DE1639434A1

DE1639434A1 - Druckwasserreaktor

Info

Publication number: DE1639434A1
Application number: DE19681639434
Authority: DE
Inventors: Sulzer Hans D
Original assignee: Stone and Webster Engineering Corp
Current assignee: Stone and Webster Engineering Corp
Priority date: 1967-03-21
Filing date: 1968-01-27
Publication date: 1971-03-25
Also published as: FR1557162A; NL6716886A; US3438857A; ES349640A1; BE705830A; GB1166004A

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD ■ Dipl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 26. Januar 1968 Sch+ Name d. Anm. stone & Webster Engineering

Corporation

Druckwasserreaktor

Gegenstand der Erfindung sind verschiedene konstruktive Abwandlungen bei der Umschließung wassergekühlter Kernreaktoren von der Bauart der Druckwasserreaktoren. Sowohl einschalige als auch zweischalige Äusführungsformen ergeben konstruktive Vorteile und weisen zusätzlich Kammern zum Abbau eines durch einen Schaden verursachten zu hohen Druckes durch Kondensation des erzeugten Dampfes auf sowie Unterdruck erzeugende Geräte zur Verringerung des Leckens. .

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit Kernreaktoren und betrifft insbesondere konstruktive Merkmale bei den ümschließungsbehältern für das Gehäuse derartiger Reaktoren sowie Schutzvorrichtungen zum Abbau eines überhöhten Druckes für den Fall eines Schadens im Reaktor.

Druckwasser- und Siedewasserreaktoren weisen im allgemeinen ein Sekundär- oder Dampfgehäuse auf, das derart gestaltet ist, daß es dem Maximaldruck zu widerstehen vermag, der infolge eines Schadens im Reaktor auftreten kann. Derartige Schäden sind

³*^2γ/6 109813/0364

z.B. ein Bruch in der Kühlmittelleitung oder im Reaktorgefäß, durch den eine plötzliche Verdampfung des Wassers verursacht wird. Es besteht auch die Möglichkeit, daß Wasserstoff gas infolge chemischer Reaktion des spaltbaren Materials= und der Metallummantelung mit dem heißen Wasser frei wird. Diese Gase und Dämpfe müssen innerhalb des den Reaktor umschließenden Gehäuses festgehalten werden und der Druck muß abgebaut werden, so daß er nicht höher als derjenige Druck wird, für den das Reaktorgehäuse berechnet ist. Die Sicherheitsvorschriften für Kernreaktoren beruhen auf dem Prinzip,, daß im P^Alle eines Schadens, bei dem radJkaktives, spaltbares Material frei wird, alle verseuchten Gase, Flüssigkeiten und Peststoffe im flüssigkeitsdichten Gehäuse festgehalten werden müssen, bis die Radioaktivität auf eine annehmbare Höhe abgesunken ist.

Um diesen Sicherheitsvorschriften gerecht zu werden, baut man im allgemeinen um das Reaktorgefäß und das primäre Kühlsystem ein Gehäuse oder einen Behälter, dessen Volumen groß genug ist, um das aus einer größeren Bruchstelle auströmende Kühlmittel aufzunehmen, ohne daß der Druck allzu hoch wird. Diese Konzeption führt zu sehr großen, flüssigkeitsdichten Behältern, deren Material- und Baukosten hoch sind. Es sind verschiedene Mittel zur Verringerung der Größe und folglich der Kosten des Behälters vorgesChargen worden. Am meisten verspricht man sich von dem sogenannten Druckäbbauverfahren, das bei wassergekühlten Reaktoren im allgemeinen anwendbar ist* Dieses Verfahren beruht darauf, daß man nach einem Schaden den Druck im Umschließungsbehälter durch Abschrecken des austretenden Dampfes und Wassers in einem Kaltwasserbecken vermindert, das in unmittelbarer Nähe

- 2 ■-1098 13/0364

des Umahließungsbehälters oder-gehäuses angeordnet ist.

