DE2020046A1

DE2020046A1 - Halterung fuer eine bestimmte Menge schmelzbaren,in festem Zustand befindlichen Materials in einer Kondensatorkammer

Info

Publication number: DE2020046A1
Application number: DE19702020046
Authority: DE
Inventors: Schiff Rein Turtle Creek; Taft William G; Iredale Arthur J
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1969-04-29
Filing date: 1970-04-24
Publication date: 1970-11-05
Also published as: US3726759A; FR2040408A1; BE749555A; ES378674A1; CA919315A; DE2020046C3; GB1232957A; SE348308B; NL169387C; DE2020046B2; AT317369B; NL7006294A; CH524222A; JPS4949353B1; FI53635B; NL169387B; FI53635C; FR2040408B1

Description

MIMUFFlIiK-VZEI₄SEJi-STIlASe« IA »■!.■roM.* msm

W. 477

Augsburg, den 17» April 1970

Westinghouse Electric Corporation₃ 3 Gateway Center, Pittsburgh, Pennsylvania, Vereinigte Staaten yon

Amerika

Halterung für eine bestimmte Menge schmelzbaren, in festem Zustand befindlichen Materiales in einer Kondensatorkamfoer.

Die Erfindung betrifft allgemein Druckminderer. fUr Kernreaktoranlagen, und insbesondere Halterungen für. schmelzbares» in festem Zustand befindliches Material in einer Kondensatorkammer innerhalb eines Kernreaktorhauses.

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Grundsätzlich muß bei Ausfall der Kühlung bei Kernreaktoranlagen eine schnelle Absorption der in dem Reaktorkühleystern freiwerdenden Energie erfolgen. Diese Energie wird dadurch absorbiert» daß der Dampf in einer auf niedriger Temperatur befindlichen Wärmesenke kondensiert wird, welche von einer geeigneten Menge eines schmelzbaren, in festem Zustand befindlichen Materiales, wie beispielsweise Eis, gebildet, ist, welches in einer Tiefkühlkammer.: innerhalb des Reaktorhauaes gespeichert ist. Sowohl die Fähigkeit,, «ine große Wärmeübergangsfläche bilden eu können, ale auch dia hohe latente Schmelzwärme und der niedrige Schmelspurtkt des Eises machen dieeae für die Verwendung als Witrmettnk· besonders - -geeignet;, ^ ■">, '-■ "^ν5 ;'"- -;.';""■' ' ^:\-: \γ* ■■_.. ^ ■ ^: ' ^; ·:

Der Aufbau von Eiskondensatorkamraern bringt jedoch besondere Probleme und Anforderungen an eine Halterungsanordnung für das Ei» mit öieh. Öapmmndltgende Erf order* nie, daß diese Halterung von isolierten Kühlluftkanälen umschlossen sein muß und daß keine Wärmeleitung über die isolierten Kanäle in die Eiskammer hinein erfolgen darf,. wirft^4air J?jrot»JMlML^~dä£üf^^. ιρ^^τ-^ι^οϊ^-'νΰ^·*^toiiwiifeeiiiise** " '""*''■" auf das Innare des Kernreaktorhauaβs übertragen lassen.

Das Trag- un4 Fassungsvermögen der Förder bzw, Hubausrüstung

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welche zur Errichtung des Kernreaktorhauses verwendet wird, begrenzt die Größe, das Gewicht und den Anbringungsort von Teilen der Halterung.

Das erforderliche genaue Anbringen und das Einhalten einer genauen, engen Verbindung der einzeihen Bauteile untereinander innerhalb des Kernreaktorhauses, welches nach den bei Betonbauweise erzielbaren Toleranzen gebaut ist, macht es erforderlich, daß die Eishalterung einstell- und ausrichtbar seih muß* Der grundlegende Aufbau des Eiskondensators, welcher die Form eines hohen, schmalen und langen Kreisringes aufweist, erfordert Baumethoden, bei welchen die Verwendung eines bereits errichteten Teiles als Arbeitsplattform für die daran anschließend zu errichtenden Teile möglich ist, wodurch das fortwährende Errichten und Demontieren von Arbeitsgerüsten entfällt. Weiterhin ist erforderlich, daß durch ständige überwachung des Eises dessen Menge und Qualität aufrechterhalten werden. Es müssen also Wägungen und Qualitätsüberprüfungen des Eises durchführbar Wein, ohne daß das Eisbett unterbrochen wird. Darüberhinaus muß die Eishalterung in der Lage sein, Erschütterungen standzuhalten, welche von Erdbeben hervorgerufen werden.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden,

