DE3204812C2

DE3204812C2 -

Info

Publication number: DE3204812C2
Application number: DE3204812A
Authority: DE
Inventors: Claus Dr. 6702 Bad Duerkheim De Elter; Josef Dipl.-Ing. Dr. 7521 Hambruecken De Schoening; Wilfried 6836 Oftersheim De Stracke
Original assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date: 1982-02-11
Filing date: 1982-02-11
Publication date: 1988-12-22
Also published as: DE3204812A1

Description

Die Erfindung betrifft eine in einem Spannbetondruckbehälter untergebrachte Kernkraftanlage mit geschlossenem Kühlgaskreis lauf mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a in a prestressed concrete pressure vessel housed nuclear power plant with closed cooling gas circuit run with the specified in the preamble of claim 1 Characteristics.

Es ist bekannt, Kernkraftanlagen mit geschlossenem Kühlgas kreislauf zur Erzeugung von Prozeßwärme herzustellen, bei denen die im Reaktorkern gewonnene Wärme über einen Wärmetauscher zu nächst auf einen Zwischenkreislauf übertragen wird. Ein für derartige Zwecke geeigneter Wärmetauscher, der in den Druckbe hälter des Kernreaktors integriert ist, wird beispielsweise in der DE-OS 26 50 922 beschrieben. Wird als Reaktorkühlmittel He lium verwendet, so wird auch für den Zwischenkreislauf Helium eingesetzt.It is known to use closed cooling gas nuclear power plants To produce a cycle for the production of process heat in which the heat gained in the reactor core via a heat exchanger is next transferred to an intermediate circuit. One for such purposes suitable heat exchanger, which in the Druckbe container of the nuclear reactor is integrated, for example in DE-OS 26 50 922 described. Is used as the reactor coolant He lium, helium is also used for the intermediate circuit used.

Bei einer weiteren Kernkraftanlage zur Erzeugung von Prozeßwär me, die über He/He-Wärmetauscher aus dem Kühlgaskreislauf aus gekoppelt wird, sind mehrere parallelgeschaltete Wärmenutzungs kreisläufe vorgesehen, deren Komponenten - Wärmetauscher und Gebläse - sämtlich innerhalb von in dem Spannbetondruckbehäl ter des Kernreaktors befindlichen vertikalen Schächten unterge bracht sind. Die Wärmetauscher dieser in der DE-OS 24 11 039 beschriebenen Kernkraftanlage sind jeweils in einen Hochtempe raturteil und einen Niedertemperaturteil unterteilt, die nach einander durchströmt werden. Für beide Wärmetauscherteile sind jeweils gesonderte vertikale Schächte vorgesehen. Die Gebläse sind jeweils unterhalb der Niedertemperaturteile installiert. Das in den Gebläsen verdichtete Helium wird auf dem Rückweg zu dem Reaktorkern als Mantelstrom um die Wärmetauscherteile ge führt, und zwar in zwei Teilströmen, die sich erst vor dem Ein tritt in die Kaltgaskanäle wieder vereinigen.In another nuclear power plant for the generation of process heat me, the He / He heat exchanger from the cooling gas circuit is coupled, there are several heat utilization in parallel circuits provided, their components - heat exchangers and Blower - all within in the prestressed concrete pressure vessel vertical shafts located under the nuclear reactor are brought. The heat exchanger of this in DE-OS 24 11 039 described nuclear power plant are each in a high temperature raturteil and a low-temperature part divided, according to flow through each other. Are for both heat exchanger parts separate vertical shafts are provided. The blowers are installed below the low temperature parts. The helium compressed in the blowers becomes on the way back the reactor core as a sheath flow around the heat exchanger parts leads, in two sub-streams, which only exist before the on occurs in the cold gas channels reunite.

