DE3404609A1

DE3404609A1 - Reaktorgebaeude fuer einen siedewasserreaktor

Info

Publication number: DE3404609A1
Application number: DE19843404609
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. Schuller (FH), 6452 Hainburg; Dieter Dipl.-Ing. 8757 Karlstein Seeliger
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-02-09
Filing date: 1984-02-09
Publication date: 1985-08-14

Description

Reaktorgebäude für einen Siedewasserreaktor
Die Erfindung betrifft ein Reaktorgebäude für einen Siedewasserreaktor mit einem Reaktordruckbehälter, der von einer Kondensationskammer mit einem Flüssigkeits-und einem Gasraum umgeben ist, und mit einer Arbeitsbühne oberhalb des Reaktordruckbehälters, die den Reaktordruckbehälter und die Kondensationskammer von dem darüberliegenden Teil des Reaktorgebäudes trennt.
Die Kondensationskammer hat dabei die Aufgabe, den Druck im Reaktorgebäude zu verringern, der sich beim Austreten von Dampf, insbesondere bei einer Störung am Reaktordruckbehälter, ergeben kann, wie in dem Aufsatz Presseure Suppression" der Zeitschrift "Nuclear Engineering", Seiten 313 bis 321 ausgeführt ist. Bei dem daraus bekannten Siedewasserreaktor (Fig. 13) erfordert die zu weniger als die Hälfte mit Wasser gefüllte Kondensationskammer jedoch sehr viel Raum und führt zu einem entsprechend großen Reaktorgebäude. Dies ist aufwendig, auch wenn sich dieser Raum beim Bekannten überwiegend unterhalb der Erdoberfläche befindet, in deren Höhe die Arbeitsbühne gelegen ist. Deshalb sucht die Erfindung nach einer weniger aufwendigen Bauweise.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß der darüber liegende Teil mit dem Gasraum der Kondensationskammer über eine als Drosselstelle wirkende Leitung verbunden ist. Damit wird der ganze obere Teil des Reaktorgebäudes als Gasraum zur Druckentlastung herangezogen.
Deshalb kann der Gasraum in der Kondensationskammer selbst verkleinert werden. Dies führt zu einer Verkleinerung des Reaktorgebäudes. Es ist lediglich der über der Arbeitsbühne gelegene Teil des Reaktorgebäudes als sogenanntes Containment dicht auszuführen.
Die für die Erfindung wesentliche Ausbildung der Verbindungsleitung als Drosselstelle hat zur Folge, daß der sogenannte Wasseraufwurf, d.h. das Aufwallen der Wasseroberfläche in der Kondensationskammer, bei Beginn des Abblasens von Dampf in die Kondensationskammer verringert wird. Es ergeben sich damit geringe dynamische Beanspruchungen der Gebäudestruktur sowie wegen des insgesamt großen Gasvolumens in Strömungsrichtung hinter dem als Wasservorlage wirkenden Wasserraum der Kondensationskammer im Verhältnis zum Gasvolumen vor der Wasservorlage auch ein sehr niedriger Gesamtdruck.
Die Leitung zwischen dem Gasraum der Kondensationskammer und dem über der Arbeitsbühne liegenden Teil des Reaktorgebäudes verläuft zweckmäßig ausschließlich in vertikaler Richtung. Sie kann als geradliniger Kanal gestaltet sein, der von Wänden des Reaktorgebäudes gebildet wird. Man kann aber auch besondere Rohre in die Baustruktur des Reaktorgebäudes einsetzen, womit sich unter Umständen leichter die gewünschten Drosselquerschnitte erreichen lassen.
Die Erfindung wird zweckmäßigerweise so verwirklicht, daß der Wasserraum seitliche Einlaßöffnungen aufweist.
Dies dient dazu, mit dem Einleiten von Dampf in die Kondensationskammer eine Strömung in Gang zu setzen, die eine thermische Schichtung des Wassers verhindert.
Daraus ergibt sich eine größere Wärmeaufnahmekapazität, die auch für den Wasserraum möglicherweise eine Verringerung des erforderlichen Volumens gestattet.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnung Ausführungsbeispiele beschieben. Dabei ist in den Fig. 1 und 2 in zwei zueinander senkrechten Schnitten ein Siedewasserreaktor nach der Erfindung vereinfacht dargestellt. Die Fig. 3 und 4 zeigen in gleichen Schnitten eine Ausführungsform mit veränderter Einleitung. In Fig. 5 ist nochmals eine andere Einleitungsform mittels sqgenannter Kondensationsrohren gezeigt, welche im Gegensatz zu bekannten Ausführungsformen sehr kurz ausfallen.
Das Reaktorgebäude 1 ist ein im wesentlichen zylindrisches Betonbauwerk, das mit einer Kuppeldecke 2 oben abgeschlossen ist und auf einer Sohlplatte 3 ruht. In der strichpunktiert angedeuteten Achse 4 des Gebäudes 1 befindet sich der Reaktordruckbehälter 6, der den nicht weiter dargestellten Reaktorkern enthält. Auch die Leitungen, die in horizontaler Richtung den Dampf aus dem Reaktordruckbehälter 6 zu einer Turbine führen, die einen Generator antreibt und in einer Maschinenhalle neben dem Reaktorgebäude 1 untergebracht ist, sind der Ubersichtlichkeit halber weggelassen.
Der Reaktordruckbehälter 6 besitzt eine Zugangsöffnung für den Brennelementwechsel, die mit einem Deckel 7 abgeschlossen ist. Nach dem Abnehmen eines Zwischendeckels 8 hat eine Lademaschine 9 Zutritt zum Reaktor, die auf einer Arbeitsbühne 12 fährt und die Brennelemente aus dem Reaktordruckbehälter 6 in ein Lager- becken 13 transportiert, das von inneren Betonwänden 14 begrenzt wird.
