FI74163B - Reaktorskyddsbyggnad. - Google Patents

Description

1 74163

Reaktorin suojarakennus

Keksintö koskee reaktorin suojarakennusta, joka käsittää suljetun kammion, jossa on yläpäästään kupukatolla sul-5 jettu lieriö, ja suljetun kammion ympärillä olevan kehärakenteen, johon kuuluu lieriö ja suljetun kammion lieriöön liitetty katto, suljetun kammion ja kehärakenteen ollessa tällöin perustettu yhteisen pääpohjalaatan päälle ja suojara-kennuksen käsittäessä lisäksi sisärakenteet, jotka on sijoi-10 tettu suljetun kammion sisäpuolelle ja jotka ovat erillään suljetusta kammiosta.

Ydinreaktorin suojarakennus käsittää aina suljetun kammion, jonka sisäpuolelle on järjestetty primaaripiirin komponentteja tukevat sisärakenteet. Kehärakenne, joka sisäl-15 tää pääosan reaktorin lisä- ja turvallisuusjärjestelmistä, on tällöin suljetun kammion ympärillä. Suljettu kammio ja kehärakenne sijoitetaan mieluimmin yhteisen pääpohjalaatan päälle, jolloin vältetään erilaiset painumiset, joita voisi syntyä rakenteiden perustusten ollessa erillisten pohjalaat-20 tojen päällä.

Tämäntyyppistä rakennetta selostetaan ranskalaisessa patentissa nro 2 226 729/18.4.1974/Siemens AG, "Centrale nucleare ä enveloppe de securite entouree d'un batiment de beton" (Betonirakennuksella ympäröity suojavaipan käsittävä 25 ydinvoimala.) Patentissa esitellään ydinreaktorin suojara- kennus, jossa on suojavaippa ja sen ympärillä betonirakennus. Suojavaippa ja betonirakennus muodostavat tällöin renkaan muotoisen tilan, johon on sijoitettu ao. lisälaitteet, nimenomaan hätäjäähdytyslaitteet. Betonirakennuksella ja suojavai-30 palla on yhteinen betoniperustus. Betonirakennus on tuettu betonilieriöön ja tukivyöhykkeessä on tasainen katto.

Nyt selostettavalla keksinnöllä pyritään kehittämään sellainen ydinreaktorin suojarakennus, jolla reaktori pystytään suojaamaan vielä tehokkaammin seismisten ilmiöiden va-35 raita ja erittäin suurien ammusten iskeytyessä suojarakennuk-seen.

2 74163 Tämän päämäärän saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle rakenteelle on tunnusomaista, että kehärakenteen katto on katkaistun kartion muotoinen tai rengasmainen ja liittyy suljetun kammion lieriöön reaktorirakennuksen hoitosillan tu-5 kien kohdalla, pääpohjalaatan käsittäessä kehärakenteen alapuolella olevan suuren hitauden omaavan soluosan ja soluosan ja suljetun kammion alapuolella olevan umpiosan, jolloin kehärakenteen sisärakenteet tukeutuvat pääpohjalaatan suuren hitausvoiman omaavaan soluosaan ja ovat erillään ulkopuoli-10 sestä lieriöstä, suljetun kammion lieriöstä ja kehärakenteen katosta.

Muita keksintöön liittyviä piirteitä ja etuja esitetään seuraavassa selostuksessa. Se koskee erästä keksinnön mukaista rakenne-esimerkkiä, joka ei kuitenkaan rajoita 15 keksintöä. Tällöin viitataan oheiseen piirustukseen, joka kuvaa leikkauksena reaktorin suojarakennusta.

Suojarakennus käsittää pääpohjalaatan 2, jonka päällä on suljettu kammio 4. Suljettu kammio 4 käsittää puolestaan yläpäästään kupukatolla 8 suljetun lieriön 6. Suljetun 20 kammion tehtävänä on rakennevaurion sattuessa estää radioaktiivisen aineen pääseminen ulos reaktorista sekä ottaa vastaan primaari- tai sekundaaripiirin mahdollisesta murtumasta johtuvat paine- ja lämpötilavaikutukset.

Suljetun kammion sisäpuolella on sisärakenteet 10, 25 jotka käsittävät lähinnä pöhjalaatan 12, jota nimitetään sisärakenteiden pöhjalaataksi, ja paineastiakuilun 14, joka ympäröi ja tukee reaktorin paineastiaa sekä paineastia-kuilun ympärillä olevia kasematteja.

Suljetun kammion 4 ympärillä on kehärakenne 20. Se 30 käsittää lieriön 22, joka on pääpohjalaatan 2 päällä, ja suljetun kammion lieriöön liitetyn katon 24. Kehärakenteen sisäpuolelle on sijoitettu reaktorin suojalaitteet ja huomattavan säteilyriskin muodostavat laitteet.

Suljettu kammio 4, kehärakenne 20 ja sisärakenteet 35 10 on valettu yhteisen pääpohjalaatan 2 päälle, jolloin väl tetään erilaiset painumiset, joita voisi syntyä rakenteiden ollessa erillisten pöhjalaattojen päällä.