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eine Halterung für ein schmelzbares, in festem Zustand befindliches Material in einer Kondensatorkammer innerhalb eines Kernreaktorhauses derart auszulegen, daß diese einstellbar, erdbebensicher sowie abschnittweise und billig herstellbar ist.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung eine Halterung für eine bestimmte Menge schmelzbaren, in festem Zustand befindlichen Materials in einer Kondensatorkammer, welch letztere zusammen mit einer Reaktorkammer von einem Kernreaktorgebäude umschlossen ist, wobei die Kondensatorkammer von der Reaktorkammer isoliert ist und mit dieser nur dann in Verbindung steht, wenn aus der Reaktorkammer ein Strömungsmittel entweicht. Eine derartige Halterung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie eine gegliederte Anordnung von durchbrochenen Behältern für das schmelzbare Material aufweist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert, welche als Beispiel in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, die im einzelnen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein

Kernreaktorhaus, welches eine

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Kondensatorhalterung nach der Erfindung aufweist,

Fig. 2 einen Schnitt längs der. Linie H-II

gemäß der Darstellung in Pig. 1,

.Pig. 3 in perspektivischer Darstellung

die Kondensatorhalterung nach der Erfindung, wobei der Übersichtlichkeit halber bestimmte Teile aufgebrochen dargestellt sind,

fig. 4 teilweise in Draufsicht und

teilweise im Schnitt einen Teil des Kondensatoraufbaues und der Anordnung von Kühlkanälen,

Fig. 5 in vergrößerter Darstellung in

Draufsicht einen Halterahmen, welcher bei dem Kondensator verwendbar ist,

Fig. 6 in Seitenansicht den in Fig. 5

dargestellten Rahmen,

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ORIGINAL INSPECTED

Die Fig. 7 und 8 jeweils ala Einzelheit in vergrößertem Maßstab die Art der Befestigung eines Halterahmens an der den betreffenden Halterahmen tragenden Säule,

Fig. 9 teilweise im Schnitt und teil

weise in Draufsicht jeweils bevorzugte Ausführung»formen des Halterahmens und der Kühlkanalanordnung des Kondensators,

Fig. 10 teilweise als Seitenansicht und

teilweise als Längsschnitt eine der Kühlkanalplatten, welche bei der in Fig. 9 dargestellten Anordnung verwendet wird,

die Fig. 11

und 12 »eigen jeweils vergrößert al»

Einzelheit Schnitte längs der Linien XX-XI und XII-XIX jeweils gemäß der Darstellung in fig. 10,

ORK3INAL INSPECTED

Fig. 13 eine Seitenansicht eines Behälters,

welcher bei dem Kondensator nach der Erfindung verwendet wird,

Fig. 14 einen Schnitt längs der Linie

XIV-XIV gemäß der Darstellung in Pig. 13,

Pig. 15 in perspektivischer Darstellung

einen Teil einer bevorzugten Ausführungsform des Bodens einer Kühlanordnung des Kondensators nach der Erfindung, wobei der Übersichtlichkeit halber bestimmte Teile aufgebrochen dargestellt sind, und

Fig;. 16 in vergrößerter, auseinander-

gezogener, perspektivischer Darstellung einen Teil der Kühlkanalanordnung gemäß der Darstellung in Fig. 9·

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen ist ein

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Reaktorhaus 10 dargestellt, welches eine innere, vertikale, zylindrische Wand 12 aufweist, die eine Reaktorkammer 14 bildet sowie eine äußere vertikale, zylindrische Wand 16, die in bestimmtem Abstand von der inneren Wand derart angeordnet ist, daß eine ringförmige Kondensatorkammer zwischen den Wänden 12 und 16 gebildet wird, weiter eine halbkugelförmige, von der äußeren Wand 16 getragene Kuppel und schließlich einen horizontalen Boden 22 aufweist. Das Reaktorhaus ist vorzugsweise in Betonbauweise errichtet.

