DE2125158C2

DE2125158C2 - Reaktorgebäude

Info

Publication number: DE2125158C2
Application number: DE2125158A
Authority: DE
Inventors: Jan 8521 Grossdechsendorf Ropers; Hans-Peter Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Schabert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-05-21
Filing date: 1971-05-21
Publication date: 1978-08-24
Also published as: GB1380626A; NL7204158A; FR2138860A1; BE783611A; ES403009A1; CH539761A; FR2138860B1; DE2125158A1; DE2125158B2; JPS5421917B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Reaktorgebäude mit Anlagenräumen, die einen Druckwasserreaktor, Dampferzeuger und Umwälzpumpe enthalten, und mit Betriebsräumen, die von den Anlagenräumen durch überwiegend aus Beton bestehende Wände und Decken getrennt sind, von denen die über dem Dampferzeuger befindlichen Teile oberhalb des Arbeitsflures im Reaktorgebäude liegen, wobei zwischen Anlagen- und Betriebsräumen zur Absenkung der Differenzdrücke bei einem Unfall Entlastungsöffnungen vorgesehen sind.

Die Entlastungsöffnungen hat man bisher mit sehr kleinen Querschnitten ausgeführt, um die Abschirmung, die z.B. von starken schlaffbewehrten Betonwänden gebildet wird, möglichst wenig zu schwächen (vgl. die Zeitschrift »Atomwirtschaft«, 1968, Juli-Heft, S, 353),

Solche Entlastungsöffnungen, die in der Zeitschrift »Atomkernenergie«, 1960, Heft 3, S. 100 bis 106, speziell aufS. 101, als schwache Stellen in derden Reaktorbehälter umgebenden Strahlenabschirmungskonstruktion bezeichnet werden, durch die die Explosionsenergie durchbrechen und sich in einem großen Volumen verdünnen kann, bieten deshalb für den Fall eines

)5 Unfalles, bei dem das Kühlmittel austritt, noch einen erheblichen Strömungswiderstand. Dieser führt zu unerwünscht hohen Differenzdrücken und entsprechend großen Beanspruchungen der Decken und Wände, die die Anlagenräume und Betriebsräume trennen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Ausbildung der Druckentlastungsöffnangen zu finden, die ohne bemerkenswerte Verschlechterung der Abschirmung größere Entlastungsquerschnitte ergibt

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Reaktorgebäude erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Deckenteile über dem Dampferzeuger als gitterförmige Stahlträgerkonstrc&tion ausgebildet sind, deren zwischen den Trägern liegende, die Entiastungsöffnun gen bildende Gitteröffnungen mit Blechen abgedichtet sind, die bei dem Unfall unter der Wirkung des Differenzdruckes die Entlastungsöffnungen freigeben.

Die Bleche werden bei .einem Austritt des Reaktorkühlmittels von dem erhöhten Druck beiseitegeschoben, so daß sehr große Entlastungsquerschnitte zur Verfügung stehen. Da hierfür nur geringe Differenzdrücke erforderlich sind, bleibt die Belastung der als Abschirmung vorgesehenen festen Wandteile entsprechend gering. Andererseits wird die Abschirmung durch die neuen Entlastungsöffnungen nur wenig beeinträchtigt, weil es sich bei den Entlastungsöffnungen um Deckenteile oberhalb des Dampferzeugers handelt, die so hoch liegen, daß die Strahlung nicht direkt in die für Personal vorgesehenen Teile der Betriebsräume gelangen kann.

