DE3204813A1 - Nuclear power station having a closed coolant-gas circuit for generating process heat - Google Patents

Nuclear power station having a closed coolant-gas circuit for generating process heat

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DE3204813A1 DE19823204813 DE3204813A DE3204813A1 DE 3204813 A1 DE3204813 A1 DE 3204813A1 DE 19823204813 DE19823204813 DE 19823204813 DE 3204813 A DE3204813 A DE 3204813A DE 3204813 A1 DE3204813 A1 DE 3204813A1
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Abstract

A nuclear power station having a closed coolant-gas circuit for generating process heat has a high-temperature reactor and a plurality of heat exchangers for transmitting the thermal energy obtained in a nuclear fashion to a secondary medium. All the components are accommodated in a prestressed concrete pressure vessel, each heat exchanger being located in a shaft accessible from above. From the hot-gas plenum of the reactor there are connected two parallel-flow heat exchangers which form a circuit leg. Two of these circuit legs are in each case assigned a common blower which is installed in a separate shaft in a manner accessible from below. All the heat exchangers and pipes conducting hot gas are under the external overpressure of the cold gas carried back to the reactor core.

Description

Kernkraftwerk mit geschlossenem Kühlgaskreislauf Nuclear power plant with closed cooling gas circuit

zur Erzeugung von Prozeßwärme Die Erfindung betrifft ein Kernkraftwerk mit geschlossenem Kühlgaskreislauf zur Erzeugung von Prozeßwärme, bei dem die in einem Hochtemperaturreaktor gewonnene Wärme von dem Kühlgas über mehrere Wärmetauscher auf ein Sekundärmedium übertragen wird, der Hochtemperaturreaktor in einer zentralen Kaverne eines zylindrischen Spannbetondruckbehälters angeordnet ist und die Wärmetauscher sowie diesen nachgeschaltete Gebläse in im Spannbetondruckbehälter befindlichen vertikalen Schächten ausbaubar installiert sind und bei dem mehrere radiale Heißgaskanäle, die die Wärmetauscher mit heißen Kühlgas versorgen, an einen unterhalb des Reaktorkerns befindlichen Heißgassammelraum angeschlossen sind. for generating process heat The invention relates to a nuclear power plant with closed cooling gas circuit for generating process heat, in which the in a high temperature reactor obtained heat from the cooling gas via several heat exchangers is transferred to a secondary medium, the high-temperature reactor in a central Cavern of a cylindrical prestressed concrete pressure vessel is arranged and the heat exchanger as well as these downstream fans in the prestressed concrete pressure vessel vertical shafts are installed so that they can be expanded and in which several radial hot gas ducts, which supply the heat exchangers with hot cooling gas, to one below the reactor core located hot gas collecting chamber are connected.

Es ist bekannt, Kernkraftwerke mit geschlossenem KUhlgaskreislauf zur Erzeugung von Prozeßwärme einzusetzen und die im Reaktorkern gewonnene Wärme über einen Wärmetauscher zunächst auf einen Zwischenkreislauf zu übertragen. Ein für derartige Zwecke geeigneter Wärmetauscher, der in den Druckbehälter des Kernreaktors integriert ist, wird beispielsweise in der DE-OS 26 50 922 beschrieben. Wird als Peaktorkühlmittel Helium verwendet, so wird für den Zwischenkreislauf ebenfalls Helium eingesetzt.It is known, nuclear power plants with a closed cooling gas cycle to use to generate process heat and the heat obtained in the reactor core first transferred to an intermediate circuit via a heat exchanger. A heat exchanger suitable for such purposes, which is installed in the pressure vessel of the nuclear reactor is integrated, is described in DE-OS 26 50 922, for example. Used as Peak coolant Helium is used, so is used for the intermediate circuit as well Helium used.

Bei einem weiteren Kernkraftwerk zur Erzeugung von Prozeßwärme, die über He/He-Wärmetauscher aus dem Kühlgaskreislauf ausgekoppelt wird, sind mehrere parallelgeschaltete Wärmenutzungskreisläufe vorgesehen, deren Komponenten - Wärmetauscher und Gebläse - sämtlich in dem Spannbetondruckbehälter des Kernreaktors untergebracht sind. Die Wärmetauscher dieses in der DE-OS 24 11 039 beschriebenen Kernkraftwerks sind jeweils in einen Hochtemperaturteil und einen iedertemperaturteil unterteilt, und für beide Wärmetauscherteile sind gesonderte vertikale Schächte in dem Spannbetond-ruckbehälter vorgesehen.In another nuclear power plant to generate process heat, the Is decoupled from the cooling gas circuit via He / He heat exchangers, there are several Heat utilization circuits connected in parallel are provided, their components - heat exchangers and fans - all housed in the prestressed concrete pressure vessel of the nuclear reactor are. The heat exchanger of this nuclear power plant described in DE-OS 24 11 039 are each divided into a high-temperature part and a low-temperature part, and for both heat exchanger parts there are separate vertical shafts in the prestressed concrete pressure tank intended.

