DE2800644C2

DE2800644C2 - Aus mehreren vorgespannten Druckbehältern bestehende Druckbehälteranordnung für eine Kernreaktoranlage

Info

Publication number: DE2800644C2
Application number: DE2800644A
Authority: DE
Inventors: Erik Dipl.-Ing. 6800 Mannheim Bodmann
Original assignee: Hochtemperatur-Reaktorbau 5000 Koeln De GmbH; Hochtemperatur Reaktorbau 5000 Koeln GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date: 1978-01-07
Filing date: 1978-01-07
Publication date: 1984-01-05
Also published as: GB2021301A; JPS54151794A; US4227968A; FR2414239A1; DE2800644A1; GB2021301B; FR2414239B1; JPS5858038B2

Description

Die Erfindung betrifft eine aus mehreren vorgespannten Druckbehältern bestehende Druckbehälteranordnung für eine Kernreaktoranlagc, die einen Hochtemperaturreaktor, eine Anzahl von wärmetauschenden Komponenten und horizontale Gaskanäle zur Verbindung des Hochtemperaturreaktors mit den wärmetauschenden Komponenten umfaßt, wobei der Hochtemperaturreaktor in einem zentral angeordneten Druckbehälter (Reaktorbehälter) untergebracht und für jede der wärmetauschenden Komponenten ein gesonderter Druckbehälter (Komponentenbehälter) vorgesehen ist. Die Komponentenbehälter sind dabei auf einem Teilkreis um den Reaktorbehälter angeordnet.

Eine derartige Anordnung ist durch das DE-GM 40 270 bekanntgeworden. Dies zeigt einen Spannbeton-Druckbehälter für Kernkraftwerke, bei dem das benötigte Behältervoliimen auf mehrere Behälter aufgeteilt ist, wobei jeder Behälter für sich vorgespannt ist und alle Behälter durch Verlegung weiterer Spannkabel gemeinsam vorgespannt und zu einer Einheit verbunden sind. Dabei ist ein zentral angeordneter größerer Behälter zur Aufnahme des Kernreaktors bestimmt, während in vier kleineren, um den zentralen Behälter gruppierten Behältern die Rrimärkreislaufkomponenten wie Wärmetauscher und KüLhnittelumwälzeinrichtungen installiert sein können. In dem zentralen Behälter und den äußeren Behältern sind horizontale Durchbrüche vorgesehen, wobei der zentrale Behälter mit den äußeren Behältern durch in einer Ebene liegende Kühlgasleitungen verbunden ist

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Druckbehälteranordnung der eingangs beschriebenen Bauart zu schaffen, bei der zur Verwendung von Gußdruckbehältem die einzelnen vorgespannten Druckbehälter zu einem kompakten Verbund zusammengeschlossen sind und auch im Bereich der horizontalen Gaskanäle eine ausreichende Vorspannung der Druckbehälter gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die im wesentlichen zylindrischen Guß-Druckbehälter im Bereich der horizontalen Gaskanäle, die sich in einer Ebene befinden und radial verlaufen, eine Reihe von .senkrechten Planflächen aufweisen, wobei ein Teil der Planflächen des Reaktorbehälters rechtwinklig zu den horizontalen Gaskanälen ausgerichtet ist und jeder Komponentenbehälter mit einer seiner Planflächen unmittelbar an einer der genannten Reaktorbehälter-Planflächen anliegt, daß die Zwischenräume zwischen den einzelnen Komponentenbehältern im Bereich der senkrechten Planflächen bis zu einem die Komponentenbehälter umhüllenden Kreis mit Stützblöcken aufgefüllt sind, die an den noch freien Planflächen der Komponentenbehälter und des Reaktorbehälters anliegen und mit den Druckbehältern mindestens einen scheibenförmigen Verbundkörper bilden, und daß der scheibenförmige Verbundkörper durch um seinen Umfang gewickelte Vorspannglieder in horizontaler Richtung vorgespannt ist.

