DE3033112A1 - Atomkernreaktor - Google Patents

Atomkernreaktor

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DE3033112A1
DE3033112A1 DE19803033112 DE3033112A DE3033112A1 DE 3033112 A1 DE3033112 A1 DE 3033112A1 DE 19803033112 DE19803033112 DE 19803033112 DE 3033112 A DE3033112 A DE 3033112A DE 3033112 A1 DE3033112 A1 DE 3033112A1
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liner
orthotropic
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Claus Dr. 6702 Bad Dürkheim Elter
Hans-Georg 6834 Ketsch Schwiers
Josef Dipl.-Ing. 7521 Hambrücken Schöning
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Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
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Hochtemperatur Reaktorbau 5000 Koeln GmbH
Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C13/00Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
    • G21C13/08Vessels characterised by the material; Selection of materials for pressure vessels
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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Description

  • Atomkernreaktor
  • Die Erfindung betrifft einen Atomkernreaktor mit einem metallischen aus vorgefertigten gußeisernen Blockelementen zusammengesetzten Druckbehälter zur Aufnahme des Reaktorkerns.
  • Bekannt ist aus der AS 1 941 229 ein Atpmkernreaktor mit einem metallischen Druckbehälter zur Aufnahme des Reaktorkerns, wobei der'Druckbehälter aus vorgefertigten Gußeisenelementen zusammengespannt ist, die als Bodenplatte, Deckel und Zylindersegmente ausgeführt sind sowie aus üblichem Gußeisen von möglichst hohem Kohlenstoffgehalt bestehen, wobei die Gußeisenelemente in ihrer Wanddicke für die vollständige Abschirmumg ausreichend bemessen sind, und wobei der Abschirmungsdruckbehälter zumindest im Bereich der'Stoßfugen der vorgefertigten Gußeisenelemente eine druckfeste Abdichtungsauskleidung und/oder ein Dichtungsmittel in den Stoßfugen aufweist, und daß zumindestens Bodenplatte und/oder Deckel gegebenenfalls zusätzlich Zylindersegmente oder Zylinderringe aus bausteinartigen Blockelementen zusammengesetzt sind.
  • Der Druckbehälter ist somit aus Blockelementen zusammengesetzt und verspannt. Die Blockelemente sind als Hohlblockelemente ausgeführt. Im Beispiel werden Bodenplatte und Deckel ausgeführt. Bei Hohlblockelementen für die Decke werden unterschiedliche Wandstärken vorgeschlagen und zwar die Oberseite dicker als die Unterseite, dadurch wird eine außermittige Vorspannung -erreicht. Bei der Verwendung von Hohlblockelementen besteht die Möglichkeit, die Wanddicken unterschiedlich nach den aufzunehmenden Beanspruchungen einzurichten. Die Gußeisensegmente können leicht hergestellt, manipuliert und transportiert sowie montiert werden.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ausgestaltung der Gußteile für Decke, Bodenplatte und Zylinderteil des zu verspannenden Druckbehälters vorzugeben, welche einen günstigen Kraftflußverlauf ergibt. Der Kraftflußverlauf soll an den Oberflächen im Inneren des Druckbehälters möglichst gleichmäßig auftreten.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Atomkernreaktor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der gesamte Druckbehälter aus separaten Einzelblöcken mit orthotroper Elastizität in Hohlbauweise ausgeführt ist. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß durch die Anordnung der Einzelblöcke der Beanspruchungsverlauf in dem Druckbehälter, welcher hervorgerufen wird durch Vorspannung und Betriebsdruck im wesentlichen gleichmäßig verteilt ist. Die unterschiedliche Wandstärken und/oder unter- schiedliche Werkstoffe aufweisendEinzelb1öcke sind so angeordnet, daß der Druckbehälter orthotrope Elastizität bekommt und dadurch gleichmäßige Dehnungen in beiden Richtungen auf der Oberfläche des Druckbehälters aufweist, was insbesondere für den anliegenden und mit dem Behälter verbundenen Liner funktionstechnisch außerordentlich wesentlich ist. Der Liner wird dadurch auch gleichmäßiger verteilten Verformungen ausgesetzt, da der Werkstoff in allen Richtungen gleichmäßiger beansprucht wird. Durch diese Gestaltung und Materialanhäufung wird das Material des Druckbehälters besser ausgenutzt. Das bedeutet sowohl für'den Druckbehälter als auch für das Vorspannsystem und die Gesamtkonstruktion hinsichtlich der Schwachstellen eine Minimierung.
  • Der Druckbehälter besteht aus schichtweise versetzt angeordneten segmentartigen Einzelblöcken. Jede Schicht von Ei-nzelblöcken bildet eine Lage im Druckbehälter. In jeder Lage werden die Einzelblöcke versetzt zur nächsten Lage angeordnet. Durch diese Anordnung der Einzelblöcke wird die Gesamtsteifigkeit des Druckbehälters wesentlich erhöht.