Das Gebläse jedes Wärmenutzungskreislaufs ist unmittelbar unter dem Niedertemperaturteil des Wärmetauschers dieses Kreislaufs angeordnet.The fan of each heat recovery circuit is immediately below the Arranged low temperature part of the heat exchanger of this circuit.

Stand der Technik ist ferner eine Prozeßwärmeanlage zur Erzeugung von Synthesegas, bei der eine Anzahl von Reaktionskammern mit der in einem Hochtemperaturreaktor gewonnenen Wärme beheizt wird. Die Reaktionskammern sowie diesen nachgeschaltete Dampferzeuger und Gebläse sind in den Spannbetondruckbehälter des Hochtemperaturreaktors integriert. Je eine Reaktionskammer, z. B. ein Röhrenspaltofen, ein Dampferzeuger und ein Gebläse bilden einen Wärmenutzungskreisiauf. Alle Komponenten sind ausbaubar in vertikalen Schächten installiert, wobei die Gebläse jeweils direkt unter den Dampferzeugern angeordnet sind.The state of the art is also a process heating system for generation of synthesis gas, which involves a number of reaction chambers with that in a high temperature reactor The heat obtained is heated. The reaction chambers as well as these downstream Steam generator and blower are in the prestressed concrete pressure vessel of the high temperature reactor integrated. One reaction chamber each, e.g. B. a tube furnace, a steam generator and a fan form a heat utilization circuit. All components can be expanded installed in vertical shafts with the fans directly below the Steam generators are arranged.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde-, bei einem Kernkraftwerk der eingangs beschriebenen Art die Komponenten des Kühlgaskreislaufs sowie die Kühlgaswege so anzuordnen, daß alle Wärmetauscher und Heißgas führenden Leitungen unter äußerem Oberdruck stehen, die Komponenten gut zugänglich sind und sich eine einfache Gasführung ergibt.Proceeding from this prior art, the object of the invention is based on, in a nuclear power plant of the type described above, the components of the cooling gas circuit and the cooling gas paths to be arranged so that all heat exchangers and pipes carrying hot gas are under external pressure, the components are easily accessible and there is a simple gas flow.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise jeder Wärmetauscher in einen von oben zugänglichen Schacht eingesetzt ist, daß an jeden Heißgaskanal zwei parallel durchströmte Wärmetauscher angeschlossen sind, die einen Kreislaufstrang bilden, daß je zweien solcher Kreislaufstränge ein gemeinsames Gebläse zugeordnet ist, das im unteren Teil eines von unten zugänglichen Schachtes installiert ist, und daß das verdichtete Kaltgas auf dem Weg von den Gebläsen zurück zu dem Reaktorkern als Mantel strom um alle Wärmetauscher und Heißgaskanäle geführt ist.According to the invention, this object is achieved in that in itself As is known, each heat exchanger is inserted into a shaft accessible from above is that two parallel flow heat exchangers are connected to each hot gas duct are that form a circulatory system that every two such circulatory systems one common fan is assigned, which is accessible from below in the lower part Manhole is installed, and that the compressed cold gas on the way from the fans back to the reactor core as a jacket stream around all heat exchangers and hot gas channels is led.

Das Kernkraftwerk gemäß der Erfindung weist den Vorteil auf, daß für vier Wärmetauscher jeweils nur ein Gebläse vorhanden ist und daß Verteileinrichtungen für das Heißgas nicht erforderlich sind. Durch die Anordnung der Gebläse an den "kalten Enden der Wärmetauscher sowie durch die Rückführung des kalten verdichteten Kühlgases außen an den Wärmetauschern und Heißgaskanälen entlang wird dafür Sorge getragen, daß diese Komponenten unter äußerem Überdruck stehen. Dieser Umstand ermöglicht es, bei den genannten Komponenten Schiebeverbindungen zu verwenden.The nuclear power plant according to the invention has the advantage that for four heat exchangers only one fan is available and that distribution devices are not required for the hot gas. The arrangement of the fans on the "cold ends of the heat exchanger as well as the return of the cold compressed Cooling gas along the outside of the heat exchangers and hot gas ducts will take care of this worn so that these components are under external overpressure. This circumstance makes it possible it is necessary to use sliding connections for the components mentioned.

