DE2321846B2

DE2321846B2 - Kernkraftwerk

Info

Publication number: DE2321846B2
Application number: DE19732321846
Authority: DE
Inventors: Eberhard 8500 Nürnberg Michel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-04-30
Filing date: 1973-04-30
Publication date: 1977-11-03
Also published as: DE2321846A1; BE814322R; ATA344074A; AT355686B; DE2321846C3; US3974027A; JPS5018892A; CH567325A5; CA1017079A

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Kernkraftwerk mit einer Berstsicherung und mit einem Kühlmittelkreis, der Komponenten außerhalb des Reakiordruckbehälters umfaßt. Solche Komponenten sind bei den insbesondere betroffenen Druckwasserreaktoren die Hauptkühlmittelleitungen, die Dampferzeuger und die Hauptkühlmittelpumpen, die das als Kühlmittel verwendete Wasser von den Dampferzeugern in den Reaktordruckbehälter zurückfördern.

Das Hauptpatent P 22 58 226.9 betrifft ein Kernkraftwerk, in dessen Sicherheitshülle im Reaktordruckbehälter mit einer Berstsicherung und mit einem Kühlmittelkreis, der Komponenten außerhalb des Reaktordruckbehälters umfaßt, enthalten ist, wobei die Komponenten AS überwiegend zylindrisch gestaltet und mit einer druckfesten, wärmeisolierenden Umhüllung umgeben sind, die aus Ringelementen besteht und von äußeren Zylindern aus zugfestem Material umgeben ist. Die Umhüllung ergibt nicht nur eine ohnehin günstige Wärmeisolierung, sondern zugleich eine Berstsicherung, die einfach gestaltet und vor allen Dingen demontierbar ist, wie später noch näher erläutert wird.

Als vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes des Hauptpatentes mit dem Ziel einer Verbesserung der Berstsicherung ohne Beeinträchtigung der anderen für den Betrieb des Kernkraftwerkes und seine Sicherheit notwendigen Funktionen schließt erfindungsgemäß die Umhüllung auch den Reaktordruckbehälter innerhalb der Betonabschirmung ein. Man verläßt sich also nicht (<o mehr allein auf die Betonabschirmung als Schutz gegen umherfliegende Teile bei einem Bersten des Druckbehälters, sondern man umgibt den Druckbehälter möglichst eng.

Dabei gestattet die demontierbare Umhüllung nach <>5 der Erfindung trotzdem die wichtigen Wiederholungsprüfungen, die z.B. mit Ultraschallsonden oder Röntgenaufnahmen durchgeführt werden können, nach dem die Umhüllung abgenommen woiden ist.

Die Umhüllung kann vorteilhaft mehrere Lagen druckfestes wärmeisolierendes Material umfae-ssen. Diese Lagen ergeben leichtere und damit besser hantierbare Einzelstücke. Sie ermöglichen ferner eine vorteilhafte Anpassung an Flächen des Reaktordruckbehälters, die von der gewünschten zylindrischen Oberfläche abweichen müssen. Außerdem können bei Verwendung mehrerer Lagen einander überlappende Elemente verwendet werden, so daß die Sicherheit unter Umständen größer ist als bei einer einzigen Lage, die bei einem Bruch einen freien Querschnitt öffnet.

Die Umhüllung ist zweckmäßig in axialer Richtung einss Reaktordruckbehälters unterteilt. In erster Linie ermöglicht dies einen leichteren Ausbau bei den schon genannten Prüfungen, zum anderen wird auch hier die Hantierbarkeit der Umhüllungselemente vergrößert.

Die Hauptkühlmittelleitungen kann man im Bereich der Betonabschirmung des Reaktorbehälters mit Stahlringen umgeben. Hierdurch kann man die gewünschte Abdeckung gegen umherfliegende Bruchstücke erhalten, ohne daß man die Betonabschirmung schwächen muß, wie sie sonst bei der Verwendung von zusätzlichen druckfesten Umhüllungselementen erforderlich wäre.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. In den Fig. 1 und 2 ist in jeweils einem Teilschnitt, der einmal durch die Vertikalachsen eines Reaktordruckbehälters, zum anderen senkrecht zu dieser verläuft, ein Druckwasserleistungsreaktor mit der erfindungsgemäßen Umhüllung gezeichnet.