In der DE-OS 24 55 507 wird eine Prozeßwärmeanlage zur Erzeu gung von Synthesegas beschrieben, bei der eine Anzahl von Röh renspaltöfen, Dampferzeugern und Gebläsen gemeinsam mit einem Hochtemperaturreaktor in einem Spannbetondruckbehälter unter gebracht sind. Der Kühlgaskreislauf ist in eine dieser Anzahl entsprechende Zahl von Strängen oder parallelgeschalteten Wär menutzungskreisläufen unterteilt, die in Hintereinanderschal tung je einen Röhrenspaltofen, einen Dampferzeuger und ein Ge bläse enthalten. Auch hier sind alle Komponenten ausbaubar in vertikalen Schächten installiert, die symmetrisch um die Reak torkaverne angeordnet sind.In DE-OS 24 55 507 a process heating system for generating described synthesis gas, in which a number of Röh Reens gap ovens, steam generators and blowers together with one High temperature reactor in a prestressed concrete pressure vessel below are brought. The cooling gas circuit is one of this number corresponding number of strands or parallel heat use cycles divided into scarves a tube cracking furnace, a steam generator and a Ge blower included. Here too, all components can be removed vertical shafts installed symmetrically around the reak gate cavern are arranged.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik, liegt der Er findung die Aufgabe zugrunde, eine Kernkraftanlage der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß sie sowohl der Erzeu gung von Synthesegas als auch der Auskopplung von Prozeßwärme dienen kann und die Komponenten des Kühlgaskreislaufs in einem möglichst kleinen Spannbetondruckbehältervolumen untergebracht werden können.Based on the aforementioned prior art, the Er the task is based on a nuclear power plant of the beginning described type so that they both the Erzeu supply of synthesis gas and the extraction of process heat can serve and the components of the cooling gas circuit in one the smallest possible prestressed concrete pressure vessel volume can be.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.The task is solved by the characteristic Features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Kernkraftanlage weist folgende Vorteile auf. The nuclear power plant according to the invention has the following advantages on.

Der thermische Boden- und der thermische Seitenschild werden unabhängig von den zugeschalteten Wärmenutzungskreisläufen gleichmäßig mit Kühlgas beaufschlagt, und durch die Anordnung der Gebläse an den "kalten Enden" der He/He-Wärmetauscher und der Röhrenspaltöfen sowie durch die Rückführung des kalten ver dichteten Heliums außen an den wärmetauschenden Komponenten entlang wird dafür Sorge getragen, daß diese Komponenten unter äußerem Druck stehen. Dieser Umstand macht es möglich, daß bei den wärmetauschenden Komponenten Schiebeverbindungen eingesetzt werden können.The thermal bottom and the thermal side shield regardless of the activated heat utilization circuits evenly charged with cooling gas, and through the arrangement the blowers at the "cold ends" of the He / He heat exchangers and the tube cracking furnaces as well as by the return of the cold ver sealed helium on the outside of the heat-exchanging components care is taken along that these components under stand under external pressure. This makes it possible for the heat-exchanging components used sliding connections can be.

Vorzugsweise ist jeder He/He-Wärmetauscher und jeder Röhren spaltofen durch eine kurze, gerade Koaxialleitung, die unten in die Reaktorkaverne eintritt, mit dem Hochtemperaturreaktor ver bunden. Die innere Leitung jeder Koaxialleitung dient als Heiß gaskanal; durch die äußere Leitung wird jeweils das Kaltgas in die Reaktorkaverne zurückgeführt. Somit wird jede wärmetau schende Komponente direkt, d. h. ohne die Zuhilfenahme von Ver teilungseinrichtungen, mit Heißgas versorgt.Preferably, each He / He heat exchanger and each tube cracking furnace through a short, straight coaxial line that goes in below the reactor cavern enters, with the high temperature reactor ver bound. The inner line of each coaxial line serves as hot gas channel; the cold gas is in each case through the outer line returned the reactor cavern. So every heat thaw direct component, d. H. without the help of Ver dividing devices, supplied with hot gas.

Am unteren Ende jedes Dampferzeugers ist vorteilhafterweise ei ne weitere kurze, gerade Koaxialleitung zu dem Schacht des Röh renspaltofens vorgesehen. Die innere Leitung verbindet den Dampferzeuger mit dem Gebläse, während der äußere Kanal zur Führung des verdichteten Kaltgases dient, das in den Dampfer zeugerschacht eintritt. Durch die zwischen Röhrenspaltofen und Gebläse vorgesehene Abdichtung wird verhindert, daß das Kaltgas unter Umgehung des Dampferzeugerschachtes direkt nach oben strömt.At the bottom of each steam generator is advantageously egg Another short, straight coaxial line to the Röh shaft re-gap furnace provided. The inner line connects the Steam generator with the blower, while the outer duct for Guiding the compressed cold gas that is used in the steamer generator shaft entry. By the between tube furnace and Blower provided seal prevents the cold gas bypassing the steam generator shaft directly upwards flows.

