DE2711364C2 - Druckwasser-Kernreaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckwasser-Kernreaktor, dessen Druckgefäß aus einem unteren, den Reaktorkern enthaltenden Teil und einem fluchtend und lösbar darüber angeordneten, mit Hilfe eines Flansches am unteren Teil befestigten, einen aus ringförmig um die Druckgefäßachse herum angeordneten Rohren bestehenden Wärmetauscher enthaltenden, oberen Druckgefäßteil besteht, wobei Regelstabantriebsstränge vorhanden sind, die in Längsrichtung durch den Reaktorkern hineingeführt sind.

Ein derartiger Druckwasser-Kernreaktor ist bereits bekannt und er weist Regelstabantriebsstränge auf, die in Längsrichtung in den Reaktorkern hinein verlaufen und bei dem der Wärmetauscher aus ringförmig um die Längsachse herum angeordneten Rohren besteht (DE-AS 12 50 019).

Es ist ebenfalls bekannt, den oberen Druckgefäßteil eines Kernreaktors mit einem lösbaren Deckel zu verschließen.

Diese Druckwasser-Kernreaktoren weisen den Nachteil auf, schwer zugänglich zu sein und eine Trennung zwischen Reaktorkernabschnitt und Wärmetauscherabschnitt nur unter großen montagemäßigen Schwierigkeiten zu ermöglichen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Druckwasserreaktor zu schaffen, der durch die Trennung zwischen Reaktorkernabschnitt und Wärmetauscherabschnitt leicht zu besichtigen und neu zu beschicken ist. Darüber hinaus soll der Wärmetauscherabschnitt von dem den Kern enthaltenen Abschnitt leicht getrennt werden können und es sollen Mittel vorgesehen werden, um alternativ einen Deckel über dem Wärmetauscherabschnitt zu entfernen und dadurch die montagemäßige Lösung der drei Teile voneinander weiter zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der obere Druckgefäßteil in an sich bekannter Weise mit einem lösbaren Deckel verschlossen ist und daß in ebenfalls an sich bekannter Weise die Regelstabantriebsstränge durch den Deckel und den Wärmetauscher hindurch in den Kern geführt werden.

Durch Lösung des oberen Druckgefäßteiles wird auch ein Teil des Wärmetauschers freigelegt, um die Besichtigung, Wartung und die Ersetzung einzelner Rohre zu erleichtern. Der Wärmetauscher kann außerdem vollständig aus dem den Kern enthaltenden Druckbehälter dadurch ausgebaut werden, daß man den zylindrischen Teil, der den Wärmetauscherabschnitt enthält, von dem Teil, der den Reaktorkern umschließt, an der Druckbehälter-Quertrennung zwischen dem Reaktorkern und dem Wärmetauscher löst Unter diesen Umständen wird der Druckwasser-Kernreaktor verhältnismäßig leicht in drei Einzelteile zerlegt, die gut

ίο zu handhaben sind und wodurch die Regelstäbe, der Wärmetauscher und auch der Reaktorkern leicht zur Besichtigung freizulegen ist

Dieses dreifache unterteilte System erhöht außerdem die Flexibilität der Anlagenanordnung und ermöglicht es, die Umwälzpumpen für das Druckwasser in dem System für maximalen Wirkungsgrad und maximale Sicherheit anzuordnen. Diese erhöhte Elastizität bei der Anlagenanordnung drückt sich auch in einem niedrigeren Primärwasserbedarf, größerer Freiheit bei der Anordnung des Wärmetauschers in Bezug auf den Druckbehälter sowie in bedeutenden Verminderungen bei den Baukosten und der Bauzeit aus.

Im einzelnen wird bei einer erläuternden Ausführungsform der Erfindung der Wärmetauscher in einem hohlen, zylindrischen Raum zwischen der Innenfläche des benachbarten Druckbehältersegments und der Behälterlängsachse angeordnet. Diese besondere Anordnung ermöglicht es, daß das Sekundärkühlmittel in dem Wärmetauscher im Gegenstrom zum Druckwasser fließt. Unter diesen Umständen können die Primärkühlmittel- oder Druckwasser-Umwälzpumpen im Druckbehälterverschluß montiert werden, der bei dem Reaktorkern liegt.

