DE2143494B2 - Druckwasserreaktor - Google Patents

Description

Fig,5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 der geordnete Lochplatte 25 bewegt, die innerhalb des

Fi g. 1 und Zylinders 24 liegt und an diesem befestigt ist; weiter-

F i g. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 der hin liegt die genannte Lochplatte unterhalb des unte-

Fig. 1. ren Kernendes. Eine zweite horizontal angeordnete

Entsprechend der Darstellung in den F i g. 1 und 3 5 zweiteilige Lochplatte 26 liegt oberhalb der Platte bis 6 besteht der Druckwasserreaktor aus einem im 25, ist an dem Zylinder 24 unterhalb des Kerns 22 wesentlichen lotrechten Druckbehälter 10 mit kreis- befestigt und hilft bei der weiteren Verteilung ues förmigen Querschnitt, der ein geschlossenes Kopf- Kühlmittelstroms aufwärts in den Kern 22. Über dem ende 11 und einen umgekehrten gewölbten unteren oberen Ende des Zylinders 24 liegt eine Vielzahl von Endverschluß 12 aufweist. Innerhalb des Druckbe- io horizontal auf Abstand angeordneten Trägern 27, die hälters ist eine Kemabschirmung 13 angebracht, die besonders in F i g. 6 dargestellt sind,
mit seitlichem Abstand von der Innenfläche der Die Träger 27 sind an der Unterseite einer Kern-Druckbehälterwand angeordnet ist und koaxial zu traglochplatte 28 angeschweißt und bilden für diese derselben verläuft. Die Kernabschirmung ist an dem Versteifungsrippen. Die Träger 27 liegen in entspreoberen Ende des Druckbehälters befestigt und aufge- 15 chend bearbeiteten Schlitzen im oberen Ende des Zyhängt; sie erstreckt sich nach unten bis zum Punkt 14 linders 24, so daß die Oberflächen der Träger und oberhalb des unteren Endverschlusses 12 des Druck- des Zylinders 24 in einer Ebene liegen, um die untere behälters. Das untere Ende 14 der Abschirmung 13 Fläche der Platte 28 zu erfassen. Der Kern 22 ruht wird durch eine Reihe von horizontal angeordneten, direkt auf der Platte 28, ,0 daß das Gewicht des am Umfang mit Abstand voneinander angeordneten 20 Kerns direkt auf den Druckbehälter 10 übertragen Knaggen 19, die in der Wand des Druckbehälters be- wird.

festigt sind, in vertikaler Bewegung gegenüber der Die Ausführung des Kerns ist an sich bekannt und

Druckbehälterwand geführt. schließt im allgemeinen eine Vielzahl von Brennele-

Wie es aus der Darstellung zu erkennen ist, sind raenten mit den notwendigen Regelstäben und der am oberen Teil des Druckbehälters vier am Umfang 25 entsprechenden Instrumentierung ein, wobei der Kern angeordnete Wassereintrittsstutzen 15 angebracht, allgemein einen quadratischen oder rechteckigen hodie in einen ringförmigen Spalt 16 münden, der zwi- rizontalen Querschnitt hat. Der Kern wird in die sehen der Kernabschirmung 13 und den Druckbe- kreisrunde Ausbildung der Keniabschirmung 13 dahälterwänden ausgebildet ist. Auf dieser gleichen durch eingebaut, daß er in eine thermische Abschiroberen Höhe und am Umfang der Eintritte auf Ab- 30 mung 30 gesetzt wird, die aus Gußstücken besteht, stand angeordnet befindet sich ein Paar Wasseraus- die so ausgebildet sind, daß sie die Brennelementantrittsstutzen 20, die durch den Druckbehälter und Ordnung umschließen und in den inneren Umfang den Ringraum treten, um in die Wasseraustrittskam- der Abschirmung 13 passen. Die thermische Abschirmer 21 zu münden, der am Umfang durch die Kern- mung 30 kann entweder an der Kernabschirmung 13 abschirmung 13 begrenzt wird. 35 oder an dem Kern 22 befestigt werden.

