenfalls alle für sich allein durch Kabel 5 vorgespannt sind. Sämtliche Behälter 4 sind mit Abschluß· deckein 6 versehen. Die Behälter 4 können weitere Reaktorkomponenten wie Wärmetauscher und Kühlmittelumwälzeinrichtungen aufnehmen, die von der von dem Reaktorkern ausgehenden Strahlung durch die Betonwandung abgeschirmt sind.

Zwischen dem zentralen Behälter 1 und den äußeren Behältern 4 sind Durchführungen 7 vorgesehen, die die Betonwandung durchdringen und einem Kühlmittel den Durchtritt gestatten. Dieses kann die gesamte Behältereinheit in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung durchströmen. Die Durchführungen 7 weisen einen zickzackartigen V/erlauf auf (nicht dargestellt), so daß die in den äußeren Behältern 4 untergebrachten Reaktorkomponenten vor direkter radioaktiver Strahlung geschützt sind. An den Stellen ihrer Wandung, die die geringste Wandstärke aufweisen, besitzt die Behältereinheit zwei weitere Durchführungen 8, die für Messungen im Reaktorkern, z.B. zur Neutronenfluümassung, herangezogen werden können.

Alle fünf Behälter, die jeder für sich vorgespannt sind, können durch eine sinnvolle und relativ einfache Verlegung weiterer Spannkabel zu einer Behaltareinheit zusammengeapannb werden.

Uaiapialauieise können dia fünf Spannbetonbehälter durch eine allypti-Bche Kabalführung 9, die je zwei gegenüberliegende peripherische Behälter und dan zentralen Behälter 1 umschlingt, zusammnngespannt werden. Es kann aber auch eine normale Ringkabelführung 10 angewendet

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worden, bei der jeweils der zentrale Behälter 1 und einer dar paripherisch angeordneten Behälter 4 zusammengewickelt sind.
In der Fig. 2 ist der Übersichtlichkeit wegen die elliptische Kabelführung 9 bzw. die Ringkabelführung 10 nur an einem gegenüberliegenden Behälterpaar mit zentralem Behälter bzw. an einem peripheriechen Behälter mit zentralem Behälter dargestellt.

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Claims

Patentansprüche ι

Spannbetonbehälter, insbesondere als Druckbehälter für Kernkraftwerke verwandbar, dadurch gekennzeichnet, daß das benötigte Behältervolumen auf zwei oder mehrere Behälter aufgeteilt ist, wobei jeder Behälter für sich vorgespannt ist und alle Behälter zusammen durch eine sinnvolle Verlegung weiterer Spannkabel gemeinsam vorgespannt und zu einer Einheit verbunden sind*
2) Spannbetonbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behältereinheit einen zentral angeordneten Behälter (1) aufweist, der beispielsweise einen Reaktorkern aufnehmen kann, sowie eine Anzahl von peripherisch angeordneten Behältern (4), die zur Aufnahme weiterer Komponenten bestimmt sind.
3) Spannbetonbehälter nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des zentralen Behälters (1) mit den Innenräumen der peripherisch angeordneten Behälter (4) durch eine oder mehrere die Betonwände durchdringende Durchführungen (7) verbunden ist, die derart ausgebildet öind, daß sie zwar einem strömenden Medium den übertritt von dem einen Behältertyp zu dem anderen gestatten, aber den Durchgang von Strahlung nicht zulassen.

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4) Spannbetonbehälter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der Durchführungen (7)» daß das strömende Medium, z.B. ein Kühlmittel, in der gesamten Behältereinheit umlaufen kann.
5) Spannbetonbehälter nach Anspruch 2, dadurch. gekennzeichnet, daß sowohl der zentrale Behälter (1) als auch die peripherisch angeordneten Behälter (4) je eine verschließbare Öffnung aufweisen·
6) Spannbetonbehälter nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Behälter (1) und die peripherisch angeordneten Behälter (4) unterschiedliche Durchmesser besitzen.
7) Spannbetonbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Behälter (1) und die peripherisch angeordneten Behälter (4) unterschiedliche Wandstärken aufweisen.
8) Spannbetonbehälter nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Behälter (1) und die pheripheriech angeordneten Behälter (4) gleiche oder unterschiedliche Höhe besitzen können.

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9) Spannbatonbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zentral angeordnete Behälter (1) eine oder mehrere Durchführungen (θ) zur Außenwelt aufuieiet, die an den Stellen mit der geringsten Wandstärke vorgesehen sind.
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