Bei den Reaktorgebäuden nach den deutschen Patentschriften 11 42 041 und 12 08017 geht man zur Druckentlastung einen anderen Weg. Dort ist eine über einem Reaktordruckbehälter angeordnete Stahlträgerkonstruktion Teil eines zum Niederschlagen von Dampf

so vorgesehenen Kondensationsbeckens. Deshalb befindet sich auf der Stahlträgerkonstruktion eine Wasserschicht auf Blechen oder Folien. Bei einem Oberdruck reißt der Dampf die Bleche und/oder Folien auf, die die Stahlträgerkonstruktion unter der Wasserschicht, die durchströmt werden soll, abdichten. Druckentlastung erfolgt durch Kondensation des Dampfes. Die Wasserschicht behindert aber naturgemäß das schnelle Entweichen des Dampfes. Die Bleche können über Scharniere mit horizontaler Schwenkachse an der Stahl ti ägerkonstruktion angelenkt sein. Unter Umständen kann man aber auf eine Scharnierbefestigung verzichten, wenn durch andere Befestigungselemente, z. B. lange Schrauben, die sich verbiegen können, dafür gesorgt ist, daß die Bleche zwar

eine Öffnungsbewegung ausführen können, aber nicht im ganzen fortgeschleudert werden.

An ihren Auflaigekanten können die Bleche abgedichtet werden, damit im Normalbetrieb kein Gasaustausch

zwischen Anlagen- und Betriebsräumen stattfindet, der eventuell zu einer Kontamination der Betriebsräume führt

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Reaktorgebäudes besteht darin, daß die Stahlträgerkonstruktion die am Dampferzeuger angreifenden Seitenkräfte übernehmen kann. Vorzugsweise greift die Abstützung zentral am oberen Boden des Dampferzeugers ein, weil dadurch Wärmedehnungen am besten aufgenommen werden können. Dk Abstützung kann z. B. ein mit der Stahlträgerkonstruktion verbundener senkrechter Bolzen sein, der in den gewölbten Boden des Dampferzeugers greift

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Dampferzeuger mit einem horizontal verlaufenden Hebel abgestützt ist der an der Stahlträgerkonstruktion einerseits schwenkbar gelagert und andererseits über einen Stoßdämpfer gehaltert ist Die schwenkbare Lagerung ermöglicht wiederum das Ausgleichen von Fertigungstoleranzen und Wärmedehnungen, während der Stoßdämpfer Bewegungen abbremst die bei einem Brach durch Reaktionskräfte oder den Strömungswiderstand eingeleitet werden können.

Mit besonders geringem Aufwand kann der Dampferzeuger unter Benutzung einer Frischdampfleitung in der Stahlträgerkonstruktion festgelegt sein, die zentral am oberen Boden angeschlossen ist.

Im Hinblick auf die großen Austrittsöffnungen, die möglichst wenig verdämmt sein sollten, empfiehlt es sich, die Primärkühlmittelleitungen unterhalb der Stahlträgerkonstruktion mit einer Strahlenabschirmung zu versehen, um die in den Bereich der Stahlträgerkonstruktion treffende Strahlung so klein wie möglich zu halten. Unter Umständen kann man wegen der relativ kleinen Flächen der Primärkühlmittelleitungen durch diese Ausführung der Abschirmung gegenüber sonst üblichen Abschirmungen sogar Einsparungen erzielen. Die Abschirmung gegen horizontale Strahlung wird in üblicher Weise durch Abschirmschutzzylinder erreicht, die die Dampferzeuger zumindest bis über die Höhe der Wärmetauschen jhre umgeben.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Reaktorgebäude,

Fig.2 einen Querschnitt entsprechend der Schnittlinie H-II nach Fig. 1 mit Aufsicht auf die neue Deckenkonstruktion,

F i g. 3 die Anordnung der Abdeckbleche,

Fig.4 und 5 zwei Ausführungsformen der Abstützung des Dampferzeugers und

Fig.6 die Ableitung der Seitenkräfte über den Dampfleitungssiutzen.

