DE2818602B2

DE2818602B2 - Siedewasserreaktor mit einem zylindrischen Reaktordruckbehälter

Info

Publication number: DE2818602B2
Application number: DE2818602A
Authority: DE
Inventors: Walter 6384 Schmitten Neuenfeldt; Gerd 6092 Kelsterbach Pollak; Milan Dipl.-Ing. 6381 Seulberg Sulic; Walter Ing.(Grad.) 6078 Neu-Isenburg Ullrich
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1980-07-31
Also published as: SE7903683L; DE2818602C3; DE2818602A1; JPS54142490A

Description

Die Erfindung betrifft einen Siedewasserreaktor mit einem zylindrischen Reaktordruckbehälter, der einen von einem Kernmantel umschlossenen Reaktorkern enthält, wobei der Kernmantel an seinem oberen Ende radiale Vorsprünge aufweist, die an Konsolen der Innenwand des Reaktordruckbehälters befestigt sind, wobei die Konsolen das Gewicht des Reaktorkerns aufnehmen, wobei auf dem Kernmantel ein Wasserabscheider und über ihm ein Dampftrockner angeordnet sind und wobei das untere Ende des Kernmantels mindestens im kalten Zustand axial verschiebbar in einer dem Reaktordruckbehälter zugeordneten radialen Führung sitzt.

Reaktordruckbehälter und Kernmantel sind Stahlteile mit mehreren Metern Länge, die bei den im Betrieb auftretenden Temperaturänderungen über rund 300⁰C entsprechend großen Änderungen ihrer Abmessungen unterliegen. Daraus ergeben sich Probleme für die Abstützung des Kernmantels mit den gegebenenfalls daran befestigten weiteren Teilen am Reaktordruckbehälter, zumal mit der Abstützung nicht nur das viele Tonnen betragende Gewicht übernommen werden muß, sondern auch noch eine gegen andere Kräfte stabile, insbesondere schwingungsfeste Bauweise gewährleistet sein soll.

Nach der DE-AS 22 4S 426 siüizen sich Wasserabscheider und Dampftrockner auf einem Deckel des dort als Moderatorbehälter bezeichneten Kernmantels ab. Deshalb wird zum Beispiel die Haitekraft für Wasserabscheider und Dampftrockner über die volle Länge des Kernmantels zu einer unteren, in der Auslegeschrift nicht dargestellten Abstützung übertragen. Somit geht die Wärmedehnung des Kernmantels in vollem Umfang in die bei der Festlegung von Wasserabscheider und Dampftrockner zu berücksichtigenden Kräfte ein. Dies

ίο erfordert entweder sehr weiche Federn als Zwischenglieder gegenüber dem Deckel des Reaktordruckbehälters oder es führt dazu, daß in kaltem Zustand ein unerwünscht großes Spiel vorhanden ist
Aus der US-PS 32 53 999 ist ferner eine Siedewasserreaktor bekannt, bei dem der den Kern einschließende Kernmantel zusammen mii den auf diesem aufbauenden zweistufigen Wasserabscheider mit einem radial nach außen weisenden Flansch in eine Ausnehmung unterhalb des oberen Randes des Reaktordruckbehälters eingehängt ist. Der Flansch wird dort mit dem Deckel des Reaktordruckbehälters festgepreßt Am unteren Ende des Kernmantels ist lediglich eine radiale Führung durch vier horizontale Nocken vorgesehen, die axiale Längenänderungen nicht behindern, da die Zeichnung der Patentschrift ein erhebliches Spiel erkennen läßt.

Aus der DE-AS 12 95 720 ist es ferner bekannt, daß der Kern ein-is Siedewasserreaktors einschließlich des Kernmantels auf Konsolen aufsitzt, die unmittelbar vor dem kugelförmigen Boden des Reaktordruckbehälters

ω angeordnet sind. Die zu den Brennelementen gehörenden Kästen haben hier einen oberen, als Zentrifugalabscheider ausgebildeten Teil, so daß eine weitere Dampftrocknung in einem von getrennten Konsolen abgestützten Dampftrockner erfolgen kann, der von einer kegelstumpfförmigen Haube aus Stahlgaze gebildet wird. Befestigungsprobleme scheinen dabei keine Rolle zu spielen. Jedenfalls ist darüber in der Auslegescnrift nichts gesagt.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, bei einem Siedewassereaklor eine sichere, vor allem schwingungsfeste Anbringung des Wasserabscheiders und des Dampftrockners zu ermöglichen, die noch dazu leicht zu lösen sein soll, ohne daß die Gefahr von Wärmespannungen besteht, die eine solche Befestigung bei unterschiedlichen Wärmedehnungen mit sich bringen kann.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Siedewasserreaktor erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Konsolen in an sich bekannter Weise in der unteren Hälfte des Druckbehälters liegen und daß in ebenfalls bekannter Weise der Dampftrockner über federnde Zwischenglieder vom Druckbehälterdeckel festgehalten ist.

