DE2261034A1

DE2261034A1 - NUCLEAR REACTOR PLANT

Info

Publication number: DE2261034A1
Application number: DE2261034A
Authority: DE
Inventors: Axel Jungmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-12-13
Filing date: 1972-12-13
Publication date: 1974-06-20
Also published as: FR2210802B1; NL7316437A; BE808423A; FR2210802A1; AT342728B; GB1422839A; CA1009385A; CH564246A5; JPS4987993A; ATA996773A

Description

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 965 682 ist eine Kernreaktoranlage mit einem Druckwasserreaktor bekannt, bei dem der Reaktordruckbehälter aus Spannbeton hergestellt ist. Lediglich der Deckel besteht aus Stahl. Er ist mit Hilfe von Stahlstützen gegen einen Stahlbetonring abgestützt, der auf dem Spannbetonbauwerk aufliegt und mit diesem über Längsspannglieder verankert ist.The German Offenlegungsschrift 1 965 682 describes a nuclear reactor installation known with a pressurized water reactor in which the reactor pressure vessel is made of prestressed concrete. Only the lid is made of steel. He is supported with the help of steel supports against a reinforced concrete ring, which on rests on the prestressed concrete structure and with this via longitudinal tendons is anchored.

Die Erfindung befaßt sich ebenfalls mit einer Kernreaktoranlage, bei der der Reaktordruckbehälter einen Deckel aufweist, der von einem den Deckel umgebenden Betonbauwerk gehalten wird. Bei der Erfindung geht es jedoch nicht um einen aus Spannbeton bestehenden Reaktordruckbehälter. Die Erfindung hat vielmehr das Ziel, eine besonders wirksame Berstsicherung zu schaffen, d.h. eine Kapselung des Reaktordruckbehälters, die Bruchstücke beim Bersten auffängt. _% The invention also relates to a nuclear reactor plant in which the reactor pressure vessel has a cover which is held by a concrete structure surrounding the cover. However, the invention is not concerned with a reactor pressure vessel made of prestressed concrete. Rather, the aim of the invention is to create a particularly effective burst protection, ie an encapsulation of the reactor pressure vessel which catches fragments when they burst. _%

Die erfindungsgemäße Kernreaktoranlage ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Stahldeckel des aus Stahl bestehenden.Reaktordruckbehälters ein Fangring zugeordnet ist, der an dem dort in Segmente unterteilten Betonbauwerk abgestützt ist.The nuclear reactor installation according to the invention is characterized in that that the steel cover of the steel-made reactor pressure vessel a catch ring is assigned, which is supported on the concrete structure divided into segments there.

Bei der neuen Kernreaktoranlage wird das üblicherweise nur zur Strahlenabschirmung vorgesehene Betonbauwerk zum Aufbau der Berstsicherung herangezogen. Die Unterteilung in Segmente ermöglicht in diesem Zusammenhang den Abbau von Stößen, die sonst beim Bersten z.B. des Reaktordruckbehälters entstehen, in einem bei Verwendung von Beton bisher nicht, erreichten Maße. Durch die Unterteilung ergibt sich nämlich eine begrenzte Beweglichkeit großer Betonmassen, die beim Bersten zu beschleuni-In the new nuclear reactor plant, the concrete structure, which is usually only intended for radiation shielding, is used to build the Burst protection used. In this context, the division into segments enables shocks to be reduced otherwise when the reactor pressure vessel bursts, for example, to a degree not previously achieved when using concrete. The subdivision results in a limited mobility of large concrete masses, which have to be accelerated when bursting.

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gen sind und dadurch das dynamische Verhalten der Berstsicherung günstig beeinflussen. Insgesamt wird die Sicherheit der Kernreaktoranlage wesentlich vergrößert, so daß sie auch in relativ dicht besiedelten Gebieten errichtet werden kann.genes and thus the dynamic behavior of the burst protection influence favorably. Overall, the safety of the nuclear reactor facility is significantly increased, so that it can also be used in relatively densely populated areas can be established.

Besonders günstig läßt sich die Erfindung mit einer Anordnung verwirklichen, bei der die Segmente entgegen einer Vorspannung beweglich sind. Die Vorspannung kann im Betrieb eine ständige Druckkraft auf den Druckbehälter ausüben. Dadurch können die Beanspruchungen des Primärkreislaufes gesenkt werden. Außerdem kann man auf diese Weise vermeiden, daß bei Brüchen große Austrittsquerschnitte im Reaktordruckbehälter entstehen, weil die Teile auch eines mit einem Umfangriß unterteilten Druckbehälters aufeinandergepreßt bleiben.The invention can be implemented particularly favorably with an arrangement in which the segments counter a bias are movable. The preload can exert a constant pressure force on the pressure vessel during operation. This allows the Stresses on the primary circuit are reduced. In addition, you can avoid in this way that large fractures Exit cross-sections in the reactor pressure vessel arise because the parts of a pressure vessel divided by a circumferential crack stay pressed together.

