DE3603092A1 - Ausbau von komponenten in kernreaktoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ausbau von Komponenten in Kernreaktoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Handhabung der Ein­ richtung.

In Kernreaktoren wird die nukleare Zerfallswärme genutzt zur Erhitzung eines Wärmeträgers, der zur Erzeugung von elektrischem Strom oder - insbesondere bei Hochtempera­ turreaktoren - zur Abgabe von Prozeßwärme genutzt wird. Hierbei werden Komponenten benötigt, welche mit dem im Betrieb kontaminierten Wärmeträger betriebsbedingt in Kontakt stehen und so ebenfalls kontaminiert und/oder strahlungsaktiviert werden. Unter Komponenten werden in diesem Zusammenhang sogenannte aktive Bauteile verstan­ den, wie z.B. Dampferzeuger, Umwälzpumpen oder Umwälzge­ bläse ect., die mit dem kontaminierten Wärmeträger, der je nach Reaktortyp gasförmig oder flüssig sein kann, beaufschlagt sind und wegen Revisionsarbeiten oder auf­ grund von Störungen während der geplanten Betriebsdauer des Reaktors ausgebaut werden müssen.

Zum Schutz des Bedienungspersonals sowie der Umwelt vor der Radioaktivität der kontaminierten und/oder aktiven Bauteile während des Ausbaus und Transports werden bis­ her die Komponenten jeweils mit strahlungssicheren Schutzverkleidungen, sogenannten Ausbauglocken, ver­ sehen, die als zusätzliche Umhüllung zum Gehäuse die Komponente abschirmen. Zur Handhabung dieser Ausbau­ glocken bedarf es aufwendiger Transportvorrichtungen, z.B. schwerer Hebezeuge, mit denen die Ausbauglocke auf das ausgebaute Bauteil gesetzt und dieses anschließend bewegt werden kann. Während dieser Montagearbeiten ist das Bedienungspersonal einer erhöhten Strahlungsbela­ stung ausgesetzt. Zur Übernahme der so umhüllten Kompo­ nente und gegebenenfalls zur Ablage im Lager oder in der Werkstatt sind weitere Sicherungsmaßnahmen sowie umfang­ reiche Schieber und in Einzelfällen auch eingebaute Hebezeuge und Funktionshilfseinrichtungen mit Steuerungs- und Energieversorgungsfunktion erforderlich. Hieraus resultiert ein erheblicher Kostenaufwand, der neben der Vorhaltung von Vorrichtungen aller Art im wesentlichen auf den hohen Zeitbedarf für die Ausbau­ arbeiten und die damit verbundene Betriebsunterbrechung des Kernreaktors beruht.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich der Erfindung die Aufgabe, eine Einrichtung anzugeben, die eine Verringerung der Handhabungsvorgänge durch Verein­ fachung des apparativen Aufwands bei gleichzeitiger Ver­ ringerung der Dosisbelastung des Bedienungspersonals ermöglicht und es gestattet, die Kosten aufgrund des Zeitbedarfs für den Ausbau von Komponenten und für die Dauer der Betriebsunterbrechung des Reaktors zu mini­ mieren. Ferner soll ein Verfahren zur sicheren und ein­ fachen Handhabung der Einrichtung eingegeben werden.

Die Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merk­ male der Ansprüche 1 und 7.

Es ist danach vorgesehen, Komponenten, deren Ausbau während der Betriebsdauer des Kernreaktors planmäßig vorgesehen oder aufgrund einer Störfallanalyse sich als notwendig erweisen kann, von vornherein mit einer strah­ lungssicheren Kapselung auszustatten. Diese Kapselung ist aus einem haubenförmigen Gehäuse und einem Ver­ schlußdeckel gebildet, die beide an einem gemeinsamen Flansch der Komponente angeschlossen sind, der im ein­ gebauten Zustand zur Befestigung der Komponente am Reak­ tordruckbehälter dient. Die Kapselung ist so ausgelegt, daß sie über die Betriebsdauer des Reaktors die Kompo­ nente derart abschirmt, daß keine Strahlung nach außen gelangt. An der Kapselung sind Haltemittel vorgesehen, die die einfache Handhabung beim Anschluß an Transport­ mittel ermöglichen.