Man wird sich darüber im klären sein, daß die Die Gußstücke der thermischen Abschirmung kön-

Ein- und Austrittsstutzen nicht auf einer gemeinsa- nen zum leichten Ein- oder Ausbau in Kreissegmen-

men Ebene angeordnet zu werden brauchen. Unter ten gefertigt werden, sowie in Einheiten, die eine

solchen Verhältnissen könnte das obere Ende der oder mehrere Reihen darstellen. Bei der dargestellten

Kern abschirmung zwischen getrennten Ebenen an- 40 Ausführungsform ist jede Reihe als ein geschlossenes

geordnet werden und würde an der Druckbehälter- Element dargestellt, das im Querschnitt zur Erhö-

wand befestigt. Diese Änderungen sind hinsichtlich hung der Festigkeit und Steifigkeit hohl ist. Die ge-

der Anordnung in F i g. 2 dargestellt, welche später schlossenen Hohlelemente des Wärmeschilds sind

beschrieben wird. entsprechend gebohrt, um die Strömung des Kühl-

Der Reaktorkern 22 liegt im unteren Endstück der 45 wassers aufwärts durch den Schild parallel zu der

Kernabschirmung und wird von dem unteren End- Strömung durch die Brennelemente des Kerns 22 zu

Verschluß 12 über eine Konstruktion 23 getragen. In- leiten.

folgedessen strömt das Wasser von den Eintrittsstut- Bei dem von dem Druckbehälter 10 durch den Zyzen 15 nach unten durch den Ringspalt 16 zwischen ander 24 und die Platte 28 gestützten Kern arbeiten der Druckbehälterwand und der Kernabschirmung 5t die darin befindlichen Löcher mit den Lochplatten 13. Danach kehrt das Wasser die Richtung um und 25 und 26 zusammen, um den Kühlwasserstrom in strömt nach oben durch den Kern 22 in eine Aus- den und durch den Kern zu leiten. Die Strömungstrittskammer 21 im oberen Teil der Kernabschir- verteilung wird durch eine Ablenkplatte 31 zwischen mung 13 und durch darin befindliche geeignete Öff- dem Austritt des Ringspalts 16 und dem Zylinder 24 nungen, die mit den Austrittsstutzen 20 verbunden 55 unterstützt. Die Ablenkplatte 31 hat eine umgekehrte sind. ringförmige, gewölbte oder elliptische Ausbildung,

Die Auflager-Konstruktion 23 für den Kern 22 be- wobei ihre obere Außenkante an dem äußeren Umsteht aus einem Zylinder 24, der koaxial innerhalb fang der Platte 28 und ihre innere Unterkante an der des Druckbehälters angeordnet ist und der einen ge- Außenfläche des Zylinders 24 befestigt ist. Die Platte ringeren Durchmesser als der Kern hat. Der Zylinder 60 ist durchlccht und so angeordnet, daß sie im wesentwird in einen Kragen eingepaßt, der in dem Endver- liehen das gesamte Kühlwasser, das den Ringspalt 16 Schluß des Druckbehälters ausgebildet ist; hier dehnt verläßt, nach innen zum Zylinder ablenkt. Ein kleidie Betriebstemperatur den Zylinder aus, so daß er nerer Anteil des Kühlwasserflusses strömt aufwärts sich eng an die Innenfläche des Kragens anschmiegt. durch öffnungen 32 in der Platte 31 und durch einen Der Zylinder wiui nach einem vorher bestimmten 65 ringförmigen Teil der zweiteiligen Platte 26, damit Muster für die Verteilung des Wasserstroms aus dem Wasser aufwärts durch den äußeren Teil des Kerns Ringspalt 16 gelocht, wobei die Strömung umgelenkt 22 und durch den Wärmeschild 30 geleitet wird,
wird und sich nach oben durch eine horizontal an- Bei der bisher beschriebenen Ausführung wird der

