DE2513084A1

DE2513084A1 - Pressurised water reactor containment - has elements to dampen impact of flying fragments and absorb heat of released steam

Info

Publication number: DE2513084A1
Application number: DE19752513084
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1975-03-25
Filing date: 1975-03-25
Publication date: 1976-10-07

Abstract

A protective device for pressurised water reactors comprises an array of thin perforated metal strips or plates, connected together to form elements, which possess a large thermal capacity. These elements are mounted in the space between the pressure vessel and the safety containment. The elements pref. have a honey-comb-like or grating-like structure. They may be made of a light metal. Used to absorb the energy of flying fragments occasioned by an incident, e.g. a burst duct. To absorb rapidly the heat released in such an incident, thus reducing the pressure produced within the containment by cooling and condensing the released steam.

Description

Schutzvorrichtung an Dnickwsserre <iktoren Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung an druckwassergekiihlten Kernreaktoren, bestehend u.a. aus einem Druckbehälter, der das Primarsystem enthält und aus einem Sicherheitsbehälter, der den Druckbehälter umschließt. Protective device on sewage barriers The present invention relates to a protective device on pressurized water-cooled nuclear reactors, consisting of e.g. from a pressure vessel that contains the primary system and from a safety vessel, which encloses the pressure vessel.

Dieser Sicherheitsbehälter hat die Aufgabe, bei einem Schadensfall am Primärsystem alle aus dem Druckbehälter austretenden radioaktiven Stoffe festzuhalten, und damit eine Verseuchung der Umgebung zu verhindern. Dieser Sicherheitsbehälter wird berechnet für den maximal möglichen Druck, der in einigen Fällen nur kurzzeitig und zwar unmittelbar nach einem Schadensfall auftritt. Außerdem muß dieser Sicherheitsbehälter mit allen seinen Einbauten so eingerichtet sein, daß bei einem Schadensfall innerhalb dieses Sicherheitsbehälters, beispielsweise bei dem Riß eines Sekundärdampfrohres nicht weitere Einbauten oder gar der Sicherheitsbehälter selbst durch ein abreißendes Rohrstück beschädigt wird.This safety container has the task in the event of damage to keep all radioactive substances escaping from the pressure vessel on the primary system, and thus to prevent contamination of the environment. This security container is calculated for the maximum possible pressure, which in some cases only lasts for a short time occurs immediately after an incident. In addition, this containment must with all its built-in components so that in the event of damage within this containment, for example in the event of a crack in a secondary steam pipe no further internals or even the containment itself by a tearing off Pipe section is damaged.

In der US PS 3 453 176 wird vorgeschlagen, Steinmassen als Wärmespeicher zu verwenden, die mittels Sprühdüsen und Wasser gekühlt werden. Aus dem Automobilbau sind Blechkonstruktionen bekannt, die durch Verformung Energie absorbieren.In US PS 3,453,176 it is proposed to use stone masses as heat storage to be used, which are cooled by spray nozzles and water. From the automotive industry sheet metal structures are known that absorb energy through deformation.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die nicht nur als Splitterschutz im Sicherheitsbehälter von Kernreaktoren wirksam wird, sondern auch den im Schadensfall kurzfristig auftretenden maximalen Druck durch Abkühlung und Kondensation herabsetzt.The object of the present invention is a device that does not only becomes effective as splinter protection in the containment of nuclear reactors, but also the maximum pressure that occurs briefly in the event of damage due to cooling and reduces condensation.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein druckwassergekühlter Kernreaktor vorgeschlagen, bei dem in dem freien Raum zwischen dem Druckbehälter und dem Sicherheitsbehälter zahlreiche, aus dünnen, miteinander verbundenen und mit Löchern versehenen Blechen hergestellte Körper vorhanden sind, die eine große Wärmekapazität aufweisen. Mit dieser Anordnung werden nicht nur die im Schadensfall herumfliegenden Bruchstücke abgebremst und aufgehalten, sondern auch die aus dem Druckbehälter austretenden dampf- bzw. gasförmigen Medien abgekühlt oder kondensiert.A pressurized water-cooled nuclear reactor is used to solve this problem proposed in which in the free space between the pressure vessel and the containment numerous, made of thin, interconnected and perforated sheets manufactured bodies are present which have a large heat capacity. With This arrangement does not only remove the fragments flying around in the event of damage braked and held up, but also those emerging from the pressure vessel vapor or gaseous media cooled or condensed.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß diese Körper eine Bienenwaben-ähnliche Struktur aufweisen. Solche Strukturen nehmen in mehreren Richtungen erhebliche Verformungskräfte auf und haben bei geeigneter Ausgestaltung eine für diesen Fall geeignete hohe Wärmeübergangszahl, so daß der aus dem Druckbehälter austretende Primärdampf sehr schnell abgekühlt bzw. kondensiert wird und somit die erste Druckspitze erheblich reduziert wird.In a further embodiment of the invention it is proposed that this Body have a honeycomb-like structure. Such structures take in several directions have considerable deformation forces and have a suitable design a suitable high heat transfer coefficient for this case, so that from the pressure vessel exiting primary steam is cooled or condensed very quickly and thus the first pressure peak is significantly reduced.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß diese Körper eine Gitterrost-ähnliche Struktur aufweisen. Wenn die Bleche eines solchen Gitterrostes in Stoßrichtung angeordnet sind, haben sie einen besonders großen Widerstand.In a further embodiment of the invention it is proposed that this Body have a grating-like structure. If the sheets of such a Grids are arranged in the direction of impact, they have a particularly high resistance.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß diese Körper aus einem Leichtmetall hergestellt sind.In a further embodiment of the invention it is proposed that this Body made of a light metal.

