DE2154831C3 - Vorrichtung zum Abstützen des Moderatoraufbaus eines Kernreaktors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht «.ich auf eine Vorrichtung zum Abstützen des Moderatoraufbaus in einem Reaktordruckgefäß eines gasgekühlten, graphitmoderierten Kernreaktors mit vertikalen, nebeneinander angeordneten, aus Blöcken gebildeten Säulen, die auf einer aus Elementen errichteten Tragplatte ruhen, deren Elemen* te durch mindestens ein Stützrohr arri Boden des ReaktordruckgefäÖes abgestützt sind, wobei die Stützt »Ohre den Böden des Reaktordruckgefäßes durchdrin* gen Und am austretenden Ende mit mindestens einem die Strahlung abschirmenden und das kühlgas abdichtender) Stopfen verseherisindi

Es sind Einrichtungen zur Abstützung des Moderatoraufbau von durch Druckgas gekühlten Kernreaktoren bekannt, bei denen einzelne oder mehrere, aus Blöcken bestehende vertikale Moderatorsäulen auf aus Formelementen bestehenden Grundplatten mittels Pfeilern am Boden des Reaktordruckgefäßes abgestützt werden. Wegen der Wärmeeinwirkung, die zwischen Betrieb und Stillstand auftritt, muß durch Zentrier- und Justiereinrichtungen sowie mittels Wärmeisolation dafür gesorgt werden, daß die einzelnen Grundplatten die Gitterstruktur des Moderatoraufbaus nahezu während jedem Betriebszustand einhalten (DE-AS 11 77 751).

Dabei wird die Stützkonstruktion für die gesamte Lebensdauer des Reakiors ausgelegt, und außerdem muß die Erhaltung der Gitterstruktur unabhängig von den Verformungen der eigentlichen Pfeiler gemacht werden. Dies bedeutet einerseits eine Überdimensionierung der Stützkonstruktion und andererseits einen unverhältnismäßig anschwellenden Aufwand, um eine technische Lösung durchzuführen. Dies liegt darin begründet, daß diese Stützkonstruktionen im Schadensfall nur nach Ausbau des gesamten Moderatoraufbaus reparabel sind, obwohl die Beanspruchung derselben, durch das zu- und abströmende Kühlgas und die sich daraus ergebenden Vibrationen, zu Schaden geführt hat.

Es ist weiterhin eine Tragvorrichtung bekanntgeworden, bei welcher yrder Tragzylinder als Kühlkanal ausgebildet ist und die oberen und unteren Enden jedes Tragzylinders sphärische Auflageflächen aufweisen, wobei diese sphärischen Auflageflächen sich kugelge-

so lenkartig aufeinander abstützen (DE-AS Il 22 641).

Bei dieser bekannten Anordnung ist eine Demontage eines defekten Rohres nicht möglich, ohne daß der Reaktor-Core ausgebaut wird. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorangeführten Nachteile

r> zu vermeiden und eine Stützkonstruktion zu schaffen, die eine im Kernreaktorbau ausreichende Sicherheit bei geringem technischem Aufwand bietet und bei welcher ein Ausbau eines defekten Stützrohres ohne Demonla ge des Reaktor-Cores von außen möglich ist.

■in Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung erfinungsgemäß dadurch gelöst, daß skh das Stül/rohr in an sich bekannter Weise in einem Mantelrohr befindet und zwischen dem Stützrohr und dem Mantelrohr on Ringraum vorgesehen ist. daß das

·»'> Slüt/rohr im Mantelrohr mittels eines Riegelverschlu· ßes befestigt ist. daß in dem Ringraum ein in der Achsrichtung des Stüt/rohres verschiebbares Hilfsrohr untergebracht ist, das während des Betriebes des Reaktors am Riegelverschluß und wahrend Stillsland

^r>« des Reaktors über eine Klinkeneinrichtung am Mantelrohr abgestützt ist. und daß die Verschiebelange eles hilfsrohres so bemessen ist. daß das Stützrohr vom Moderatorsäulengewicht während der Verklinkung mindestens teilweise entlaslet ist

y< Die Vorteile der Erfindung sind durch die Austauschbarkeit der Stützkonstruktion ohne vorherige Demontage der Cores an sich gegeben, wobei der Aufwand durch die Verwendung einfacher Teile auf ein Minimum begrenzt ist.