Kern 22 direkt über die Platte 28 und den Zylinder dung 46 den Flansch 44 gegen die Schulter 45

24 von dem unteren Endverschluß 12 des Druckbe- drückt, um die Konstruktion in bezug auf den

hälters 10 getragen. Die Verbindung zwischen dem Druckbehälter zu sichern.

unteren Ende des Kerns 22 und der Platte 28 wird in Es ist zu erkennen, daß die Platte 37 verhältnismäeinem bestimmten seitlichen Verhältnis durch dazwi- 5 ßig dünn ist (mindestens im Vergleich zu den bisher schenliegende Dübel oder Stifte gehalten. Die Ab- benutzten Konstruktionen), jedoch wird auf Grund schirmung 13 hilft im Zusammenwirken mit der ther- der Stützwirkung der Elemente 42 die ganze obere mischen Abschirmung 30 dabei, die Längs- und Sei- Konstruktion einschließlich der Platte 34 sich nur als tenstabilität des Kerns 22 aufrechtzuerhalten, wäh- eine Einheit mit der Wand des Behälters 10 bewegen, rend eine durch Wärmekräfte hervorgerufene ge- ίο Weiterhin werden der oberhalb des Behälters 10 anlenkte Relativbewegung zwischen der Abschirmung geordnete Regelstabantrieb (nicht dargestellt) und 13 und dem Kern 22 möglich ist. Die Stützanord- die Regelstäbe, die in vertikaler Richtung durch die nung der Konstruktion 23 schafft weiterhin eine be- Gehäuse 50 und die Führungsrohre 36 beweglich vorzugt gerichtete Kühlwasserströmung aufwärts sind, in vertikaler und horizontaler Ausrichtung wähdurch den Kern 22 und die darin befindlichen 15 rend des gesamten Reaktorbetriebs gehalten.
Brennelemente. Bei dem vom Boden des Druckbehälters 10 getra-