  • Die Spannelemente können bei dieser gewählten Anordnung die gesamte Druckkraft auf die Einzelblöcke sehr gut übertragen.
  • Die Einzelblöcke sind Gußeisensegmente in Hohlbauweise mit rechtwinklig zueinander angeordneten Stegen und Platten.
  • Die Hohlbauweise wird aus Steifigkeits- und Gewichtsgründen gewählt. Die rechtwinklig zueinander angeordneten Stege und Platten bilden die orthotrope Elastizität des Bauelementes, die mit zwei senkrecht aufeinanderstehenden Hauptrichtungen definiert ist.
  • Die horizontalen Platten der Gußeisensegmente sind entsprechend steifer dimensioniert, als die vertikalen Stege.
  • Die Gesamtkonstruktion wird daher wirtschaftlicher und erfüllt in größerem Maße die Anforderungen nach erhöhter Sicherheit'für Bauteile im Kernkraftwerksbau. Die gleichmäßiger beansprudhten Bauteile besitzen weitgehende Verformungsgleichheit. Die kraftflußgerechte Anordnung der Bauteile führt zu einer Minimierung der zweidimensionalen Dehnung der gesagten Oberfläche des Druckbehälters. Diese gleichmäßige Dehnung der gesamten inneren Oberfläche des Druckbehälters ist für den Liner außerordentlich wichtig.
  • Es wirken damit von der inneren Oberfläche des Druckbehälters minimierte Kräfte auf den Liner.
  • Im Gußeisensegment bilden mehrere Platten parallel zueinander und senkrecht dazu angeordnete Stege zwei senkrecht aufeinanderstehende Hauptrichtungen; Diese Anordnung der Hauptrichtungen bewirken im Gußeisensegment, daß dessen Werkstoff in allen Richtungen gleichmäßiger beansprucht wird.
  • Weitere Vorteile sowie Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den schematisch im Schnitt gezeigten Figuren hervor.
  • Es zeigen Fig. 1 einen vorgespannten Gußdruckbehälter im Schnitt, Fig. 2 einen Einzelblock in perspektivischer Darstellung, Fig. 3 einen Schnitt durch einen Einzelblock in Hohlbauweise.
  • Die Fig. 1 zeigt einen Druckbehäl£er 14, der als vorgespannter Einkavernen-Gußdruckbehälter eines hier nicht näher gezeigten Atomkernreaktors ausgeführt ist. An der linken Wandseite 15 des Druckbehälters 14 ist das schichtweise Aufeinanderstapeln der Einzelblöcke 18 gezeigt. Hierbei ist die Anordnung der Einzelböcke 18 so gewählt, daß sie zueinander versetzt in den verschiedenen Lagen des Druckbehälters 14 angeordnet sind. Die Einzelblöcke 18 weisen unterschiedliche Wandstärken 28, 38 auf. Die Wandstärken 28, 38 richten sich nach dem Beanspruchungsverlauf in dem Druckbehälter 14, der durch Temperatur, Betriebsdruck.
  • oder Vorspannungen hervorgerufen wird. Durch die kraftflußgerechte Gestaltung der Einzelblöcke 18 kann Material eingespart werden, ohne die Sicherheit des Druckbehälters 14 einzuschränken. Der Liner 32 ist keinen ungleichmäßigen Verformungen der Oberfläche 30 des Druckbehälters 14 ausgesetzt, was funktionstechnisch außerordentlich wichtig für den Liner 32 und die nicht näher gezeigten Reaktoreinbauten ist.
  • Fig. 2 zeigt einen Einzelblock 18 in räumlicher Darstellung.
  • Die Tiefe 34 und die Höhe 36 des Einzelblockes 18 ist für die Mehrzahl der Blöcke gleich, auch wenn die innere Proportion des Einzelblockes 18 durch die verschieden wirkenden Beanspruchungen sehr unterschiedlich ausfallen kann. Dem Kraftflußverlauf entsprechend können die Materialien der Einzelblöcke 18. im Druckbehälter 14 ebenfalls unterschiedlich sein.
  • Fig. 3 zeigt eine Schnittebene durch einen Einzelblock 18 der Fig. 2. Im speziellen Fall handelt es sich um ein Gußeisensegment 22, das durch drei horizontale Platten 26 und drei Stege 24, welche senkrecht zu den Platten 26 angeordnet sind, gebildet ist. Die Wandstärke 28 der Platten 26 sind wesentlich stärker als die Wandstärken 38 der Stege 24 des Gußeisensegmentes 22. Weiterhin können die Wandstärken 28, 38 nach den zu erwartenden Beanspruchungen verschieden gewählt werden. Die unterschiedliche Materialanhäufung, sowie unterschiedliche Materialauswahl der Einzelblöcke 18 ermöglicht es, eine zweidimensional gleichmäßige Dehnung der gesamten inneren Oberfläche 30 des Druckbehälters 14 zu erreichen. Die senkrecht zueinander angeordneten Platten 26 und Stege 24 gewährleisten eine orthotrope Elastizität der Einzelblöcke 18'sowie des gesamten Druckbehälters 14. Die Anordnung der Platten 26 und Stege 24 läßt die Hohlbauweise 20 des Gußeisensegmentes 22 erkennen.
  • Bezugszeichenliste 14 Druckbehälter 15 linke Wandseite 18 Einzelblöcke 20 Hohlbauweise 22 Gußeisensegment 24. Stege 26 Platten 28 Wandstärke 30 Oberfläche 32 Liner 34 Tiefe 36 Höhe 38 Wandstärke Leerseite