Der Reaktordruckbehälter 1 besteht aus Stahl. Er umfaßt einen im wesentlichen zylindrischen Bereich 2 mit dem für die Hauptkühlmittelstutzen 3 verdickten, ebenfalls zylindrischen Bund 4. Der zylindrische Bereich 2 ist unten durch einen Kugelboden 5 abgeschlossen. Im Bereich des Kugelbodens 5 ist eine Abstützung 6 vorgesehen.

Auf dem zylindrischen Bund 4 mit den Stutzen 3 sitzt ein Reaktordruckbehälterdeckel 8, dessen Flansch 9 mit einem Haltering 10 festgelegt ist. Der Flansch 9 ist mit einer Kugelkalotte 12 zusammengeschweißt, so daß sich ein dichter Abschluß des Reaktordruckbehälters ergibt.

Der Haltering 10 ist mit Hilfe von schwenkbaren Haken i4 festgelegt, die mit einer Stützfläche 15 se'bstsperrend über den Haltering greifen. Die Gelenke 16 der Haken, von denen der Übersichtlichkeit halber nur einer dargestellt ist, sind in geeigneter Weise mit dem oberen Teil 17 der als Ganzes mit 18 bezeichneten Betonabschirmung des Reaktordruckbehälters verbunden.

Wie man sieht, ist der Reaktordruckbehälter 1 außen weitgehend zylindrisch ausgebildet. Dazu trägt auch die Abstützung 6 am unteren Ende bei. Über die zylindrische Außenfläche ist eine Umhüllung 19 mit sogenannten Segmentsteinen aus druckfestem, wärmeisolierendem Material gestülpt, von denen in der Figur der Einfachheit halber nur zwei übereinander gestapelte Lagen 20 und 21 zu sehen sind. Die Segmentsteine bestehen aus Leca-Beton. Dies ist ein gashaltiger Beton, der ein spezifisches Gewicht von 1,75 Kp/dm^J hat. Die Dicke der Segmentsteine beträgt 400 bis 500 mm, wobei die beiden Schichten 20 und 21 zusammengenommen sind.

Auf der Umhüllung 19 aus druckfestem, wärmeisolierendem Material sitzen als zugfeste Schicht Ringe 23,24 und 25 aus Stahl. Die Ringe 23,24 und 25 reichen jeweils über '/3 der axialen Höhe des Druckbehälters 1. Es kann

aber auch eine feinere Unterteilung gewählt werden, wenn dies im Hinblick auf die Herstellung oder die Demontierbarkeit zweckmäßig erscheint. In jedem Fall liegt eine Teilfuge 26 im Bereich der an die Stut/ci 3 anschließenden Hauptkühlmitteileitungen 27, damit zumindest de; darüberliegende Teilring 25 ausgebaut werden kann. Nach dem Entfernen dieses Ringes können dann unter Umständen auch die druckfesten Segmentsteine der Schichten 20 und 21 herausgehoben werden, so daß eine Untersuchung des Reaktordruckbehälters 1 möglich ist.

Das Spiel zwischen dem Reaktordruckbehälter 1 und der 'fruckfcslen Umhüllung 19 einerseits sowie /wischen dieser Umhüllung und den zugfesten Ringen 23, 24 und 25 ist vorteilhaft so bemessen, daß nur bei Zimmertemperatur, bei der die Montage und Demontage erfolgt, a'so bei etwa 20° und höchstens 40° C, eine Relativbewegung möglich ist, während die Erwärmung auf Betriebstemperatur von 300⁰C oder mehr zu einem Aufweiten des Reaktordruckbehälters 1 führt, wogegen die auch im Normalbetrieb kälteren Stahlringe 23, 24 und 25 erheblich weniger aufgeweitet werden. Man kann dadurch eine von den Stahlringen 23, 24 und 25 ausgehende Druckvorspannung auf den Segmentsteinen der Schichten 20 und 21 und auf dem Reaktordruckbehälter 1 erhalten und dennoch im Normalbetrieb die für den Ausbau der Teile erforderliche Beweglichkeit einhalten.