Eine horizontal angeordnete Lochplatte 34 liegt genen Kern 22 und der von der Oberkante des Beoben an dem oberen Ende des Kerns 22. Diese Loch- hälters unterstützten oberen Führungsrohrgruppe platte ist am Umfang mit auf Abstand angeordneten wird eine Relativbewegung in vertikaler Richtung senkrechten Nuten versehen, die in entsprechende ao zwischen der Oberkante des Kerns 22 und der Platte Vorsprünge 35 eingreifen, welche auf der Innen- 34 eintreten. Eine solche Relativbewegung ist seitlich fläche der Kernabschirmung 13 ausgebildet sind, im durch die Kernabschirmung 13 begrenzt und durch allgemeinen auf der Höhe des oberen Endes des venikale Dehnungs- und Schrumpfungs-Führungs-Kerns 22, wenn sich der Kern in seiner Betriebslage verbindungen gebildet, die im allgemeinen an der befindet. Die Lochplatte 34 wird sicher an den unte- 25 Stelle 51 gezeigt sind und zwischen der Lochplatte ren Enden einer Vielzahl von nach oben verlaufen- 34 sowie dem oberen Ende des Kerns 22 liegen. Eine den Regelstabführungsrohren 36 befestigt, welche solche Verbindung könnte die Form von einfachen sich durch die Austrittskammer 21 zu einer oberen Stiften haben, die an der Lochplatte 34 (oder am Befestigung in entsprechenden Öffnungen innerhalb Kern 22) befestigt werden und in eng sitzenden Öffeiner oberen Platte 37 erstrecken. Die Platte 37 ist 30 nungen im Kern 22 (oder in der Lochplatte 34) behorizontal angeordnet; am Umfang ist sie an der weglich sind. Es können aber auch anspruchsvollere Wand des Druckbehälters befestigt. Die Befestigung Verbindungen verwendet werden, wie z. B. hydrauzwischen den Führungsrohren 36 und der oberen lisch betätigte Finger. Auf jeden Fall müssen die Platte erfolgt so, daß eine Führungsrohrverlängerung Verbindungen 51 in der Lage sein, eine vertikale Re-38 oberhalb der oberen Platte in einen Raum hinein 35 lativbewegung zu erlauben, während sie zwischen vorhanden ist, der durch die Platte 37 und den obe- den Führungsrohren 36 und'dem Kern 22 eine rechte ren Verschluß des Druckbehälters begrenzt wird. seitliche Ausrichtung aufrechterhalten.
Wie es aus der Darstellung ersichtlich ist, ist die Bei der in F i g. 2 dargestellten geänderten Ausfühobere Platte 37 mit durchgehenden Öffnungen 41 rungsform des Erfindungsgedankens liegt die einzige versehen, die die Kammer 21 und den Raum 40 ver- 40 Änderung gegenüber cfer Grundkonzeption darin, binden. Bei der beschriebenen Ausführung erhält der daß der Eintrittsstutzen 60 auf einer niedrigeren Raum 40 einen zwar geringen, jedoch zwangläufigen Höhe im Reaktor liegt als die Austrittsstutzen 61. Kühlwasserfluß von der Austrittskammer 21, so daß Bei dieser Anordnung ist die Kernabschirmung 62 an die Teile in dem Raum 40 auf einer wünschenswer- der Reaktorwand zwfschen den Ebenen der Ein- und ten Temperatur gehalten werden. Im allgemeinen 45 Austrittsstutzen befestigt. In allen anderer Beziehunliegt die Kühlwassermenge, die den oberen Raum 40 gen sind die Konstruktionen gemäß Fig. 1 und2 die durchströmt, in der Größenordnung von 1 °/o der ge- gleichen. Jedoch ist in F i g. 2 die Anordnung dei samten Strömung durch den Reaktorbehälter. Wie in Teile vereinfacht dargestellt, um deutlicher die Stützden Zeichnungen dargestellt ist, liegen zahlreiche zy- lagen der verschiedenen Teile im Reaktor zu zeigen. Iindrische Elemente 42 zwischen der Platte 37 und 50 Wie es aus der Darstellung zu erkennen ist, wird dei dem oberen Verschluß 11 des Druckbehälters 10, um untere Teil der Reaktoreinbauten einschließlich des die Konstruktion zu unterstützen und zu verstärken, Kerns 22' von dem unteren Ende des Reaktormandie durch die Lochplatten 34 und 37 sowie durch die tels getragen, während der obere Teil der Reaktorverbindenden Regelstabführungsrohre 36 gebildet einbauten'einschließlich der Regelstabführungsrohre wird. 55 36' an dem oberen Teil des Reaktormantels aufge-

Die Teile in dem oberen Abschnitt des Reaktorbe- hängt wird. In der schematischen Darstellung dei hälters, einschließlich der Lochplatten 34 und 37 so- F i g. 2 ist das horizontale Spiel zwischen Teilen, die wie der Führungsrohre 36 bilden eine starre Einheit, zu einer vertikalen Relativbewegung fähig sind, an« die an dem oberen Ende des Druckbehälters aufge- Gründen der Übersichtlichkeit übertrieben,
hängt und befestigt ist. Bei der Ausführungsform ge- 60 Bei der beschriebenen Ausführung ist zu erkennen maß F i g. 1 stoßen die obere Platte 37 und der daß die im Reaktor durch betriebliche Änderungen Flansch 44 au der Kernabschirmung 13 an und lie- üblichen Relativbewegungen in vertikaler Richtung gen an einer Umfangsschulter 45, die auf der Druck- gerichtet und in horizontaler Richtung koordiniert behälterinnenwand bei der außen geflanschten Ver- sind, um die Ausrichtung zwischen den betreffender bindung 46 zwischen dem Druckbehälter und dem 65 Teilen aufrechtzuerhalten. Bei ungewöhnlichen Veroberen Verschluß 11 ausgebildet ist Ein Abstands- hältnissen ist der Aufbau derart, daß die Festigkeil ring 47 ist oberhalb der Platte 37 angeordnet, so daß und die Steifigkeit eines Druckbehälters ausgenutz das Anziehen der Schrauben 48 der Flanschverbin- werden, um die betriebliche Beziehung der Teik