Gemäß der Darstellung in Pig· 1 ist die Reaktorkammer I¹I in eine obere und in eine untere Hälfte unterteilt, welche durch ein Betriebsdeck bzw. eine Zwischendecke 2k voneinander getrennt sind. Die so gebildete untere Kammer umschließt vollständig die Reaktorkühlausrüstung, welch letztere ein Reaktorgefäß 26, Dampferzeuger 28, Reaktorkühlpumpen 30, einen Druckhalter 32 (vgl. Fig. 2) und Rohrverbindungen 3¹* aufweist. Die obere Kammer bzw. Kammerhälf'te enthält einen Brennstoffkanal 36 (vgl. Fig. 2),

einen von der inneren Wand bzw. Kranwand 12 getragenen Kran 38 und zusätzliche Brennstoffausrüstung, welch letztere in den Zeichnungen nicht dargestellt ist. Die Dampferzeuger 28 und der Druckhalter 32 sind in einem

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Anbau 40 des Betriebsdecks 24 eingeschlossen. Das Reaktorgefäß 26 ist in einer Grube 42 angeordnet, welche in dem Boden 22 gebildet ist. Das Oberteil 44 des Reaktorgefäßes 26 ist von einer Primärabschirmung 46 umschlossen, welche mit öffnungen 48 versehen ist. Die das Reaktoroberteil umschließende Primärabschirmung ist an ihrem oberen Ende durch eine lösbare Betonplatte 50 verschlossen, welche als Schutz gegen geschoßartige Splitter dient. Die Wirkungsweise der Reaktoranlage selbst ist bestens bekannt und wird deshalb hier nicht näher beschrieben.

Aus der Darstellung in Fig. 2 ist deutlicher ersichtlich, daß die Kondensatorkammer 18 die Form einer vollständig geschlossenen, etwa ringförmigen Kammer aufweist, welche bezüglich ihrer radialen Ausdehnung zwischen der Reaktorkühlsystem-Kammer und der äußeren Wand 16 des Reaktorhauses und bezüglich ihrer axialen Ausdehnung bzw. Höhe sich etwa oberhalb des Betriebsdecks 24 befindet. Die Kondensatorkammer 18 erstreckt sich nicht längs des gesamten Reaktorhausumfanges, sondern nur längs eines Bogens von etwa 300°, was aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die sich demzufolge ergebenden Enden der Kondensatorkammer sind durch vertikale Endwände 52 verschlossen. Die Kondensatorkammer ist oben durch horizontal angeschlagene

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Türen 54 und unten durch einen isolierten Boden 56 verschlossen, was deutlicher aus der Darstellung in Fig. 1 hervorgeht.

Gemäß der Darstellung in Fig. 3 gestatten vertikal angeschlagene Einlaßtüren 58, welche unterhalb des Betriebsdecks 24 angeordnet sind, einen Zutritt zu der Kondensat or kammer von der ReaktorkühlSystemkammer her· Die Kondensatorkammer 18 enthält eine bestimmte Menge schmelzbaren, in festem Zustand befindlichen Materiales 6O, beispielsweise Eis· Dieses Material hat die Eigenschaft, daß es bei einer Temperatur schmilzt, welche niedriger ist als die Kondensationstemperatur der kondensierbaren Anteile desjenigen Reaktorkühlmittels, welches aus dem Reaktorkühlsystem entweicht.

Bei einem Unfall, bei welchem Kühlmittel entweicht, öffnen sich infolge des durch das Freiwerden des Reaktorkühlmittels hervorgerufenen Druckanstieges in der unteren Kammerhälfte sofort die Einlaßtüren 58· Der Dampf hat damit die Möglichkeit, aus der unteren Kammerhälfte in den Eiskondensator zu strömen. Damit wiederum öffnen sich die Türplatten 54 an der Oberseite des Eiskondensators und gestatten« daß sieb ein Teil der Luft, welche sich

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anfänglich in der unteren Kammerhälfte und in der Eiskondensatorkammer befindet, in einen Speicherraum 66 und von diesem aus durch Türen 68 hindurch, welche an der Oberseite des Speicherraumes 66 angeordnet sind, in die obere Reaktorkammerhälfte strömen kann· Der Eiskondensator beginnt sehr schnell mit der Kondensation des Dampfes und begrenzt dadurch den im Reaktorhaus 10 auftretenden Maximaldruck.