Dadurch, daß die Druckwasser-Umwälzpumpen an dieser Stelle angeordnet werden, erzielt man eine Reihe von bemerkenswerten Verbesserungen. Als wichtigste ist wohl der höhere Anlagewirkungsgrad zu nennen, der bei diesem System zu erreichen ist Diese Verbesserung wird erzielt, weil die Umwälzpumpen an der Stelle angeordnet sind, an der das Druckwasser seine niedrigste Temperatur in dem ganzen Prozeß hat, wodurch die Möglichkeit einer zerstörerischen Kavitation vermindert wird und durch das 'System eine höhere Druckwassertemperatur am Reaktorkernaustritt verwendet werden kann, so daß die Gesamt-Anlagenleistung erhöht wird. Der Pumpenstandort bringt außerdem einen erhöhten Sicherheitsfaktor bei einem Unfall, bei dem ein Großteil des Druckwassers aus dem Druckbehälter herausströmt. Solange Kühlwasser in

so den Druckbehälter aus irgendeiner Quelle eintreten kann, wird in diesem Fall der Pumpenstandort unterhalb des Reaktorkerns gewährleisten, daß dieses frische Kühlwasser in den Kern gepumpt wird. Während der Zeiten, in denen das Leistungsrekatorsystem für die Zwecke der Neubeschickung abgeschaltet werden muß, bringt diese konstruktive Anordnung außerdem einen weiteren Vorteil dadurch, daß die Pumpen und deren Anschlüsse nicht gelöst zu werden brauchen, weil die Pumpen im unteren Druckbehälterverschluß montiert sind, der nicht gelöst wird.

Da die Rohre, die bei dem Wärmetauscher oder Dampferzeuger verwendet werden, welcher dieser Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet, gerade sind, haben sie eine verhältnismäßig kurze Länge gegenüber den U-Rohren, die den bekannten Stand der τ i'hnik kennzeichnen. Dieses Merkmal erlaubt es beim Λ. G. viel dünnere Rohrboden im Vergleich zu den bekannten Rohrboden zu verwenden, die mehr als

doppelt so stark sein können.

In einer weiteren Ausführungsfonn der Erfindung iullt der Wärmetauscher das ganze Volumen des Druckbehältersegmeots aus, das lösbar mit dem Behälterteil verbunden ist, welcher den Reaktorkern aufnimmt. Bei dieser Ausführungsform verlaufen die Regelstabantriebsstränge ebenfalls gerade durch den Wärmetauscher, um den Betrieb bzw. die Wirkungsweise der Regelstäbe innerhalb des Reaktorkerns zu regeln, wobei hohle Mäntel parallel zu den Wärmetauscherrohren angeordnet werden, um diese Antriebsstränge aufzunehmen. Bei dieser Ausführungsform strömen außerdem das Druckwasser und das Sekundärkühlmittel beide in der gleichen Richtung (»Gleichstrom«) in einem Teil des Wärmetauschers, damit die Druckwasserpumpe Primärkühlwasser umwälzen kann, das eine niedrigere Temperatur aufweist, wodurch eine höhere Primärkühlmittel-Spitzentemperatur erreicht wird und somit die Energieerzeugungsleistung des ganzen Systems eine Erhöhung erfährt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

F i g. 1 ein Aufriß einer typischen Ausführungsform der Erfindung im vollen Schnitt, und

F i g. 2 ein Aufriß einer anderen Ausführungsform der Erfindung im vollen Schnitt

Der in F i g. 1 dargestellte Wärmetauscher ist in einem hohlen und im allgemeinen zylindrischen Druckbehälter 10 mit der Längsachse 11 untergebracht. Die Querenden 12, 13 des Druckbehälters sind durch Deckel 14 bzw. 15 verschlossen.