Besonders günstig ist es, wenn die Segmente im Vertikalschnitt rechtwinklig sind. In dieser Gestalt entsprechen sie den bisher üblichen Gebäudekonzepten von Reaktoranlagen, so daß am bewährten Gesamtaufbau nichts Wesentliches geändert werden muß. Die Segmente können ferner mit ihrem dem Fangring abgekehrten Ende an starren, insbes. zylindrischen Bauwerksteilen gelenkig gelagert werden. Hierdurch entsteht eine Konstruktion, die günstige Unterbringungsmöglichkeiten für weitere Komponenten der Reaktoranlage bietet. Die Segmente können auch von einer starren Säule durchsetzt werden. Mit dieser Säule, gegebenenfalls auch mit mehreren, können oberhalb der Segmente liegende Teile der Kernreaktoranlage, z.B. die Lademaschine, so abgestützt werden, daß sie nicht an Bewegungen der Segmente teilnehmen.It is particularly favorable if the segments are rectangular in vertical section. In this form they correspond to the previous ones usual building concepts of reactor plants, so that nothing essential is changed in the tried and tested overall structure got to. The segments can also be articulated with their end facing away from the catch ring on rigid, especially cylindrical structural parts be stored. This creates a construction that offers favorable accommodation for additional components the reactor plant offers. The segments can also be penetrated by a rigid column. With this column, if necessary even with several parts of the nuclear reactor plant located above the segments, e.g. the loading machine, be supported so that they do not participate in movements of the segments.

In den Segmenten können ferner Durchbrechungen für Komponenten des Reaktorkühlkreises, insbes. für Dampferzeuger, vorgesehen sein, die eine besonders große Höhe erfordern. Dabei kann man solchen Komponenten zusätzliche Berstsicherungen zuordnen, die ihrerseits an den Segmenten befestigt sind. Kleinere Komponenten, z.B. Hauptkühlmittelpumpen, können an den Segmenten hängend befestigt werden, um wärmebedingte Auagleichs- In addition, openings for components of the reactor cooling circuit, in particular for steam generators, can be provided in the segments be that require a particularly great height. Additional burst protection can be assigned to such components, which in turn are attached to the segments. Smaller components, e.g. main coolant pumps, can be suspended from the segments to avoid heat-related balancing

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bewegungen zu ermöglichen.to allow movements.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn die unterhalb der Segmente liegenden Teile des Betonbauwerkes mit einer den Reaktordruckbehälter insbesondere zylindrisch umgebenden Berstsicherung als steife Zelle ausgebildet sind. Diese Bauweise, bei der die steife Zelle auch zur Abstützung von weiteren Primärkreiskomponenten sowie zu deren Berstsicherung günstig herangezogen werden kann, unterscheidet sich deshalb von den bisherigen Vorstellungen, weil man glaubte, Elemente von Berstsicherungen müßten im Hinblick auf Berstkräfte von anderen Gehäudeteilen möglichst getrennt werden.It is also advantageous if the parts of the concrete structure lying below the segments are connected to the reactor pressure vessel in particular cylindrically surrounding burst protection are designed as a rigid cell. This construction, in which the Rigid cell is also favorably used to support other primary circuit components and to prevent them from bursting therefore differs from previous ideas, because it was believed that elements of anti-rupture devices had to be used in view of the bursting forces of other parts of the building be separated if possible.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel einer Kernreaktoranlage mit Druckwasserreaktor beschrieben, das in zwei zueinander rechtwinkligen Schnitten gezeichnet ist.For a more detailed explanation of the invention, the following is based on the accompanying drawing shows an embodiment of a nuclear reactor plant described with pressurized water reactor, which is drawn in two mutually perpendicular sections.

Mit 25 ist die aus Stahl bestehende kugelförmige Sicherheitshülle bezeichnet, die auch bei einem Unfall alle radioaktiven Stoffe einschließen soll. Die Stahlhülle 25 darf daher nicht beschädigt werden. Zum Schutz gegen das Auftreffen von Bruchstücken der Reaktoranlage ist der stählerne Reaktordruckbehälter 1 in einer Reaktorgrube untergebracht, die von einem massiven Betonbauwerk 2 umschlossen ist. Das Betonbauwerk ist im Bereich des Reaktordruckbehalters 1 im wesentlichen ein Zylinder, der bis in die Höhe des stählernen Reaktordruckbehälterdeckels la reicht. Der obere Rand des Zylinders ist mit 3 bezeichnet.The spherical safety envelope made of steel is designated by 25, which is also all radioactive in the event of an accident Intended to include substances. The steel shell 25 must therefore not be damaged. To protect against the impact of fragments the reactor system, the steel reactor pressure vessel 1 is housed in a reactor pit, which is of a massive concrete structure 2 is enclosed. The concrete structure is essentially one in the area of the reactor pressure vessel 1 Cylinder that extends up to the height of the steel reactor pressure vessel cover la. The top of the cylinder is labeled 3.

