DE2928765C2 - Schutzeinrichtung für eine Kernkraftwerksanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für eine Kernkraftwerksanlage gegen Einwirkungen von außen.

Bei der Auslegung und Genehmigung von Kernkrüftwcrksanlagcn weiden Slörfiille /ugnindegelegt. deren Beherrschung nachgewiesen werden muß. Als mögliche Störfälle einer Einwirkung von außen werden z. B. Gaswolkenexplosion, Flugzeugabsturz und Sabotage angesehen.

Nach dem Stand der Technik sind sehr aufwendige und umfangreiche Einzelmaßnahmen bei Gebäuden, Systemen und Anlagenteilen erforderlich, um bei derartigen Störfällen direkt oder indirekt die Funktion der Abschaltung und Nachwärmeabfuhr sowie den Aktivitätscinschluß sicherzustellen und eine unzulässige Schädigung Dritter auszuschließen.

Bekannt sind ferner Untergrundbauweisen zum Schutz von Kernkraftanlagen.

Die Beherrschung von Störfällen durch Einwirkung von außen ist somit nur durch aufwendige Maßnahmen möglich.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine alle Gebäude einer Kernkraftwerksanlage einschließende Schutzeinrichtung zu schaffen, wobei die Be- und Entlüftung sichergestellt ist.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Schutzeinrichtung eine in Form eines Mehrfachkegels aufgebaute, zentralmastgestützte Zeltkonstruktion ist, deren Mantelflächen aus Seilnetzen und linienförmig gespannten Seilen bestehen, wobei die aus Seilnetzen gebildeten Mantelflächen mit einer luftdichten Abdeckung versehen sind und die Anlage luftdicht umschließen und daß Mittel zur Be- und Entlüftung der Schutzeinrichtung und der eingeschlossenen Gebäude vorgesehen sind.

Belastungen bei Störfällen durch Einwirkung von außen werden durch Umwandlung in elastisch plastische Verformungen abgebaut. Dadurch werden direkte oder indirekte Auswirkungen wie z. B. induzierte Erschütte-J5 rungen, Penetration von Trümmern oder Brandeinwirkungen auf sicherheitstechnisch wichtige Anlagenteile soweit verhindert, daß bei Gebäuden und Anlagenteile keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich sind.

Es hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt, daß sich vom Außenumfang des unteren Kegels eine kegelstumpfförmige Verlängerung nach unten erstreckt, daß die Mantelflächen des unteren Kegels und der kegelstumpfförmigcn Verlängerung als Seilnetz ausgebildet sind, daß zwischen dem Außenumfang des Kegels und dem Zcntralmast linienförmig verlaufende, den oberen Kegel bildende Seile gespannt sind und daß die kegelstumpfförmige Verlängerung mit ihrem größeren Umfang an im Boden eingelassenen Fundamenten verankert ist.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenigstens einen der bei Kernkraftwerksanlagen notwendigerweise vorhandenen Abluftkamine als Mast für die Schutzeinrichtung auszubilden.

Damit auch der Mast selbst gegen zerstörende Einflüsse von außen geschützt ist, sind die linienförmig verlaufenden Seile am freien Ende des Mastes befestigt.

Die linienförmig verlaufenden Seile sind vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Tragringes an wenigstens einem Mast befestigt.

W) Um die Struktur der Fangvorrichtung nicht zu stören, sind im Bereich der Fundamente Filter zur Belüftung des luftdicht abgeschlossenen Raumes und der Gebäude der Kcrnkmftwcrksanlagc vorgesehen, wobei die F.ntlüftung über einen Abluftknmin erfolgt.
b^r> Aufgrund der Konstruktion und Größe der Schutzeinrichtung hai es sich ills vorteilhaft erwiesen, in den oberen Kegel die üblicherweise in einem Kühlturm angebrachte Einrichtung zur Abfuhr der Wärme des Tür-

binenkondensator-Hauptkühlwassers zu integrieren. Dazu ist die Mantelfläche des aus den linienförmig ge-• spannten Seilen gebildeten oberen Kegels teilweise mit einer luftdichten Verkleidung versehen. Diese Mantelfläche bildet auch die Umfassung der innerhalb des oberen Kegels angeordneten Einrichtung zur Abfuhr der Wärme des Turbinenkondensator-Hauptkühlwassers, woDei die Lufteintrittsöffnungen dieser Einrichtung unterhalb und die Luftaustrittsöffnungen oberhaäb der luftdichten Verkleidung des oberen Kegels vorgesehen sind.

Mit dieser Ausbildung entfällt der aufwendige Bau eines separaten Kühlturms. Außerdem ist die Einrichtung zur Abfuhr der Wärme des Turbinenkondensator-Hauptkühiwassers sicher gegen Einwirkungen von au-. Ben untergebracht.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ruhen die Kühlrohre der Einrichtung zur Abfuhr der Wärme des Turbinenkondensator-Hauptkühlwassers auf einer Tra- : gestruktur. die an wenigstens einem Mast befestigt ist.