3 74163 Tällä rakenteella reaktori, sen suojalaitteet sekä huomattavan säteilyriskin muodostavat laitteet pystytään suojaamaan reaktorin suojarakennukseen mahdollisesti kohdistuvien ammusten vaikutukselta. Ammusten lisäksi tällöin 5 on otettu huomioon myös sotilaslentokone, joka synnyttää suojarakennukseen iskeytyessään 11100 tonnin staattisen 2 kuormituksen 7 m kohti.

Keksinnön mukaan kehärakenteen 20 katto 24 on liitetty suljetun kammion lieriöön 6 passiivisilla meridiaani-10 jäykisteillä, jotka on ankkuroitu liitoskohdan molemmille puolille.

Kehärakenteen ja suljetun kammion yhdistämisellä toisiinsa saadaan seuraavat edut: 1) Ammuksen iskeytyessä suojarakennukseen, kehära-15 kenteen katto 24 kestää paremmin.

2) Koska ao. massa on näin suurempi, suljetun kammion ja kehärakenteen muodostaman yksikön suhteelliset siirtymät sisärakenteisiin nähden ovat pienemmät.

3) Suljetun kammion ja kehärakenteen muodostaman 20 yksikön värähtelytaajuus on suurempi kuin rakenteiden erilliset värähtelytaajuudet, joten yksikön reagointi seismisiin ilmiöihin on pienempi.

4) Pohjalaatassa ei pääse syntymään erilaisia värähtelyltä.

25 5) Kun otetaan huomioon tuuletus sekä kehärakenteen viimeisellä tasolla olevien tiettyjen paikkojen saastumis-riski, niin sellainen rakenne, jossa suljettu kammio ja kehärakenne ovat erillään toisistaan, edellyttää ilmatiivistä liitosta siinä kohdassa, jossa kehärakenteen katto liit-30 tyy suljetun kammion lieriöön. Yksikössä tällaista il-matiivistä liitosrakennetta ei sen sijaan tarvita.

Kehärakenteen ja suljetun kammion yhdystaso on mieluimmin samalla kohdalla reaktorirakennuksen hoitosillan tukikonsolien kanssa.

35 Kehärakenteen 20 katto 24 on joko katkaistun kartion muotoinen tai rengasmainen, kuten kuviossa esitetään.

4 74163

Kehärakenteen sisärakenteet 29 ovat erillään suljetun kammion lieriöstä ja kehärakenteen vaipasta, jolloin ammuksen iskeytyessä kehärakenteeseen ei sen vaipan muodosta johtuen sisärakenteisiin pääse siirtymään suuria kuormi-5 tuksia. Sisärakenteet eivät tällöin myöskään pääse tärisemään suoraan. Lisäksi tällaisen eristetyn rakenteen ansiosta vaippa pääsee muuttumaan mitoitukseltaan vapaasti sisärakenteisiin 29 nähden kutistumisen ja lämpötilan vaikutuksesta .

10 Pääpohjalaatta 2 käsittää kaksi rakenteeltaan eri laista osaa. Kehärakenteen 20 alla on suuren inertian omaava pohjalaatan soluosa 26. Solut on tarkoitettu tiettyjä suojalaitteita varten. Suljetun kammion 4 alla on pohjalaatan umpiosa 28, joka on soluosaa ohuempi. Osien 26 ja 28 15 välisestä vahvuuserosta johtuen kammion sisärakenteiden 10 ja kehärakenteen 20 muodostaman yksikön taso on saatu alemmaksi. Sama koskee niitä komponentteja, joita sisärakenteet tukevat. Tämän vuoksi kehärakenne on saatu matalammaksi ja taas laskemalla kehärakenteen massojen painovoimakeskustan 20 tasoa seismisten ilmiöiden rakennukseen aiheuttamat kuormitukset ovat pienempiä.

Koska solupohjalaatta on erittäin jäykkä, se muuttuu muodoltaan vain vähän, mistä johtuen kehärakenteen katon ja suljetun kammion lieriön välisen liitoskohdan mekaaninen 25 stabiliteetti on varmistettu.

Suljetun kammion lieriön kohdalla olevan pohjalaat-tapisteen ja kehärakenteen vaipan kohdalla olevan pohja-laattapisteen pystysuora deformaatioero on pieni. Tästä johtuen kehärakenteen katon tukiosilla, jotka suljettu 30 kammio ja kehärakenteen vaipan lieriö muodostavat, on niin pieni tasosiirtymä, ettei synny suuria kuormituksia kehärakenteen katon ja suljetun kammion välisen yhdysrakenteen tasoon.

Rakennevaurion sattuessa, jolloin kammioon muodostuu 35 tietty ylipaine, kehärakenteen katto tukee kammiota ja ottaa siis vastaan kehäjännitykset, joiden määrä laskee em. yhtymäkohdasta lähtien.