Der Deckel 14 trägt schematisch dargestellte Regelstabantriebe 16. Die Antriebsstränge 17,20,21 des Regelstabantriebs 16 durchdringen den Deckel 14 und laufen durch den Druckbehälter 10 in einer Richtung, die parallel zur Längsachse 11 liegt um einen Reaktorkern 22 zu durchdringen, der in dem Druckbehälter 10 bei dem Deckel 15, jedoch in Längsrichtung mit Abstand zu diesem angeordnet ist Die Längsachse des Reaktorkerns 22 fällt im allgemeinen mit der Längsachse 11 des Druckbehälters 10 zusammen. Der Deckel 14 hat einen ringförmigen Flansch 23, der auf einem Gegenflansch 24 ruht. Am Umfang angeordnete Bolzen 25 verbinden den Deckel 14 mit dem zylindrischen Körper des Druckbehälters 10, um den wahlweisen Ausbau des Deckels 14 und des angeschlossenen Regelstabanü iebs 16 als eine einzige Einheit zu erlauben. Dieses Merkmal des Lösens, Ausbauens und Wiedereinbauens ist während derjenigen Zeiten außerordentlich nützlich, in denen das System für eine Reaktorkern-Neubeschickung und routinemäßige Wartung abgeschaltet ist.

Wie in F i g. 1 dargestellt ist der zylindrische Teil des Druckbehälters HO auch trennbar um ein Paar wechselseitig aufliegender Flansche 26, 27 hei um in einer mittleren Qü'erebene verbunden. Die Flansche 26, 27 unterteilen den Druckbehälter im allgemeinen in zwei einzelne Zylinder: das Wärmetauschergehäuse 30 und das Reaktorkern-Traggehäuse 31.

Das Wärmetauschergehäuse 30 bildet einen Druckbehälter um ein Ringbündel, das aus in Längsrichtung verlaufenden geraden Rohren 32 besteht. Die Enden eines jeden der Rohre in dem Bündel werden in innen angeordneten Rohrboden 33,34 aufgenommen, die sich in den gleichen Ebenen wie die Flansche 24 und 26 befinden sowie in deren Nachbarschaft. Ein in Längsrichtung verlaufender hohler, zylindrischer Mantel 35 bildet ein wasser- und druckdichtes Gehäuse für das Rohrbündel 32. Diese Konstruktion ist außerdem mit konzentrischen Speisewassereintritts- und Dampfaustritts-Druckbehälterdurchführungen 35 ausgestattet, in denen Speisewassereintrittsrohre 37 und 40 in entsprechenden sie umschließenden Dampfaustrittsleitungen 41, 42 verschachtelt sind, wodurch auf das Gehäuse 30 ausgeübte Wärmeschocks und Spannungen vermindert werden, die sonst durch größere Temperaturunterschiede zwischen dem einströmenden Speisewasser und der Betriebstemperatur des Gehäuses 30 verursacht werden könnten. Jedoch erlaubt es die Lage des Dampferzeugermantels bei dieser Reaktorsystemanordnung auch, getrennte Dampf- und Speisewasseranschlüsse zu verwenden. Dies gilt nicht für einige Integralreaktoranordnungen, bei denen der Dampferzeuger innerhalb der Primärkühlmittelhülle eingeschlossen ;sl

Wie es in F i g. 1 dargestellt ist stellen die offenen Enden der in den Rohrboden 33, 34 befestigten Rohre des Bündels 32 eine strömungstechnische Verbindung durch den Wärmetauscher für Druckwasser dar, welches innerhalb des Druckbehälters 10 strömt, wie nachstehend beschrieben wird. Das Sekundärkühlmittel wird dagegen in den Wärmetauscherteil ausgetragen, der durch die Innenflächen des Gehäuses 30, den Mantel 35 und die Rohrboden 33,34 begrenzt wird.

Schrauben 43 verbinden die sich gegenüberliegenden Flächen der Flansche 26,27, damit das Wärmetauschergehäuse 30 wahlweise von dem Reaktorkern-Traggehäuse 31 gelöst werden kann. Dieses Merkmal erlaubt es, den Wärmetauscher und sein Gehäuse 30 vollständig von dem Druckbehälter abzubauen, wodurch die beiden Rohrboden 33, 34 und die Innenfläche des Mantels 35 zur Sichtprüfung freiliegen und die Möglichkeit besteht.

jedes der einzelnen Rohre in dem Rohrbündel 32 durch Ultraschall- oder andere geeignete Verfahren zu prüfen, ohne die Reaktorkern-Neubeschickungsvorgänge zu stören. Die verhältnismäßig kurzen, geraden Rohrstükke des Bündels 32 sind außerdem viel weniger für Spannungsrißkorrosion anfällig und erfordern weniger massive Rohrboden als die längeren Stücke aus gebogenen Rohren, die bisher Wärmetauscher nach dem Stand der Technik gekennzeichnet haben.