; Die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung wird anhand von Ausführungsbeispielen und der schematischen Zeichnungen F i g. 1 bis 3 beschrieben.

In der Fi g. 1 sind verschiedene Gebäude einer Kernkraftwerksanlage 1 dargestellt. Es handelt sich dabei um das Reaktorgebäude 2. das Hilfsanlagengebäude 3, das Zwischengebäude 4, das Maschinenhaus 5 und den Abluftkamin 11. Zur Abschirmung gegen Einwirkungen von außen wie z. B. Gaswolkenexplosion oder Flugzeugabsturz ist eine Schutzeinrichtung 7 vorgesehen, welche die gesamte Kernkraftwerksanlage überspannt. Die Schutzeinrichtung ist eine in Form eines Doppelkegels aufgebaute Fangkonstruktion, die im wesentlichen aus Stahlseilen besteht. Ein luftdicht ausgebildetes »Zelt« besteht aus dem unteren Kegel 8 und einer mit dem Außenumfang 9 des Kegels 8 verbundenen kcgclstumpfförmigen Verlängerung 10. Die Mantelflächen von Kegel 8 und Verlängerung 10 sind aus einem Seilnetz aus Stahl gebildet und mit nicht dargestellten Blechplatten luftdicht verkleidet. Die Spitze des Kegels 8 ist am Abluftkamin 11 befestigt, der somit als Zentral mast der zeltförmigen Fangkonstruktion dient. An in den Boden eingelassenen Fundamenten 12 ist die Verlängerung 10 entlang ihres größten Umfanges verankert. Vom freien Ende 13 des Abluftkamins führen dort befestigte linienförmig angeordnete Seile 14 zum Außenumfang 9 des Kegels 8 und dienen als Spannseile für den Kegel 8 und die Verlängerung 10. Es entsteht somit ein oberer Kegel, dessen Mantelfläche aus linienförmig geführten Seilen 14 besteht und ein unterer Kegel der zusammen mit der kegelstumpfförmigen Verlängerung aus einem Seilnetz gebildet ist. Aus Gründen der besseren Übersicht wurden die Seilnetze bzw. die Seile rieht über die gesamte Fläche gezeichnet. Beide Kegel sind von dem als Zentralmast dienenden Abluftkamin gestützt und dienen gleichzeitig als Schutz für den Abluftkamin. Die Seile 14 und die Spitzenbereiche des Kegels 8 sind unter Zwischenschaltung von Tragelementen 24, 24a am 2'entralmast befestigt.

Der untere Kegel 8 ist zusammen mit der Verlängerung 10 mit nicht dargestellten Blechen derart abgedeckt, daß die Kernkraftwerksanlage 1 in einem luftdichten Raum 15 angeordnet ist. Die Belüftung dieses Raumes erfolgt über am größten Umfang der Verlängerung IO angeordnete Filter 16 in Pfeilrichtung 17, die im Bereich der Fundamente 12 vorgesehen sind. Über den Abluftkiimin 11 wird in Pfeilrichtüiig 18 die Entlüftung des Raumes 15 vorgenommen.

Die Gebäude der Kernkraftwerksanlage werden ebenfalls über in den Fundamenten 12 angeordnete Filter 16 belüftet. Die Luftzufuhr erfolgt über Kanäle 19 und tritt in Pfeilrichtung 20 in die Gebäude ein. Über Kanäle 2'. verläßt die Abluft in Pfeilrichtung 22 die Gebäude und gelangt durch den Abluftkamin 11 ins Freie.

Gemäß F i g. 2 wird die Fangkonstruktion im Gegensatz zur Ausbildung nach F i g. 1 mit zwei Masten unterstützt, die ebenfalls als Abluftkamin 11 ausgebildet sind.

ίο Dabei dient ein Abluftkamin zum Abführen der Abluft aus den Gebäuden und der andere zur Abfuhr der Abluft aus dem Raum 15.

Durch dieses Konzept der zentralen über Filter geleiteten Belüftung wird sichergestellt, daß toxische und explosive Gase aus der Anlage ferngehalten werden.

Bedingt durch die 2-Mastausführung weist sowohl der unlere Kegel 8 als auch der obere Kegel 6 ein Tragelement 24, 24a auf. das mit beiden Masten verbunden ist. Die an den Masten verankerten Tragelemente 24, 24a dienen zur Befestigung der Seile 14 bzw. des Seilnetzes des Kegels 8.