Während dieses "Druekabbauverfahren" für Siedewasserreaktoren gut geeignet ist* hat man es für Druckwasserreaktoren bisher nicht verwendet. Der Grund hierfür ist, daß beim Druckabbauverfahren die Anforderungen an die Dichtheit des Umschließungsbehälters sehr hoch sind, um sicherzustellen, daß die radioaktiven Spaltprodukte, die nicht im Druckabbaubecken gelöst werden, nicht in die Atmosphäre auslecken. Eine so hohe Leckdichtheit ist zu angemessenen Kosten nur äußerst schwierig zu erreiehen, weil das herkömmliche Umschließungsgehäuse sehr viel größer und voluminöser sein muß, um die dem Primärkühlsystem der Druckwasserreaktoren zugeordneten großen Wärmeaustauscher aufzunehmen, die zu^dem oberhalb der Reaktordüsenhöhe angeordnet sind.

Die Erfindung soll daher in erster Linie eine neue Umschließung für einen Druckwasserreaktor schaffen, bei der man das oben erwähnte Druckabbauverfahren anwendenicann. Hierbei sollen die Dampferzeuger und die Teile des Primärkühlsystems ganz innerhalb einer einzigen Gehäuseschale angeordnet werden können.

Die Erfindung soll ferner eine neue Umschließung für einen Kernreaktor schaffen, die neue und verbesserte Mittel zur Erreichung eines Drukabbaues für den Fall aufweist, daß infolge eines Schadens am Reaktor Dampf erzeugt wird. Hierbei soll die Umschließung verhältnismäßig geringe Größe und ein geringes Volumen haben und folglich mit geringen Material- und Arbeitszeitkosten herstellbar sein.

109813/0364

Ί639434

Die Erfindung soll ferner eine neue Umschließung für einen Kernreaktor schaffen, die sich durch bessere Dichtheit auszeichnet, so daß der Reaktor sicherer arbeitet.

Die Erfindung-soll ferner eine neue Reaktorumschließung schaffen, bei der man den Hauptkran außerhalb der Umschließung anordnen kann, so daß man einen herkömmlichen Laufkran anstelle eines teueren Schwenkkranes anwenden kann, wie er im Inneren der herkömmlichen Umschließungen erforderlich ist„

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden zum Teil nachfolgend erwähnt und sind zum anderen Teil naheliegend oder ergeben sich bei der Anwendung der Erfindung. Auch die folgende Einzelbeshreibung und die Zeichnungen enthalten weitere ,neue Merkmale und Kombinationen, für die Schutz begehrt wird. .

Kurz zusammengefaßt betrifft die vorliegende Erfindung eine neue Umschließung für einen Druckwasserreaktor, die eine Gehäuseschale aufweist, in der das Reaktorgefäß angeordnet 1st und die einen nach oben ragenden, im wesentlichen halbkugeligen Oberteil aufweist, wobei am Umfang dieses Oberteils mehrere Nebenkammern nach oben ragen. Die senkrecht nach oben ragenden Nebenkammern enthalten die Dampferzeuger des Reaktors. Auf diese Weise kann man die Teile des Primärkühlsystems ganz innerhalb der Gehäuseschale anordnen. Durch diese Ausbildung der Gehäuseschale kann man die Größe und das Volumen der Reaktorumschließung wesentlich verkleinern, so daß es möglich wird, das Druckabbauverfahren bei Druckwasserreaktoren wirtschaftlich einzusetzen.

109 813/0 364 -4-

Bei einer ersten Ausfühnangsform der Erfindung ist die Gehäuseschale mit Abstand von einer zweiten Schale umgeben, die vorzugsweise selbst wieder in einem (biologischen) Schirm angeordnet ist. Der Zwischenraum zwischen den Gehäuseschalen ist mit einem porösen Material, vorzugsweise mit "Popcorn-"Beton, zumindest soweit gefüllt, daß das poröse Material die innere Gehäusaeschale im wesentlichen ganz bedeckt.' Der poröse Beton ist mit Wasser geflutet und durch mehrere Leitungen mit dem Innenraum der inneren Gehäuseschale verbunden, wobei jede dieser Leitungen mit einem Überdruckventil versehen ist. Wenn ein Schaden am Reaktor auftritt, wird der. entstehende Dampf durch diese Leitungen abgeführt und sofort kondensiert, so daß ein Druckabbau erzielt wird.

Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung ist eine Drukat>baukammer innerhalb der Gehäuseschale vorgesehen; eine äußere Gehäuseschale umgibt die innere Gehäuseschale und der Zwischenraum zwischen den beiden Schalen ist zumindest teilweise mit einem porösen Material oder mit Stahlbeton gefüllt, so daß eine die innere Gehäuseschale umschließende Hülle entsteht; bei den Umschließungen mit zwei Gehäuseschalen wird der Zwischenraum zwischen den beiden Gehäuseschalen vorzugsweise mit einer Pumpe unter Unterdruck gesetzt und der nicht mit Beton oder porösem Material gefüllte Raum 1st zumindest teilweise geflutet.

