SE520503C2 - Kärnreaktoranordning och sätt att bygga en kärnreaktoranordning - Google Patents

Description

..~-. 520 505 bränslehanteringsmaskin och traverser som kan nmnövreras i ett rätvinkligt koordinatsystem och förflytta bränslet, de interna delarna och den övriga utrustningen. mellan olika bassänger och mellan bassängerna och reaktortanken.

Det är känt att utforma reaktorinneslutningen med ett cirku- lärcylindriskt tvärsnitt sett i ett horisontellt snitt. En sådan form är fördelaktig ur hållfasthetssynpunkt och medger att reaktorinneslutningen kan utsättas för övertryck vid rorbrottsmissöden eller svåra haverier och även för under- tryck som skulle kunna uppkomma i vissa missödessituationer.

Kombinationen av det rektangulära eller kvadratiska övre ut- rymmet för nämnda bassänger och den därunder befintliga cir- kulärcylindriska reaktorinneslutningen utgör en teknisk och tidsmässig svårighet vid konstruktion och byggande av kärn- kraftsanordningar av den ovan definierade typen. Övergången från ett cirkulärcylindriskt tvärsnitt till ett fyrkantigt tvärsnitt innebär att byggarbetet måste avbrytas och ny utrustning måste till innan det övre utrymmets väggar kan byggas. Konstruktionsmässigt är det vidare svårt att klara de hållfasthetskrav som ställs utan en fördyrande överdimen- sionering av väggorganen som definierar det övre utrymmet och de däri inneslutna bassängerna.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att förenkla byg- gandet av en kärnreaktoranordning av' det ovan definierade slaget och därmed förkorta byggtiden av densamma.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna kärnreak- toranordningen som kännetecknas av att det första väggorga- net och. det andra väggorganet har en 'väsentligen likadan tvärsnittsform sett i ett horisontellt snitt. Med en sådan utformning av väggorganen för reaktorinneslutningen och det l0 520 503 där ovanför befintliga övre utrymmet kan dessa väggorgan Det betyder att samma utrustning och samma gjutform kan utnyttjas för båda tillverkas i ett svep direkt efter varandra. väggorganen. Följaktligen är det möjligt att korta ner den nödvändiga byggtiden och på så vis reducera byggkostnaden.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är nämnda tvär- snittsform väsentligen cirkulärcylindrisk. En sådan form har i sig en hög hàllfasthet och kan därför bära stora laster och klara stora tryckväxlingar. Det medför att konstruktio- nen och byggandet av det väggorgan som omger de övre utrym- met kan förenklas i jämförelse med tidigare känd teknik en- ligt vilken. det övre utrymmet omgavs av ett rektangulärt väggorgan.

Enligt en ytterligare utföringsfonn av uppfinningen är det första väggorganet och det andra väggorganet gjutna i ett sammanhängande stycke medelst glidformsgjutning. En sådan i sig känd glidformsgjutning möjliggör en mycket kort byggtid.

Efterson1 de båda väggorganen har väsentligen samma tvär- för hela Med fördel är det första väggorganet och. det snittsform kan en och samma glidfornl utnyttjas gjutningen. andra väggorganet gjutna i betong med i betongen anordnade armeringsorgan, vilka innefattar spännorgan som är inrättade att nbjliggöra en förspänning av nämnda väggorgan. Nämnda spännorgan kan sträcka sig i det andra väggorganet åtmins- tone i en av riktningarna runt det övre utrymmet och längs med det övre utrymmet.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefat- tar åtminstone det andra väggorganet en på insidan därav an- ordnad väggbeklädnad. En sådan väggbeklädnad som med fördel kan vara utförd i rostfritt stål kan fungerar som skydd för betongen mot i det övre utrymmet befintligt vatten. Väggbe- klädnaden kan med fördel tillsammans med armeringsorgan sät- tas samman i förväg till modulblock som lyftes på plats när 520 503 glidformsgjutningen har nåt en lämplig höjd och således innan själva gjutningen av det övre väggorganet utförs. Där- vid kan väggbeklädnaden fungera som en begränsningsvägg hos gjutformen, dvs det räcker att den yttre gjutformsväggen är glidande.