Der Reaktorkern 22 wird innerhalb einer hohlen, zylindrischen Kerntrommel 44 getragen. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist der Reaktorkern 22 in der Nähe eines der Längsenden der Trommel 44 angeordnet. Das entgegengesetzte Ende der Trommel 44 endet jedoch in einem außen angeordneten Flansch 45, der auf einer Paßnut ruht, welche auf dem inneren Umfang des Flansches 27 des Reaktorkerngehäuses 31 ausgebildet ist. Diese Konstruktion trägt die aus Trommel und Reaktorkern bestehende Baugruppe. Um die Druckwasserströmung von dem Austrittsende der Rohre, die im Rohrboden 34 aufgenommen werden, in einen ringförmigen Fallraum 46 zu fördern, der zwischen der Innenwand des Reaktorkern-Traggehäuses 31 und der Außenwand der Kerntrommel 44 ausgebildet ist, sind in Längsrichtung verlaufende Bohrungen in dem Kerntrommelflansch 45 ausgebildet. Somit stellt die Kerntrommel 44 nicht nur eine Tragkonstruktion für den Reaktorkern 22 dar, sondern auch eine Leitplatte, die den Druckwasserstrom innerhalb des Behälters 10 zu den Umwälzpumpen-Laufrädern 47,50 leiten.

b5 Gemäß einem wichtigen Merkmal dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Laufräder 47, 50 innerhalb des Druckbehälters 10 bei dem Deckel 15 angeordnet. Motore 51, 52 zum Antrieb der Laufräder

47 bzw. 50 befinden sich auf der Außenfläche des Deckels 15 und sind an die zugehörigen Laufräder mittels einzelner Wellen angeschlossen, die den Verschluß 15 durchdringen. Die Laufräder 47, 50 drücken das Druckwasser in einen Hohlraum, der durch einen in Längsrichtung angeordneten Tragmantel 53 gebildet wird, /elcher zwischen dem Reaktorkern 22 und der Innenfläche des Deckels 15 angeordnet ist.

Im Betrieb wird Druckwasser von den Pumpenlaufrädern 47, 50 in Richtung der Pfeile 54 parallel zur Längsachse 11 des Druckbehälters 10 durch den Reaktorkern 22 hindurch gedruckt. Das durch den Reaktorkern 22 strömende Wasser nimmt einen großen Teil Wärme aus den Spaltprozessen auf, die innerhalb des Kerns stattfinden. Dieses erwärmte Druckwasser strömt dann weiter in einer Richtung, die parallel zur Druckbehälter-Längsachse 11 liegt, durch den mittleren Teil hindurch, der durch die Kerntrommel 44 und den Wärmetauschermantel 35 begrenzt wird. Beim Erreichen des Deckels 14 wird der Druckwasserstrom um 180° abgebogen, um durch die Rohre zu fließen, die das Rohrbündel 32 in dem ringförmigen Wärmetauscher bilden. Innerhalb des Wärmetauschers überträgt das Druckwasser seine Wärme an ein Sekundärkühlmittel, das sich in Dampf verwandelt. Der Dampf aus dem Sekundärkühlmittel strömt aus dem Wärmetauscher durch die Austrittsleitungen 41,42 heraus.

Nach Übertragung der Wärme an das Sekundärkühlmittel ist die Temperatur des Primärkühlmittels gemindert und es strömt also kälteres Primärkühlmittel aus dem Rohrbündel 32 durch die Bohrungen in dem Kerntrommelflansch 45 und durch die ringförmige Fallkammer 46 zu den Laufrädern 47, 50. Es ist wichtig zu beachten, daß die Temperatur des Druckwassers an den LJmwälzpumpeneintritten auf ihrem niedrigsten Punkt liegt oder wenigstens dicht bei ihrem niedrigsten Punkt. Dieses Merkmal führt zu einer Anzahl von Vorteilen. Die Pumpen, welche kälteres Primärkühl-Druckwasser fördern, das eine verhältnismäßig niedrigere Kavitation hat die dazu neigt die Laufräder zu zerstören, erlauben höhere Primärwasser-Austrittstemperaturen, die ihrerseits die Dampferzeugerleistungen erhöhen. Die Pumpenanordnung auf dem Deckel 15 erhöht auch die Reaktorsicherheitsspanne, sollte das System viel Primärkühlmittel durch eine Undichtigkeit oder dergleichen verlieren. Wenn die Umwälzpumpen-Laufräder 47, 50 jedoch in der in F i g. Ϊ dargestellten Lage angeordnet sind, kann Kühlwasser von irgendeiner Quelle in den Reaktorkern 22 gepumpt werden. Bei den routinemäßigen Neubeschickungsvorgängen brauchen die Energie-, Instrumenten- und Kühlwasseransehliisse für diese Pumpen nicht gelöst zu werden, was jedoch als zusätzliche Arbeit bei Pumpen erforderlich ist die an einer anderen Stelle in dem Druckwasserprozeß angeordnet sind