Jeder einzelne Druckbehälter ist in an sich bekannter Weise durch ein in vertikaler und horizontaler Richtung wirkendes Vorspannsystem vorgespannt, das den inneren Druckkräften das Gleichgewicht hält und bewirkt, daß die Fugen zwischen den Gußblöcken, aus denen die Gußdruckbehälter zusammengesetzt sind, geschlossen bleiben. Im Bereich des (oder der) scheibenförmigen Verbundkörper^) ist die horizontale Vorspannung der einzelnen Druckbehälter erfindungsgemäß durch die Vorspannglieder ersetzt, die um den Umfang des Verbundkörpers gewickelt sind. Diese halten den inneren Druckkräften das Gleichgewicht, so daß zwischen den Gußblöcken der Druckbehälter keine Scherkeile eingesetzt zu werden brauchen.

Auf diese Weise entsteht ein kompakter Gesamtkörper mit einfachen Abstützmöglichkeiten, der jedoch nur im Bereich der horizontalen Gasführungen eine um alle Druckbehälter gelegte Wicklung aufweist. Die Führung der vertikalen Vörspannglieder der einzelnen Druckbehälter wird durch das Zusammenschließen der Druckbehälter zu einem kompakten Gesamtkörper nicht behindert,

Gegenüber einer Anlage in integrierter Bauweise und einer Anlage aus Spannbeton, besitzt die erfindungsgemäße Druckbehälteranordnung den Vorteil einer kürzeren Bauzeit, wobei vor allem die damit verbundene Kostenreduktion eine Rolle sDielt. Ferner im cinr·

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bessere Zugänglichkeit zu den Komponenten gegeben, und zudem können die Komponentenbehälter ausgewechselt werden, was beispielsweise bei einem Liner- | oder Isolierungsschaden notwendig werden könnte. (·

Als wärmetauschende Komponenten können in den '5 Komponentenbehältern beispielsweise Dampferzeuger , installiert sein, die sekundärceitig an einer Stromerzeugungsanlage angeschlossen sind. Die zur Umwälzung des Kühlgases erforderlichen Gebläse können oberhalb der Dampferzeuger in den Komponentenbehältern untergebracht sein.

Einige der Komponentenbehälter können auch dazu benutzt werden, in der Kernreaktoranlage ein Nachwärmeabfuhrsystem zu installieren. Ein solches System kann in an sich bekannter Weise aus mehreren Gebläsen mit oder ohne Rekuperator und der gleichen Anzahl von Kühlem bestehen. Die Komponentenbehälter für das Nachwärmeabfuhrsystem können sich jeweils zwischen den Komponentenbehältern für die anderen wärmetauschenden Komponenten, ako z.B. für die Dampferzeuger, befinden, wobei in jedem der erstgenannten Komponentenbehälter ein Gebläse mit oder ohne Rekuperator und ein Kühler angeordnet sind

Gemäß der Erfindung ist mindestens ein scheibenförmiger Verbundkörper vorgesehen. Vorteilhafterweise sind die Stützblöcke so zusammengefügt, daß zwei scheibenförmige Verbundkörper gebildet werden, die voneinander beabstandet sind. Der Abstand ist so festgelegt, daß der obere Verbundkörper oberhalb und der untere Verbundkörper unterhalb der horizontalen Gaskanäle angeordnet ist Jeder der beiden Verbundkörper ist in der beschriebenen Weise horizontal vorgespannt

Zweckmäßigerweise sind die Stützblöcke aus Grauguß hergestellt und hohl ausgebildet Es wird für sie daher relativ wenig Material beansprucht

in der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Druckbehälteranordnung gemäß der Erläuterung schematisch dargestellt Die Figuren zeigen im einzelnen

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, auf der linken *o Seite im Längsschnitt und auf der rechten Seite im Aufriß dargestellt,

F i g. 2 einen Querschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel nach der Linie A-Bder F i g. 1,

F i g. 3 ein zweites A.usführungsbeispiel, auf der linken Seite im Längsschnitt und auf der rechten Seite im Aufriß dargestellt.

