DE2338337A1 - Kernreaktoranlage - Google Patents
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Description
KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, den 26. Juli 1973
Werner-von-Siemens-Str.
VPA 73/9445 Sm/Hgr
Kernreaktoranlage
Die Erfindung betrifft eine Kernreaktoranlage mit einem
stählernen Reaktordruckbehälter, der von einem biologischen Schild aus Beton umschlossen ist, wobei ein Spalt zwischen
Reaktordruckbehälter und biologischem Schild mit einer dem Reaktordruckbehälter zugekehrten Wärmeisolierung und einer
dem biologischen Schild zugekehrten Schicht versehen ist, die von einem Kühlmittel durchströmt wird. Für die vom
Kühlmittel durchströmte Schicht ist unter anderem vorgeschlagen worden, daß Schüttgut, zum Beispiel Stahlkugeln
Keramikkörper, Kies oder dergleichen unter Vorspannung gebracht wird, damit eine inkompressible Masse entsteht. Dies
ist deshalb wichtig, damit der Reaktordruckbehälter spielfrei eingeschlossen ist, so daß im Falle des Berstens die Bruchstücke
nicht beschleunigt werden können.
Die Verdichtung des Schüttgutes bereitet jedoch Schwierigkeiten, wenn man zugleich für die Kühlmittelströmung einen
definierten Strömungswiderstand einhalten will. Deshalb sucht die Erfindung eine neue Lösung. Ziel der Erfindung ist demnach
eine Kernreaktoranlage der oben genannten Art, bei der der Reaktordruckbehälter durch eine kühlbare Schicht spielfrei
festgehalten wird.
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß die Schicht aus Steinen besteht, die Kühlmittelkanäle aufweisen,
und daß Fugen zwischen der Schicht und dem biologischen Schild einerseits und der Wärmeisolierung andererseits mit
Mörtel injiziert sind. Dabei ergibt das Injizieren der Fugen mit Mörtel eine leichte Anpassung der spielfreien Einschließung
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des Reaktordruckbehälters an unvermeidliche Toleranzen in der Herstellung des biologischen Schildes, der Steine und der
Wärmeisolierung. Zugleich gestatten die Kühlmittelkanäle eine Kühlmittelströmung mit einem vorherbestimmbaren Kanalquerschnitt
und damit einer definierten Wärmeabfuhr. Durch die Wahl der Kanalquerschnitte und die Verteilung der Querschnitte
über den Schichtquerschnitt läßt sich die optimale Temperaturverteilung einstellen.
Zwischen der Wärmeisolierung und der Schicht kann vorteilhaft eine Gleitfolie angeordnet sein. Sie wird dann wirksam, wenn
die Wärmeisolierung beim Betrieb des Kernreaktors wegen der großen Temperaturdifferenzen zwischen dem kalten und dem warmen
Zustand Bewegungen ausführt und für das Herausziehen der Isolierbetonsteine zum Zweck der Wiederholungsprüfung ein
einwandfreies Ablösen und Gleiten der Isolierbetonsteine auf der Mörtelfuge notwendig ist. Die Gleitfolie verhindert außerdem,
daß die Kühlluft, die evtl. durch Undichtigkeiten in den Horizontalfugen austreten kann, an das Reaktordruckgefäß
gelangt. Von der aus Steinen zusammengesetzten Schicht kann man im Hinblick auf die mit Mörtel injizierten Fugen dagegen
ein praktisch starres Festliegen annehmen.
Die Wärmeisolierung besteht vorteilhafterweise aus mit Stahlblech umkleideten Isolierbetonsegmenten. Sie kann aber
auch aus anderen Stoffen hergestellt werden, solange die erforderliche Druckfestigkeit und die gewünschte Wärmeisolierung
mit höchstens dem halben Wärmeleitwert von normalen Beton gewährleistet ist.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.
Dabei ist in einem perspektivisch angedeuteten Ausschnitt der für die Erfindung wesentliche Teil einer Kernreaktoranlage
mit einem Druckwasserreaktor gezeichnet.
Mit 1 ist die Wand eines stählernen Reaktordruckbehälter· be-
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zeichnet, der den nicht dargestellten Reaktorkern umschließt. Die Wand 1 ist im wesentlichen zylindrisch gestaltet. Sie
ist mit dem durch das Spiel S bezeichneten Abstand von einer Wärmeisolierung 2 umgeben. Diese umfaßt Zylindersegmente 3
aus Isolierbeton, der mit Stahlblech 4 umschlossen ist. Bei 5 sind Vertiefungen mit Tragbolzen 6 zum Anheben der Segmente
mit Hilfe eines Krans angedeutet.