Enligt en ytterligare utföringsfonn av uppfinningen är det övre utrymmet uppdelat i delutrymmen med hjälp av åtminstone ett primärt väggelement som sträcker sig mellan två åtskilda fästavsnitt hos det andra väggorganet. Sådana delutrymmen kan bilda vattenfyllda bassänger för bränsle, interna delar från reaktortanken och övrig utrustning. Med fördel finns det två från varandra åtskilda primära väggelement som vart och ett sträcker sig mellan två åtskilda fästavsnitt hos det andra väggorganet, samt vidare två sekundära väggelement, som sträcker sig mellan de två primära väggelementen och som mellan sig och tillsammans med de två primära väggelementen bildar ett vilket ovanför en lockanordning hos en skiljevägg som åtskiljer det avskilt delutrymme, kan befinna sig övre utrymmet från det inre utrymmet. Sådana primära väggelement fungerar också son1 lastupptagande element vid övertryck i reaktorinneslutningen.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är port- organ inrättade att tillhandahålla en passage mellan åtmins- tone två av nämnda delutrymmen. Detta utförande möjliggör en enkel transport av bränsle och interna delar från reaktor- tanken genom det åtskilda utrymmet och in i övriga utanför det åtskilda utrymmet befintliga delutrymmen. Med sådana korta transportvägar kan tidsåtgången vid bränslebyte och revision hållas på en låg nivå.

Det ovan uppställda ändamålet uppnås också med det inled- ningsvis angivna sättet som kännetecknas av att det första väggorganet och det andra väggorganet gjuts med hjälp av en glidform som lyfts uppåt under gjutningsprocessens gång. Med ..-.-. l0 520 503 en sådan glidformsgjutteknik är det således möjligt att gjuta båda väggorganen i ett svep på en avsevärt kortare tid än enligt tidigare känd teknik.

Enligt en utföringsform av det uppfinningsenliga sättet fö- regås gjutningen. av' det andra väggorganet av att färdiga block som innefattar armeringsorgan och inre väggbeklädnad lyftes på plats. Sådana. block kan lned fördel framställas samtidigt som gjutningen av det första väggorganet genomförs och på så vis kan den totala tidsåtgången hållas på en låg nivå.

Enligt en ytterligare utföringsform av det uppfinningsenliga sättet anordnas under gjutningsprocessens gång spännorgan i nämnda väggorgan på så sätt att de sträcker sig i åtminstone en av riktningarna runt nämnda utrymmen och längs med nämnda utrymmen, och efter gjutningsprocessen spännes spännorganen åt för att förspänna nämnda väggorgan. Därvid kan spännorga- nen anordnas i rör som anordnas i nämnda väggorgan. Efter eller i samband med nämnda åtspänning kan betong insprutas i nämnda rör.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning skall nu förklaras närmare med hjälp av olika utföringsformer, som visas enbart såsom exempel, och med hänvisning till de bifogade ritningarna.

Fig l visar en vy uppifrån av en kärnreaktoranordning enligt en utföringsform av uppfinningen.

Fig 2 visar ett snitt genom kärnreaktoranordningen längs linjen II-II i Fig l.

DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER Fig l och 2 visar schematiskt en kärnreaktoranordning enligt föreliggande uppfinning. Anordningen innefattar en reaktor~ 520 503 inneslutning 1 som bildas av ett första väsentligen cirku- lärcylindriskt väggorgan 2 som omger och definierar ett inre utrymme 3. Det inre utrymmet 3 innefattar ett övre primär- utrymme och ett nedre sekundärutrymme, vilka är åtskilda från varandra med hjälp av en väsentligen horisontell mel- lanvagg 4, sonx i sin centrala del bildar en grop 5, som sträcker sig nedåt från primärutrymmet och som hyser en re- aktortank 6 i vilken en reaktorhärd 7 är anordnad. Genom det inre utrymmets 3 primärutrymme sträcker sig vidare en ej vi- sad ångledning ut ur reaktorinneslutningen till en àngturbinanläggning. Från turbinanläggningen sträcker sig en ej visad matarvattenledning tillbaka genom reaktorinne- slutningen 1. och primärutrymmet till reaktortanken. 6. Det inre utrymmets 3 primärutrymme står i förbindelse med sekun- därutrymmet via ett antal vertikala kanaler 8. Det inre ut- rymmets 3 sekundärutrymme innefattar en så kallad kondensa- tionsbassäng som innehåller vatten för kylning och för kon- densering av ånga från primärutrymmet.

