DE2514312B2 - Strahlenabschirmung eines kernreaktors im bereich des reaktordruckbehaelter- flansches - Google Patents

Strahlenabschirmung eines kernreaktors im bereich des reaktordruckbehaelter- flansches

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Description

Die Erfindung betrifft eine Abschirmvorrichtung zur Verminderung des Neutronenflusses und der Gammastrahlung eines in einer Reaktorkaverne angeordneten Kernreaktors mit einem senkrecht stehenden zylindrischen Reaktordruckbehälter im Bereich des Reaktordruckbehälterflansches.
Beim Betrieb eines Kernreaktors treten in dem etwa m breiten Ringspalt zwischen Druckbehälter und Reaktorkaverne durch Neutronenströmung und Neutronenreflexion am Beton der Reaktorkaverne hohe Neutronenflüsse auf. Die Neutronenflüsse bewirken auch eine starke Aktivierung des DrucWbehälterstahles im Bereich des Druckbehälterflansches. Diese Aktivierung führt zu einer Gammastrahlung, die auch nach dem Abschalten des Reaktors in einer Dosis von etwa 10* mrem/h anhält.
Sind beispielsweise für einen Brennelementwechsel die Muttern für die Druckbehälterdeckel-Befestigung zu lösen, so müssen sich einige Personen für einige Zeit im Bereich des Druckbehälterflansches aufhalten, um die Vorbereitungsarbeiten, wie z. B. Entfernen der Isolierung, durchzuführen. Bei der Dosis von W mrem/h ist ein Aufenthalt nur für einen Bruchteil der für die Ausführung dieser Arbeiter, notwendigen Zeit möglich. Es müssen also mehrere Personengruppen für diese Arbeit eingesetzt werden.
Auch für Wiederholungsprüfungen am Druckbehälterflansch muß die Zugänglichkeit bei möglichst geringer Dosis gesichert sein.
Weiterhin ist es für den Werkstoff von Druckbehälterflansch, Deckelschrauben und Druckbehäherstutzen von Vorteil, wenn diese nur von einem geringen Neutronenfluß berührt werden.
Aus der DT-AS 11 78 527 ist es bekannt, bei einem Kernreaktor, bei dem zwischen dem Reaktordruckgefäß und der biologischen Abschirmung ein Zwischenraum vorhanden ist, die Außenseite des Druckgefäßes und die Innenseite der biologischen Abschirmung mit einer Schieb» aus neutronenabsorbierendem Material zu verkleiden. Diese Maßnahmen ermöglichen lediglich eine Reduzierung des Neutronenflusses. Eine Abschirmung der Gammastrahlen ist damit nicht möglich. Außerdem ist das Anbringen einer solchen Schicht sehr aufwendig.
Die US-PS 31 51 034 betrifft eine Reaktoranlage mit einem Druckbehälter, an dessen Außenflächen unmittelbar eine Bleiabschirmung angebracht ist. Das umgebende Containment ist bis oberhalb der Steuerstabantriebe mit Wasser gefüllt, das somit auch den Reaktordruckbehälterflansch abdeckt. Diese Maßnahmen schirmen zwar die Gammastrahlen ab, haben aber den Nachteil, daß die Steuerstabantriebe durch das Wasser beschädigt v/erden können und daß das Containment nicht begehbar ist.
Es ist weiterhin bekannt, daß nach dem Entfernen des Druckbehälterdeckels mit den darauf angeordneten Steuerstabantrieben das Flutbecken mit einer mehrere Meter dicken Wasserschicht gefüllt wird, um die Gammastrahlung aus dem dann offenen Reaktorkern abzuschirmen. Die Vorbereitungsarbeiten zum Lösen des Druckbehälterdeckels müssen aber vor dem Einfüllen dieses Wassers durchgeführt werden, um eine Beschädigung der Steuerstabantriebe durch Wassereintritt Zd vermeiden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, während des Reaktorbetriebes den Neutronenfluß und nach dem Abschalten des Reaktors die Gammastrahlung im Bereich des Reaktordruckbehälterflansches so weit zu verringern, daß bei den Vorbereitungsarbeiten zum Lösen des Druckbehälterdeckels die Dosisleistung bis auf 10 bis 30 mrem/h beschränkt bleibt.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß zur Abschirmung des Neutronenflusses im Ringraum zwischen dem Reaktordruckbehälter und der Reaktorkaverne eine sich etwa rechtwinklig zur Reaktordruckbehälterachse erstreckende, ringförmige Platte aus neutronenabschirmendem Werkstoff installiert ist und daß oberhalb einer den Bereich des Reaktordruckbehälterflansches gegenüber dem übrigen Teil des Ringraumes wasserdicht abschließenden Kompensatorverbindung eine die Gammastrahlung abschirmende Wasserschicht angeordnet ist.
Diese Maßnahmen haben gegenüber dem Bekannten
den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln eine wirksame Neutronen- und Gammastrahlenabschirmung erzielt wird.
Der neutronenabschirmende Werkstoff kann sich beispielsweise aus BaO, Al2O* ZrO2, SiO2 und B2O3 zusammensetzen und ist in diesem Falle mindestens 10 cm dick.