5 74163

Erittäin suurien ammusten/ esim. sotilaslentokoneen, mahdollisesti iskeytyessä reaktorin suojarakennukseen, ei kehärakenteen katon ja suljetun kammion lieriön yhdysraken-teen ansiosta kehärakenteen vaipan tarvitse kuitenkaan olla 5 läheskään niin raskasrakenteinen kuin siinä tapauksessa, jolloin tällaista yhdysrakennetta ei ole.

Keksinnön mukaisesta reaktorin suojarakennuksesta on kaksi eri rakennevaihtoehtoa.

Ensimmäisen rakenteen mukaan suljettu kammio ja kelo härakenne ovat teräsbetonia.

Toisen rakenteen mukaan suljettu kammio on vaaka-ja pystysuunnassa esijännitettyä betonia. Kehärakenne on taas teräsbetonia.

Esijännitetystä betonista valmistettuun suljettuun 15 kammioon verrattuna teräsbetonirakenteen etuna on, ettei tällöin tarvita esijännitysulokkeita, jotka vaikeuttavat kehärakenteeseen kuuluvia asennuksia.

Sitä kehärakenteen yläpuolella olevaa suljetun kammion osaa varten, jonka on pystyttävä kestämään ammuksen 20 aiheuttama isku, passiiviset jäykisteet on mitoitettu suurinta kuormitusta (rakennevaurio tai ammus) silmällä pitäen. Sen sijaan käytettäessä suljetun kammion valmistamiseen esijännitettyä betonia, tarvitaan kahdenlaisia jäykis-teitä: 25 - esijännitysjäykisteet rakennevaurion varalta ja - passiiviset jäykisteet ammusten varalta.

Ensimmäisessä rakenteessa kehärakennetta varten ei tarvita tilapäiskattoa.

Suljetun kammion lieriötä betonoitaessa valmiusjäy-30 kisteet järjestetään kehärakenteen katon oikealle puolelle. Ne voivat olla joko tavanomaisia jäykisteitä tai ns. Caldwell-tukia.

Keksinnön toisessa rakenteessa suljetun kammion esijännittäminen tapahtuu ennen em. yhdysrakenteen valmista-35 mistä, niin että vain poikkeavat esijännitysdeformaatiot (hiipuma) vaikuttavat valmiiseen rakenteeseen. Kehärakenteen vaipan erilaisen kutistumisen aiheuttamat jännitykset 6 74163 suljettuun kammioon nähden ja suljetun kammion esijänni-tyshiipuman (fluage) synnyttämät jännitykset ovat esimerk-kisiä ja kumoutuvat sen vuoksi osittain.

Kun toisessa rakenteessa otetaan huomioon ao. kon-5 struktiovaatimukset, kehärakenteen kaltevuus on määrättävä ennen suljetun kammion esijännittämistä. Tällöin tarvitaan siis joko osana tai kokonaisena rakenteena tiivis tilapäis-katto, joka toimii lopullisen katon peittona, niin että tämä voidaan betonoida, kun suljetun kammion esijännittäminen 10 on tapahtunut.

Tällöin on kaksi mahdollisuutta: - tilapäinen katto liittyy lopulliseen kattoon tai - se poistetaan lopullisen katon betonoinnin jälkeen.

Claims (3)

7 74163

1. Ydinreaktorin suojarakennus, joka käsittää suljetun kammio (4), jossa on yläpäästään kupukatolla (8) sul- 5 jettu lieriö (6), ja suljetun kammion (4) ympärillä olevan kehärakenteen (20), johon kuuluu lieriö (22) ja suljetun kammion lieriöön (6) liitetty katto (24) , suljetun kammion (4) ja kehärakenteen (20) ollessa tällöin perustettu yhteisen pääpohjalaatan (2) päälle ja suojarakennuksen käsittäessä li-10 säksi sisärakenteet (10), jotka on sijoitettu suljetun kammion (4) sisäpuolelle ja jotka ovat erillään suljetusta kammiosta, tunnettu siitä, että kehärakenteen katto (24) on katkaistun kartion muotoinen tai rengasmainen ja liittyy suljetun kammion (4) lieriöön (6) reaktoriraken-15 nuksen hoitosillan tukien kohdalla, pääpohjalaatan (2) käsittäessä kehärakenteen (20) alapuolella olevan suuren hitausvoiman omaavan soluosan (26) ja soluosan (26) ja suljetun kammion (4) alapuolella olevan umpiosan (28) , jolloin kehärakenteen (20) sisärakenteet (29) tukeutuvat pääpohja-20 laatan (2) suuren hitausvoiman omaavaan soluosaan (26) ja ovat erillään ulkopuolisesta lieriöstä (22), suljetun kammion (4) lieriöstä (6) ja kehärakenteen (20) katosta (24).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen reaktorin suoja-rakennus, tunnettu siitä, että suljettu kammio (4) 25 ja kehärakenne (20) ovat teräsbetonia.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suojarakennus, tunnettu siitä, että suljettu kammio (4) on esijännitetty vaaka- ja pystysuunnassa, ja että kehärakenteen (20) vaippa on teräsbetonia.