zueinander aufrechtzuerhalten. Außerdem ist zu erkennen, daß die dargestellte Konstruktion leicht gefertigt und zusammengebaut werden kann und daß Teile leicht ersetzt werden können, wie z. B. bei der NeubeFchickung des Kerns, da die zusammengebauten Teile leicht getrennt werden können, ohne daß

man Schweißnähte lösen muß, während die vorhandenen Schraubverbindungen ein Minimum sind. Um die Einbauten zu entfernen, ist es nur erforderlich, die Schrauben 48 zu lösen, um einen Zugang für der Ausbau aller im Kernreaktor zu ersetzenden Teile zi haben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

309551

Claims (3)

Druckbehälters angeordnet und läßt einen Wj zwischen und dem Behälter frei durch den V asser strömt Dabei ist die Abschirmung am Kern in lothi lt und der Kern ... strömt Dabei ist die Abschirmug Patentanspruche: h Richtung gleitfähig gelagert und der Kern 5 selbst durch eine Auflager-Konstruktion von dem d D^^Ä^KS 5 l

1. Druckwasserreaktor in einem lotrechten, zy- unteren Endverschluß des

lindrischen Druckbehälter mit einem oberen und Der Kern ist in seinem oberen ^

unteren Endverschluß und einer vom Druckbe- platte in seiner Lage gehalten djeden un_terra i« hälter getragenen thermischen Kernabschirmung einer Wasseraustrittskammer bildet worem ι von kreisförmigem Querschnitt, die mit radialem io Lochplatte die unteren Enden ^drl™^nr™ Abstand innerhalb des Druckbehälters angeord- rungsrohre für die Regelstabe gdaget sukL JJaöei net ist und einen Ringspalt zwischen sich und sind Einrichtungen vorgesehen um^dKJ™^QUIIg dem Behälter freiläßt, durch den Wasser strömt, zwischen der Lochp atte und ιdem oberen wobei die Abschirmung am Kern in lotrechter Kerns bei einer vertikalen Relativbewegung Richtung gleitfähig gelagert ist, -.md der Kern 15 denselben aufrechtzuerhalten. bekannt wie

durch eine Auflager-Konstruktion von dem unte- Derartige Einrichtungen sind an sich bekannt wie

ren Endverschluß des Druckbehälters getragen aus der britischen Patentschrift l ¹^*"- ~ ^w „ und in seinem oberen Teil durch eine Lochplatte Zeitschrift »Atomwirtschaft«, August 1*0»,,a. ™ in seiner Lage gehalten ist, die den unteren Teil hervorgeht. Demgegenüber liegt ^^™^*,?* einer Wasseraustrittskammer bildet, wobei in die- 20 Aufgabe zugrunde, das Auftreten von warmeaenser Lochplatte die unteren Enden der lotrechten nungsdifferenzen an den funKtionei en ic ic Führungsrohre für die Regelstäbe gelagert Zentrum einer Kernenergieanlage zu ermogiicnen, sind, und wobei Einrichtungen vorgesehen wobei die horizontale Ausnchtung zwiscnen aen ieisind, um die Verbindung zwischen der len durch besondere, teilweise an sich bekannte tie-Lochplatte und dem oberen Ende des Kerns 25 mente aufrechterhalten wird A~A„_rrh o*