Der Beton der Betonabschirmung 18 wird beim Ausführungsbeispiel nicht mehr als mechanischer Schutz benötigt. Er braucht also nur für die Strahlenabschirmung bemessen zu werden. Deshalb kann man die sonst übliche Armierung weitgehend einsparen.

Die F i g. 2 zeigt, daß die Hauptkühlmittelleitungen 27 im Bereich der Betonabschirmung 18 mit Stahlringen 30 umgeben sind, die unmittelbar auf den Rohren 27 sitzen. Die Stahlringe 30 haben beim Ausführungsbeispiel einen rechteckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt. Sie sind um etwa die Kantenlänge des Querschnitts voneinander chsian/iert. Dennoch ergeben sie bei den in der Figur durgestellten Abmessungen, bei denen die Kantenlänge mindestens gleich der Wandstärke der Leitung 27 ist. eine derartige zusätzliche Versteifung der Haupikühlmitielleitungen 27, daß ein

ίο Wegfliegen großer Stücke auch bei einem vollständigen Bruch der I lauptkühlmiuelleitungen ausgeschlossen ist. Trotz dieser Berstsicherung sind in dem Beton der Abschirmung 18 für die I lauptkühlmiuelleitungen 27 einschließlich der Ringe 30 nur relativ kleine, dem

is Rohrquersehnitt angepaßte Ausnehmungen 31 erforderlich, wie aas den F i g. 1 und 2 deutlich wird.

Aus der F i g. 2 wird ferner ersichtlich, daß die Schichten 20 und 21 der druckfesten Umhüllung 19 nicht nur hintereinanderliegende Lagen bilden, sondern daß

jo man die Segmentsteine mindestens im Bereich der Anschlußstut/en 3 auch in radialer Richtung unterteilen kann, wie durch die Fugen 33 angedeutet ist. Man verringert dadurch die Größe der zu transponierenden Segmentsteine und ermöglicht außerdem eine günstige

is Anpassung an den nicht zylindrisch ausführbaren Querschnitt des Reaktordruckbehäkers 1 im Bereich der Anschlußstutzen 3.

Außerhalb der Betoiuibschirmung 18 sind die weiteren Tciie des Hauptkühlmittelkreises des Druckwasserreaktors nach der Erfindung ebenfalls überwiegend zylindrisch gestaltet und mit einer Umhüllung umgeben, die aus einer druckfesten, wärmeisolierenden Schicht und zugfesten Ringen, insbesondere aus Stahl, besteht. Nähere Einzelheiten sind im Hauptpateni angegeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kernkraftwerk, in dessen Sicherheitshülie ein Reaktordruckbehälter mit einer Berstsicherung und mit einem Kühlmittelkreis, der Komponenten s außerhalb des Reaktordruckbehälters umfaßt, enthalten ist, wobei die Komponenten überwiegend zylindrisch gestaltet und mit einer druckfesien, wärmeisclierenden Umhüllung umgeben sind, die aus Ringsegmenten besteht, und von äußeren Zylindern aus zugfestem Material umgeben ist. nach Patent P 22 58 226.9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (19) auch den R.'aktordruckbehälter (1) innerhalb der Betonabschirmung (18) einschließt.

2. Kernkraftwerk nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (19) mehrere Lagen (20, 21) druckfesien, wärmeisolierenden Materials umfaßt.

3. Kernkraftwerk nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (19) in axialer Richtung des Reaktordruckbehälters (1) unterteilt ist.

4. Kernkraftwerk nach Anspruch 1. 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Hauptkühlmittelleilungen (27) im Bereich der Betonabschirmung (18) mit Stahlringen (30) umgeben sind.