Bei der Erfindung kann sich der Kernmantel mit dem Reaktorkern bei Wärmedehnungen nach unten erstrekken, ohne daß dadurch Reaktionskräfte wirksam werden. In gleicher Weise kann sich der darüberliegende Wasserabscheider nach oben dehnen, da hierfür auf Grund der »tiefen« Anordnung der Konsolen genügend

M> Raum bleibt. Andererseits wird durch die federnde Festlegung gegenüber dem Deckel des Reaktordruckbehälters eine leicht lösbare Anbringung erreicht, die gerade in dem schwingungsgefährdeten Bereich mit hohen Dampfgeschwindigkeiten eine einwandfreie

b5 Festlegung ergibt.

Die Vorsprünge zum Verschrauben des Kernmantels sind vorteilhaft gleichmäßig um seinen Umfang verteilt. Es können zum BeisDiei acht soiciie VorsDrünee

vorgesehen werden, um eine möglichst gleichmäßige Einleitung der Haltekräfte zu erreichen. Die Verschraubung kann über Hammerkopfschrauben vorgenommen werden, die auch mit fernbetätigten Werkzeugen oder langen Stangen, die wegen großer Entfernungen und der Strahlungsgefahr erforderlich sind, noch gut zu bedienen sind.

Die untere Führung des Kemmantels kann ais Abdeckung für Pumpen dienen, die in den Zwischenraum zwischen dem Reaktordruckbehälter und dem Kernmantel ragen. Solche Pumpen sind bei Siedewasserreaktoren bekannt Sie bestimmen den inneren Umlauf des Kühlwassers im Reaktordruckbehälter und können zur Leistungsregelung herangezogen werden. Der Kernmantcl kann im Bereich der unteren Führung eine Gitterplatte tragen. Dann ergibt sich dort eine Aussteifung, die die Festlegung des Kernmantels in der Führung verbessert

Auf dem Kernmantel kann ein Wasserabscheider abgestützt werden, wie das zum Beispiel aus der deutschen Offenlegungsschrift 163S 183 bekannt ist Im Gegensatz zum Bekannten kann der Wasserabscheider aber vorteilhaft über federnde Zwischenglieder gegen den darüberliegenden Dampftrockner drücken, der seinerseits an eine Abstützung an der Innenwand des Reaktordruckbehälters gepreßt wird. Die Federung bracht dann nur noch für Fertigungs- und Mor.tagetoleranzen und für die relativ geringe Wärmedehnung ausgelegt sein, die sich über die Länge des Wasserabscheiders einstellt jo

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Zeichnung zeigt in einem Längsschnitt den Reaktordruckbehälter eines Siedewasserreaktors für zum Beispiel 1000 MWe mit seinen Einbauten. r>

Der Reaktordruckbehälter 1 umfaßt einen aus mehreren Schüssen zusammengesetzten zylindrischen Mantel 2 mit einem gewölbten Boden 3 und einem oberen Flanschring 4. Dort ist ein Deckel 5 mit Schrauben 6 befestigt Der Reaktordruckbehälter besteht aus Kohlenstoffstahl und ist innen mit austenitischem Stahl plattiert

in der unteren Hälfte des Reaktordruckbehälters ist ein zylindrischer Kernmantel 7 angeordnet, der acht um den Umfang gleichmäßig verteilte radiale Vorsprünge 10 aufweist Die Vorsprünge sind durch Streben 11 versteift Sie führen zu Konsolen 12 an der Innenwand des Reaktordruckbehälters. Dort sind die Vorsprünge 10 mit Hammerkcpfschrauben 13 verschraubt

Der Kernmantel 7 ist oben mit einem gewölbten Deckel 15 versehen. Darauf sitzt ein Wasserabscheider 16, der in bekannter Weise aus einzelnen Zentrifugalabscheidern 17 zusammengesetzt ist Der Deckel 15 mit dem Wasserabscheider 16 ist mit zwölf Stangen 18 am Außenrand versehen, die an kleinen Auslegern 14 angreifen. Acht der Ausleger 14 sind den Vorsprüngen 10 zugeordnet