Berechnungen haben ergeben, daß dieses Metall bei geeigneter Formgebung trotz seines geringen Gewichtes dennoch genügend Verformungsarbeit und Wärme aufnehmen kann.Calculations have shown that this metal is suitably shaped in spite of its low weight, still absorb enough deformation work and heat can.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung.Figures 1 to 3 show possible embodiments of the invention.

Figur 1 zeigt einen waagerechten Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckwasserreaktor einschließlich Druckbehälter und Sicherheitsbehälter.Figure 1 shows a horizontal cross section through an inventive Pressurized water reactor including pressure vessel and containment.

Figur 2 zeigt im vergrößertem MaEstab eine Ausführungsbrm der erfindungsgemäßen Elemente.FIG. 2 shows, on an enlarged scale, an embodiment of the invention Elements.

Figur 3 zeigt im gleichem Maßstab eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elemente.FIG. 3 shows another embodiment of FIG elements according to the invention.

In Figur 1 ist der Druckbehälter 1, der ein nicht näher beschriebenes und nicht näher gezeigtes Primärsystem eines Druckwasserkernreaktors enthält, von einem Sicherheitsbehälter 2 umgeben. In den und aus dem Druckbehälter 1 führen Rohrleitungen 3 das Sekundärkühlmittel beispielsweise zu einer außerhalb des Sicherheitsbehälters angeordneten Dampfturbinenanlage. Diese Rohrleitungen 3 sind der Einfachheit halber als gerade, radiale Rohrleitungen dargestellt, tatsächlich werden sie aber, um Wärmedehnungen zu gestatten, als Rohrschleifen verlegt oder mit Dehnungskompensatoren ausgestattet. In der linken llälfte von Figur 1 ist dargestellt, wie die Innenwand des Sicherheitsbehälters 2 mit mehreren Schichten von besonderen Elementen 4 ausgekleidet ist, die in Figur 2 näher dargestellt sind. In der rechten Hälfte von Figur 1 ist eine Rohrleitung 3 ohne Verkleidung und eine Rohrleitung 3 mit Verkleidung dargestellt. Dabei können dieselben Elemente wie in Figur 2 dargestellt, verwendet werden. Zwischen den beiden Rohrleitungen 3 ist eine Trennwand 5 gezeigt, die mit den Winkeln 6 am Druckbehälter 1 bzw. am Sicherheitsbehälter 2 befestigt ist und auf beiden Seiten wiederum die besonderen Elemente 4 trägt. Selbstverständlich können sowohl die Rohrleitungen 3 als auch die Trennwände 5 mit mehreren Schichten der besonderen Elemente 4 verkleidet werden. Bei einem Schadensfall am Druckbehälter 1 oder an den Rohrleitungen 3 werden eventuelle Bruchstiicke von den besonderen Elementen 4 aufgefangen. Außerdem wird der mit hoher Temperatur austretende Dampf an den zahlreichen Elementen 4, die eine große Wärmekapazität aufweisen, abgekühlt und kondensiert.In Figure 1, the pressure vessel 1, which is not described in detail and not shown in detail primary system of a pressurized water nuclear reactor contains, of a security container 2 surrounded. Pipelines lead into and out of the pressure vessel 1 3 the secondary coolant, for example to an outside of the containment arranged steam turbine plant. These pipes 3 are for the sake of simplicity Shown as straight, radial pipelines, but actually they are used to account for thermal expansions to allow, laid as pipe loops or equipped with expansion compensators. In the left half of Figure 1 is shown how the inner wall of the security container 2 is lined with several layers of special elements 4 shown in FIG 2 are shown in more detail. In the right half of Figure 1 is a pipeline 3 shown without cladding and a pipeline 3 with cladding. Here you can the same elements as shown in Figure 2 can be used. Between both Pipelines 3, a partition wall 5 is shown, which with the angles 6 on the pressure vessel 1 or is attached to the security container 2 and in turn on both sides special elements 4 carries. Of course, both the pipelines 3 as well as the partition walls 5 are clad with several layers of the special elements 4 will. In the event of damage to the pressure vessel 1 or to the pipelines 3 any fragments caught by the special elements 4. Also will the steam escaping at high temperature on the numerous elements 4, which one have large heat capacity, cooled and condensed.

Claims

PROTECTION APPROACH

Protective device for pressurized water-cooled nuclear reactors, consisting of from a pressure vessel, which contains the primary system, and a safety vessel, which encloses the pressure vessel, characterized in that in the free space between the pressure vessel and the safety container numerous, from thin, interconnected and perforated sheet metal manufactured elements are present that have a large heat capacity.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that these elements have a honeycomb-like structure.

3. Protection device according to claim 1, characterized in that these bodies have a grid-like structure.

4. Protection device according to claim 1, characterized in that these bodies are made of a light metal.