Bei den Heißgaskanälen wird das kalte verdichtete Gas vorzugsweise durch ringförmige Kanäle geleitet, die jeweils die Heißgaskanäle umgeben und mit ihnen koaxiale Gasführungen bilden.In the case of the hot gas channels, the cold compressed gas is preferred passed through annular channels, each surrounding the hot gas channels and with form them coaxial gas guides.

Die ringförmigen Kanäle münden in die Reaktorkaverne. In dieser wird das Kaltgas zunächst durch Öffnungen in der Reaktorbodenplatte geführt und strömt dann an dem thermischen Bodenschild und Seitenschild entlang, wobei diese Einbauten gekühlt werden.The ring-shaped channels open into the reactor cavern. In this will the cold gas is first passed through openings in the reactor base plate and flows then along the thermal bottom shield and side shield, these internals be cooled.

Vorteilhafterweise liegen die Schächte für die beiden ärmetauscher jedes Kreislaufstranges in fast radialer Richtung nebeneinander; d.h. der äußere Schacht weicht etwas ab von dem Radiusstrahl, auf dem sich der innere Schacht befindet. Am unteren Ende der beiden Schächte ist eine gerade koaxiale Gasführung vorgesehen, deren äußerer Kanal die beiden Schächte verbindet und durch deren inneren Kanal der außenliegende Wärmetauscher mit Heißgas aus dem Heißgaskanal dieses Kreislaufstranges beaufschlagt wird. Die Wärmetauscher werden von unten nach oben von den Heißgas durchströmt, das seine Wärme an ein ihm entgegenströmendes Sekundärmedium abgibt.The shafts for the two heat exchangers are advantageously located each circulatory line next to one another in an almost radial direction; i.e. the outer Shaft deviates slightly from the radius beam on which the inner shaft is located. At the lower end of the two shafts, a straight coaxial gas duct is provided, whose outer channel connects the two shafts and through their inner channel the external heat exchanger with hot gas from the hot gas duct of this circuit is applied. The heat exchangers are from the bottom up from the hot gas flows through it, which gives off its heat to a secondary medium flowing in the opposite direction.

Der Schacht jedes Gebläses kann vorteilhafterweise derart zwischen den Schächten der beiden zugehörigen Kreislaufstränge angeordnet sein, daß alle vier Schächte den gleichen Abstand von dem Gebläseschacht aufweisen und das Kühlgas somit gleiche Wege von den vier Wärmetauschern zum Gebläse und zurück durchströmt.The duct of each fan can advantageously so between the shafts of the two associated circulatory systems are arranged that all four ducts are equidistant from the fan duct and the cooling gas thus flows through the same paths from the four heat exchangers to the fan and back.

Zweckmäßigerweise sind alle innenliegenden Wärmetauscherschächte und alle außenliegenden Wärmetauscherschächte jeweils auf einem Teilkreis um die Druckbehälterachse angeordnet.Appropriately, all internal heat exchanger shafts and all external heat exchanger shafts each on a pitch circle around the pressure vessel axis arranged.

In dem Schacht für jedes Gebläse kann eine an das Gebläse angeschlossene und sich bis an das obere Schachtende erstreckende vertikale Gasführung installiert sein, die mit einem sie umgebenden ringförmigen Kanal eine Koaxialleitung bildet.In the duct for each fan can be connected to the fan and installed a vertical gas duct extending to the upper end of the duct be, which forms a coaxial line with a surrounding annular channel.

Durch diese ringförmigen Kanäle wird jeweils das verdichtete Kaltgas von den Gebläsen weggeführt.The compressed cold gas is passed through these annular channels led away from the fans.

Jeder Wärmetauscher ist vorteilhafterweise an seinem oberen Ende durch eine einfache gerade Gasführung mit der vertikalen Gasführung des zugehörigen Gebläses verbunden. Unterhalb dieser Gas führung ist eine zweite gerade Gas führung vorgesehen, durch die der Schacht jedes ,Värmetauschers mit dem ringförmigen Kanal im Schacht des betreffenden Gebläses in Verbindung steht. Durch die erstgenannten Gasführungen wird das von den Wärmetauschern kommende abgekühlte Gas zu den Gebläsen weitergeleitet. Durch die zweiten Gasführungen gelangt das verdichtete Gas in die Wärmetauscherschächte, in denen es außen an den Wärmetauschern entlang nach unten strömt.Each heat exchanger is advantageously through at its upper end a simple straight gas guide with the vertical gas guide of the associated fan tied together. A second straight gas line is provided below this gas line, through which the shaft of each, heat exchanger with the annular channel in the shaft of the fan in question is in communication. Through the first-mentioned gas ducts the cooled gas coming from the heat exchangers is passed on to the fans. The compressed gas enters the heat exchanger shafts through the second gas ducts, in which it flows downward along the outside of the heat exchangers.