In F i g. 1 ist ein Querschnitt durch das Reaktorgebäude innerhalb der kugelförmigen Sicherheitshülle 1 dargestellt Im eigentlichen Reaktorraum 2 ist der Druckbehälter 3 des Reaktors angeordnet, von dem aus die Kühlmittelleitungen 4 zu den Dampferzeugern 5 führen. Diese Komponenten im sogenannten Anlagenrautn sind außen vom Trümmerschutzzylinder 6 und oben durch die Decke 7 von den Betriebsräumen 8 strahlensicher abgetrennt. Der Deckenteil 9 oberhalb des Dampferzeugers 5 und der Kühlmittelpumpe 10 — wie insbesondere aus dem Querschnitt nach F i g. 2 hervorgeht — ist als gitterförmige Stahlträgerkonstruktion 11 ausgeführt Durch diese gitterförmige Ausbildung des Deckenteils 9 über dem Dampferzeuger 5 ergibt sich also ein großer freier Strömungsquerschnitt für bei einem Unfall frei gewordenes Kühlmittel, so daß sich sehr schnell ein Druckausgleich zwischen Anlagen- und Betriebsräumen einstellen kann. Diese Siahlträgeirkonstruktion 11 ist auf ihrer Oberseite mit Abdeckblc-

s chen 12 abgedichtet wie in F i g, 3 noch näher erläutert Danach sind die freien Querschnitte zwischen den einzelnen Trägern durch Bleche 12 verschlossen, die auf der einen Seite über ein Scharnier 13 an die Stahlträger angelenkt und an den übrigen Auflagekanten durch

ίο Dichtungen 14 gegen die Träger abgedichtet sind. Bei einem Druckaufbau innerhalb des Anlagenraumes öffnen daher die Abdeckbleche 12 selbständig, ohne dabei aber wegzufliegen und eine Beschädigung der Sicherheitshülle 1 hervorzurufen.

Die Stahlträgerkonstruktion 11 kann darüber hinaus noch zur Abstellung schwerer Lasten, beispielsweise der Deckenriegel über dem Reaktorraum ausgebildet sein. Die Stahlträgerkonstruktion 11 hat darüber hinaus jedoch noch die Aufgabe, die Dampferzeuger abzustützen und die auftretenden Seitenkräfte zu Übertragern. Daher ist — wie aus F i g. 4 zu ersehen iv — im oberen gewölbten Boden 15 ein Topf 16 einge&eb'iveißt von dem aus ein senkrechter Bolzen 17 direkt mit einem Knotenpunkt der Stahlträgerkonstruktion 11 verbunden ist Dadurch übernimmt die Stahlkonstruktion i 1 beim Bruch <ier Primärleitung oder der Frischdampfleitung am Dampferzeuger angreifende Seitenkräfte und hält dessen Oberteil somit sicher in seiner Lage. Die vom oberen Boden 15 abzweigende Frischdampfleitung

3n 18 kann dabei — wie in F i g. 4 gezeigt — zwischen den einzelnen Trägern des Deckenteils 9 umgebogen und nach unten geführt oder aber — wie in F i g. 1 gezeigt ist — nach oben durch die Stahlträgerkonstruktion hindurchgeführt und seitlich durch den Trümmerschutx-

J5 zylinder 6 zum Verbraucher gelegt werden. Für die Übertragung kleinerer Krafts im Normalbetrieb können zusätzlich zwischen Dampferzeuger 5 und Stahlirägerkonstruktion 11 horizontale Pendelstützen 19 angeordnet sein.

In Fig.5 ist eine andere Art der Abstützung der Dampferzeuger 5 dargestellt, um wärmedehnungsbedingte Bewegungsspiele aufnehmen zu können. Dabei sind die Dampferzeuger 5 über einen Bolzen 20 mit einem waagerechten Hebel 21 verbunden, der auf der einen Seite in einem der Stahlträger drehbar gelagert und am anderen Ende über einen hydraulischen Stoßdämpfer 22 unterhalb des benachbarten Trägers gehalten ist.

in F i g. 6 ist eine weitere Möglichkeit der seitlichen

so Abstützung des Dampferzeugers 5 gezeigt. Dabei geht die Frischdampfleitung 18 nicht seitlich vom oberen Boden 15 aus, sondern sie ist axial aus dem Dampferzeuger 5 herausgeführt und dann senkrecht nach oben durch die Stahlträgerkonstruktion 11 geleitet.

Der Stutzen 25 der Frischdampfleitung 18 oder die Leitung 18 ist dann dirtkt in der Stahlträgerkonstruktion 11 gehalten, wodurch etwa auftretende Seitenkräfte von der Konstruktion übernommen werden.