Selbstverständlich dienen die obige allgemeine Beschreibung ebenso wie die folgende Einzelbeschreibung nur zur Erläuterung und nicht zur Abgrenzung des Erfindungsgedankens.

— 5 109813/0364

In den beiliegenden Zeichnungen, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, sind bevorzugte Ausführungsformeη der Erfindung dargestellt und an Hand dieser Ausführungsbeispiele werden die Grundlagen der Erfindung in der folgenden Beschreibung erläutert.

Pig. 1 zeigt teilweise im-Schnitt und teilweise in sche-

matischer Form eine Ansicht einer Reaktorumschließuni gemäß der vorliegenden Erfindung, die zwei Gehäuseschalen aufweist.

Fig. 2 zeigt eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung

einer anderen Ausfhrungsform einer Reaktorumschließung gemäß der Erfindung mit einer Gehäuseschale.

Fig. 3 zeigt wiederum eine den Figuren 1 und 2 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Reaktorumschließung gemäß der Erfindung, wobei diese Umschließung hier innerhalb eines Abschirmgehäuses eine erste und eine zweite Gehäuseschale aufweist. -

eine

Fig. 4 ist wiederum/den vorangehenden Figuren entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Reaktorumschließung gemäß der Erfindung, bei der die zweite oder äußere Gehäuseschale das Abschirmgehäuse umgibt.

Fig. 3 ist eine den vorangehenden Figuren entsprechende

109813/0364 - 6 -

- Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Reaktorumschließung gemäß der Erfindung, die der in Pig, 4 dargestellten Ausführungsform gleicht, wobei' jedoch zwischen der äußeren Gehäuseschale und dem Abschirmgehäuse Mittel zur Verhinderung des Ausleckens vorgesehen sind.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform einer Umschließung eines Druckwasserreaktores weist eine erste, innere Gehäuseschale 10 auf, in der das Reaktorgefäß 11 und alle zum Primärkühlsystem gehörenden Einrichtungsteile, wie etwa der Dampferzeuger 12 und die Leitungen 13, angeordnet sind. Gemäß der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform weist die Gehäusesehale 10 einen nach oben ragenden, domartigen Teil TOa auf, der im wesentlichen die Gestalt einer Halbkugel oder eines Ellipsoids hat, sowie einen Unterteil 10b, der vorteilhafterweise im wesentlichen die Gestalt eines Ellipsoids hat. Mehrere vorzugsweise zylindrische Nebenkammern 14 sind in gleichem Abstand voneinander angeordnet und ragen von der Außenseite des Oberteils 10a senkrecht nach oben. Es sind nur zwei dieser Nebenkammern 14 dargestellt» In den senkrecht nach oben ragenden Nebenkammern 14 ist der größte Teil der dem Reaktor zugeordneten Dampferzeuger 12 angeordnet, so daß die Gehäuseschale sowohl den Reaktor als auch die Teile des Primärkühlsystems aufnehmen kann und.dennoch gegenüber den herkömmlichen Umschließungen wesentlich geringere Größe und wesentlich geringeres Volumen hat. Außerdem erreicht man durch die ellipsoidförmige Gestalt des Bodens 10b eine geringere Gesamthöhe bei der Gehäuseschale.

109813/0364

Mittig im" Oberteil oder Dom 10a ist eine, öffnung 16 vorgesehen, durch die man Brenn*off in den Reaktor bringen kann. Die Kammern 14 und die öffnung 16 sind mit geeigneten Deckeln 17 bzw. 18 versehen. Ein zylindrischer Stahlbehälter 19 bildet eile äußere Gehäuseschale, deren Durchmesser so viel größer ist, daß die äußere Gehäuseschale 19 die innere Gehäuseschale 10 ganz umschließt und noch ein Zwischenraum zwischen den beiden Gehäuseschalen verbleibt. Gemäß der hier dargestellten, bevorzugten Ausführungsform haben der Deckel und der Boden 19a bzw. 19b der äußeren Schale I9 entsprechend dem Unterteil 10b der inneren Schale 10 ellipsoidförmige g Gestalt. In der äußeren Gehäuseschale19 ist eine öffnung 21 vorgesehen, die mit einem geeigneten Deckel 22 versehen ist.