Für die Führung des kalten Gases, das jeweils aus zwei He/He- Wärmetauschern mit gemeinsamen Gebläse austritt, kann eine ein fache Gasführung am oberen Ende jedes dieser Wärmetauscher so wie eine vertikale Gasführung vorgesehen sein, die in dem Schacht für das Gebläse verlegt und an das Gebläse angeschlos sen ist. Die vertikale Gasführung ist als Koaxialleitung ausge bildet, wobei der äußere Kanal der Wegführung des verdichteten Kaltgases aus dem Gebläse dient. Durch zwei einfache gerade Gasführungen wird das Kaltgas sodann in den oberen Teil der beiden Wärmetauscherschächte geleitet, in denen es außen an den Wärmetauschern entlang nach unten strömt.For guiding the cold gas, which consists of two He / He- Exchangers with a common fan can escape fold gas flow at the top of each of these heat exchangers be provided as a vertical gas duct, which in the Chute for the fan laid and connected to the fan is. The vertical gas flow is designed as a coaxial line forms, the outer channel of the conduction of the condensed Cold gas from the fan is used. By two simple straight The cold gas is then routed into the upper part of the gas ducts headed two heat exchanger shafts, in which it is outside on the Heat exchangers flow downwards.

Die Zuführungs- und Abführungsleitungen für das Sekundärhelium bzw. die Zuführungsleitungen für das Prozeßgas und die Abfüh rungsleitungen für das Synthesegas sind zweckmäßigerweise nach unten aus den vertikalen Leitungsstollen herausgeführt. Es erge ben sich so kürzere Leitungswege zu den Anlagen, in denen die sekundären Medien zum Einsatz kommen. Das gleiche gilt für die Zu- und Ableitungen für die Dampferzeuger; d. h. die Speisewas ser- und die Frischdampfleitungen sind ebenfalls nach unten aus dem Spannbetondruckbehälter herausgeführt.The supply and discharge lines for the secondary helium or the supply lines for the process gas and the discharge approximately lines for the synthesis gas are expedient led out from the bottom of the vertical cable lugs. It happened This means that there are shorter cable routes to the systems in which the secondary media are used. The same goes for the Inlets and outlets for the steam generator; d. H. the food The water and live steam lines are also down led out of the prestressed concrete pressure vessel.

Bei einer Kernkraftanlage mit zwei He/He-Wärmetauschern und ei nem Röhrenspaltofen kann der vertikale Schacht für den Röhren spaltofen diametral zu dem vertikalen Schacht des gemeinsamen Gebläses angeordnet sein. Der Schacht für den Dampferzeuger und der vertikale Leitungsstollen sind in Umfangsrichtung beidsei tig neben dem Röhrenspaltofenschacht positioniert.In a nuclear power plant with two He / He heat exchangers and egg The vertical shaft for the tubes can be installed in a tube cracking furnace cracking furnace diametrically to the vertical shaft of the common Blower be arranged. The shaft for the steam generator and the vertical line tunnels are circumferential on both sides positioned next to the tubular cracking furnace shaft.

In der Zeichnung ist ein Auführungsbeispiel der Kernkraftanla gen gemäß der Erfindung dargestellt. Die Figuren zeigen im ein zelnen In the drawing is an example of the nuclear power plant gene shown according to the invention. The figures show in one individual

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Anlage nach der Linie I-I der Fig. 2 und Fig. 1 shows a longitudinal section through the system along the line II of Fig. 2 and

Fig. 2 die Draufsicht auf die Anlage. Fig. 2 is a top view of the system.