Der Reaktordruckbehälter 1 sitzt in einem ihn umschließenden biologischen Schild 8 aus Beton, dessen Außenkonturen
für die Erfindung beliebig sein können. Die Innenkontur ist soweit wie möglich der Außenwand des Reaktordruckbehälters
angepaßt. Beim Ausführungsbeispiel ist deshalb die Innenwand 9 des Schildes 8 ein Zylinder. Zwischen dieser zylindrischen
Innenwand 9 und der Außenwand 10 der Wärmeisolierung 2 besteht ein Spalt, der mit Steinen 12 ausgefüllt ist. Die
Steine 12 sind ebenso ZylinderSegmente wie die Teile 3 der
Wärmeisolierung 2. Sie sind jedoch in ihren Abmessungen so klein, daß sie ohne Hilfsmittel verlegt werden können. Die
Steine 12 enthalten in einer oder mehreren Reihen Kühlmittelkanäle 14, die parallel zur Wand des Reaktordruckbehälters
angeordnet sind und für die übereinander liegenden Steine 12 fluchten, wie bei 15 angedeutet ist. Die Kühlmittelkanäle
werden zum Beispiel in Richtung der Pfeile 16 von Kühlluft durchströmt.
Zwischen den Steinen 12, die aus druckfestem Material bestehen und zum Beispiel aus Beton hergestellt sind, und den
benachbarten Wandflächen, nämlich der Innenfläche des biologischen Schildes 8 und der Außenfläche 10 der Wärmeisolie
rung 2, sind bei der Herstellung Fugen 18 und 19 erforderlich, die das Einsetzen der Steine 12 gestatten. Diese Fugen
werden anschließend mit injiziertem Mörtel 20 ausgefüllt, so daß eine spielfreie Hintereinanderschaltung druckfester
Komponenten, nämlich der Wärmeisolierung 2, des Mörtels 20 der Fuge 19, der Schicht 12, des Mörtels 20 der Fuge 18 und
des biologischen Schildes 8 entsteht, mit der vom Reaktor-
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druckbehälter 1 ausgehenden Druckkräfte in radialer Richtung spielfrei aufgenommen werden. Unter Umständen können
die Steine 12 auch als Ortbeton hergestellt werden.
Zwischen der Wärmeisolierung 2 und dem Mörtel 20 der Fuge 19 kann eine Gleitfolie 22 angeordnet werden. Dies ist eine
Kunststoff- oder Metallfolie, die eine Verringerung der Reibung ergibt und darum Wärmedehnungen der Wärmeisolierung
gestattet.
Der Spalt S zwischen dem Reaktordruckbehälter 1 und der Wärmeisolierung
2 ist gerade so groß bemessen, daß er durch die Dehnung des Reaktordruckbehälters beim Erwärmen vom kalten
auf den betriebsmäßig warmen Zustand ausgefüllt wird. Dann ist der Reaktordruckbehälter 1 spielfrei umschlossen, so daß
eine Nullwegberstsicherung vorliegt.
4 Patentansprüche
1 Figur
1 Figur
- 5 509807/0109
Claims (4)
- - 5 - VPA 73/9445Patentansprüche:Γ 1Λ Kernreaktoranlage mit einem stählernen Reaktordruckbehalter, der von einem biologischen Schild aus Beton umschlossen ist, wobei ein Spalt zwischen Reaktordruckbehalter und biologischem Schild mit einer dem Reaktordruckbehalter zugekehrten Wärmeisolierung und einer dem biologischen Schild zugekehrten Schicht versehen ist, die von einem Kühlmittel durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Steinen (12) besteht, die Kühlmittelkanäle (14) aufweisen, und daß Fugen (18,19) zwischen der Schicht (12) und dem biologischen Schild (8) einerseits und der Wärmeisolierung (2) andererseits mit Mörtel (20) injiziert sind.
- 2. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine (12) aus einem Ortbeton hergestellt sind.
- 3. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Wärmeisolierung (2) und der Schicht (12) eine Gleitfolie (22) angeordnet ist.
- 4. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (2) aus mit Stahlblech (4) umkleideten Isolierbetonsegmenten (3) besteht.509807/0109Leerseite
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