Die Anwendung des Eiskondensatorprinzips bei Reaktorhäusern nacht eine Einrichtung zur Halterung einer relativ großen Eismenge erforderlich· Diese Einrichtung muß nicht nur das Eis im richtigen thermohydraulischen Verhältnis aufnehmen und haltern, sondern nuß auch ein Verfahren ermöglichen, gemäß welchem der Eiskondensator bzw· dessen Halterung leicht zu errichten, zu unterhalten und zu überwachen ist. Das grundlegende Erfordernis, daß diese Halterung von isolierten Kühlluftkanälen umschlossen sein nuß und daß keine Wärmeleitung durch die isolierten Kanäle hindurch in'die Eiskammer hinein erfolgen darf, wirft das Problem auf, wie sieh die Belastungen auf den Innenaufbau des Kernreaktorhauses übertragen lassen· Weiterhin ist erforderlich, daß durch ständige überwachung des Eises dessen Menge und Qualität genau aufrechterhalten werden«

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Die Halterung muß deshalb derart aufgebaut sein, daß Wägungen und Qualitätsüberprüfungen des Eises durchführbar sind, ohne daß das Eisbett unterbrochen·wird.

Das schmelzbare Material, beispielsweise Eis, wird von einer Halterung gemäß der Erfindung aufgenommen, welche übersichtlich in Fig. 3 dargestellt ist. Die Halterung weist eine gegliederte Anordnung zylindrischer, abschnittweise unterteilter, poröser Behälter 70 auf, welche in radialen Reihen angeordnet sind und mittels in vertikalen Abständen zueinander angeordner Rahmen 72 jeweils in bestimmtem horizontalem Abstand zueinander gehalten werden, wobei die Rahmen 72 von vertikal verlaufenden Tragholmen Tk gehalten werden, welche jeweils an den Ecken der jeweils im Querschnitt trapezförmigen Rahmen 72 angeordnet sind.

Bei der in den Zeichnungen als Beispiel dargestellten Ausführungsform der Erfindung bildet jeder Rahmen 72 die seitliche Befestigung für jeweils siebenundzwanzig zylindrische, vertikal verlaufende Behälter 70, welch letztere aus jeweils miteinander in Verbindung stehenden Behälterabschnitten bestimmter Länge, beispielsweise 3,7 m, bestehen, so daß sie leicht zu der erfindungsgemäßen Halterung zusammenfügbar sind und jeder Eisbehälter

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jeweils durch Herausheben nach oben entnehmbar ist. Die Rahmen 72 sind jeweils dort angeordnet, wo sich die Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Abschnitten der Behälter 70 befinden. Jeder Rahmen bildet demzufolge die seitliche Befestigung für ein 3,7 m langes Teil aus siebenundzwanzig Behältern. Die Halterung nach der Erfindung, deren Gewicht vollständig von dem Eiskondensatorboden 56 aufgenommen wird, wird derart errichtet, daß jeweils in bestimmter Höhe bzw. in bestimmten Ebenen die Rahmen 72 angeordnet werden, wobei jeder Rahmen jeweils eine Plattform zur Errichtung des Rahmens im nächsthöheren Abschnitt bildet.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 weist der Boden 56 eine Betongrundplatte 76, eine belastbare, von der Grundplatte 76 getragene Isolationsschicht 78 aus Schaumglas sowie eine armierte Betonplatte 80 auf, welch letztere als Verschleißfläche dient und welche die von Säulen ausgeübten Belastungen auf eine untere Traganordnung 82 überträgt. Die untere Traganordnung 82 trägt etwa zwei Drittel des Gewichtes des Eises und der Eisbehälter und verläuft oberhalb des Bodens 56 und bildet einen freien Raum hinter den Einlaßtüren 58.