Reaktorinneslutningen 1. begränsas uppåt av en 'väsentligen horisontell skiljevägg 9 som bildar en botten i ett ovanför reaktorinneslutningen 1 anordnat övre utrymme 10. Det övre utrymmet 10 begränsas och definieras av ett andra väsentli- gen cirkulärcylindriskt väggorgan 11 som bildar en fortsätt- ning av det första väggorganet 2. Det innebär att det första väggorganet och det andra väggorganet har en väsentligen likadan tvärsnittsform sett i ett horisontellt snitt och är väsentligen koncentriska med varandra.

Såsom framgår av Fig 1 är det övre utrymmet 10 indelat i fem stycken. delutrymmen 12, 13, 14, 15, 16. Denna uppdelning görs med hjälp av två stycken med varandra väsentligen pa- rallella primära väggelement 17 som sträcker sig mellan var sina två åtskilda fästavsnitt hos det andra väggorganets 11 inneryta. Mellan dessa två primära väggelement 17 sträcker sig två stycken med varandra väsentligen parallella sekun- 520 503 dära väggelement 18. Mellan de två sekundära väggelementen 18 och de två primära väggelementen 17 innesluts delutrymmet 12 som bildar ett centralt, från de andra delutrymmena 13-16 åtskilt delutrymme. Det centrala delutrymmet 12 befinner sig ovanför ett kupolformat lockorgan 19 som kan avlägsnas och därmed frilägga reaktortanken 6 som i sin tur i sin övre ände innefattar ett kupolformat lockorgan 20 som kan avlägs- nas för att frilägga reaktortankens 6 inre. Det centrala delutrymmet 12 står i förbindelse med vart och ett av de öv- riga delutrymmena 13-16 via en respektive passage 21 som kan innefatta ett öppningsbart portorgan 22.

Vidare uppvisar kärnreaktoranordningen. en traversanordning 23 som är förflyttbar på två skenor 24 som uppbärs av ett schematiskt antytt fundament 25 som är förankrat i väggele- mentet 11. Traversanordningen 23 innefattar en schematiskt visad bränslebytmaskin och lyftanordning 26 som är för- skjutbar längs traversanordningen 23. Lockorganen 19 och 20 lyfts av med hjälp av en större, ej visad reaktorhallstra- vers och placeras i reaktorbyggnaden utanför det övre utrym- met 10. Därefter kan interna delar, såsom exempelvis àngse- paratorer, lyftas ut ur reaktortanken 6 och placeras i ex- empelvis delutrymmet 13. Med. bränslebytmaskinen och lyft- anordningen 26 kan därefter bränslestavarna lyftas ut ur re- aktortanken 6 och placeras i exempelvis delutrymmet 14.

Därvid har portorganet 22 som åtskiljer delutrymmet 14 från det centrala delutrymmet 12 först avlägsnats med hjälp av bränslebytmaskinen och lyftanordningen 26. Det skall noteras att delutrymmena 12-16 bildar vattenfyllda bassänger, vilket gör det möjligt att genomföra nämnda hantering av bränsle och interna delar på så sätt att dessa hela tiden befinner i det är så djup att bränslet sig under vatten. Passagen 21 i bränslebassängen, visade exemplet delutrymmet 14, alltid befinner sig stràlskyddat under vattenytan vid pas- sage till och från delutrymmet 14. Delutrymmet 14 är vidare så djupt att en överkant hos det bränsle som har placerats i 520 503 delutrymmet 14 alltid befinner sig under passagens 21 under- kant. Som en del av bassängerna 13, 15 och 16 kan en separat nödkylbassäng inrymmas, vilken används vid kylning av härden i reaktortanken och/eller vid kylning av kondensationsbas- sängen.