Je nach Größe, Art und Einbaulage der jeweiligen Kom­ ponente ist der Verschlußdeckel als ebene Scheibe oder gewölbt oder in Hutform ausgebildet. In jedem Fall hat der Verschlußdeckel das gleiche Anschlußprofil wie der Montageflansch am Reaktordruckbehälter, an den die Kom­ ponente betriebsmäßig anschließt. In vorteilhafter Weise ist die Lage des Komponentenflansches so festgelegt, daß ein möglichst großer Teil der Komponente von dem hauben­ förmigen Gehäuse umhüllt ist. Die Gestaltung der Schutz­ haube wie auch des Verschlußdeckels sowie die Anordnung des Komponentenflansches ist ferner so vorgesehen, daß hiermit einerseits die leichte Zugänglichkeit zu den revisions- und -reparaturbedürftigen Komponenten ver­ bessert ist und gleichzeitig größtmöglicher Schutz vor Strahlengefahr bei der Montage und beim Transport ge­ währleistet ist.

Grundgedanke der Erfindung ist es, die wesentlichen strahlungsbeanspruchten Komponenten eines Kernreaktors jeweils so so gestalten, daß ihre Gehäuse die Anforde­ rungen an strahlungssichere Kapselung erfüllen und ihre Handhabbarkeit im Vergleich zu bekannten Ausbauglocken verbessert ist.

Das erfindungsgemäße Handhabungsverfahren sieht vor, daß die Komponente, die im eingebauten Zustand nach außen nur durch das haubenförmige Gehäuse abgeschirmt ist, an ihrem Befestigungsflansch vom Reaktordruckbehälter ge­ löst und an angehoben wird, damit der Verschlußdeckel, der die Kapselung druck- und strahlungssicher ver­ schließt, an der Flanschgegenseite befestigt werden kann. Der Ausbau der so gestalteten Komponente wird ein­ schließlich der sie umgebenden Teile, z.B. Teile des Reaktordruckbehälters, durchgeführt, das heißt, im ein­ gebauten Zustand sind die haubenförmigen Gehäuse der Komponenten Bestandteil der druckführenden Umschließung des Reaktordruckbehälters.

Durch dieses integrative Konzept werden beim Ausbau der vorbeschriebenen gekapselten Komponenten nur einfach gestaltete Verschlußdeckel für die Komponenten wie auch für den Reaktordruckbehälter benötigt. In besonderen Einzelfällen können noch Hilfsschleusenvorrichtungen erforderlich sein, insbesondere wenn die Größe der Kom­ ponenten das Aufnahmevolumen der reaktorüblichen Schleu­ senkammer übersteigt.

Diese und weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

In der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel eines er­ findungsgemäß ausgestalteten Kernreaktors zeigt, sollen die Erfindung, ihre Vorteile und besonderen Ausgestal­ tungen naher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 schematische Darstellung eines Reaktordruck­ behälters mit angebauten Komponenten,

Fig. 2 schematische Darstellung eines ausgebauten Dampferzeugers,

Fig. 3 Oberteil eines Reaktordruckbehälters nach Aus­ bau der Komponenten,

Fig. 4 einen ausgebauten Steuerstabantrieb,

Fig. 5 ein ausgebautes Umwälzgebläse.

In einem Kernreaktor befindet sich ein Reaktordruckbe­ hälter 10 mit angebautem Dampferzeuger 12 und einem Steuerstabantrieb 14. Am Oberteil des Dampferzeugers 12 ist ein Umwälzgebläse 16 angeordnet. Alle genannten Kom­ ponenten wie Dampferzeuger 12, Steuerstab 14 und Umwälz­ gebläse 16 sind mittels Flanschverbindung 18 am Reaktor­ druckbehälter 10 befestigt. Die am aufnehmenden Bauteil befindlichen Flansche 18 sind hierbei so angeordnet, daß das eingesetzte Bauteil zum größeren Teil herausragt. Die äußere Umhüllung der Komponenten ist konturenarm gestaltet und dient als strahlungsundurchlässige Kapse­ lung 20.