Die Stangen 18 tragen ein Federpaket 19, das vorzugsweise Stapel von Tellen'edern umfaßt und an der Grundplatte 20 einer Dampftrocknereinheit 21 anliegt Die Dampftrocknereinheit 21 kann aus PrallbJechen mit Fangtaschen oder siebförmigen Demistern bestehen. Sie sitzt mit der Grundplatte 20 auf einem Ring 22, der an der Innenseite des Reaktordruckbehälters 1 angebracht ist Oberhalb der Stangen 18 sitzen auf der Grundplatte 20 zwölf Haltestangen 24, die über Federpakete 25 an Vorsprangen 26 an der Innenseite des Deckels 5 angreifen. Die Federpakete 25 können wie die Federpakete 19 ausgebildet sein, da die aufzunehmenden Wärmedehnungen weitgehend ausgeglichen sind. Vorteilhaft ist ferner, daß die Haltekräfte, wie man sieht über kurze Strecken abgetragen werden.

Der in bekannter Weise aus nicht dargestellten Brennelementen zusammengesetzte Reaktorkern 27 befindet sich zwischen einer oberen Gitterplatte 28 und einer Abstützung 29. Der darunter liegende Raum, der von dem unteren Ende 30 des Kernmantels 7 mit einem verringerten Durchmesser umschlossen wird, ist mit einer Gitterplatte 31 begrenzt. Auf der Außenseite des Kernmantels 7 sitzt dort eine Ringplatte 34. Sie bildet eine radiale Führung am unteren Ende des Kernmantels 7, der erst im warmen Zustand formschlüssig mit der Innenseite des Reaktordruckbehäiters 1 zusammenwirkt, bis dahin aber axiale Wärmedehnungen des Kernmantels 7 unbehindert zuläßt

Die Ringpiatte 34 wirkt ferner als Trennwand zwischen dem Ringraum 32 zwischen Kernmantel 7 und Reaktordruckbehälter 1 einerseits und dem Bodenraum 33 andererseits. Dort sind axiale Umwälzpumpen 35 angeordnet, Für die der Ringraum 32 der Saugrauin ist, während der Bodenraum 33 der Druck raum ist, aus dem das im Reaktordrackbehälter 1 umgewälzte Kühlwasser von unten gegen den Reaktorkern 27 strömt In diesem Bereich ergibt die Gitterplatte 31 eine Versteifung des Kernmantels 7, die die seitliche Befestigung verbessert

Die Gitterplatte 31 ist ferner über Halterungen 36 mit Meßleitungen 37 verbunden, die durch Stutzen 38 durch den Boden 3 des Reaktordruckbehälters geführt sind. Weitere Stutzen 39 gehören zu Führungen und Antrieben 40 für Steuerstäbe mit neutronenabsorbierendem Material.

Die Einbauten des Reaktordruckbehälters 1 bestehen aus austenitischem Stahl. Dennoch sind die Wärmedehnungen aller Teile sowohl gegeneinander als auch gegenüber dem Reaktordruckbehälter aus Kohlenstoffstahl mit der neuen Bauweise gut zu beherrschen.

Hierzu 1 BUtt Zeichnengen

Claims

Patentansprüche:

1. Siedewasserreaktor mit einem zylindrischen Reaktordruckbehälter, der einen von einem Kernmantel umschlossenen Reaktorkern enthält, wobei der Kernmantel an seinem oberen Ende radiale Vorsprünge aufweist, die an Konsolen der Innenwand des Reaktordruckbehälters befestigt sind, wobei die Konsolen das Gewicht des Reaktorkerns aufnehmen, wobei auf dem Kernmantel ein Wasserabscheider und über ihm ein Dampftrockner angeordnet sind und wobei das untere Ende des Kernmantels mindestens im kalten Zustand axial verschiebbar in einer dem Reaktorbehälter zugeordneten radialen Führung sitzt, dadurchgekennzeichnet. daß die Konsolen (12) in an sich bekannter Weise in der unteren Hälfte des Druckbehälters (1) liegen und daß in ebenfalls bekannter Weise der Dampftrockner (21) über federnde Zwischenglieder (25) vom Druckbehälterdeckel (5) festgehalten ist

2. Siedewasserreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichmäßig um den Umfang des Kernmantels (7) verteilte Vorsprünge (10) mit den Konsolen (12) über Hammerkopfschrauben (13) verspannt sind.

3. Siedewasserreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernmantel (7) im Bereich der unteren Führung (34) eine Gitterplatte (31) trägt.

4. Reaktordruckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf dem Kernmante! (7) in an sich bekannter Weise abgestützter Wasserabscheider (16) über federnde Zwischenglieder (19) gegen einen darüberliegenden Dampftrockner (21) drückt, der seinerseits an eine Abstützung (22) an der Innenwand des Reaktordruckbehälters (1) gepreßt ist.