Unterhalb der Arbeitsbühne 12 ist der Reaktordruckbehälter 6 von einer ringförmigen Kondensationskammer 15 umgeben, deren Betonwände mit dem Reaktorgebäude vereinigt sind. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 hat die torusförmige Kondensationskammer 15 im vertikalen Schnitt einen fast quadratischen Querschnitt.
Er ist bis zum Wasserspiegel 16, d.h. über fast 9/10 seiner Höhe mit Wasser gefüllt,das den Wasserraum 17 bildet. Der darüberliegende Gasraum 18 steht über zwei im Querschnitt etwa dreieckförmige Uberströmleitungen 20, die in Fig. 2 zu sehen sind und auf beiden Seiten des Lagerbeckens 13 verlaufen, mit dem Luftraum des über der Arbeitsbühne 12 gelegenen Teils 21 des Reaktorgebäudes 1 in Verbindung.
Die Leitungen 20 haben bei der dargestellten thermischen Reaktorleistungsgröße von 2150 MW einen Querschnitt von insgesamt etwa 40 m2. Diese Fläche ist klein gegenüber der Fläche des Wasserspiegels 16 bzw. gegenüber der Querschnittsfläche von Uberströmöffnungen 23. Deshalb ergibt sich eine Drosselwirkung, wenn bei einem Austritt von Dampf aus dem Kernreaktor ein Uberdruck entsteht, der das Luft-Dampf-Gemisch über einen Ringkanal 22 und die seitlichen Einlaßöffnungen 23 in den Wasserraum 16 treibt, so daß der Wasserspiegel steigt. Diese Drosselwirkung verhindert, daß das Wasser des Wasserraumes 17 aufgewirbelt wird, und sorgt so dafür, daß die dynamischen Beanspruchungen des Reaktorgebäudes 1 klein bleiben. Darüber hinaus ist auch die auftretende Drucksteigerung, welche durch das Verhältnis des Luftvolumens der Räume um das Reaktordruckgefäß 6 bis zum Eintritt in das Wasser 17 der Kondensationskammer 15 zu dem Luftvolumen der Räume oberhalb des Wassers der Kondensationskammer 15 (Volumen von 18, 20 und 21) gebildet wird, sehr klein, weil das im Nenner stehende Volumen entsprechend groß ist.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Eintrittskanal 22 ein Ringkanal, der den Reaktordruckbehälter 6 eng umgibt. Man kann aber auch einen ringförmigen Eintrittskanal 25 auf der dem Reaktordruckbehälter 6 abgekehrten Seite der Kondensationskammer 15 vorsehen, wie Fig. 3 zeigt. Dazu sind in der Betonwand 26, die die Kondensationskammer nach oben abschließt, Spalten 27 vorgesehen, die am Umfang des Reaktorgebäudes 1 verteilt sind. (Fig. 4) Die Spalten 27 führen zu einer Verengung 24 am Eingang der Uberstromleitung 20. Hier beträgt der Querschnitt nur noch etwa 12 m2.
Die Fig. 4 läßt ferner erkennen, daß die Einlaßöffnungen 28, die von dem Ringkanal 25 in den Wasserraum 17 führen, mindestens vereinzelt tangential zum Reaktordruckbehälter 6 verlaufen. Man erreicht damit das Anfachen einer Wasserbewegung in Richtung des Pfeiles 30, die zu einer Durchmischung des Wassers im Wasserraum 17 führt und damit die Wärmeaufnahme vergleichmäßigt.
Die Leitungen 20 laufen bei den Ausführungsbeispielen mit gleichbleibendem Querschnitt vom Gasraum 18 vertikal in den oberen Teil 21 des Reaktorgebäudes 1. Zur Beeinflussung der Strömung, insbesondere zur Steigerung der Drosselwirkung, kann man aber auch Einbauten vorsehen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 zeigt die Anordnung von senkrecht angeordneten sogenannten Kondensationsrohren 31 von der Kondensationskammerdecke in das Wasser der Kondensationskammer hinein.
Diese Rohre sind wegen der niedrigen Höhe des Luftraumes 18 über dem Wasser wesentlich kürzer als bei bekannten Ausführungen und damit auch billiger. Durch entsprechend tiefes Hineinragen in das Wasser wird beim Abblasevorgang auch ein Langzeitbetrieb,eine gute Durchmischung und damit eine gute Ausnutzung der Wärmeaufnahmefähigkeit desselben erreicht, so daß keine zusätzlichen Maßnahmen zur Wasserdurchmischung erforderlich sind.
5 Patentansprüche 5 Figuren Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Reaktorgebäude für einen Siedewasserreaktor mit einem Reaktordruckbehälter, der von einer Kondensationskammer mit einem Flüssigkeits- und einem Gasraum umgeben ist, und mit einer Arbeitsbühne oberhalb des Reaktordruckbehälters, die den Reaktordruckbehälter und die Kondensationskammer von dem darüberliegenden Teil des Reaktorgebäudes trennt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der darüberliegende Teil (21) mit dem Gasraum (18) der Kondensationskammer (15) über eine als Drosselstelle wirkende Leitung (20) Verbunden ist.
2. Reaktorgebäude nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Leitung (20) in vertikaler Richtung verläuft.
3. Reaktorgebäude nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wasserraum (17) seitliche Einlaßöffnungen (23) aufweist.
4. Reaktorgebäude nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Einlaßbffnungen (28) tangential zum Reaktordruckbehälter (6) verlaufen.
5. Reaktorgebäude nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Einlaßöffnungen aus vertikal in das Wasser eintauchenden Rohren (31) besteht.