Det första väggorganet 2, det andra väggorganet 11, mellan- väggen 4 och skiljeväggen 9 liksom en bottenvägg 27 hos re- aktorinneslutningen 1 är alla tillverkade av betong. De inre ytor som bildar bassänger och således är utsatta för vatten är försedda med en väggbeklädnad 28 som antyds i Fig 2 med något tjockare linjer och som kan vara tillverkad av något rostfritt korrosionsbeständigt material såsom stål. exempelvis Det första väggorganet 2 och det andra väggorganet ll kan i enlighet med föreliggande uppfinning tillverkas med så kal- lad glidformsgjutning. Det innebär att en form som innefat- tar en inre begränsningsvägg och en yttre begränsningsvägg långsamt förs uppåt från reaktorinneslutningens 1 bottenvägg 27 under kontinuerlig tillförsel av betong. Lyfthastigheten är så låg att den innanför formen befintliga betongen hinner stelna under den tid det tar för glidformen att förflytta sig från det ställe där betongen tillfördes. På så vis kan både det första väggorganet 2 och det andra väggorganet ll gjutas i ett svep i en enda kontinuerlig gjutprocess. I väggorganen 2, 11 är relativt stora mängder armeringsjärn, som ej visas i Fig 1 och 2. Den vertikala väggbeklädnaden 28 hos det andra väggorganet ll samt den för det andra väggor- ganet ll avsedda armeringen. kan. med fördel framställas i förväg i block, vilka lyftes på plats innan själva gjut- ningen genomförs. Vidare är spännorgan 29 och 30 anordnade i väggorganen 2, ll på så vis att de sträcker sig väsentligen vertikalt längs med samt runt det övre utrymmet 10 och det inre utrymmet 3. Spännorganen 29 och 30 är anordnade i rör 31 som är ingjutna i betongen. För varje varv är två rör 31 1.... 520 503 anordnade vilka sträcker sig över var sitt halvvarv eller ett rör som sträcker sig hela varvet runt. Likaså är för varje varv spännorgan. 30 anordnade, ett i varje rör 31.

Spännorganen 30 spänns samman med hjälp av schematiskt vi- sade spännanordningar 32 som ligger diametralt motsatt var- andra. Åtspänningen sker efter det att betongen har stelnat och innebär att väggelementen 2, 11 kommer att förspännas på så sätt att de kan motstå större krafter. Spännanordningar (ej visade) liknande spännanordningarna 32 är anordnade för de vertikala spännorganen 29. Det är även möjligt att låta rören 31 ingå som delar i nämnda block.

För att ytterligare förenkla gjutningsprocessen kan man låta väggbeklädnaderna 28 bilda den inre begränsningsväggen hos gjutformen, vilket innebär att endast en glidande yttre be- gränsningsvägg behöver anordnas, åtminstone för de delar av väggorganen 2, 11 som är försedda med väggbeklädnader 28.

Den visade utformningen av de primära väggelementen 17 såsom medför en förbättrad. hållfasthet hos det andra väggorganet ll. De kommer också att bidra till att horisontella balkar, uppbära krafter från skiljeväggen 9 vid övertryck i reaktor- inneslutningen 1 och på så vis öka hållfastheten hos reaktorinneslutningen 1.

Uppfinningen är inte begränsad till de här visade utförings- formerna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis skall noteras att väggelementen 17 och 18 kan ha en annorlunda utsträckning än den visade. Det är exempelvis möjligt att anordna ett cirku- lärcylindriskt väggelement som omger det kupolformade lock- organet 19 och att anordna radiellt utsträckta väggelement mellan väggorganet 11 och ett sådant inre cirkulärcylind- riskt väggelement. Traversanordningens skenor kan vara an- ordnade på annorlunda sätt, exempelvis kan de ligga på de primära väggelementens 17 övre kantsida eller vara anordnade 520 503 som en skena som befinner sig på det andra väggorganets ll övre kantsida, varvid förflyttningen av bränslebytmaskinen och lyftanordningen 26 görs med hjälp av polära koordinater.

Claims (17)

l0 l5 20 25 30 35 520 503 ll

1. Kärnreaktoranordning som innefattar (1), - en reaktorinneslutning som bildas av ett första vägg- organ (2) som definierar ett inre utrymme (3), - en reaktortank (6), som hyser en reaktorhärd (7) och är anordnad i det inre utrymmet (3), och - ett övre utrymme (10) som är anordnat ovanför reaktorinne- slutningen (1) kännetecknad_ay att det första väggorganet (2) (11) sentligen likadan tvärsnittsfonn och bildar en väsentligen och definieras av ett andra väggorgan (11), och det andra har, en vä- väggorganet sett i ett horisontellt snitt, gemensam cylinder.