Zur Strahlenabschirmung ist es ferner zweckmäßig, wenn die Dampferzeuger 5 zumindest im unteren Bereich zusätzlich noch von Abschirmzylindern 23 umgeben sind, so daß hier der wesentlichste Teil der ,'rei werdenden Strahlung abgefangen wird. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, die Primärkühlmittelleitungen 4 im

b) Bereich ihres horizontalen Verlaufs auf der Oberseite mit einer Strahlenabschirmung 24 zu versehen, um ebenfalls die nach oben gerichtete Strahlung aus den Anlagenkomponenten zu verringern.

5 6

Bei der erfindungsgemäßen Gebäudeausbildung ist dadurch erfüllt, daß die beschriebenen Entlastungsöff-

also ein schneller Druckausgleich zwischen Anlagen- nutigen genügend hoch über dem Arbeitsflur im

und Betriebsräumen im Reaktorgebäude möglich, da Reaktorgebäude liegen. Durch die Abdeckbleche und

durch die Ausbildung des trennenden Deckenteils 9 als ihre Abdichtung ist es möglich, daß im Normalbetrieb

Stahlträgerkonstruktion erheblich größere Querschnit- > im Anlagenraum ein Lüftungsunterdruck relativ zum

te zum Abströmen des frei werdenden Kühlmittels zur Betriebsraum aufrechterhalten werden kann, so daß

Verfügung stehen. Darüber hinaus sind die Abschirm- auch dadurch ein Übertritt radioaktiver Stoffe in die

forderungen zwischen Anlagen- und Betriebsraum Betriebsräume vermieden wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Reaktorgebäude mit Anlagenräumen, die einen Druckwasserreaktor, Dampferzeuger und Umwälzpumpe enthalten, und mit Betriebsräu.nen, die von den Anlagenräumen durch Oberwiegend aus Beton bestehende Wände und Decken getrennt sind, von denen die Ober dem Dampferzeuger befindlichen Teile oberhalb des Arbeitsflures im Reaktorgebäude liegen, wobei zwischen Anlagen- und Betriebsräumen zur Absenkung der Differenzdrücke bei einem Unfall Entlastungsöffnungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckenteile (9) Ober dem Dampferzeuger (5) als gitterförmige Stahlträgerkonstruktion (11) ausgebildet sind, deren zwischen den Trägern liegende, die Entlastungsöffnungen bildende Gitteröffnungen mit Blechen (12) abgedichtet sind, die bei dem Unfall unter der Wirkung des Differenzdruckes die Entlastungsöffnungen freigebet.,

2. Reaktorgebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (12) über Scharniere (13) mit horizontaler Schwenkachse an der Stahlträgerkonstruktion (11) angelenkt sind.

3. Reaktorgebäude nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche an ihren Auflagekanten abgedichtet sind.

4. Reaktorgebäude nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dia Stahlträgerkonstruktion (11) die am Dampferzeuger (5) angreifenden Seitenkräfte übernimmt.

5. Reaktorgebäude nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung zentral am oberen Boden (15) des Dampferzeugers angreift

6. Reaktorgebäude nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Stahlträgerkonstruktion (11) verbundener senkrechter Bolzen (17) in den gewölbten Boden (15) des Dampferzeugers greift

7. Reaktorgebäude nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampferzeuger (5) mit einem horizontal verlaufenden Hebel (21) abgestützt ist, der an der Stahlträgerkonstruktion (11) einerseits schwenkbar gelagert und andererseits über einen Stoßdämpfer (22) gehaltert ist.

8. Reaktorgebäude nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentral am oberen Boden (15) des Dampferzeugers (5) angeschlossene Frischdampfleitung (18) in der Stahlträgerkonstruktion (11) festgelegt ist.

9. Reaktorgebäude nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärkühlmittelleitungen (4) unterhalb der Stahlträgerkonstruktion (11) mit einer Strahlenabschirmung (24) versehen sind.