In einem zylindrischen Spannbetondruckbehälter 1 ist in einer Kaverne 2 ein heliumgekühlter Hochtemperaturreaktor 3 angeord net, dessen aus kugelförmigen Brennelementen bestehender Kern 4 allseitig von einem Graphitreflektor 5 umgeben ist. Decken- und Bodenreflektor weisen Durchtrittsöffnungen für das von oben nach unten durch den Kern 4 strömende Helium auf. Oberhalb des Deckenreflektors ist ein Kaltgassammelraum 6 vorgesehen. Unter halb des Bodenreflektors wird das heiße Helium in einem Heiß gassammelraum 7 gesammelt, an den sich mehrere radiale Heißgas kanäle 8 anschließen.In a cylindrical prestressed concrete pressure vessel 1 , a helium-cooled high-temperature reactor 3 is arranged in a cavern 2 , the core 4 of which consists of spherical fuel elements and is surrounded on all sides by a graphite reflector 5 . Ceiling and floor reflectors have through openings for the helium flowing through the core 4 from top to bottom. A cold gas collecting space 6 is provided above the ceiling reflector. Below half of the floor reflector, the hot helium is collected in a hot gas collecting space 7 , to which a plurality of radial hot gas channels 8 are connected.

Der Reflektor 5 ist von einem thermischen Schild aus Metall um geben, der aus Deckenschild 9, Seitenschild 10 und Bodenschild 11 besteht. Dabei wird zwischen dem Seitenschild 10 und dem Seitenreflektor ein Ringraum 12 gebildet. Ein größerer Ringraum 13 ist zwischen dem thermischen Seitenschild 10 und der Wandung der Kaverne 2 vorhanden. Zwischen dem thermischen Bodenschild 11 und einer unterhalb diesem angeordneten Reaktorbodenplatte 15 ist ein Raum 14 vorgesehen. Die Reaktorbodenplatte 15 weist ei ne Anzahl von Durchbrüchen für das Kühlgas auf.The reflector 5 is a thermal shield made of metal to give, which consists of ceiling plate 9 , side plate 10 and bottom plate 11 . An annular space 12 is formed between the side plate 10 and the side reflector. A larger annular space 13 is present between the thermal side plate 10 and the wall of the cavern 2 . A space 14 is provided between the thermal base plate 11 and a reactor base plate 15 arranged below it. The reactor base plate 15 has a number of openings for the cooling gas.

Der Heliumkreislauf ist in drei parallele Wärmenutzungskreis läufe unterteilt, deren Komponenten in vertikalen Schächten in stalliert sind. In zwei Schächten 16 ist je ein He/He-Wärmetau scher 17 angeordnet; in einem weiteren Schacht 18 ist ein Röh renspaltofen 19 untergebracht. Jedem der Schächte 16 und 18 ist ein vertikaler Leitungsstollen 20 zugeordnet, in denen die Zu führungs- und Abführungsleitungen 21 für das Sekundärhelium der He/He-Wärmetauscher 17 bzw. die Zuführungsleitungen 22 für Prozeßgas und die Abführungsleitungen 23 für Synthesegas im Fall des Röhrenspaltofens 19 verlegt sind. Alle genannten Lei tungen sind unten aus dem Spannbetondruckbehälter 1 herausge führt. Die Leitungsstollen 20 sind in der Fig. 1 in die Schnittebene gelegt; ihre tatsächliche Anordnung ist aus Fig. 2 ersichtlich.The helium circuit is divided into three parallel heat use circuits, the components of which are installed in vertical shafts. In two shafts 16 each He / He Wärmetau shear 17 is arranged; in a further shaft 18 , a tube furnace 19 is housed. Each of the shafts 16 and 18 is assigned a vertical line gallery 20 , in which the supply and discharge lines 21 for the secondary helium of the He / He heat exchanger 17 and the supply lines 22 for process gas and the discharge lines 23 for synthesis gas in the case of the tube cracking furnace 19th are misplaced. All of the above-mentioned lines are led out from the prestressed concrete pressure vessel 1 below. The line tunnels 20 are placed in the sectional plane in FIG. 1; their actual arrangement can be seen in FIG. 2.

Zwischen den beiden Schächten 16 für die Wärmetauscher 17 und dem Schacht 18 für den Röhrenspaltofen 19 sind auf einem Teil kreis um die Druckbehälterachse vier weitere senkrechte Schäch te 24 vorgesehen, in denen jeweils ein Gebläse und ein Kühler untergebracht sind. Diese bilden zusammen das Nachwärmeabfuhr system der Kernkraftanlage (nicht im einzelnen dargestellt).Between the two shafts 16 for the heat exchanger 17 and the shaft 18 for the tube cracking furnace 19 four further vertical shafts te 24 are provided in a circle around the pressure vessel axis, in each of which a blower and a cooler are accommodated. Together, these form the after-heat dissipation system of the nuclear power plant (not shown in detail).