Vorteilhafterweise sind die baden Gehäuseschalen 10 und I9 in ein zylindrisches Betongehäuse 23 eingebettet, das einen biologischen Schirm bildet, der sich bis über die Oberseite der äuße«· ren Gehäuseschale I9 erstreckt. Der unterirdische Teil 24-des Gehäuses 23 bildet das Fundament der Anordnung. Eine Stahlbetonkonstruktion im unteren.Teil der inneren Gehäuseschale 10 bildet eine zylindrische Wand 26 zur Aufnahme des Reaktorgefäßes 11.

Gemäß der Erfindung ist der Umschließung das Druckabbaumittel zugeordnet, mit dem im Falle eines Sehadens im Reaktor der Dampf absorbiert wird.

Zu diesem Zweck ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 der Zwischenraum zwischen den beiden Gehäusesc*halen 10 und 19 mit '"^iv"^ia'W9!i3/036A

BAD OWG3NA&.

einem porösen Material, wie etwa Kies, Sand oder vorzugsweise Beton mit grober Korristruktur und verhältnismäßig geringer Dichte, gefüllt. Dieser Beton wird in der Fachsprache allgemein als "Popcorn-" Beton bezeichnet. Dieses poröse Material bildet eine Umhüllung oder einen Mantel 25, der die innere Gehäuse schale'im wesentlichen bedeckt und in einer Plattform 27 endigt, auf der man Hilfseinrichtungen, wie etwa einen kleinen Brennstoffbeschickungskran zur Bedienung des Reaktors, anordnen kann.

Eine Leitung 28 tritt durch die innere Gehäuseschale 10 hindurch und endigt in dem mit dem porösen Material gefüllten Raum. Zur Vereinfachung der Darstellung ist nur eine solche Leitung gezeichnet. Selbstverständlich kann man jedoch zu dem weiter unten noeh beschriebenen Zweck rund um die Innere/jehäuseschale 10 mehrere dieser Leitungen anordnen. Die Leitung 28 ist an einen im Mantel 25 liegenden waagerechten Ringkanä. 29 angeschlossen, um eine gleichmäßige Verteilung des abgeführten Dampfes zu erreichen. Der Mantel 25 aus porösem Beton ist bis kurz unter die Bedienungsplattform 27 mit Wasser geflutet. Die Leitung 28 ist mit einem Überdruckventil V. verschlossen, das sich nur öffnet, wenn der Druck innerhalb der inneren Gehäuseschale 10 über einen bestimmten Wert ansteigt; dann werden durch die Leitung 28 der Dampf oder die Gase in den gefluteten Betonmantel 25 abgeführt. Den Einlaß des Überdruckventils verschilfe ßt eine Zerreißscheibe "51V die bei demjenigen Druck zerreißt, für den die innere Gehäuseschale TO berechnet und ausgelegt ist· Vor der Zerreißscheibe ?1 ist ein. Holzkohlefliter ^2 vorgesehen·

OAIQlNAL IHSPECTEO » 9 -

109813/0364

Bei normalem Betrieb bildet das die Hohlräume des porösen Betonmantels 25 füllende Wasser einen vorzüglichen und billigen Schirm und bewirkt außerdem eine intensive Kühlung der. kugeligen Oberfläche der inneren Gehäuseschale 10, so daß das Problem der zentralen Ventilation erleichtert wird. Das Wasser kühlt außerdem den Popcorn-Beton, so daß dieser durch die Hitze seine Eigenschaften nicht verliert und sich der Einbau von eingebetteten Kühlschlangen, wie sie bisher üblich waren, erübrigt. Der von der Wasserschicht aufrechterhaltene Überdruck verbessert außerdem wesentlich die Leckdichtheit des Systems.

Ein großer Teil der kleineren Schaden sind im allgemeinen Leckstellen im Primärkühlsystem. Bei der obigen Ausführungsform der Erfindung können dank der intensiven Kühlung der im allgemeinen halbkugeligen Schale solche kleineren Schaden unter Kontrolle gehalten werden, so daß ein erheblicher Druck in der inneren Gehäuseschale aufrechterhalten werden kann, der noch unter dem Zerreißdruck der Scheibe j51 liegt. Auf diese Weise kann man den durch solche kleineren Leckstellen verursachten Schaden in Grenzen halten, indem man den gesamten Dampf und die freigesetzten Spaltprodukte in der inneren Gehäuseschale'10 dicht eingeschlossen hält.

