DE2338337A1

DE2338337A1 - Kernreaktoranlage

Info

Publication number: DE2338337A1
Application number: DE19732338337
Authority: DE
Inventors: Axel Jungmann
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1973-07-27
Filing date: 1973-07-27
Publication date: 1975-02-13
Also published as: DE2338337B2; NL7408856A; DE2338337C3; GB1441892A; JPS5043392A; BE818026A; FR2238994A1; CH566623A5; FR2238994B1; SE7409649L; US3985614A; CA1013075A; SE399981B

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

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Claims

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Patentansprüche:

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.

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