Den beiden He/He-Wärmetauschern 17 ist ein gemeinsames Gebläse 25 zugeordnet, das im unteren Teil eines nur von unten zugäng lichen Schachtes 26 installiert ist. Die beiden Wärmetauscher schächte 16 sind symmetrisch zum Schacht 26 angeordnet, dessen oberer Teil im Durchmesser verengt ist. Von jedem der beiden Wärmetauscherschächte 16 führen zwei einfache gerade Gasfüh rungen 27 und 28 zu dem oberen Ende des Schachtes 26. An die Gasführung 27 schließt sich eine in dem Schacht 26 verlegte vertikale Gasführung 29 an, die mit dem Gebläse 25 verbunden ist. Ein um die Gasführung 29 vorhandener Ringraum, der mit der Gasführung 28 in Verbindung steht, dient als Gaskanal 30 für das verdichtete Helium und bildet mit der Gasführung 29 eine Koaxialleitung. In den beiden Schächten 16 ist im Bereich zwi schen den Einmündungsstellen der beiden Gasführungen 27 und 28 jeweils eine Dichtung 31 installiert, die das Ausströmen ver dichteten Gases in den oberen Schachtteil verhindert. The two He / He heat exchangers 17 is assigned a common fan 25 , which is installed in the lower part of a shaft 26 which is only accessible from below. The two heat exchanger shafts 16 are arranged symmetrically to the shaft 26 , the upper part of which is narrowed in diameter. From each of the two heat exchanger shafts 16 , two simple straight gas guides 27 and 28 lead to the upper end of the shaft 26 . The gas duct 27 is followed by a vertical gas duct 29 , which is laid in the shaft 26 and is connected to the blower 25 . An annular space around the gas guide 29 , which is connected to the gas guide 28 , serves as a gas channel 30 for the compressed helium and forms a coaxial line with the gas guide 29 . In the two shafts 16 , a seal 31 is installed in the area between the confluence of the two gas ducts 27 and 28 , which prevents the outflow of compressed gas into the upper part of the shaft.

In dem Schacht 18 für den Röhrenspaltofen 19 ist unterhalb von diesem ein Gebläse 32 eingebaut, das einem in einem weiteren Schacht 33 untergebrachten Dampferzeuger 34 nachgeschaltet ist. Das Gebläse 32 läßt sich nach unten ausbauen. Der dem Röhren spaltofen 19 nachgeschaltete Dampferzeuger 34 ist mit diesem durch eine kurze, gerade Gasführung 35 verbunden, die mit ei nem äußeren Kanal 36 eine Koaxialleitung bildet. Durch den Ka nal 36 wird verdichtetes Helium aus dem Schacht 33 oben in den Schacht 18 geleitet.In the shaft 18 for the tubular cracking furnace 19 , a blower 32 is installed below it, which is connected downstream of a steam generator 34 accommodated in a further shaft 33 . The fan 32 can be removed downwards. The tube furnace 19 downstream steam generator 34 is connected to this by a short, straight gas duct 35 which forms a coaxial line with egg nem outer channel 36 . Through the channel 36 , compressed helium is passed from the shaft 33 into the shaft 18 at the top.

Am unteren Ende des Dampferzeugers 34 ist eine weitere kurze, gerade Koaxialleitung vorgesehen, die unterhalb des Röhren spaltofens 19 in den Schacht 18 eintritt. Die innere Leitung 37 der Koaxialleitung verbindet den Dampferzeuger 34 mit dem Gebläse 32; ihr äußerer Kanal 38 dient der Ableitung des ver dichteten Heliums in den Schacht 33. Eine Dichtungsanordnung 39 verhindert, daß das verdichtete Helium in dem Schacht 18 nach oben strömen kann.At the lower end of the steam generator 34 , a further short, straight coaxial line is provided, which enters the shaft 18 below the tube cracking furnace 19 . The inner line 37 of the coaxial line connects the steam generator 34 to the blower 32 ; its outer channel 38 is used to discharge the sealed helium ver in the shaft 33rd A sealing arrangement 39 prevents the compressed helium in the shaft 18 from flowing upwards.