Fig.2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Der Druckbehälter 55 weist zwei im allgemeinen hohle, zylindrische Gehäuse auf: ein Wärmetauschergehäuse 56 und ein Reaktorkerngehäuse 57. Die Gehäuse 56,57 stoßen in einer gemeinsamen Querebene zusammen und werden lösbar durch Stifte 60 verbunden, die durch gegenüberliegende Querflansche 61, 62 verlaufen, welche auf den äußeren Endflächen der Gehäuse 56, 57 in der gemeinsamen Ebene ausgebildet sind.

Das dem Ende mit dem Flansch 61 gegenüberliegende Querende des Gehäuses 56 endet in einem wulstförmigen Teil 63. Das Teil 63 hat einen Querflansch 64, der die Kreisöffnung in diesem Ende des Wärmetauschergehäuses umschreibt. Ein benachbarter Endverschluß 65, der in Form des Teils einer Kugel ausgebildet ist, hat auch einen Umfangsflansch 66, der auf dem Flansch 64 des wulstförmigen Teils ruht. Schrauben 67 in den Flanschen 64,66 verbinden lösbar den Verschluß 65 mit dem Wärmetauschergehäuse 56.

Wie in Verbindung mit dieser Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bildet eine Durchführung 70 in

ίο dem wulstförmigen Teil 63 einen Hals für eine Pumpenwelle 71. Die Längsachse der Welle 71 liegt in einer Richtung, die im allgemeinen senkrecht zur Längsachse 72 des Druckbehälters 55 verläuft. Innerhalb des wulstförmigen Teils 63 endet die Pumpenwelle 71 in einem Laufrad 73 zum Umwälzen des Primärkühi-Drückwassers innerhalb des Behälters 55, wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird.

Der Endverschluß 65 weist ebenfalls wieder Führungsrohre 74 für die Reaktor-Regelstabantriebsstränge auf.

Innerhalb des Wärmetauschergehäuses 56 und an der Querebene des Schnittpunkts zwischen dem zylindrischen und dem wulstförmigen Teil befindet sich ein in Querrichtung angeordneter Rohrboden 75, der zwei

Rohrbündel aufnimmt von denen jedes Rohr einen unterschiedlichen Durchmesser hat wie man der Darstellung entnehmen kann, ist eine äußere ringförmige Reihe von geraden Rohren 76 großen Durchmessers vorgesehen, die eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Mediumaustrag aus dem bei dem Rohrboden 75 angeordneten Laufrad 73 und der Austrittsseite eines Rohrbodens 77 herstellen, der quer an dem bei dem Reaktorkerngehäuse 57 liegenden Ende des Gehäuses 56 verläuft Die äußeren Längsenden der Rohre in dem Bündel, das die ringförmige Rohrreihe großen Durchmessers 76 bildet werden natürlich in

entsprechenden öffnungen innerhalb der Rohrboden 75,77 verankert

Sekundärkühlmittel wird dem Wärmetauscher durch ein Speisewasser-Eintrittsrohr 80 zugeführt das innerhalb und konzentrisch zur Dampfaustrittsleitung 81 eingebaut ist Innerhalb des Bündels aus Rohren großen Durchmessers 76 wird das Speisewasser-Eintrittsrohr 80 in einem Winkel von 90° abgebogen, um das nach innen strömende Sekundärkühlmittel in eine hohle, zylindrische Hülse 82 zu leiten, die an beiden Enden offen ist und die innerhalb der Reihe aus Rohren großen Durchmessers 76 angeordnet ist Die Dampfaustrittsleitung 81 stellt daneben lediglich eine Medium- oder

so Dampfverbindung mit dem Innenraum des Wärmetauschergehäuses 56 her. Natürlich kann eine Anzahl von Kombinationen aus Hülse und Eintrittsrohr in Abständen innerhalb der ringförmigen Rohrreihe angeordnet werden. Weiterhin kann ein Teil des Eintrittsrohrs 80 so ausgebildet sein, daß es durch den Einsatz einer geeigneten Verbindung in dem vertikalen Teil gerade unterhalb der Abbiegung zu 90° ersetzt werden kann.