Die Wasserschicht dient gleichzeitig als Koppelmedium für die Ultraschallprüfung des Druekbehäiterflansches und reicht mindestens bis zur Oberkante des ReaktORiruckbehälter-Flansches.
Die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannte Neutronenflußabschirmung kann je nach den Platzverhältnisfen unterhalb oder oberhalb der Kompensatorverbindung angebracht sein.
Besondere Vorteile ergeben sich bei Anbringung der Neutronenflußabschirmung unterhalb der Reaktördruckbehälterstutzen, da in diesem Falle der Werkstoff dieser Stutzen geschont wird.
Die erfindungsgemäße Abschirmvorrichtung wird anhand der schematischen Zeichnungen der F i g. 1 bis 3 beschrieben.
In F i g. 1 ist mit 1 ein Reaktordi uckbehälter bezeichnet, der in die Reaktorkaverne 2 mittels nicht dargestellter Stützkonstruktionen eingehängt ist. Eine wasserdicht befestigte Kompensatorverbindung 3 ist an der Reaktordruckbehälterflanschunterkante 4 angeordnet, um die Mantelfläche 5 des Reaktordruckbehälterflansches wiederholungsprüfbar zu machen. Eine Wasserschicht 6 wird nach dem Abschalten des Reakiors bis zur Höhe der Druckbehälterdeckelkante 7 eingebracht, um die Gammastrahlung bei den Vorbereitungsarbeiten zum Lösen des Druckbehälterdeckels im Bereich des Druckbehälterflansches auf etwa 10 bis 30 mrem/h zu beschränken und um mit Sicherheit eine Überflutung der auf dem Druckbehälterdeckel angeordneten Steuerstabantriebe 8 zu verhindern. Die Wasserschicht kann gleichzeitig als Koppelmedium zur Wiederholungsprüfung mittels Ultraschall dienen und muß dazu mindestens bis zur Höhe der Reaktordruckbehälterflansch-Oberkante 9 reichen. Das Wasser der Wasserschicht 6 wird vor der Wiederinbetriebnahme des Reaktors mit Pumpen entfernt. Die Neutronenflußabschirmung 10 ist unterhalb der Kompensatorverbindung 3 auf nicht dargestellten Konsolen angebracht
Die Neutronenflußabschirmung 10 kann aus Gründen der leichteren Demontierbarkeit auch oberhalb der Kompensatorverbindung angebracht sein (F i g. 2).
Nach Fig. 3 ist die Neutronenflußabschirmung unterhalb der Reaktordruckbehäfterstutzen 1! angebracht.
Damit die im Ringraum zwischen Druckbehälter 1 und Reaktorkaverne 2 angebrachte Abschirmung leicht zu montieren bzw. zu demontieren ist, kann sie segmentförmig ausgeführt sein.
Mit der beschriebenen Abschirmvorrichtung können die Vorbereitungsarbeiten zum Lösen des Reaktordruckbehälterdeckels nach dem Abschalten des Reaktors sicher und kostensparend ausgeführt werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Abschirmvorrichtung zur Verminderung des Neutronenflusses und der Gammastrahlung eines in der Reaktorkaverne angeordneten Kernreaktors mit einem senkrecht stehenden zylindrischen Reaktordruckbehälter im Bereich des Reaktordruckbehälterflansches, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abschirmung des Neutronenflusses im Ringraum zwischen dem Reaktordruckbehälter (1) und der Reaktorkaverne (2) eine sich etwa rechtwinklig zur Reaktordruckbehälterachse erstreckende, ringförmige Platte (10) aus neutronenabschirmendem Werkstoff installiert ist und daß oberhalb einer den Bereich des Reaktordruckbehäl· '5 terflansches gegenüber dem übrigen Teil des Ringraumes wasserdicht abschließenden Kompensatorverbindung (3) eine die Gammastrahlung abschirmende Wasserschicht (6) angeordnet ist
2. Abschirmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die ringförmige Platte (10) aus neutronenabschirmendem Werkstoff unterhalb der Kompensatorverbindung (3) angeordnet ist.
3. Abschirmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ringförmige Platte (10) 2S aus neutronenabschirmendem Werkstoff unterhalb der Reaktordruckbehälterstutzen (ll)befindet
4. Abschirmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Platte (10) aus neutronenabschirmendem Werkstoff oberhalb der Kompensatorverbindung (3) angeordnet ist.
5. Abschirmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ringförmige Platte (10) aus neutronenabschirmendem Wasserstoff aus BaO1 AI2O3, ZrO2, S1O2 und B2O3 zusammensetzt und etwa 10 cm dick ist.
6. Abschirmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserschicht (6) bis zur Druckbehälterdeckelkante (7) reicht.
7. Abschirmvorrichtung nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser der Wasserschicht (6) gleichzeitig als Koppelmedium für eine Ultraschall-Wiederholungsprüfung der Mantelfläche (5) des Reaktordruckbehälterflansches dient.
8. Abschirmvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserschicht (6) mindestens bis zur Oberkante (9) des Reaktordruckbehälterflansches reicht.
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