In Fig. 2 ist ein ausgebauter Dampferzeuger 12 wieder­ gegeben, dessen vorher im Reaktordruckbehälter 10 be­ findlichen Partien von einem hutförmigen Deckel 22, der ebenfalls mittels Flanschverbindung 18 am Mantel 20 des Dampferzeugers 12 anschließt, umkleidet sind. Den oberen Abschluß des Dampferzeugers 12, an welchem vorher die Umwälzgebläse 16 angeschlossen waren, bildet ein Deckel 23. Beide Deckel 22, 23 gewährleisten einen druckdichten und strahlungssicheren Abschluß des Dampferzeugers 12.

In Fig. 3 ist das Oberteil des Reaktordruckbehälters 10 wiedergegeben, der mit einem Deckel 24 verschlossen ist. Der Deckel 24 ist wie zuvor der Dampferzeuger an der Flanschverbindung 18 befestigt.

In Fig. 4 ist ein ausgebauter Steuerstabantrieb 14 ge­ zeigt, an dessen unteres vorher am Reaktordruckbehälter 10 anschließendes Ende mit dem Flansch 18 ein gewölbter Deckel 26 angeflanscht ist.

Fig. 5 zeigt ein ausgebautes Umwälzgebläse 16, das mit­ tels eines hutförmigen Deckels 28, der am Flansch 18 an­ schließt, druckdicht- und strahlungssicher gekapselt ist.

Bei allen gezeigten Einzelkomponenten gilt der gleiche Grundsatz, daß die vor Strahlungsaustritt schützende Kapselung 20 möglichst konturenarm die Komponente um­ hüllt und mittels Flanschverbindung 18 schnell und ein­ fach montiert werden kann, sei es am Reaktordruckbehäl­ ter, sei es an dem zugehörigen Verschlußdeckel 22, 23, 24, 26, 28.

Claims (8)

1. Einrichtung zum Ausbau von kontaminierten und/oder strahlungsaktivierten Komponenten in einem Kernreaktor, insbesondere in einem Hochtemperaturreak­ tor, mit einem Reaktordruckbehälter, an den die Kompo­ nenten angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß störfallbedrohte Komponenten (12, 14, 16) eine strahlungs­ sichere Kapselung (20) aufweisen, die aus einem hauben­ förmigen Gehäuse mit einem abnehmbaren Verschlußdeckel (22, 23, 26, 28) gebildet ist, der an wenigstens einem gemeinsamen Flansch (18) der Komponente (12, 14, 16) an­ geschlossen ist, der im eingebauten Zustand zur Befesti­ gung der Komponente am zugehörigen Aufnahmeteil, z.B. dem Reaktordruckbehälter (10) dient.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kapselung (20) den größeren Teil der Komponente (12, 14, 16) umhüllt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Reaktordruckbehälter (10) nach Ausbau einer direkt anschließenden Komponente (12, 14) mit einem Deckel (24) verschließbar ist.

4. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Kapselung (20) mit Hal­ temitteln zur einfachen und sicheren Handhabung der Kom­ ponente (12, 14, 16) versehen ist, welche ohne weitere Vorkehrungen an Handhabungsgeräte anschließbar sind.

5. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel (22, 26, 28) hutförmig ausgestaltet ist.

6. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel (24) die Form einer gewölbten Scheibe hat.

7. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel (23) die Form einer ebenen Scheibe hat.

8. Verfahren zur Handhabung der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auszubauende Komponente (12, 14, 16) an ihrem Anschlußflansch (18) vom aufnehmenden Teil gelöst und anschließend aus der Ein­ baulage angehoben wird, damit stattdessen ein Verschluß­ deckel (22, 23, 24, 26, 28) am Flansch befestigt werden kann, der die Kapselung (20) druck- und strahlungssicher verschließt, so daß die Komponente (12, 14, 16) gefahrlos gehandhabt werden kann.