Im Falle von schweren Schaden, wie etwa einem Riß in der Oberfläche des Primärkühlsystems, steigt der Druck in der inneren Gehäuseschale schnell an» Wenn dieser Drück größer wird als derjenige Druck, bei dem die Zerreißscheiben j51 aufbrechen, öffnen sich die Überdruckventile und ein Gemisch aus Luft, Dampf tmd Wasser gelangt in den gefluteten Raum, den der Mantel 25 aus

-ίο-

OWGINAL INSPECTED

porösem Beton einnimmt. Hierdurch wird der Druck in der inneren Gehäuseschale TO abgesenkt, so daß sieh das Überdruckventil wieder schließt. Auf diese Weise nützt man die Festigkeit der inneren Gehäuseschale 10 so weit wie möglich aus, ohne daß diese jemals überschritten wird, und außerdem gelangen so wenig wie möglich radioaktive Spaltprodukte auf die Außenseite der inneren Gehäuseschale, Die .Verseuchung des abdichtenden Mantels 25 wird auch durch den Holzkohlefilter 32 weitgehnd vermieden.

Bei einem extremen Schaden, wie etwa beim Durchschlägen der inneren Gehäuseschale 10 durch ein mit hoher kinetische Energie bewegtes Geschoß, das möglicherweise"den. porösen Mantel 25 durchdringt, funktioniert das Umschiießungsventil ähnlieh» So erhöht der bei einem gleichzeitigen Bruch des Hauptkühlsystems frei werdende Dampf den Druck im inneren der Gehäusesehale 10;. der Dampf wird durch die Bruchstelle in den gefluteten Popoorn-Beton geblasen, wo er sofort kondensiert* In der äußeren Gehäuseschale 19 kann dann nur durch die nicht kondensierbare Luft und die nicht kondensierbaren Gase, die in den oberen Teil dieser äußeren Gehäuseschale 19 fließen, ein Druck aufgebaut werden; die äußere Gehäuseschale 19 wird für einen Innendruck ausgelegt und berechnet, der größer als der hierbei entstehende Druck ist. Vorteilhafterweise kann man einen biologischen Schirm für die so verseuchte obere Kammer schnell dadurch erreichen, daß man den Raum oberhalb des gewölbten Deckels der äußeren Gehäuseschale 19 mit einem geeigneten, nicht dargestellten Pumpensystem flutet.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform der "Erfindung darge-

109 8 13/03 6 A fa* OMWNAt, -11.-

stellt, bei der eine einzelne Gehäuseschale 36 vorgesehen" ist, die in ihrer Gestalt der Gehäuseschale 10 gleicht, mit der Aus nahme, daß der untere Teil 37 der Gehäuseschale 36 zylindrisch ist und einen flachen Böden hat. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist die Gehäuseschale 36 mit mehreren Nebenkammern 14 versehen, in denen Dampferzeuger 12 und andere -zum Primärkühlsystem gehörende Teile in der oben beschriebenen Weise angeordnet sind. Andere Teile, die auch bei der zuvor be schriebenen Ausführungsform, vorhanden sind, sind in allen Zeich nungen mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.

Ein biologischer Schirm 38, der vorzugsweise aus Stahlbeton besteht und einige Fuß dick ist, umgibt vollständig die Gehäuseschale 36 und einen großen Teil der nach oben ragenden Nebenkammern 1 4.

Unter der Brennstoff öffnung 16 ist Im Dom der Gehäuseschale eine Umschließung 40 angeordnet, die bis unter den'Bedienungsdom des Reaktorgefäßes41 ragt. Die Umschließung 40 dient als Bedienungsraum zur Lagerung von Materialien, und da sie unter der Gehäuseschale 36 liegt, kann sie mit einem Schwenkarm 4'1 versehen sein, der beim Beschicken mit dem Laufkran 33 zusammenarbeitet. Dieser Laufkran 33 kann ohne weiteres auf einem Absatz 42 des kbschirmgehäuses 38 laufen. Obwohl ein solcher Bedienungsraum nicht in allen Figuren dargestellt ist, kann man diesen doch selbstverständlich mit Vorteil bei jeder der Ausführungsformen der Erfindung vorsehen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung.