Wegen der hohen Aktivität des Moderatoraufbaus ist durch den Wegfäll der Gefahr beim Austausch der Stützkonstruktion ein weiterer Vorteil'gegeben, der der Sicherheit von Kernreaktoranlägen dietlt. Ferner werden gegenüber den bisherigen Methoden (euere

Stillstandszeiten für Reparaturen wesentlich verkürzt, wobei auch ein abgeschirmter" Lagerraum für die Bausteine und Brennelemente des Reaktorkernes während düf Reparatur eingespart werden kann.

Darüber hina-is sind die Dekontaminationsarbeiten während des Austausches der Stützkonstruktion auf ein geringes Ausmaß beschränkt

Ein anderer Vorteil des Erfindungsgegenstandes ist darin zu sehen, daß die verfügbaren Werkstoffe für die Reaktorkernabstützung einfacher ausgewählt werden können, daß diese nach Bedarf austauschbar sind. Insbesondere hei den angestrebten höheren Temperaturen für Kernreaktoren, die den Gesamtwirkungsgrad der Anlagen verbessern, wird dieses Merkmal wichtig, da die Materialauswahl mit entsprechenden Langzeitwarmfestigkeiten immer schwieriger wird, wodurch die Standzeit weiter verkürz wird, so daß die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausbildung immer mehr zum Tragen kommen.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Abstützvorrichtung während des Betriebes des Reaktors,

F i g. 2 einen Schnitt derselben während Stillstand des Reaktors.

In F i g. 1 ist ein Ausschnitt des Reaktordruckgefäßes 1 angedeutet, dessen Boden 2 von dem Mantelrohr 3 durchdrungen wird. An der dem Reaktorkern zugekehrten Seite ist ein sog. Liner 4 vorgesehen, der den Beton des Reaktordruckgefäßes 1 gegen direkte Wärmeeinwirkung schützt und die Dichthaut bildet. Im Mantelrohr 3 ist ein Riegelverschluß 5 befestigt, wobei beispielsweise Kugeln 6 zur Verklemmung des Riegelverschlusses mit dem Mantelrohr herangezogen werden. Der Riegelverschluß 5 ist mit einer Säule 7 fest verbunden, die in das eigentliche Stützrohr 8 übergeht. Das Stützrohr 8 bildet den Support für die Tragplatte 9 bzw. für deren Elemente 9', auf der die einzelnen Moderatorblöcke 10 des Reaktorkerns ruhen.

Zwischen Mantelrohr 3 und Säule 7 bzw. Stützrohr 8 ist ein Ringraum 11 ausgebildet, in den das Hilfsrohr 12 eingesetzt ist. Dieses Hilfsrohr 12 steht im Betriebszustand des Reaktors, wie in F i g. 1 gezeigt ist. mit dem Bund 13 am Riegelverschluß 5 auf und reicht in seiner Länge durch die Wandung des Reaktordruckgefäßes 1 und den Liner 4 hindurch.

Der Ringraum 11 weist eine Verengung auf, die mit einer Klinkeneinrichtung 14 gekoppelt ist, in die der Bund 13 des Hilfsrohres 12 einrav'en kann. Dadurch kann das Hilfsrohr 12 am Mantelrohr 3 abgestützt werden. Der Riegelverschluß 5 weist an einer Stelle mindestens eine Bohrung 15 auf, die durch den Bund 13 des Hilfsrohres 12 in Ruhestellung mindestens teilweise verschlossen wird.

Am äußeren Ende des Mantelrohres ist ein Stopfen 16 zur Abdichtung und Abschirmung des Kühlgases eingesetzt. Der Stopfen 16 wird vorzugsweise zweiteilig

ausgeführt und zwar so, daß bei Bruch des einen der andere noch genügende Sicherheit gegen Strahlungsaustritt und Kühlgasverlust bietet

In Fig.2 ist die Ausführungsform mit dem gleichen Aufbau dargestellt wobei für gleiche Teile einander entsprechende Bezugsziffern gewählt wurden. Der Unterschied der beiden Figuren ist darin zu sehen, daß in F i g. 2 das Hilfsrohr 12 angehoben dargestellt ist und die Tragplatte 9 bzw. eines der Elemente 9' abstützt.

Zu diesem Zweck wird nach Stillegung des Reaktors der Stopfen 16 entfernt und durch die Bohrung 15 eine Stange 17 eingeführt die den Bund 13 des Hilfsrohres 12 berührt Durch eine nicht dargestellte Preßeinrichtung wird dann die Stange 17 angehoben, bis der Bund 13 des Hilfsrohres 12 in die Klinkvorrichtung 14 einrastet Gleichzeitig mit dem Einrasten wird das Stützrohr 8 bzw. die Säule 7 entlastet so daß die Säule 7 und das Stüizrohr 8 zusammen mit dem Riegelverschluß 5, nach Lösen desselben, abgesenkt werden '· nn.

