DE2253232B2

DE2253232B2 - Kernreaktoranlage

Info

Publication number: DE2253232B2
Application number: DE2253232A
Authority: DE
Inventors: Erich 8521 Marloffstein Kaetscher; Robert 8520 Erlangen Weber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-10-30
Filing date: 1972-10-30
Publication date: 1978-05-24
Also published as: DE2253232A1; DE2253232C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Kernreaktoranlage für einen Druckwasserreaktor mit einem wassergefüllten Brennelement-Lagerbecken und mit einem Kran zum Transport eines Brennelement-Transportbehälters, der für den Transport von Brennelementen außerhalb der Kernreaktoranlage vorgesehen ist und vom Brennelement-Lagerbecken aus beladen oder entladen wird.

Beim Transport solcher Behälter wird zwar mit der größten Sorgfalt vorgegangen, um Unfälle zu vermeiden, bei denen radioaktives Material aus den Brennelementen frei werden könnte. Dennoch sind Abstürze des Transportbehälters, die zu starken Stößen führen können, nicht gänzlich auszuschließen. Hier setzt die Erfindung an, die die Schäden an einem abstürzenden Transportbehälter verhindern will.

Die Erfindung besteht darin, daß neben dem Brennelement-Lagerbecken ein mit diesem verbundener Absenkschacht für den Brennelement-Transportbehälter angeordnet ist und daß der Brennelement-Transportbehälter und der Absenkschacht nach Art von Kolben und Zylinder zur hydraulischen Abbremsung zusammenwirken, wobei die untere Stirnseite des Transportbehälters bis auf ein geringes Spiel den gleichen Durchmesser wie der Absenkschacht hat

ίο Damit ergibt sich eine solche Abbremsung, daß der Stoß beim Auftreffen des Transportbehälters auf den Schachtboden nicht mehr gefährlich werden kann.

Dagegen ist bei einer aus der US-Patentschrift 30 72 554 bekannten Kernreaktoranlage keine nennens-

IS werte Abbremsung zu erwarten, weil die Abmessungen eines als Aufzug für verbrauchte Brennelemente verwendeten Behälters klein sind gegenüber dem Schacht, in dem der Behälter den Transport der Brennelemente zwischen einem oberen und einem unteren Becken vermittelt.

Zwar ist das Zusammenspiel zwischen einem Brennelement-Transportbehälter und einem Schacht nach Art von Kolben und Zylinder aus der DE-AS 10 42 778 bekannt. Dabei handelt es sich jedoch um eine Beschickungsanlage, mit der ein Transport eines einzelnen Brennelements durcih die Wand eines Reaktordruckbehälters wie bei einer Rohrpostanlage erfolgt. Der Gesichtspunkt einer Absturzsicherung spielt dabei keine Rolle, da für den Transport überhaupt keine mechanische Hubvorrichtung, wie ein Kran, vorgesehen ist, deren Versagen in Betracht gezogen werden müßte.

Die hydraulische Abbremsung im Sinne der Erfindung kann unabhängig von den Abmessungen des Transportbehälters dadurch beeinflußt werden, daß die Fläche der Stirnseite durch eine aufgesetzte Scheibe bestimmt ist Ferner kann der Brennelement-Transportbehälter an seiner oberen Seite einen dem Querschnitt des Absenkschachts angepaßten Führungsring aufweisen.

Damit ist z. B. ein Ring gemeint, der ein dem Querschnitt des Absenkschachtes angepaßtes Profil ergibt, damit ein fallender Transportbehälter nicht kippen kann.

Der Absenkschacht kann mit einem Führungsrohr gefüttert sein. Dieses Rohr wirkt dann als Zylinder für

« den einen Kolben bildenden Transportbehälter und überträgt die durch den Druck in der Flüssigkeit beim

Abbremsen entstehenden Kräfte gleichmäßig auf die

Wand.