- 12 1098 13/036/;

sind die Druckabbaumittel im unteren Teil der Gehäuseschale 36 vorgesehen und bestehen vorzugsweise aus einer Druckabbaukammer, die allgemein mit 50 bezeichnet ist und die Gestalt eines im Querschnitt halbkreisförmigen, hohlen·Ringwulstes hat, dessen Wände einen konzentrischen Hohlraum oder eine Kammer 52 umschließen. Dieser ringwulstförmige Kanal besteht vorzugsweise aus Stahlbeton. Mehrere Entlüftungsröhre 54 verbinden den Dom oder die Kuppel 36 mit der Druckabbaukammer 52, die teilweise mit einer Kondensierflüssigkeit 56, wie etwa Wasser gefüllt ist. Der Ringwulst 50 bildet in seiner Mitte eine Grube 58, in der das Reaktorgefäß 11 zweckmäßig angeordnet werden kann.

Die oben beschriebene Anordnung hat verschiedene wichtige Vorteile. So wie bei der zuvor beschriebenen AusfUhrungsform werden durch die Gestalt der Gehäuseschale 36 die Größe und das Voluemen der Umschließung im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen wesentlich verringert, was eine beachtliche Ersparnis an Material und Arbeitszeit bedeutet» Durch die ringwulstförmige Gestalt der geschlossenen Druckabbaukammer mit ihrer mittleren Ausnehmung zur Aufnahme des Reaktorgefäßes· werden die Abmessungen der Umschließung weiter verkleinert und außerdem wird eine zusätzliche Abdichtung und Abschirmung erzielt.

Ferner kann der Hauptkran 33 auf der Außenseite der Umschließung angeordnet werden, so daß man einen normalen Laufkran verwenden kann. Ferner kann man den Reaktor und die Öampferzeuger ohne weiteres noch nach der Fertigstellung der Konstruktion einbauen und die Dampf- und 3peisewasserhauptzuleltungen sind zur Wartung und zu Reparaturzwecken leicht zugänglich«

- 13 ~ 109813/0364

lt>39434

Bei der in Pig. 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung;. erreicht man durch die Verwendung von zwei leckdichten Gehäuseschalen eine zusätzliche Sicherheit. So ist bei dieser Ausführungsform eine öom- oder kuppeiförmige innere Gehäusesehale 36 vorgesehen, die der im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Gehäuseschale gleicht; um diese innere Gehäuseschale 36 herum ist eine zweite,äußere Gehäuseschale 60 angeordnet, deren Gestalt identisch ist mit der Gestalt der inneren Gehäuseschale, die jedoch einen größeren Durchmesser als die innere Gehäuse^ schale 36 hat. Der Raum zwischen den beiden Gehäuseschalen 36 = und 60 kann mit einer porösen Substanz, wie etwa Popcorn-Beton, ausgefüllt sein. In diesem Raum zwischen den Gehäusesch al en hält man einen Unterdruck aufrecht, wozu eine Leitung 62, 64 = vorgesehen ist, in der eine Verdichterpumpe 6^> angeordnet ist. Der mit 64 bezeichnete Teil der Leitung dringt in die Druckabbaukammer 52 ein. In allen übrigen Einzelheiten ertepricht die Ausführungsforin gemäß Fig. 3 der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform, so daß eine neuerliche Beschreibung sich erübrigt.

' Durch den Unterdruck im Raum zwischen den Gehäuseschalen 36 und 60 wird während des Normalbetriebs die Leckdichtheit garantiert und für den Fall eines Bruches oder einer Durchdringung der inneren Gehäuseschale 36 infolge eines Schadens wird eine zusätzliche, leckdichte Barriere geschaffen.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind - so wie in Fig. 3 - auch zwei Gehäuseschalen vorgesehen, nur daß die äußere Gehäuseschale 65 das Abschirmgehäuse 38 umgibt, in dem die innere aehäuseschale 36 angeordnet ist. Da die innere Gehäuseschale mit Beton umgeben ist, nimmt die Beton-

109813/0364 . -,4

1638434

konstruktion 38 einen großen Teil der Last auf, die sich bei einem Druckanstieg im Inneren der Gehäuseschale ergibt. Die äußere Gehäuseschale 65 ist mit einem geeigneten, gewölbten Deckel 66 versehen, in dem eine öffnung 21 mit einem Verschlußdeckel 22 angeordnet ist. Die Einlaßleitung 62 des ftückpumpverdichters 63 ragt in den leeren Raum 67, um ,irgendwelche ausleckenden Dämpfe über die Leitung 6% in die Druckabbaukammer* 52 zurückzupumpen. Der Baum 67 kann zweckmäßig zu "Wartungszwecken benfcutzfc werden, wobei man die Oberseite des Betonblockes 38 als Bedienungsplattform 70 verwenden kann.