Nach Kontrolle oder Erneuerung c:r Säule 7 bzw des Stützrohres 8 kann die Abstützung durch Umkehr des beschriebenen Vorgangs wieder eingesetzt werden

Die Hebeeinrichtung muß nicht unbedingt mechanischer Natur sein, sondern kann in einfacher Weise durch eine Hydraulik oder Pneumatik ersetzt werden. Dabei ist anstatt eines Bundes 13 ein Ringkolben vorzusehen und die Bohrung 15 mit einer Druckmittelzuleitung zj verbinden. Nach Arretierung des Hilfsrohres !2 durch die Klinkeneinrichtung 14 wird der Druck v/ieder abgesenkt und der Austausch kann in der beschriebenen Art erfolgen.

Eine andere Ausführungsmöglichkeit ist im Ersatz der Stange 17 durch einen rohrförmigen Stößel zu sehen. Dabei muß allerdings anstatt der Klinkenvorrichtung eine Unterstützung für die Montage des Riegelverschlußes 5 vorgesehen werden, die in einfacher Weise am Betondruckgefäß 1 angelegt werden kann. Oer Rohrstößel wird nach Lösen der Verriegelung, wobei die Klemmkörper in Ausnehmungen zurückgleiten, durch de·* Spalt zwischen Mantelrohr 3 und Riegelverschluß 5 hindurchgeführt und an das Hilfsrohr 12 angelegt. Die Befestigung des Rohrstößels in der Hubstel'ung kann in einfacher Weise am Flansch des Mantelrohres 3 erfolgen. Nach Lösen der Unterstützung ka.in der Riegelverschluß 5 zusammen mit dem Stützrohr wieder entfernt und einer Untersuchung zugeführt werden.

Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung ergibt sich durch die teilweise Verschiebung des Hilfsrohres 12 während des Betriebes mittels einer in einfacher Weise einzusetzenden Einrichtung, da die Vibrationsneigung der Abstützung beeinflußt werden kann. Dabei könmtn nur einzelne durch den Betrieb gefährdete Stützrohre berücksichtigt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abstützen des Moderatoraufbaus in einem Reaktordruckgefäß eines gasgekühlten, graphitmoderierten Kernreaktors mit vertikalen, nebeneinander angeordneten, aus Blöcken gebildeten Säulen, die auf einer aus Elementen errichteten Tragplatte ruhen, deren Elemente durch mindestens ein Stützrohr am Boden des Reaktordruckgefäßes abgestützt sind, wobei die Stützrohre den Boden des Reaktordruckgefäßes durchdringen und am austretenden Ende mit mindestens einem die Strahlung abschirmenden und das Kühlgas abdichtenden Stopfen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Stützrohr (8) in an sich bekannter Weise in einem Mantelrohr (3) befindet und zwischen dem Stützrohr (8) und dem Mantelrohr(3) ein Ringraum (11) vorgesehen ist,daß das StützrcAr (8) im Mantelrohr (3) mittels eines Riegelverscfilußes (5, 6) befestigt ist. daß in dem Ringraum (11) ein in der Achsrichtung des Stützrohres (8) verschiebbares Hilfsrohr (12) untergebracht ist, das während des Betriebes des Reaktors am Riegelverschluß (5, 6) und während Stillstand des Reaktors über eine Klinkeneinrichtung (14) am Mantelrohr (3) aogestützt ist, und daß die Verschiebelänge des Hilfsrohres (12) so bemessen ist, daß das Stützrohr (8) vom Moderatorsäulengewicht während der Verklinkung mindestens teilweise unbelastet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Riegeiversch jß (5) mindestens eine Bohrung (15) vorgesehe.i ist. durch die eine Stange (17) geführt ist. die das Hilfsro (12) am Bund (13) berührt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsrohr (12) mit einem Ringkolben ausgerüstet ist, der im Ringraum (11) dichtend angeordnet 'St und der Riegelverschluß (5) eine Bohrung aufweist, die mit einer Druckmittelleitung verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Riegelverschluß (5) und Mantelrohr (3) ein Spalt vorgesehen ist, in den ein Rohrstößel einseubar ist. der den Bund (13) des Hilfsrohres (12) berührt, und daß die Klinkeneinrichtung durch eine Montage-Unterstützung des Riegelverschlusses (5) am Betondruckgefäß ersetzt ist. wobei der Rohrstößel am Flansch des Mantelrohres (3) befestigt ist.