Die Speisewasserleitungen 40 sowie die Frischdampfleitung 41 des Dampferzeugers treten unten aus dem Spannbetondruckbehäl ter 1 aus. Der Dampferzeuger 34 und die anderen wärmetauschen den Komponenten 17 und 19 lassen sich nach oben ausbauen. Durch die Verlegung der Leitungen für die Sekundärmedien in gesonder ten Leitungsstollen 20 wird der Ausbau der Komponenten 17 und 19 wesentlich vereinfacht.The feed water lines 40 and the live steam line 41 of the steam generator emerge from the bottom of the prestressed concrete pressure vessel 1 . The steam generator 34 and the other heat exchanging components 17 and 19 can be removed upwards. The laying of the lines for the secondary media in separate line tunnels 20 simplifies the expansion of components 17 and 19 .

Wie bereits erwähnt, schließen sich an den Heißgassammelraum 7 die Heißgaskanäle 8 an. Jeweils ein Heißgaskanal 8 versorgt ei nen der drei parallelen Wärmenutzungskreisläufe mit Heißgas. Die Heißgaskanäle 8 bilden mit weiteren Kanälen 42, durch die das kalte Helium zum Reaktor zurückgeführt wird, jeweils eine Koaxialleitung. Diese sind kurz und gerade ausgeführt. Zwei der Heißgaskanäle 8 sind unten an die He/He-Wärmetauscher 17 ange schlossen; der dritte Heißgaskanal 8 ist mit dem unteren Ende des Röhrenspaltofens 19 verbunden. Die Kaltgaskanäle 42 treten auf der einen Seite in die Kaverne 2 ein und stehen auf der anderen Seite mit den Schächten 16 bzw. 18 in Verbindung.As already mentioned, the hot gas channels 8 adjoin the hot gas collecting space 7 . One hot gas channel 8 supplies one of the three parallel heat use circuits with hot gas. The hot gas channels 8 each form a coaxial line with further channels 42 through which the cold helium is returned to the reactor. These are short and straight. Two of the hot gas channels 8 are closed at the bottom of the He / He heat exchanger 17 ; the third hot gas duct 8 is connected to the lower end of the tube cracking furnace 19 . The cold gas channels 42 enter the cavern 2 on one side and are connected to the shafts 16 and 18 on the other side.

Im folgenden wird die Führung des durch Pfeile dargestellten Kühlgasstromes durch die erfindungsgemäße Kernkraftanlage zu sammenhängend beschrieben.The following is the guidance of the arrows Cooling gas flow through the nuclear power plant according to the invention described coherently.

Das von oben in den Reaktorkern 4 eintretende Helium heizt sich beim Durchströmen der Brennelementschüttung auf, wird in dem Heißgassammelraum 7 gesammelt und verteilt sich dann durch die drei Heißgaskanäle 8 auf die drei parallelen Wärmenutzungs kreisläufe. Zwei Teilströme treten unten in die beiden He/He- Wärmetauscher 17 ein; der andere Teilstrom gelangt in den Röh renspaltofen 19. Alle drei Komponenten werden von unten nach oben durchströmt.The helium entering the reactor core 4 heats up as it flows through the fuel assembly, is collected in the hot gas collecting space 7 and is then distributed through the three hot gas channels 8 to the three parallel heat utilization circuits. Two substreams enter the two He / He heat exchangers 17 below; the other part of the stream passes into the tubular cracking furnace 19 . All three components are flowed through from bottom to top.

Aus jedem der beiden He/He-Wärmetauscher 17 wird das abgekühlte Helium durch die Gasführungen 27 in die vertikale Gasführung 29 geleitet und gelangt dann in das Gebläse 25. Nach seiner Ver dichtung strömt das Helium außen an der Gasführung 29 entlang durch den Gaskanal 26, teilt sich auf die beiden Gasführungen 28 auf und wird in die Schächte 16 zurückgeleitet. In diesen beiden Schächten strömt das verdichtete Helium außen an den Wärmetauschern 17 entlang nach unten; die beiden Wärmetauscher stehen also unter äußerem Überdruck. Aus den Schächten 16 ge langt das Helium in die beiden Kaltgaskanäle 42 und tritt wie der unten in die Reaktorkaverne 2 ein. From each of the two He / He heat exchangers 17 , the cooled helium is passed through the gas ducts 27 into the vertical gas duct 29 and then passes into the blower 25 . After its sealing, the helium flows outside along the gas duct 29 through the gas duct 26 , divides into the two gas ducts 28 and is returned to the shafts 16 . In these two shafts, the compressed helium flows down along the outside along the heat exchangers 17 ; the two heat exchangers are therefore under external pressure. From the shafts 16, the helium reaches the two cold gas channels 42 and, like the one below, enters the reactor cavern 2 .