Gerade Rohre kleineren Durchmessers bilden ein mittleres Bündel aus Rohren 83, die in paralleler Ausrichtung zur Längsachse 72 des Druckbehälters 55 zwischen den Rohrböden 75,77 angeordnet sind. Dieses mittig angeordnete Bündel aus Rohren kleineren Durchmessers 83 wird von einem hohlen, zylindrischen, in Längsrichtung angeordneten Mantel 84 umschlossen.

Der Mantel 84 besitzt Sekundärkühlmittel-Eintrittsöffnungen 85, die in dem nahe bei dem Rohrboden 77 liegenden Ende des Mantels ausgebildet sind. Innerhalb des zentralen Rohrbündels 83 werden außerdem

Vorkehrungen zur Anbringung von Regelstabantriebsstrang-Fiihrungsrohren 86 getroffen, die es erlauben, daß die Regelstabantriebsstränge gerade durch das mittlere Rohrbündel 83 sowie durch die Rohrböden 75, 77 hindurch verlaufen.

Das Reaktorkerngehäuse 57 besitzt einen halbkugelförmigen Verschluß 87, der mit dem offenen Querenden des zylindrischen Teils des Verschlusses verbunden ist, welcher dem Ende mit dem Flansch 62 gegenüber liegt. Innerhalb des Gehäuses 57 ist eine Umfangsnut 90 in dem Flansch 62 ausgebildet, um einen ringförmigen Flansch 91 auf einer hohlen, zylindrischen und in Längsrichtung verlaufenden Kerntrommel 92 zu unterstützen. Die Längsachse der Kerntrommel 92 fällt mit der Längsachse 72 des Druckbehälters 55 zusammen. Im Querschnitt ist der Anßendurchmesser der Kerntrommel 92 jedoch kleiner als der Innendurchmesser des Reaktorkerngehäuses 57. Diese Differenz zwischen den einzelnen Durchmessern ergibt einen ringförmigen Abstand zwischen der Kerntrommel 92 und dem Gehäuse 57, wobei dieser Abstand als Fallkammcr 93 dient, welche das umlaufende Druckwasser von der ringförmigen Reihe größerer Rohre 76 zu dem Halbkugelverschluß 87 leitet.

Gemäß der Darstellung in Fig.2 wird der Reaktorkern 94 innerhalb des bei dem Halbkugelverschluß 87 liegenden Teils der Kerntrommel 92 getragen. Quer angeordnete Roste 95 liegen unter dem Reaktorkern 94, um das Gewicht des Reaktorkerns zu tragen, um dieses Gewicht auf die Kerntrommel 92 zu übertragen und um die Druckwasserstromverteilung innerhalb des Reaktorkerns auszugleichen.

Wie bereits zuvor ausgeführt, strömt im Betrieb Primärkuhldruckwasser durch die Fallkammer 93. Die Form der Innenfläche des Halbkugelverschlusses 87 verleiht dem Druckwasser eine neue Richtung, d. h. veranlaßt es, in entgegengesetzter Richtung durch den Reaktorkern 94 zu strömen. Innerhalb des Reaktorkerns 94 nimmt das Druckwasser Wärme auf und strömt dann weiter parallel zur Längsachse 72 durch das aus Rohren kleineren Durchmessers bestehende mittlere Bündel 83. Wärme wird von dem innerhalb der Rohre kleineren Durchmessers strömenden Druckwasser auf das Sekundärkahlmittel übertragen, das einen Teil der Rohre in diesem mittig angeordneten Bündel unter Wasser setzt Dieses Sekundärkühlmittel verwandelt sich in Dampfund fließt durch die Dampfaustrittsleitung 81 aus dem Druckbehälter heraus.