bei einer vertikalen Relativbewegung zwischen Diese Aufgabe wird erfmdungsgemau■ aaaurcnge-

denselben aufrechtzuerhalten, dadurch ge- löst, daß die oberen Enden der Regelstawunrungskennzeichnet, daß die oberen Enden der rohre in an sich bekannter Weise an einer-oberen1, die Regelstabführungsrohre (36) in an sich bekannter Wasseraustrittskammer nach oben Degrenzenaen Weise an einer oberen, die Wasseraustrittskam- 30 Platte befestigt sind, daß diese watte lnrerseiis;uiurt.n mer (21) nach oben begrenzenden Platte (37) be- Elemente mit dem oberen ^Ve5^sc^h'^{uüieü öes} ~™Τ" festigt sind, daß diese Platte (?7) ihrerseits durch behälters fest verbunden ist, daß die unteren tnaen Elemente (42) mit dem oberen Verschlußteil des der Regelstabführungsrohre an der Locnpidue ues Druckbehälters fest verbunden ist, daß die unte- Kerns befestigt sind und daß der obere κana aer ren Enden der Regelstabführungsrohre (36) an 35 thermischen Abschirmung ^ν0^™^ς™™?5 S^e™" der Lochplatte (34) des Kernes befestigt sind gen ist, während der untere> Rand in honzontaer und daß der obere Rand der thermischen Ab- Richtung durch am Druckhelm!^,angebrachte schirmung (30) vom Druckbehälter getragen ist, rungselemente relativ zum ^D™^kb,^ena während der untere Rand der themischen Ab- ist. Dabei ist es aus der frischen ^f^ schirmung (30) in horizontaler Richtung durch 40 1598 058 bereits bekannt, daß die oberen bnden der am Druckbehälter angebrachte Führungsele- Regelstabführungsrohre an einer oberen, me vyassermente (19) relativ zum Druckbehälter zentriert austrittskammer nach oben begrenzenden riane oeist. festigt sind. . . .

2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Die Erfindung weist den Vorteil auf, eine binrichzeichnet, daß die Auflager-Konstruktion (23) aus 45 tung für einen Druckwasserreaktor zu ermogiicnen, einem gelochten Zylinder (24) besteht, der ko- bei der der Kern im unteren Teil des KeaKtorarucK-axial in bezug auf den Druckbehälter und den behälters von dem unteren Verschluß des Behalters Kern angeordnet ist und von dem unteren End- und Teile des oberen Abschnittes des Reaktorbeha.-verschluß (12) des Behälters getragen ist. ters von dem oberen Teil des Behalters getragen wer-

3. Reaktor nach Anspruch 1 und/oder 2, da- 50 den, damit die durch Wärmeanderungen verursachdurch gekennzeichnet, daß die thermische Ab- ten Differenzbewegungen zwischen den 1 eilen, die schirmung (30) aus Guß den Kern innerhalb der oben und unten vom Druckbehälter getragen werden, Kernabschirmung (13) umschließt, wobei die Ab- in vertikaler Richtung gefuhrt werden Auen in schirmung (30) aus einer Anzahl von Hohlele- Querrichtung ν erden die Differenzbewegungen menten zusammengesetzt ist. 55 durch die erfinciungsgemäßen Anordnungen begrenzt, um eine sxiale Ausrichtung der Teile sicherzustellen. . .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher

60 beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Aufriß eines Druckwasserreaktors, teilweise im Schnitt,

Die Erfindung betrifft einen Druckwasserreaktor Fig.2 einen vereinfachten Aufriß als Alternative

in einem lotrechten, zylindrischen Druckbehälter mit nachFig. 1, . .

einem oberen und unteren Endverschluß und einer 65 Fig.3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der vom Druckbehälter getragenen thermischen Kernab- Fig. 1,

schirmung von kreisförmigem Querschnitt. Die Kern- Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der

abschirmung ist mit radialem Abstand innerhalb des Fig. 1,