In dem dritten Wärmenutzungskreislauf gibt das heiße Helium seine Wärmeenergie an das Prozeßgas des Röhrenspaltofens 19 ab und tritt oben seitlich aus dem Röhrenspaltofen 19 aus. Durch die Gasführung 35 gelangt das abgekühlte Helium in den Dampf erzeuger 34, in dem es nach unten strömt und sich dabei weiter abkühlt. Durch die innere Leitung 37 wird es zum Gebläse 32 geleitet und verdichtet. Darauf wird das Helium durch den äuße ren Kanal 38 in den Schacht 33 zurückgeführt. In diesem Schacht strömt es außen an dem Dampferzeuger 34 entlang nach oben und wird durch den äußeren Kanal 36 in den Schacht 18 geleitet. An dem Röhrenspaltofen 19 entlang strömt es nach unten und gelangt durch den Kaltgaskanal in die Reaktorkaverne 2. Auch der Dampf erzeuger 34 und der Röhrenspaltofen 19 stehen somit unter äuße rem Überdruck. Daher können - wie aus Fig. 1 ersichtlich - bei den wärmetauschenden Komponenten Schiebeverbindungen ver wendet werden.In the third heat recovery circuit, the hot helium gives off its heat energy to the process gas of the tube cracking furnace 19 and kicks up the side of the tube cracking furnace 19 from. The cooled helium passes through the gas duct 35 into the steam generator 34 , in which it flows downward and further cools down. It is conducted to the blower 32 and compressed by the inner line 37 . Then the helium is returned through the outer channel 38 into the shaft 33 . In this shaft, it flows upwards along the outside of the steam generator 34 and is passed through the outer channel 36 into the shaft 18 . It flows down along the tube cracking furnace 19 and reaches the reactor cavern 2 through the cold gas duct. The steam generator 34 and the tubular cracking furnace 19 are thus under external pressure. Therefore - as can be seen from FIG. 1 - sliding connections can be used in the heat-exchanging components.

Beim Eintritt in die Reaktorkaverne 2 vereinigen sich die Teil ströme der drei Wärmenutzungskreisläufe wieder, und das Kaltgas wird zunächst durch die Durchbrüche in der Reaktorbodenplatte 15 in den Raum 14 geleitet. Hier strömt es an dem thermischen Bodenschild 11 entlang, wobei es den Schild gleichmäßig kühlt. In dem Ringraum 12 zwischen Seitenreflektor und thermischem Seitenschild 10 wird das Kaltgas nach oben geführt, wobei auch der Seitenschild gleichmäßig mit dem Kaltgas beaufschlagt wird, und tritt in den Kaltgassammelraum 6 ein. Durch die Durchtritts öffnungen in dem Deckenreflektor gelangt das Helium schließlich wieder in die Brennelementschüttung.When entering the reactor cavern 2 , the partial flows of the three heat utilization circuits reunite, and the cold gas is first passed through the openings in the reactor base plate 15 into the room 14 . Here it flows along the thermal base plate 11 , cooling the plate evenly. In the annular space 12 between the side reflector and the thermal side plate 10 , the cold gas is guided upwards, the cold gas also being applied uniformly to the side plate, and enters the cold gas collecting space 6 . The helium finally gets back into the fuel element through the openings in the ceiling reflector.

Ein geringer Teilstrom des Kaltgases tritt in den Ringraum 13 zwischen thermischem Seitenschild 10 und der Wandung der Kaver ne 2 ein.A small partial flow of the cold gas occurs in the annular space 13 between the thermal side plate 10 and the wall of the cavern 2 .