Claims (5)

  1. Ansprüche Atomkernreaktor mit einem metallischen aus vorgefertigten gußeisernen Blockelementen zusammengesetzten Druckbehälter zur Aufnahme des Reaktorkerns, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Druckbehälter (14) aus separaten Einzelblöcken (18) mit orthotroper Elastizität in Hohlbauweise (20) ausgeführt ist.
  2. 2. Atomkernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (14) aus schichtweise versetzt angeordneten segmentartigen Einzelblöcken (18) besteht.
  3. 3. Atomkernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelblöcke (18) Gußeisensegmente (22) in Hohlblockbauweise (20) mit rechtwinklig zueinander angeordneten Stegen (24) und Platten (26) sind.
  4. 4. Atomkernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß horizontale Platten (26) der Gußeisensegmente (22) ein Mehrfaches der Stärke der Der tikalen Stege (24) haben.
  5. 5. Atomkernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere horizontale Platten (26) parallel zueinander und senkrecht dazu angeordnete Stege (24) zwei senkrecht aufeinanderstehende Hauptrichtungen im Gußeisensegment (22) bilden.
DE19803033112 1980-09-03 1980-09-03 Atomkernreaktor Granted DE3033112A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803033112 DE3033112A1 (de) 1980-09-03 1980-09-03 Atomkernreaktor
JP56137868A JPS5776492A (en) 1980-09-03 1981-09-03 Nuclear reactor

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DE19803033112 DE3033112A1 (de) 1980-09-03 1980-09-03 Atomkernreaktor

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DE3033112A1 true DE3033112A1 (de) 1982-04-01
DE3033112C2 DE3033112C2 (de) 1988-01-21

Family

ID=6111012

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DE19803033112 Granted DE3033112A1 (de) 1980-09-03 1980-09-03 Atomkernreaktor

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JP (1) JPS5776492A (de)
DE (1) DE3033112A1 (de)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1941229B2 (de) * 1968-01-23 1976-08-26 Siempelkamp Gießerei KG, 4150Krefeld Atomkernreaktor mit einem metallischen druckbehaelter
DE2629735A1 (de) * 1976-07-02 1978-01-05 Nikolai Dr Ing Dr Janakiev Berstsicherer stahl-spann-druckbehaelter mit doppelter sicherung sowohl in radialer als auch axialer richtung

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2827566A1 (de) * 1978-06-23 1980-01-10 Boehringer Mannheim Gmbh 1,2-dihydro-chinolin-2-on-derivate und verfahren zu ihrer herstellung

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Title
Fronius, St., Tränkner, G.: Taschenbuch Maschinenbau, Bd. 1/II 4. unveränd. Aufl., VEB Verlag Technik Berlin, 1980, S. 181-185 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5776492A (en) 1982-05-13
DE3033112C2 (de) 1988-01-21

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