Der Absenkschacht kann über einen Stichkanal mit

dem Brennelement-Lagerbecken verbunden sein. Zweckmäßig ist die Verbindung mit einem Schütz verschließbar. Zwischen dem Brennelement-Lagerbakken und dem Absenkschacht kann man eine in diesen fördernde Pumpe anordnen. Damit kann man z. B. den Absenkschacht dann füllen, wenn Transportbehälter transportiert werden sollen. Darüber hinaus kann die Pumpe eine Strömung erzeugen, die einen Auftrieb auf den Brennelement-Transportbehälter ausübt Dabei empfiehlt sich eine Rückschlagarmatur auf der Druckseite der Pumpe, die auch bei Stillstand eine Strömung aus dem Absenkschacht in das Brennelement-Lagerbekken verhindert

Zur näheren Erläuterung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, wie die Erfindung verwirk-

'>■> licht werden kann. Dabei ist in den F i g. 1 und 2 je ein Querschnitt durch eine Kernreaktoranlage mit einem Druckwasserreaktor mit unterschiedlich angeordnetem Absenkschacht gezeichnet. Die Fig.3 bis 6 zeigen

Einzelheiten des Absenkschachtes in größerem Maßstab.

Mit 1 ist das im wesentlichen zylindrische Betongebäude bezeichnet, das die kugelförmige Sicherheitshülle 2 aus Stahl überdeckt In der Sicherheitshülle 2 ist in bekannter Weise zentral der Reaktordruckbehälter 4 in einer von Beton umschlossenen Reaktorgrube 5 angeordnet Um den Druckbehälter 4 sind die zum Primärkreis des Druckwasserreaktors gehörenden Dampferzeuger 7 und Druckhalter 8 gruppiert

Neben der Reaktorgrube 5 ist von dieser abtrennbar ein Einfüllbecken 10 vorgesehen, das über einen Stichkanal 11 mit einem Brennelement-Lagerbecken 12 verbunden ist Diesem Brennelement-Lagerbecken ist ein Absenkschacht 14 zugeordnet, der durch einen zweiten Stichkanal 15 mit dem Lagerbecken 12 verbunden ist Im Stichkanal 15 ist ein Schütz 17 angeordnet Zum Absenkschacht 14 führen Schienen 18 aus einer Materialschleuse 19, die in die Sicherheitshülle 2 eingelassen ist

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Gegensatz zu F i g. 1 das Brennelement-Lagerbekken 12 außerhalb der Sicherheitshülle 2 und des Betongebäudes 1 in einem besonderen Anbau 20 untergebracht Im Anbau ist ein Schleusenbecken 21 angeordnet, dem der Absenkschacht 14 zugeordnet ist Der Stichkanal 15 verbindet den Absenkschacht 14 mit dem Schleusenbecken 21, das seinerseits durch einen zweiten Stichkanal 25 mit dem Brennelement-Lagerbecken 12 in Verbindung steht Aus dem Becken 22 können die Brennelemente über eine Schleuse 27, die die Sicherheitshülle 2 durchsetzt, zu dem dem Reaktordruckbehälter 4 zugeordneten Einfüll- oder Hantierungsbecken 10 gebracht werden.

In F i g. 3 ist in einem Vertikalschnitt dargestellt, daß das Brennelement-Lagerbecken 12 unterhalb des Wasserspiegels 39 ein Gerüst 31 zur Aufnahme der Brennelemente enthält Neben dem Lagerbecken 12 ist der Absenkschacht 14 angeordnet, und er ist mit diesem durch den Stichkanal 15 verbunden. Der Absenkschacht 14 ist mit einem metallischen Führungsrohr 32 gefüttert, das bis in die Höhe des Stichkanalbodens 33 reicht Die darunterliegende zylindrische Verlängerung 34 besitzt einen energieverzehrenden Bodenteil 36, der z. B. mit plastischen Kunststoffen gefüllt sein kann.

Der Durchmesser des Führungsrohres 32 und der Verlängerung 34 ist dem in der F i g. 3 am unteren Ende des Absenkschachtes sichtbaren Brennelement-Transportbehälter 38 angepaßt, denn dessen untere Stirnseite, die mit einer Scheibe 39 versehen ist, hat bis auf ein geringes Spiel den gleichen Durchmesser. Deshalb wird der Transportbehälter 38, der im Normalfall mit einem Gehänge 40 von einem nicht dargestellten Kran bewegt wird, auch bei einem Bruch des Gehänges 40 nur langsam zu Boden sinken. Die Scheibe 39 verdrängt dabei das den Absenkschacht 14 füllende Wasser, wobei der durch den Strömungsverlust erzeugte Druck unterhalb der Scheibe 39 dem Gewicht des Transportbehälters 38 entspricht Macht man den Strömungswiderstand und damit den Druck genügend groß, so ergibt sich eine relativ geringe Geschwindigkeit des Transportbehälters. Dies führt dazu, daß beim Auftreffen des Transportbehälters auf den energieverzehrenden Boden 36 des Absenkschachtes nur eine kleine, für