Die Zuführungsleitungen für das kalte Sekundärmedium und die Abführungsleitungen für das in den Wärmetauschern erhitzte Sekundärmedium sind zweckmäßigerweise nach oben aus dem Spannbetondruckbehälter herausgeführt. Sie sind durch den Deckel verlegt, mit dem jeder Wärmetauscherschacht druckfest und gasdicht abgeschlossen ist.The supply lines for the cold secondary medium and the discharge lines for the secondary medium heated in the heat exchangers are expediently according to led out of the prestressed concrete pressure vessel at the top. They are misplaced by the lid with which each heat exchanger shaft is sealed pressure-tight and gas-tight.

Das Kernkraftwerk kann in an sich bekannter Weise mit einem aus mehreren Gebläsen und Kühlern bestehenden Nachwärmeabfuhrsystem ausgerüstet sein. Dieses ist vorteilhafterweise ebenfalls in vertikalen Schächten installiert, wobei die Schächte zwischen den Schächten für die Wärmetauscher auf einen Teilkreis um die Druckbehälterachse angeordnet sind.The nuclear power plant can in a manner known per se with one of several Existing residual heat removal system must be equipped with fans and coolers. This is advantageously also installed in vertical shafts, the Shafts between the shafts for the heat exchangers on a pitch circle around the Pressure vessel axis are arranged.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kernkraftwerkes schematisch dargestellt. Die Figuren zeigen im einzelnen: Figur 1 einen Längsschnitt durch das Kernkraftwerk nach der Linie 1-1 der Figur 3, Figur 2 einen zweiten Längsschnitt durch das Kernkraftwerk nach der Linie II-II der Figur 3, Figur 3 die Draufsicht auf ein Teilstück des Kernkraftwerkes, das zwei Kreislaufstränge enthält.In the drawing is an embodiment of the invention Nuclear power plant shown schematically. The figures show in detail: figure 1 shows a longitudinal section through the nuclear power plant along the line 1-1 of FIG. 3, FIG 2 shows a second longitudinal section through the nuclear power plant along the line II-II of the figure 3, Figure 3 the plan view of a section of the nuclear power plant, the two circulatory systems contains.

In einem zylindrischen Spannbetondruckbehälter ist in einer Kaverne 2 ein heliumgekühlter Hochtemperaturreaktor 3 angeordnet, dessen aus kugelförmigen Brennelementen bestehender ern 4 allseitig von einem Graphitreflektor 5 umgeben ist.In a cylindrical prestressed concrete pressure vessel is in a cavern 2 arranged a helium-cooled high-temperature reactor 3, its spherical Fuel elements of existing ern 4 surrounded on all sides by a graphite reflector 5 is.

Decken- und-Bodenreflektor weisen Durchtrittsöffnungen für das von oben nach unten strömende Helium auf. Oberhalb des Deckenreflektors ist ein Kaltgassammelraum 6 vorgesehen. Unterhalb des Bodenreflektors wird das heiße Helium in einem Heißgassammelraum 7 gesammelt, an den sich mehrere radiale Heißgaskanäle 8 anschließen.Ceiling and floor reflectors have openings for the from Helium flowing up and down. A cold gas collection room is located above the ceiling reflector 6 provided. Below the floor reflector, the hot helium is in a hot gas collecting space 7 collected, to which several radial hot gas channels 8 are connected.

Der Reflektor 5 ist von einem thermischen Schild aus Metall umgeben, der aus Deckenschild 9, Seitenschild 10 und Bodenschild 11 besteht. Dabei wird zwischen dem Seitenschild 10 und dem seitlichen Teil des Reflektors 5 ein Ringraum 12 gebildet. Zwischen dem thermischen Bodenschild 11 und einer nterhalb diesem angeordneten Reaktorbödenplatte 14 ist.ein freier Raum 13 vorgesehen. Die Reaktorbodenplatte 14 weist eine Anzahl von Durchbrüchen für das Kühlgas auf.The reflector 5 is surrounded by a thermal shield made of metal, which consists of top plate 9, side plate 10 and bottom plate 11. It is between the side plate 10 and the lateral part of the reflector 5, an annular space 12 is formed. Between the thermal bottom shield 11 and a reactor bottom plate arranged inside it 14 ist.ein free space 13 is provided. The reactor bottom plate 14 has a number of breakthroughs for the cooling gas.