Ein Kühlturm zur Abfuhr der Wärme des Turb'inenkondcnsator-Hauptkühlwassers. der ebenfalls zu den Gebäuden einer Kcrnkraftwerksanlage zu rechnen ist, ist in vereinfachter Form in die Schulzeinrichtung integriert. Dazu ist gem. F i g. 3 die Mantelfläche des oberen Kegels 6 zwischen den Umfangslinien 33 und 34 mit plattenförmigen Elementen 27 luftdicht verkleidet. Unterhalb und oberhalb der luftdichten Verkleidung bilden die Räume zwischen den Seilen 14 die Lufteintrittsöffnungen 31 und Luftaustrittsöffnungen 32. Durch das Einbringen von Kühlrohren 26 in den Innenraum des oberen Kegels 6, die mit der Hauptkühlwasserzuleitung 29 und der Hauptkühlwasserableitung 30 einen Kreislauf des Turbinenkondensatorhauptkühlwassers ermöglichen, erhält die Einrichtung die thermo- und gasdynamisehen Eigenschaften eines Kühlturmes. Die Hauptkühlwasserzu- und -ableitung ist mit dem Maschinenhaus 5 verbunden. Durch die Erwärmung der Luft an den Kühlrohrcn 26 steigt diese innerhalb des verkleideten Kcgclbercichcs hoch, so daß sich eine nach oben gerichtete Luftströmung ausbildet. Dadurch wird Frischluft über die Lufteintrittsöffnungen 31 von außen angesaugt und die erwärmte Luft strömt nach oben und

v> über die Luftaustrittsöffnung nach außen in die Atmosphäre. Der Strömungsweg der Luft ist durch die Pfeile 35,35a angedeutet. Die Kühlrohre ruhen auf einer Tragestruktur 25, die neben ihrer unmittelbaren Befestigung am Abluftkamin 11 zusätzlich noch von Spannseilen 28, die am freien Ende 13 des Abluftkamins angelenkt sind, gehalten wird.

Aufgrund der zeltförmigen Konstruktion bictet sich eine kegelförmige Mantelfläche für den integrierten Kühlturm an. Es ist aber nicht auszuschließen, daß die Mantelfläche eines integrierten Kühlturms innerhalb des Kegels 6 angeordnet ist und irgendeine rotationssymmetrische Form aufweist.

Mit der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung wurde ein technisch einfaches und genehmigungstechnisch

w) überschaubares Konzept eines Vollschutzes gegen Einwirkungen von außen geschaffen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schutzeinrichtung für eine Kernkraftwerksanlage gegen Einwirkungen von außen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung (7) eine in Form eines Mehrfachkegels aufgebaute, zentralmastgestützte Zeltkonstruktion ist, deren Mantelflächen aus Seilnetzen und linienförmig gespannten Seilen (14) bestehen, wobei die aus Seilnetzen gebildeten Mantelflächen mit einer luftdichten Abdeckung versehen sind und die Anlage luftdicht umschließen und daß Mittel zur Be- und Entlüftung der Schutzeinrichtung (7) und der eingeschlossenen Gebäude vorgesehen sind.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sich vom Außenumfang (9) des unteren Kegels (8) eine kegelstumpfförmige Verlängerung (10) nach unten erstreckt, daß die Mantelflächen des unteren Kegels (8) und der kegelstumpfförmigen Verlängerung (10) als Seilnetz ausgebildet sind, daß zwischen dem Außenumfang (9) des Kegels (8) und dem Mast (U) linienförmig verlaufende, den oberen Kegel bildende Seile (14) gespannt sind und daß die kegelstumpfförmige Verlängerung (10) mit ihrem größeren Umfang an im Boden eingelassenen Fundamenten (12) verankert ist.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mast wenigstens ein Abluftkamin (11) der Kernkraftwerksanlage dient.

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Seile (14) des oberen Kegels am freien Ende (13) des Mastes befestigt sind.

5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seile (14) und/oder die Seilnetze des Kegels (8) unter Zwischenschaltung eines Tragelements (24, 24«?^ an wenigstens einem Mast befestigt sind.

6. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Fundamente (12) Filter (16) zur Belüftung des luftdicht abgeschlossenen Raumes (15) und der Gebäude vorgesehen sind und daß die Entlüftung über wenigstens einen Abluftkamin(ll)ierfolgt.

7. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des aus den Seilen (14) gebildeten oberen Kegels (6) teilweise mit einer luftdichten Verkleidung versehen ist, daß diese Mantelfläche die Umfassung einer innerhalb des oberen Kegels angeordneten Einrichtung zur Abfuhr der Wärme des Turbinenkondensator-Hauptkühlwassers bildet, wobei die Lufteintrittsöffnungen (31) dieser Einrichtung unterhalb und die Luftaustrittsöffnungen (32) oberhalb der luftdichten Verkleidung des oberen Kegels vorgesehen sind.

8. Schutzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (26) der Einrichtung zur Abfuhr der Wärme des Turbinenkondensator-Hauptkühlwassers auf einer Tragestruktur (25) ruhen, die an wenigstens einem Mast befestigt ist.