Claims

1. In a prestressed concrete pressure vessel ( 1 ) housed nuclear power plant with a closed cooling gas circuit with several parallel heat utilization circuits, in which the heat generated in a helium-cooled high-temperature reactor ( 3 ) is used for chemical processes by the helium to a second gas, the Heat exchangers ( 17, 18 ) and the fans ( 25, 32 ) connected downstream of them are installed in vertical shafts ( 16, 18, 26 ) arranged around the high-temperature reactor ( 3 ) located in a central cavern ( 2 ), several hot gas channels ( 8 ) are connected to the high-temperature reactor ( 3 ) and the compressed primary helium on the way back from the blowers ( 25, 32 ) to the reactor core is led as a stream around all heat exchangers ( 17, 18 ), characterized by the following features:

a) at least two heat utilization circuits are each assigned a He / He heat exchanger ( 17 ) installed in a vertical shaft ( 16 ), a vertical line gallery ( 20 ) for the supply and discharge of secondary helium and a hot gas duct ( 8 );
b) the two He / He heat exchangers ( 17 ) of two adjacent heat use circuits are connected to a common fan ( 25 ) installed in a separate vertical shaft ( 26 );
c) the vertical shafts ( 16 ) of the two a common fan ( 25 ) associated He / He heat exchanger ( 17 ) are arranged symmetrically to the shaft ( 26 ) of this Ge blower ( 25 ), and the vertical line tunnel ( 20 ) of the respective heat use circuit is hen on the blower duct ( 26 ) facing away from the relevant heat exchanger duct ( 16 ) hen;
d) at least one further heat use circuit comprises in series a process gas be sent tube cracking furnace ( 19 ), a steam generator ( 34 ) and a blower ( 32 ) and a vertical line tunnels ( 20 ) for supplying process gas and synthesis gas from;
e) each tube cracking furnace ( 19 ) and steam generator ( 34 ) is installed in a separate vertical shaft ( 18 or 33 ), while the fan ( 32 ) in the shaft ( 18 ) of the associated tube cracking furnace ( 19 ) is arranged below it and flows through it From a seal ( 39 ) from the tube furnace ( 19 ) is separated;
f) the vertical shafts ( 16, 18, 33 ) of all heat exchangers ( 17, 19, 34 ) and the vertical line tunnels ( 20 ) of all heat use circuits and the vertical shafts ( 26 ) for the common blowers ( 25 ) are in a circle arranged around the central axis of the high-temperature reactor ( 3 ).

2. Nuclear power plant according to claim 1, characterized in that each He / He heat exchanger ( 17 ) and each tube gap furnace ( 19 ) are connected by a short, straight coaxial line to the high-temperature reactor ( 3 ), which is at the bottom in the cavern ( 2 ) enters and the inner line of the hot gas channel ( 8 ) and the outer line serves as a cold gas channel ( 42 ).

3. Nuclear power plant according to claim 1 or 2, characterized in that a short, straight coaxial line to the shaft ( 18 ) of the tubular furnace ( 19 ) is provided at the lower end of each steam generator ( 34 ), the inner line ( 37 ) steam generator ( 34 ) and blower ( 32 ) connects and through the outer channel ( 38 ) the compressed cold gas is fed into the steam generator shaft ( 33 ).

4. Nuclear power plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the upper end of each He / He-Wärmetau shear ( 17 ) by a simple straight gas duct ( 27 ) with another, in the shaft ( 26 ) of the associated Gebäs ses ( 25 ) installed and connected to the blower ( 25 ) connected gas guide ( 29 ), which is formed as a coaxial line, the compressed cold gas is guided through the outer channel ( 30 ), and that this cold gas is each because of a simple straight gas duct ( 28 ) is passed into the upper part of the shafts ( 16 ) of the two associated He / He heat exchangers ( 17 ).

5. Nuclear power plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that the feed and discharge lines ( 21 ) for the secondary helium and the feed lines ( 22 ) for the process gas and the discharge lines ( 23 ) for the synthesis gas down from the vertical cable lugs ( 20 ) are led out.

6. Nuclear power plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that the feed water and Frischdampflei lines ( 40, 41 ) of each steam generator ( 34 ) are led down from the steam generator shaft ( 33 ).

7. Nuclear power plant according to one of claims 1 to 6 with two He / He heat exchangers and a tube cracking furnace, characterized in that the vertical shaft ( 18 ) for the tube cracking furnace ( 19 ) diametrically to the vertical shaft ( 26 ) of the common fan ( 25 ) the two He / He heat exchangers ( 17 ) is arranged.