Eine weitere konstruktive Abwandlung der Erfindung ist in Fig. dargestellt. Diese Ausführungsform ist in den meisten Einzelheiten identisch mit der in Fig.Λ dargestellten Äusführungsform, mit der Ausnahme, daß der obere Teil 68 des Betonblocks 38 geringeren Durchmesser hat und sich zum unterirdischen Teil 71 des Blockes 38 hin schräg nach außen erweitert. Der durch diese Bauform geschaffene Raum 72 ist mit Wasser gefüllt. Diese Konstruktion liefert einen positiven Druck oberhalb der Betonkuppel, wodurch das Lecken bei normalem Betrieb wesentlich verringert wird. Jegliche nennenswerte Leckstelle"im inneren Behälter 36 ist leicht festzustellen; ferner wird der Beton naß gehalten, so daß dieser nicht zerstört wird. Wenn nach einem Schaden die innere Gehäuseschale 36 erheblich leckt, wird der auftretende Dampf in der Wasserschicht kondensiert. Folglich kann man den Druck, auf den die äußere Gehäuseschale 61 berechnet und bemessen werden muß, niedriger ansetzen. Hierdurch wird es auch möglich, einen Rückpumpverdichter 63 geringerer Leistung einzusetzen. Das Wasser bewirkt außerdem eine zusätzliche Küh-

. - 15 -

1098 13/0364 <

lung und Abschirmung.

Der Erfindungsgedanke ist seibsfcverständlich nicht auf die hier dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung beschränkt. Vielmehr sind im 'Rahmen des Erfindungsgedankens und der Ansprüche zahlreiche Abwandlungen möglich, ohne daß damit die Grundlagen der Erfindung verlassen und deren Hauptvorteile beeinträchtigt werden.

Patentansprüche

- 16 109813/0364

Claims

Patentan s ρ r ü c h e

M .J Druckwasserreaktor mit einem Reaktorgefäß, das über Leitungen mit Dampferzeugern verbunden und in einer Gehäuseschale angeordnet ist, um die eine zumindest über die Oberseite der Gehäuseschale hinausragende, biologische (Beton-) Abschirmung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseschale (10,36) einen im wesentlichen halbkugeligen oberen Teil (10a) aufweist, aus dem an dessen Umfang mehrere, die Dampferzeuger (12) enthaltende Hebenkammern (1.4) nach oben herausragen, so daß die primären Kühlleitungen zwischen dem Reaktorgefäß (11) und den Dampferzeugern (12) ganz in der Gehäuseschale liegen, und daß der Gehäuseschale (10,36) Druckabbaueinrichtungen zugeordnet sind.
2. Druckwasserreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonabschirmung (38) Auflager (42) zur Aufnahejß der Schienen eines'Lauf kr ans (33) aufweist.
3. Druckwasserreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand um die Gehäuseschale (10) herum eine zweite äußere Gehäusesehale (19)angeordnet ist, daß als Druckabbaueinrichtung der Zwischenraum zwischen diesen Gehäuseschalen (10,19) mit einem porösen Material (25) ausgefüllt ist, das die Innere Gehäuseschale (10) einschließlich ihrer Oberseite einhüllt, aber nioht bis zum oberen Ende der äußeren Ge- häuaeschale (19) reicht und folglich die äußere Gehäuseschale (19)