Der Heliumkreislauf ist in mehrere parallele Kreislaufstrzinge unterteilt, die jeweils einen Heißgaskanal 8 und zwei He/He-Wärmetauscher 15 enthalten, welche parallel von dem heißen Helium durchströmt werden. Die Wärmetauscher 15 sind ausbaubar in von oben zugänglichen vertikalen Schächten 16 untergebracht. Ihre Zuführungsleitungen 17 und Abführungsleitungen 13 für das im Gegenstrom geführte Sekundärhelium sind durch die Abschlußdeckel 19 der Schächte 16 verlegt. Jeder Heißgaskanal 8 bildet mit einem ihn umgebenden ringförmigen Kanal 20, der als Kaltgaskanal dient, eine koaxiale Gasführung. Die Kaltgaskanaäle treten direkt in die Reaktorkaverne 2 ein.The helium cycle is divided into several parallel circulatory rings, each containing a hot gas duct 8 and two He / He heat exchangers 15, which are flowed through in parallel by the hot helium. The heat exchangers 15 can be removed housed in vertical shafts 16 accessible from above. Your feed lines 17 and discharge lines 13 for the secondary helium guided in countercurrent laid through the cover 19 of the shafts 16. Each hot gas channel 8 forms with an annular channel 20 surrounding it, which serves as a cold gas channel, a coaxial gas flow. The cold gas channels enter the reactor cavern 2 directly.

Die Schächte 16 jedes Kreislaufstranges liegen in fast radia-1er Richtung nebeneinander, wie die Figur 3 erkennen läßt.The shafts 16 of each circulatory line lie in an almost radial direction side by side, as can be seen in FIG.

Genauer gesagt, ist ihre Anordnung so getroffen, daß jeweils ein zwischen den Schächten zweier benachbarter Kreislaufstränge befindlicher weiterer Schacht 21 von allen vier Schächten 16 den gleichen Abstand aufweist. Dieser nur von unten zugängliche Schacht dient der Aufnahme eines Gebläses 22, das im unteren Teil des Schachtes 21 installiert ist. Die Gebläse 22 sind jeweils zwei Kreislaufsträngen mit je zwei a7ärmetauschern 15 zugeordnet.More precisely, their arrangement is made so that each one between Another shaft located in the shafts of two adjacent circulatory systems 21 of all four shafts 16 has the same distance. This only from below accessible shaft is used to accommodate a fan 22, which is located in the lower part of the Shaft 21 is installed. The fans 22 are each two circulatory lines each with two heat exchangers 15 assigned.

Die innenliegenden Schächte 16a der Wärmetauscher 15 wie auch die außenliegenden Schächte 16b dieser Komponenten sind jeweils auf dem gleichen Teilkreis um die Druckbehälterachse angeordnet. Auf einem weiteren Teilkreis um die Druckbehälterachse sind noch vier vertikale Schächte 23 vorgesehen (in der Figur 3 ist nur einer dargestellt), in denen jeweils ein Gebläse und ein Kühler untergebracht sind. Diese bilden zusammen das Nachwärmeabfuhrsystem des Kernkraftwerkes (nicht gezeigt) Die beiden Schächte 16a und 16b jedes Kreislaufstranges sind an ihrem unteren Ende durch eine gerade koaxiale Gas führung verbunden, deren äußerer Kanal 24 direkt in die beiden Schächte einmündet, während ihr innerer Kanal 25 an die beiden Wärmetauscher 15 angeschlossen ist. Der jeweils im Schacht 16a befindliche Wärmetauscher 13 ist zudem unmittelbar an den Heißgaskanal 8 dieses Kreislaufstranges angeschlossen. Der Wärmetauscher 15 im Schacht 16b wird durch den inneren Kanal 25 mit Heißgas beaufschlagt. Beide Wärmetauscher werden von unten nach oben von dem Heißgas durchströmt.The internal shafts 16a of the heat exchanger 15 as well as the outer shafts 16b of these components are each on the same pitch circle arranged around the pressure vessel axis. On another pitch circle around the pressure vessel axis four vertical shafts 23 are also provided (only one is shown in FIG. 3), each of which houses a fan and a cooler. These form together the residual heat removal system of the nuclear power plant (not shown) the both shafts 16a and 16b of each circulatory line are through at their lower end a straight coaxial gas line connected, the outer channel 24 directly into the both shafts opens, while its inner channel 25 to the two heat exchangers 15 is connected. The heat exchanger 13 located in each case in the shaft 16a is also connected directly to the hot gas duct 8 of this circuit. The heat exchanger 15 in the shaft 16b is supplied with hot gas through the inner channel 25 applied. The hot gas flows through both heat exchangers from bottom to top.