Die F i g. 1 und 2 zeigen einen vorgespannten, im wesentlichen zylindrischen Gußdruckbehälter (im folgenden Reaktorbehälter 1 genannt), der eine zentral angeordnete Kaverne 2 umschließt. In dieser ist ein heliumgekühlter Hochtemperaturreaktor mit kugelförmigen Brennelementen untergebracht (nicht dargestellt).

Der Reaktorbehälter 1 weist eine Deckenplatte la, eine Bodenplatte \b und ein zylindrisches Wandteil Ic auf, die durch vertikale Spannkabel 3 miteinander verspannt sind. Die Vorspannung in horizontaler Richtung wird durch um den Behälterumfang gelegte Wicklungen bewirkt (nicht dargestellt).

Auf einem Teilkreis um den Reaktorbehälter 1 sind mehrere Komponentenbehälter 4 angeordnet, die ebenfalls als vorgespannte Gußdruckbehälter ausgeführt und im wesentlichen zylindrisch gestaltet sind. Die Vorspannung in vertikaler Richtung erfolgt durch &> Spannkabel 5, die auch durch die Decken- und die Bodenplatte der Komponentenbehälter 4 geführt sind. Die horizontale Vorspannung wird auch hier mittels um

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

den Behälterumfang gewickelter Spannglieder aufgebracht (nicht dargestellt).

Jeder Komponentenbehälter 4 ist mit dem Reaktorbehälter 1 durch einen horizontalen Gaskanal 6 verbunden, der als koaxiale Gasführung ausgebildet ist In deren innerem Leitungsteil strömt das von dem Hochtemperaturreaktor kommende Heißgas zu der betreffenden wärmetauschenden Komponente, während in dem äußeren Leitungsteil das abgekühlte Gas zu dem Hochtemperaturreaktor zurückgeführt wird.

Alle horizontalen Gaskanäle 6 verlaufen in radialer Richtung und liegen in einer Ebene. Diese Ebene befindet sich im unteren Teil des zylindrischen Wandteils Ic des Reaktorbehälters 1. Im Bereich der horizontalen Gaskanäle 6 weist der Reaktorbehälter 1 eine Reihe von senkrechten Planflächen 7 auf, die — im Querschnitt gesehen — mit an den Behälterumfan§ angelegten Tangenten zusammenfallen. Es entsteht so in dem angegebenen Bereich ein Behälterkörper mit polygonartigem Querschnitt Die senkrechten Planflächen 7 sind so ausgerichtet daß ein Teil Ta von ihnen im rechten Winkel zu den radial verlaufenden horizontalen Gaskanälen 6 steht

Die Komponentenbehälter 4 sind in dem gleichen Bereich ebenfalls mit senkrechten Planflächen 8 versehen, und ein Teil 8a dieser Pianflächen legt sich unmittelbar an die Reaktorbehälter-Planflächen 7a an, wobei die Durchbrüche in der Wandung der Komponentenbehälter 4 und des Reaktorbehälters t, in denen die horizontalen Gaskanäie 6 verlegt sind, miteinander fluchten.

Die Zwischenräume 9 zwischen den einzelnen Komponentenbehältern 4 sind im Bereich der senkrechten Pianflächen 7 und 8 bis zu einem die Komponentenbehälter 4 umhüllenden Kreis mit Stützblöcken 10 aus Grauguß aufgefüllt, die hohl ausgebildet sind. Die Stützblöcke 10 liegen an den noch freien senkrechten Planflächen Tb des Reaktorbehälters 1 und ebensolchen Pianflächen Sb der Komponentenbehälter 4 an und bilden mit den Druckbehältern 1 und 4 einen scheibenförmigen Verbundkörper 11.