109 813/036 4 - 17 -

Ib39434

in eine obere und eine untere Kammer unterteilt, daß der poröse Mantel .(25) im wesentlichen mit Wasser gefüllt ist, und daß Dampfleitungen (28) vorgesehen sind, die die innere Gehäuseschale (10) mit dem porösen Mantel (25) verbinden und mit Druckbegrenzungsventilen (V) versehen sind.
4. Druckwasserreaktor nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseschalen (10,19) im wesentlichen ellipsoidförmige Böden (10b,19b) aufweisen.
5. Druckwasserreaktor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (19b) der äußeren Gehäuseschale (19) mit Beton gefüllt ist, der als Auflager für die innere Gehäuseschale (10) dient.
6. Druckwasserreaktor nach einem der Ansprüche 3-5.» dadurch gekennzeichnet, daß die Betonabschirmung ein zylindrischei Betonmantel (23) ist, auf dessen Boden die äußere Gehäuseschale (19) steht und der sich bis über die Oberseite der äußeren Gehäuseschale erstreckt.
7. Druckwasserreaktor nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfleitungen (28) in eine konzentrisch innerhalb des porösen Mantels (25) angeordnete Ringleitung (29) münden.
8. Druckwasserreaktor nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbegrenzungsventile (V) Zerreißscheiben (31) aufweisen.

- 18 -._-,.. 100813/0384 . iAÖowäiNAL

1b39434
9. Druckwasserreaktor nach Anspruch 8, daduKh gekennzeichnet, daß vor den Zerreißscheiben (31) Strahlungsfilter (32) angeordnet sind.
10. Druckwasserreaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckabbaueinrichtung innerhalb der Gehäuseschale (36) eine Druckabbaukammer (50,52) angeordnet ist, die aus einem im Querschnitt halbkreisförmigen, ringwulstförmigen Kanal besteht, in dessen Mitte eine Vertiefung (58) zur Aufnalie des Reaktorgefäßes (11) ausgebildet ist, und daß-mehrere Entlüftungsrohre (5^) vorgesehen sind, die den oberen Teil des Innenraums der Gehäuseschale (36) mit dem Inneren (52) der Druckabbaukammer (50) verbinden und in einer die Druckabbaukammer (50) teilweise füllenden Kondensationsflüssigkeit (56) endigen.

11. Druckwasserreaktor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusesehale (36) einen zylindrischen Unterteil (37) aufweist, daß die Betonabschirmung ein zylindrisches, zumindest über die Oberseite der Gehäuseschale (36) hinausragendes Betongehäuse (38) ist und daß die Druckabbaukammer (50) aus Stahlbeton besteht.

12. Druckwasserreaktor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß um die innere Gehäuseschale (36) eine äußere Gehäusesohale (60) identischer Form aber mit größeren Abmessungen angeordnet ist, wobei eti Zwischenraum zwischen beiden Gehäuseschalen (36,60) vorhanden ist, der mit einer porösen Masse gefüllt ist, und daß eine mit einer Säugpumpe (63) versehene Lei-

- 19 -

13/0364

ORIGINAL

JO 1b39434

tung (62,64) vorgesehen ist, die die Druckabbaukammer (50,52) mit dem Zwischenraum zwischen den Gehäuseschalen (36,60) verbindet, um in diesem Zwischenraum im Vergleich zur Druckabbaukammer einen Unterdruck zu erzeugen.

und

13. = Druckwasserreaktor nach Anspruch I0/1I, dadurch

gekennzeichnet, daß das Betongehäuse (38) unterhalb des oberen Endes der die Dampferzeuger (12) enthaltenden Nebenakmmern (14) endet, daß eine zweite Gehäuseschalfee (65) um das Betongehäuse (38) angeordnet ist und dieses mit seinem Oberteil (66) über-P ragt, und daß eine mit einer Saugpumpe (63) versehene Leitung (62,64) die Druckabbaukammer (50,52) mit dem Raum (67) im Oberteil (66) der äußeren Gehäuseschale (65) verbindet, um in diesem Raum (67) im Vergleich zur Druckabbaukammer (50,52.) einen Unterdruck zu erzeugen.

14. Druckwasserreaktor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Betongehäuse (68) von der Innenwand der äußeren Gehäuseschale (65) weg eingezogen ist und daß der so entstehende Raum (72) zwischen dem Betongehäuse (68) und der äußeren Gehäuseschale (65) mit einer Abdichtungsflüssigkeit gefüllt ist.

15. Druckwasserreaktor nach einem der Ansprüche 3-14, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material (25) ein Beton mit grobkörniger Struktur und geringer Dichte ist.

16. Druckwasserreaktor nach einem der Ansprüche 3-14,

dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material (25) Kies' ist.

- 20 -

109813/0364

ORIGINAL INSPECTED

17-. Druckwasserreaktor nach einem der Ansprüche 3-1^* dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material (25) Sand ist.

10 9813/036

Leerseite