Der obere Teil jedes Schachtes 21 für eines der Gebläse 22 ist im Durchmesser verengt. In diesem Teil ist eine vertikale Gasführung 26 verlegt, die an das jeweilige Gebläse 22 angeschlossen ist. Sie bildet mit einem sie umgebenden ringförmigen Kanal 27 eine Koaxialleitung. Der Kanal 27 dient der Rückführung des verdichteten Kaltgases. Er steht in Verbindung mit vier einfachen geraden Gasführungen 29, die oben in den Schacht 16 jedes der vier dem Gebläse 22 zugeordneten Wärmetauscher 15 eintreten. Vier weitere einfache Gasführungen 28, die oberhalb der Gasführungen 29 angeordnet sind, verbinden die oberen Enden dieser vier Wärmetauscher mit der vertikalen Gas führung 26 und leiten somit das in den Wärmetauschern 15 abgekühlte Helium dem Gebläse 22 zu.The upper part of each duct 21 for one of the fans 22 is in Narrowed diameter. In this part, a vertical gas duct 26 is laid, which is connected to the respective fan 22. It forms with one surrounding it annular channel 27 a coaxial line. The channel 27 is used to return the compressed cold gas. It is connected to four simple straight gas ducts 29, the top of each of the four heat exchangers associated with the fan 22 in the shaft 16 15 enter. Four more simple gas guides 28 that are above the gas guides 29 are arranged, connect the upper ends of these four heat exchangers with the vertical gas guide 26 and thus direct the cooled in the heat exchangers 15 Helium to the fan 22.

In allen Schächten 16 ist im Bereich zwischen den E-inmündungsstellen der beiden Gasführungen 28 und 29 eine Dichtung 30 eingebaut, die das Ausströmen verdichteten Gases in den oberen Schachtteil verhindert.In all shafts 16 is in the area between the E-in opening points of the two gas ducts 28 and 29 installed a seal 30, which prevents the outflow prevents compressed gas in the upper part of the shaft.

Im folgenden wird die Führung des durch Pfeile dargestellten Kühlgasstromes durch das erfindungsgemäße Kernkraftwerk im Zusammenhang beschrieben.The following is the guidance of the cooling gas flow shown by arrows described by the nuclear power plant according to the invention in context.

Das von oben in den Reaktorkern 4 eintretende Helium heizt sich beim Durchströmen der Brennelementschüttung auf, wird in dem HeiBgassammelraum 7 gesammelt und verteilt sich dann durch die Heißgaskanäle 3 auf die einzelnen parallelgeschalteten Kreislaufstränge. In jedem Kreislaufstrang findet dann nochmals eine Aufteilung auf die beiden Wärmetauscher 15 dieses Stranges statt, wobei das Helium zu dem außenliegenden Wärmetauscher durch den inneren Kanal 25 gelangt. In den Wärmetauschern 15 strömt das heiße Helium nach oben, gibt dabei seine Wärmeenergie an das Sekundärhelium ab und tritt dann durch die Gas führungen 28 in die vertikale Gas führung 26 des zugehörigen Gebläses 22 ein.The helium entering the reactor core 4 from above is heated during the When the fuel element flows through, it is collected in the hot gas collecting space 7 and is then distributed through the hot gas ducts 3 to the individual parallel-connected Circulatory cords. There is then another division in each circuit on the two heat exchangers 15 of this strand instead, with the helium to the outside Heat exchanger passes through the inner channel 25. In the heat exchangers 15 flows the hot helium upwards, gives its heat energy to the secondary helium from and then occurs through the gas guides 28 in the vertical gas guide 26 of the associated fan 22 a.

Nach seiner Verdichtung in den Gebläsen 22 strömt das kalte Helium außen an der Gasführung 26 entlang durch den ringförmigen Kanal 27, teilt sich jeweils auf die vier angeschlossenen Gas führungen 29 auf und wird in die Schächte 16 zurückgeleitet. In den Schächten 16 strömt das verdichtete Helium außen an den Wärmetauschern 15 entlang nach unten. Die Warmetauscher stehen also unter äußerem Überdruck. Daher können - wie aus Figur 1 ersichtlich - bei den Wärmetauschern Schiebeverbindungen eingesetzt werden. Das gleiche gilt auch für die Heißgaskanäle 8 und die inneren Kanäle 25.After it has been compressed in the fans 22, the cold helium flows outside along the gas guide 26 through the annular channel 27, divides in each case on the four connected gas guides 29 and is fed back into the shafts 16. In the shafts 16, the compressed helium flows on the outside of the heat exchangers 15 along down. The heat exchangers are therefore under external overpressure. Therefore can - as can be seen from Figure 1 - sliding connections in the heat exchangers can be used. The same also applies to the hot gas channels 8 and the inner ones Channels 25.