Da die Sekundärkühlmittel-Eintrittsöffnungen 85 in dem Mantel 84 dicht an dem Rohrboden 77 angeordnet sind, der bei dem Reaktorkern 94 liegt, beschreibt das Sekundärkühlmittel einen Strömungsweg, der im

wesentlichen parallel zur Strömung des Druckwassers innerhalb der Rohre in dem Bündel 83 liegt. Bei dem Durchströmen der Rohre in dem Bündel 83 tritt das jetzt kältere Druckwasser in das wuktförmige Teil 63 ein, wo das Laufrad 73 dieses Druckwasser von dem wulstförmigen Teil durch die Rohre größeren Durchmessers 76 in der ringförmigen Reihe pumpt zwecks Rückführung durch die Fallkammer 93.

Erläuternd sei darauf hingewiesen, daß die Rohre kleineren Durchmessers in dem mittleren Bündel 83 einen Außendurchmesser von 125 mm haben könnten. Die Rohre größeren Durchmessers 76 könnten dagegen einen Außendurchmesser von 90 mm haben. Die Rohre größeren Durchmessers 76 erlauben die Rezirkulation des Druckwassers mit einem minimalen Druckverlust. Wenn eine größere Anzahl kleinerer Rohre verwendet wird, um das gleiche Druckwasservolumen mit dem gleichen Massenfluß pro Rohr von dem Laufradaustritt zu fördern, dann wäre der Druckverlust in dem strömenden Wasser ziemlich bedeutend und würde dazu neigen, den Gesamt-Wirkungsgrad zu vermindern. Es sollte in diesem Zusammenhang besonders darauf hingewiesen werden, daß die Strömung des Druckwassers innerhalb der Rohre größeren Durchmessers 76 und die Strömung des Sekundärkühlmittels, das durch das Speisewassereintrittsrohr 80 aufgegeben wird, in Längsrichtung gleichgerichtet sind, d. h. es handelt sich dabei um einen sogenannten Gleichstrom. Un;er diesen Umständen verwandelt sich jedoch ein Teil des eingeführten Speisewassers bei Berührung mit den Rohren 76 in Dampf und strömt zur Austrittsleitung 81 in einer Richtung, die entgegengesetzt der Richtung ist, in der das Druckwasser in den Rohren 76 strömt.

Wie bereits zuvor erwähnt, werden die Besichtigung des Zustand?., die Kernneubeschickung und derartige andere Arbeiten beträchtlich erleichtert. So wird z. B. der Endverschluß 67 losgeschraubt und entfernt, wodurch die Regelstabantriebsgestänge von dem Druckbehälter als eine einzige Einheit abgezogen werden können. Das Laufrad 73 sowie die zugehörige Welle und der Pumpenmotor brauchen nicht getrennt zu werden, während der Wärmetauscher besichtigt wird. Um den Reaktorkern neu zu beschicken, wird das Wärmetauschergehäuse 56 von dem Reaktorkerngehäuse 57 getrennt und als eine Einheit mit Hilfe eines geeigneten Hebezeugs entfernt, um den Reaktorkern 94 für die Neubeschickung, Besichtigung und dergleichen freizulegen. Es wird somit der Transport des Druckbehälters in kleineren, besser zu hantierenden Schüssen, die dann auf der Baustelle zusammenzubauen sind, erleichtert und vereinfacht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Druckwasser-Kernreaktor, dessen Druckgefäß aus einem unteren, den Reaktorkern enthaltenden Teil und einem fluchtend und lösbar darüber angeordneten, mit Hilfe eines Flansches am unteren Teil befestigten, einen aus ringförmig um die Druckgefäßachse herum angeordneten Rohren bestehenden Wärmeaustauscher enthaltenden, oberen Druckgefäßteil besteht, wobei Regelstabantriebsstränge vorhanden sind, die in Längsrichtung in den Reaktorkern hinein geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Druckgefäßteil (30, 56) in an sich bekannter Weise mit einem lösbaren Deckel (14,65) verschlossen ist und daß in ebenfalls an sich bekannter Weise die Rcgelstabantriebsstränge (17, 20, 21, 86) durch den Deckel (14, 65) und den Wärmetauscher hindurch in den Kern (22,94) geführt sind.