ίο die Brennelemente ungefährliche Kraft entsteht

Das Führungsrohr 32 ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig.3 mit einem in der Figur nicht sichtbaren Längsschlitz versehen, der im Normalbetrieb den Transport von Brennelementen aus dem Behälter 38 in das Gestell 31 gestattet Unter Umständen kann das Führungsrohr 32 auch als Ganzes ausgehoben werden, wodurch der Zugang zum Stichkanal 15 frei wird.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.4 ist der Stichkanal 15 durch einen Schütz 42 sperrbar, der mit

einer öffnung 43 versehen ist, so daß der Absenkschacht 14 und das Brennelement-Lagerbecken 12 mit dem Gestell 31 den gleichen Flüssigkeitsstand aufweisen. Ferner zeigt die Fig.4 einen Führungskörper 44, an dem der Scheibe 39 abgekehrten Ende des Transportbehälters 38. Der Führungskörper verhindert ein Verkanten des Transportbehälters im Absenkschacht

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 ist angedeutet, daß zwischen dem Brennelement-Lagerbecken 12 und dem Absenkschacht 14 eine Pumpe 45 angeordnet ist, die über eine Rückschlagarmatur 46 Wasser mit einem vorgegebenen Druck aus dem Becken 12 in den Schacht 14 fördert Diesen Druck kann man so wählen, daß ein in den Absenkschacht 14 eintauchender Brennelement-Transportbehölter 38, der beim Ausführungsbeispiel oberhalb des Schachtes abgestellt ist mit Sicherheit nur eine geringe Geschwindigkeit beim freien Fall erreicht weil dem Gewicht des Transportbehälters die von der

Pumpe ausgeübten Antriebskräfte entgegenwirken. Während in F i g. 5 der Stichkanal 15 wiederum durch

einen Schütz 42 verschlossen ist, zeigt die F i g. 6 eine

Ausführungsform, bei der die Trennung zwischen dem Absenkschacht 14 und dem Stichkanal 15 durch einen

schwenkbaren Wandteil 48 vorgenommen wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 3 bis 6 ist

die Länge des Stichkanals 15 zum Zweck der Platzersparnis nicht maßstäblich gezeichnet Tatsächlich ist der Abstand des Absenkschachtes 14 vom Rand des Brennelementbeckens 12 größer, und zwar fast ebenso groß wie der Transportbehälter lang ist Dadurch wird vermieden, daß ein im Bereich des Absenkschachtes abstürzender Transportbehälter in das Lagerbecken 12 kippt Bei beengten Platzverhältnissen kann man auch ein Geländer 50 zwischen Absenkschacht und Lagerbecken 12 vorsehen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kernreaktoranlage für einen Druckwasserreaktor mit einem wassergefüllten Brennelement-Lagerbecken und mit einem Kran zum Transport eines Brennelement-Transportbehälters, der für den Transport von Brennelementen außerhalb der Kernreaktoranlage vorgesehen ist und vom Brennelement-Lagerbecken aus beladen oder entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Brennelement-Lagerbecken (12) ein mit diesem verbundener Absenkschacht (14) für den Brennelement-Transportbehälter (38) angeordnet ist und daß der Brennelement-Transportbehälter (38) und der Absenkschacht (14) nach Art von Kolben und Zylinder zur hydraulischen Abbremsung zusammenwirken, wobei die untere Stirnseite des Transportbehälters (38) bis auf ein geringes Spiel den gleichen Durchmesser wie der Absenkschacht (14) hat

2. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Stirnseite durch eine aufgesetzte Scheibe (39) bestimmt ist

3. Kernreaktoranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennelement-Transportbehälter (38) an seiner oberen Seite einen dem Querschnitt des Absenkschachts (14) angepaßten Führungsring (44) aufweist

4. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Absenkschacht (14) mit einem Führungsrohr (32) gefüttert ist.

5. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Absenkschacht (14) und dem Brennelement-Lagerbecken (12) mit einem Schütz (42) verschließbar ist

6. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Brennelement-Lagerbecken (12) und dem Absenkschacht (14) eine in diesen fördernde Pumpe (45) angeordnet ist.

7. Kernreaktoranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückschlagarmatur (46) auf der Druckseite der Pumpe (45) angeordnet ist.

8. Kernreaktoranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Absenkschacht (14) ein in das Brennelement-Lagerbecken (12) eingesetztes Stahlrohr ist.