Aus den Wärmetauscherschächten 16a gelangt das Kaltgas direkt in die Kaltgaskanäle 20; das aus den Schächten 16b austretende Gas wird erst durch die äußeren Kanäle 24 geführt, bevor es ebenfalls in die Kaltgaskanäle 20 eintritt.From the heat exchanger shafts 16a, the cold gas passes directly into the Cold gas channels 20; the gas emerging from the shafts 16b is only through the outer channels 24 before it also enters the cold gas channels 20.

In der Reaktorkaverne 2 vereinigen sich die Teilströme aller Kreislaufstränge wieder, und das Kaltgås wird zunächst durch die Durchbrüche in der Reaktorbodenplatte 14 in den Raum 13 geleitet. -Hier strömt es an dem thermischen Bodenschild 11 entlang, den es dabei kühlt. In dem Ringraum 12 zwischen Seitenreflektor und thermischem Seitenschild 10 wir das Kaltgas nach oben geführt, wobei auch der Seitenschild mit dem Kaltgas gekühlt wird, und tritt in den Kaltgassammeiraum 6 ein.In the reactor cavern 2, the partial flows of all circulation lines unite again, and the Kaltgås is first through the breakthroughs in the reactor bottom plate 14 into room 13. -Here it flows along the thermal bottom shield 11, which it cools in the process. In the annular space 12 between the side reflector and thermal Side plate 10 we lead the cold gas upwards, with the side plate also the cold gas is cooled, and enters the Kaltgassammeiraum 6.

Durch die Durchtrittsöffnungen in dem Deckenreflektor gelangt das Helium schließlich wieder in die Brennelementschüttung. LeerseiteThe passes through the openings in the ceiling reflector Finally, the helium is returned to the fuel assembly. Blank page

Claims (9)