Wie man sieht, ist der Deckel la von im Querschnitt· rechtwinkligen Betonsegmenten 9 umgeben, gegen die ein über dem Deckel la sitzender Pangfing 7 mit Pendelstützen 8 abgestützt ist. Die Abmessungen der Stützen 8, des Fangringes 7 und des Reaktordruckbehalters 1, der über einen unteren Stützring'Ib ' auf -dem Beton 2 aufsitzt, sind so gewählt, daß mindestens beiAs can be seen, the cover 1 a is rectangular in cross section Surrounding concrete segments 9, against which a Pangfing 7 seated above the cover la is supported with pendulum supports 8 is. The dimensions of the supports 8, the catch ring 7 and the reactor pressure vessel 1, which has a lower support ring 'Ib' on -dem concrete 2 rests, are chosen so that at least at

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der durch betriebsmäßige Erwärmung verursachten Ausdehnung dea Druckbehälters 1 eine Druckvorspanhung auf den Druckbehälter ausgeübt wird. Gleichzeitig werden die Segmente 9 des unterteilten Betonbauwerkes angehoben, wobei stählerne Spannglieder 9a unter Zug-Vorspannung gesetzt werden.the expansion caused by operational heating dea Pressure vessel 1 a pressure bias is exerted on the pressure vessel. At the same time, the segments 9 of the subdivided Concrete structure raised, with steel tendons 9a are placed under tensile prestress.

Beim Ausführungsbeispiel sind vier Segmente 9 auf beiden Seiten dea Reaktordruckbehälters 1 gleichmäßig verteilt vorgesehen. Die Segmente 9 sind bei 10 an einem geschlossenen Zylinder 6 gelenkig abgestützt, der ebenfalls aus Beton besteht und über weitgehend horizontale Wände 5 und 4 mit dem Betonzylinder 2 verbunden iat. Im Bereich der gelenkigen Lagerung 10 kann man Vorspannmittel 11 vorsehen, die die für die Funktion eines Betongelenks notwendige Längekraft erzeugen, wenn im kalten Betriebszustand dea Reaktordruckbehälters nur Querkräfte,aber keine Längakräfte im Lager 10 vorhanden sind.In the exemplary embodiment, four segments 9 are provided evenly distributed on both sides of the reactor pressure vessel 1. The segments 9 are articulated at 10 on a closed cylinder 6, which is also made of concrete and connected to the concrete cylinder 2 via largely horizontal walls 5 and 4. In the area of the articulated storage 10 one can provide prestressing means 11, which generate the length force necessary for the function of a concrete hinge, if, in the cold operating state of the reactor pressure vessel, only transverse forces, but no longitudinal forces, are present in the bearing 10 are.

Durch die Segmente 9 ragen vier Säulen 13, die die Träger 12 einer mit dem Betonbauwerk 2 starr verbundenen Bühne tragen.Four columns 13 protrude through the segments 9, which support the girders 12 of a stage rigidly connected to the concrete structure 2.

Zum Primärkühlkreis des Reaktordruckbehälters gehören Hauptkühlmittelpumpen 14 und Dampferzeuger 15, die bei der Erfindung ebenfalls berstsicher gekapselt sind. Für die Pumpen 14 ergibt sich die berstsichere Abschirmung durch die Abdeckung mit Hilfe der im Querschnitt rechtwinkligen Betonsegmente 9, an denen die Hauptkühlmittelpumpen hängend befestigt sind.Main coolant pumps belong to the primary cooling circuit of the reactor pressure vessel 14 and steam generator 15, which are also encapsulated burst-proof in the invention. For the pumps 14, the burst-proof shielding results from the cover with the aid of the concrete segments 9, which are rectangular in cross-section, on which the main coolant pumps are suspended.