2. Kärnreaktoranordning enligt krav 1, kännetegknad_ay att nämnda tvärsnittsform är väsentligen cirkulär.

3. Kärnreaktoranordning enligt krav 2, kännetegknad_ay att (ll) är gjutna. i ett sammanhängande stycke medelst glidformsgjut- det första väggorganet (2) och det andra väggorganet ning.

4. Kärnreaktoranordning enligt krav 3, kännetegknad_ay att (ll) är gjutna i betong med i betongen anordnade armeringsorgan (29, 30), (30) möjliggöra en förspänning av nämnda väggorgan (2, 11). det första väggorganet (2) och det andra väggorganet vilka innefattar spännorgan som är inrättade att

5. Kärnreaktoranordning enligt krav 4, kännetegknaQ_ay att (29) åtminstone i en av riktningarna runt det övre utrymmet nämnda spännorgan (ll) (10) och längs med det övre utrymmet (10). sträcker sig i det andra väggorganet

6. Kärnreaktoranordning enligt något av de föregående kra- ven, kännetegknmd_ay att åtminstone det andra väggorganet (11) innefattar en pà insidan anordnad väggbeklädnad (28). 10 15 20 25 30 35 520 503 12

7. Kärnreaktoranordning enligt något av de föregående kra- ven, känne;egknad_ay att det övre utrymmet (10) är uppdelat (12-16) väggelement (17) som sträcker sig mellan två åtskilda fäst- (11). i delutrymmen med hjälp av åtminstone ett primärt avsnitt hos det andra våggorganet

8. Kärnreaktoranordning enligt krav 7, känneLegknad_ay två (17) ett sträcker sig mellan. två åtskilda fästavsnitt hos det (ll). från varandra åtskilda primära väggelement som vart och andra väggorganet

9. Kärnreaktoranordning enligt krav 8, känne;egknad_ay att de två primära väggelementen (17) är väsentligen parallella med varandra.

10. Kärnreaktoranordning enligt något av kraven 8 cæh 9, kännetegknad_ay två sekundära väggelement (18) som sträcker sig mellan de två primära väggelementen (17) och som mellan sig och tillsammans med de två primära väggelementen (17) bildar ett avskilt delutrymme (12).

11. Kärnreaktoranordning enligt krav 10, (12) hos en skiljevägg (9) att det avskilda delutrymmet befinner sig ovanför en (19) (10) lockanordning som åtskiljer det övre utrymmet från det inre utrymmet (3).

12. Kärnreaktoranordning enligt något av' kraven 7 - 11, portørgan (22) (21) mellan åtminstone två av nämnda som är inrättade att till- handahålla en passage delutrymmen (12-16).

13. Sätt att bygga en kärnreaktoranordning, innefattande stegen - att ett första väggorgan som definierar ett inre utrymme hos en reaktorinneslutning gjuts, varvid reaktorinneslut- lO 15 20 25 30 520 503 13 ningen är avsedd att innefatta en reaktortank som är anord- nad i det inre utrymmet och hyser en reaktorhärd, och - att ett andra väggorgan som definierar ett övre utrymme att det första väggorganet och det andra väggorganet gjuts med anordnas ovanpå reaktorinneslutningen, hjälp av en glidform som lyfts uppåt under gjutningsprocess- ens gång på så sätt att det första väggorganet och det andra väggorganet erhåller, sett i ett horisontellt snitt, en väsentligen likadan tvärsnittsform och bildar en väsentligen gemensam cylinder.

14. Sätt enligt krav 13, kännetecknat_ay att gjutning av det andra väggorganet föregås av att färdiga block som inne- fattar armeringsorgan och inre väggbeklädnad lyftes på plats.

15. Sätt enligt krav 14, kännetegknat_ay att under gjut- ningsprocessens gäng anordnas spännorgan i nämnda väggorgan på så sätt att de sträcker sig i åtminstone en av riktning- arna runt nämnda utrymmen och längs med nämnda utrymmen, och att spännorganen efter gjutningsprocessen spännes åt för att förspänna nämnda väggorgan.

16. Sätt enligt krav 15, kännetegknat_ay att spännorganen anordnas i rör som anordnas i nämnda väggorgan.

17. Sätt enligt krav 16, kännetegknat_ay att efter eller i samband med nämnda åtspänning insprutas betong i nämnda rör.