Patentansprüche (1! Kernkraftverk mit geschlossenem Nühlgaskreislauf zur Erzeugung von Prozeßwärme-, bei dem die in einem Hochtemperaturreaktor gewonnene Wärme von dem Kühlgas über mehrere Wärmetauscher auf ein Sekundärmedium übertragen wird, der Hochtemperaturreaktor in einer zentralen Kaverne eines zylindrischen Spannbetondruckbehälters angeordnet ist und die Wärmetauscher sowie diesen nachgeschaltete Gebläses in im Spannbetondruckbehälter befindlichen vertikalen Schächten ausbaubar installiert sind und bei dem mehrere radiale Heißgaskanäle, die die Wärmetauscher mit heißem Kühlgas versorgen, an einen unterhalb des Reaktorkerns befindlichen Heißgassammelraum angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jeder Wärmetauscher (15) in einen von oben zugänglichen Schacht (16) eingesetzt ist, daß an jeden Heißgaskanal (8) zwei parallel durchströmte Wärmetauscher (15) angeschlossen sind, die einen Kreislaufstrang bilden, daß je zweien solcher Kreislaufstränge ein gemeinsames Gebläse (22) zugeordnet ist, das im unteren Teil eines von unten zugänglichen Schachtes (21) installiert ist, und daß das vertikale Kaltgas auf dem Weg von den Gebläsen (22) zurück zum Reaktorkern (4) als Mantelstrom um alle Wärmetauscher (15) und Heißgaskanäle (8) geführt ist. Claims (1! Kernkraftverk with closed Nühlgaskkreislauf for the generation of process heat, in which the obtained in a high temperature reactor Transferring heat from the cooling gas to a secondary medium via several heat exchangers is, the high-temperature reactor in a central cavern of a cylindrical prestressed concrete pressure vessel is arranged and the heat exchanger and these downstream fans in the The vertical shafts located in the prestressed concrete pressure vessel can be removed are and in which several radial hot gas channels, which the heat exchanger with hot Supply cooling gas to a hot gas plenum located below the reactor core are connected, characterized in that each in a known manner Heat exchanger (15) is inserted into a shaft (16) accessible from above, that two parallel flow heat exchangers (15) are connected to each hot gas duct (8) are that form a circulatory system that every two such circulatory systems one common fan (22) is assigned, which is accessible from below in the lower part of a Shaft (21) is installed, and that the vertical cold gas on the way from the Blowers (22) back to the reactor core (4) as a jacket flow around all heat exchangers (15) and hot gas channels (8) is guided. 2. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Heißgaskanal (8) mit einem ihn umgebenden ringförmigen Kanal (20) eine koaxiale Gasführung bildet, bei der das verdichtete Kaltgas durch den ringförmigen Kanal (20) geleitet wird, und daß der ringförmige Kanal (20) in die Reaktorkaverne (2) mündet.2. Nuclear power plant according to claim 1, characterized in that each The hot gas channel (8) is coaxial with an annular channel (20) surrounding it Forms gas guide, in which the compressed cold gas through the annular channel (20) is passed, and that the annular channel (20) into the reactor cavity (2) flows out. 3. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schächte (16) für die beiden Wärmetauscher (15) jedes Kreislaufstranges in fast radialer Richtung nebeneinanderliegen und daß an ihrem unteren Ende eine gerade koaxiale Gasführung vorgesehen ist, deren äußerer Kanal (24) die beiden Schächte (16a, 16b) und durch deren inneren Kanal (25) der außenliegende Wärmetauscher (15! mit Heißgas aus dem Heißgaskanal (8) dieses Kreislaufstranges beaufschlagt wird.3. Nuclear power plant according to claim 1, characterized in that the Shafts (16) for the two heat exchangers (15) of each circuit in almost radial direction lie next to each other and that at their lower end a straight coaxial gas guide is provided, the outer channel (24) of which the two shafts (16a, 16b) and through their inner channel (25) the external heat exchanger (15! is acted upon by hot gas from the hot gas duct (8) of this circuit. 4. Kernkraftwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (21) jedes Gebläses (22) derart zwischen den Schächten (16a, 16b) der beiden zugehörigen Kreislaufstränge angeordnet ist, daß alle vier Schächte (16a, 16b) den gleichen Abstand von dem Gebläseschacht (21) aufweisen.4. Nuclear power plant according to claim 3, characterized in that the Shaft (21) of each fan (22) in this way between the shafts (16a, 16b) of the two associated circulatory system is arranged that all four shafts (16a, 16b) the have the same distance from the fan shaft (21). 5. Kernkraftwerk nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle innenliegenden Wärmetauscherschächte (16a) und alle außenliegenden Wärmetauscherschächte (16b) jeweils auf einem Teilkreis um die Druckbehälterachse angeordnet sind.5. Nuclear power plant according to claim 3 or 4, characterized in that all internal heat exchanger shafts (16a) and all external heat exchanger shafts (16b) are each arranged on a pitch circle around the pressure vessel axis. 6. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schacht (21) für jedes Gebläse (22) eine an das Gebläse (22) angeschlossene und sich bis an das obere Schachtende erstreckende vertikale Gas führung (26) installiert ist, die mit einem sie umgebenden ringförmigen Kanal (27) eine Koaxialleitung bildet, und daß das im Gebläse (22) verdichtete Kaltgas durch den ringförmigen Kanal (27) geführt wird.6. Nuclear power plant according to claim 1, characterized in that in the Shaft (21) for each fan (22) one connected to the fan (22) and installed up to the upper shaft end extending vertical gas guide (26) which forms a coaxial line with an annular channel (27) surrounding it, and that the cold gas compressed in the fan (22) through the annular channel (27) to be led. 7. Kernkraftwerk nach Anspruch 6, dadurch- gekennzeichnet, daß das obere Ende jedes Wärmetauschers (15) durch eine gerade Gasführung (28) mit der vertikalen Gasführung (26) des zugehörigen Gebläses (22) verbunden ist und daß eine weitere, unterhalb der ersten angeordente gerade Gasführung (29) den Schacht (16) jedes WärmetauscherS (15) mit dem ringförmigen Kanal (27) im Schacht (21) des zugehörigen Gebläses (22) verbindet.7. Nuclear power plant according to claim 6, characterized in that the upper end of each heat exchanger (15) through a straight gas guide (28) with the vertical Gas guide (26) of the associated fan (22) is connected and that another, below the first straight gas duct (29) arranged the shaft (16) of each heat exchanger S (15) with the annular channel (27) in the shaft (21) of the associated fan (22) connects. 8. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufthrungs- und Abführungsleitungen (17, 18) für das Sekundärmedium der Wärmetauscher (15) nach oben aus dem Spannbetondruckbehälter (1) herausgeführt sind.8. Nuclear power plant according to claim 1, characterized in that the Supply and discharge lines (17, 18) for the secondary medium of the heat exchanger (15) are led out of the prestressed concrete pressure vessel (1) upwards. 9. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in weiteren in dem Spannbetondruckbehälter (1) befindlichen vertikalen Schächten (23) ein aus mehreren webläsen und Kühlern bestehendes Nachwärmeabfuhrsystem installiert ist und daß die Schächte (23) zwischen den Schächten (16) für die Wärmetauscher (15) auf einem Teilkreis um die Druckbehälterachse angeordnet sind.9. Nuclear power plant according to claim 1, characterized in that in further vertical shafts (23) located in the prestressed concrete pressure vessel (1) several looms and coolers existing residual heat removal system is installed and that the shafts (23) between the shafts (16) for the heat exchangers (15) are arranged on a pitch circle around the pressure vessel axis.
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