Die Dampferzeuger 15 ragen dagegen durch öffnungen in den Segmenten 9· Sie sind ihrerseits mit einer z.B. aus Betonteilen aufgebauten druckfeaten Abschirmung 20 umgeben, die über Stahlkappen 21 mit den Segmenten 9 verspannt ist. Eine ähnliche Abschirmung 22 kann unterhalb der Segmente 9 vorgesehen und mit Spanngliedern 16 umgeben sein, damit ein Bersten eines Dampferzeugers 15 nicht zu Schäden an benachbarten Kühlmittelleitungen führt. Die Spannglieder 16 können so bemessen sein, daß sie durch die Bewegung der Segmente 9 erstThe steam generator 15, however, protrude through openings in the Segments 9 For their part, they are surrounded by a pressure-resistant screen 20 made of concrete parts, for example, which is clamped to the segments 9 via steel caps 21. A similar shield 22 can be provided below the segments 9 and be surrounded by tension members 16 so that a bursting of a steam generator 15 does not damage adjacent ones Coolant lines leads. The tension members 16 can be dimensioned so that they only through the movement of the segments 9

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nach einem bestimmten Öffnen der Fuge am Rand 3 belastet werden und dann die Spannseile 9a entlasten.after a certain opening of the joint at the edge 3 are loaded and then relieve the tension cables 9a.

Beim Ausführungsbeispiel ist für den Dampferzeuger 15 auf der rechten Seite noch eine Berstsicherung 18 der zu diesem führenden Hauptkühlmittelleitung gezeichnet, die mit dem Zwischenboden 4 verspannt ist. Ein Anschlag 19 kann Bewegungen des Dampferzeugers 15 beim Brechen dieser Hauptkühlmittelleitung begrenzen.In the exemplary embodiment, there is also a burst protection 18 for the steam generator 15 on the right-hand side leading main coolant line drawn, which is braced with the intermediate floor 4. A stop 19 can move of the steam generator 15 when this main coolant line breaks.

Die linke Seite der Figur zeigt, daß. die Berstsicherung 18 auch für den Fall vorgesehen werden kann, daß die Leitung 26 selbst unterhalb des Dampferzeugers 15 in einem besonderen Raum verläuft. Dieser Raum kann auch von einer Ausnehmung 17 in der Zwischendecke 4 gebildet sein.The left side of the figure shows that. the burst protection 18 can also be provided in the event that the line 26 itself runs below the steam generator 15 in a special room. This space can also be from a recess 17 in the False ceiling 4 be formed.

Beim Ausführungsbeispiel bilden die Gebäudeteile 2, 4 und 5 eine steife Zeile, mit der der Zylinder 6 als äußerer Trümmerschutz starr verbunden ist.In the exemplary embodiment, the building parts 2, 4 and 5 form a rigid line, with the cylinder 6 as the outer Rubble protection is rigidly connected.

12 Patentansprüche
2 Figuren12 claims
2 figures

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Claims

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Patent claims:

'Il nuclear reactor plant, in particular with a pressurized water reactor, with a reactor pressure vessel, the lid of which is supported by a concrete structure surrounding the lid is held, characterized in that the steel cover (la) of the steel reactor pressure vessel (1) a catch ring is assigned which is supported on the concrete structure which is divided there into segments (9).

2. Nuclear reactor plant according to claim 1, characterized in that that the segments (9) are movably supported against a bias.

3. Nuclear reactor plant according to claim 1 or 2, characterized by segments (9) which are rectangular in vertical section.

4. Nuclear reactor plant according to claim 1, 2 or 3 »characterized in that that the segments (9) with their end facing away from the catch ring (7) are rigid, in particular cylindrical Structural parts (6) are stored.

5. Nuclear reactor plant according to one of claims 1 to 4 »characterized in that the segments of a rigid one Column (13) are penetrated.

6. Nuclear reactor plant according to one of claims 1 to 5 _t, characterized in that openings for components of the reactor cooling circuit, in particular steam generator (13), are provided in the segments (9).

7. Nuclear reactor plant according to claim 6, characterized in that associated with the components advisory fuses (20, 21, 22) are attached to the segments (9).

8. Nuclear reactor plant according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that on the segments (9) individual

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Components, in particular main coolant pumps (14) are attached hanging.

9. A nuclear reactor plant according to any one of claims 1 to 8, DA ', characterized by that the lying below the segments (9) parts of the building (4,5) (l) surrounding cylindrical bursting disc (2) formed with a reactor pressure vessel as a rigid cell are.

10. Nuclear reactor plant according to claim 9 »characterized in that on the rigid cell primary circuit components (15) are supported.

11. Nuclear reactor plant according to claim 10, characterized in that the primary circuit components (14,15,26) below the segments (9) are provided with a burst protection (18 _r 22) which is anchored to the rigid cell.

12. Nuclear reactor plant according to claim 11, characterized in that the anchorage (16) according to a certain path of Segments (9) exerts a force on them.

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