Im Bereich des scheibenförmigen Verbundkörpers 11 ist die Wickelvorspannung der einzelnen Druckbehälter 1 und 4 ausgespart und durch um den Umfang des Verbundkörpers 11 gewickelte horizontale Vorspannglieder 12 ersetzt, wie aus F i g. 2 zu ersehen ist. Die vertikale Vorspannung der einzelnen Druckbehälter mittels der Spannkabel 3 und 5 wird durch die Stützblöcke 10 nicht beeinträchtigt

In den Komponen'enbehältern 4 können beispielsweise Dampferzeuger und die Teile eines Nachwärmeabfuhrsystems installiert sein.

Die ! ig.3 zeigt eine Druckbehälteranordnung, die sich von dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel nur in der Ausgestaltung des scheibenförmigen Verbundkörpers unterscheidet. Die hohlen Stützblöcke 10 aus Grauguß sind nicht zu einem einzigen Verbundkörper zusammengesetzt, sondern sie bilden zwei voneinander beabstandete scheibenförmige Verbundkörper 13 und 14. Der eine dieser beiden Verbundkörper, der Verbundkörper 13, ist oberhaib der horizontalen Gaskanäle 6 angeordnet, während der scheibenförmige Verbundkörper 14 unterhalb der horizontalen Gaskanile 6 vorgesehen ist. Beide Verbundkörper 13 und 14 sind — wie in der F i g. 2 am Beispiel des scheibenförmigen Verbundkörpers 11 gezeigt — durch um ihren Umfang gewickelte Vorspannglieder in horizontaler Richtung vorgespannt

Claims

1 Patentansprüche: 28 OO

1. Aus mehreren vorgespannten Druckbehältern bestehende Druckbehälteranordnung für eine Kernreaktoranlage, die einen Hochtemperaturreaktor, eine Anzahl von wärmetauschenden Komponenten und in einer Ebene befindliche, radial verlaufende horizontale Gaskanäle zur Verbindung des Hochtemperaturreaktors mit den wärmetauschenden Komponenten umfaßt, wobei der Hochtemperaturreaktor in einem zentral angeordneten Druckbehälter (Reaktorbehälter) untergebracht und für jede der wärmetauschenden Komponenten ein gesonderter Druckbehälter (Komponentenbehälter) vorgesehen ist und wobei die Komponentenbehälter auf einem Teilkreis um den Reaktorbehälter angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen zylindrischen Guß-Druckbehälter im Bereich der horizontalen Gaskanäle (6) eine Reihe von senkrechten Planflächen (7,8) aufweisen, wobei ein Teil (7a/¹ der Planfiäcben (7) des Reaktorbehäiters (1) rechtwinklig zu den horizontalen Gaskanälen (6) ausgerichtet ist und jeder Komponentenbehälter (4) mit einer seiner Planflächen (Sa,} unmittelbar an einer der genannten Reaktorbehältcr-PIanflächen (7a) anliegt, daß die Zwischenräume (9) zwischen den einzelnen Komponentenbehältern (4) im Bereich der senkrechten Planflächen (8) bis zu einem die Komponentenbehälter (4) umhüllenden Kreis mit Stützblöcken (10) aufgefüllt sind, die an den noch frf.V;n Planflächen (86,7b) der Komponentenbehälter (4) und des Reaktorbehälters (1) anliegen und mit den Druckbehältern mindestens einen scheibenförmigen Verbundkörper (11) bilden, und daß der scheibenförmige Verbundkörper (11) $5 durch um seinen Umfang gewickelte Vorspannglieder (J2) in horizontaler Richtung vorgespannt ist.

2. Druckbehälteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit Abstand untereinander angeordnete scheibenförmige Ver- -to bundkörper (13,14) vorgesehen sind, von denen der obere Verbundkörper (13) oberhalb und der unteis Verbundkörper (14) unterhalb der horizontalen Gaskanäle (6) angeordnet ist.

3. Druckbehälteranordnung nach Anspruch 1 oder -»5 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützblöcke (10) aus Grauguß hergestellt und hohl ausgebildet sind.