Gemäß der Darstellung in Fig. 3 wird die untere Tr ag-

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anordnung 82 im wesentlichen von einem Gitter aus radialen I-Trägern 84 gebildet, welche jeweils auf den Mittellinien der radialen Reihen von Eisbehältern 70 angeordnet sind. Die radialen I-Träger 84 werden von inneren und äußeren Hauptträgern 86 gehalten, welche in ümfangsrichtung um die Kondensatorkammer 18 herum verlaufen. Die Hauptträger 86 werden von vertikalen, auf dem Boden 56 ruhenden Säulen 88 gehalten. Diese unteren Tragsäulen 88 sind derart zwischen den Einlaßtüren 58 des Kondensators angeordnet, daß jeweils hinter diesen Einlaßtüren ein freier Raum vorhanden ist. Die Säulen 88 ruhen auf Tragplatten 90, welche an dem Boden 56 befestigt sind. Die, die Rahmen tragenden Holme 74, welche in der Nähe der inneren Wand der Kondensatorkammer angeordnet sind, ruhen auf dem inneren, in Ümfangsrichtung verlaufenden Hauptträger 86, Die, die Rahmen 72 tragenden Holme 74, welche in der Nähe der äußeren Wand der Kondensatorkammer 18 angeordnet sind, ruhen auf der Betonplatte 80.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 4 und 5 weisen die Rahmen 72 jeweils einen trapezförmigen Querschnitt auf, so daß sie sich der Ringform der Kondensatorkammer 18 genau anpassen. Jeder Rahmen besteht aus einer geschweißten Stahlkonstruktion und weist äußere Seitenteile 92, Endteile 94, Querteile 96, zylindrische Halter 98 und

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Distanzstücke 100 auf, welch letztere in Zusammenwirkung mit den Querteilen 96 für eine feste Anordnung der zylindrischen Behälter 70 in bestimmtem horizontalem Abstand zueinander sorgen. Wie vorher bereits erläutert, werden die Rahmen 12 von vertikalen Holmen 74 getragen, welche an jeder Rahmenecke angeordnet sind und welche jeweils zwei benachbarte Rahmen tragen. Die Holme 74 bestehen aus Netallstäben rechteckigen Querschnittes.

Die radiale Länge der Rahmen ist einstellbar, so daß ein bestimmtes Spiel der Konstruktion ausgleichbar bzw. einstellbar ist und eine vertikale Ausrichtung der Behälter halter in radialer Richtung innerhalb der Rahmen möglich ist. Dieee Längeneinstellung wird mittels einstellbarer Endteile 102 vorgenommen, welche an den Seitenteilen mittels Schlitzverbindungen befestigt sind und welche vor dem Befestigen der Schiitζverbindungen eingestellt werden können»

«der Darstellung in den Fig. 6,7 und 8 sind die einstellbaren Endteile 102, von welchen jeweils mindestens eines pro Rahmen vorgesehen ist, mittels einer jeweils an den Holmen 74 befestigten Konsole 104 an diesen Holmen gehaltert· Diese Konsolen 104 weisen jeweils einen nach

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oben vorragenden Teil 106 auf, welcher die umfangsmäßige Einstellung zur Anpassung des Rahmens an die Baukonstruktion bzw. die Einstellung eines bestimmten Spieles gestattet.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 13 und 14 sind die Behälter 70 jeweils aus Drahtgeflecht 108 bzw. perforiertem Metall gebildet, welches relativ große öffnungen aufweist, die einen Zutritt des Dampfes zu dem in den Behältern enthaltenem Eis erlauben. Jeweils an den oberen und unteren Enden der Behälterabschnitte sind Verbindungsbzw. Verstärkungsringe 110a und 110b angeordnet. Innerhalb der Verstärkungsringe HOb am unteren Ende eines jeden Behälterabschnittes sind Querstäbe 112 angeordnet, welche das Eis tragen, während das Drahtgeflecht der Behälter die Querkräfte des Eises aufnimmt. Bei Bedarf können diese Querstäbe 112 jedoch auch weggelassen werden. Die vertikalen Ränder bzw. Stoßfugen des Drahtgeflechtes 108 sind jeweils durch vertikal verlaufende Verbindungsstreifen 11*1 miteinander verbunden , welch letztere Teile aufweisen, die um vertikale Drähte des Drahtgeflechtes 108 herumgebogen sind. Die Behälterabschnitte sind derart im Bereich der Rahmen 72 aneinandergefügt, daß sie jeweils ununterbrochene Säulen von Eis bilden, welche jeweils die gesamte Höhe des Kondensators einnehmen. Lediglich das untere Ende

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des untersten Behälterabschnittes einer jeden Säule ist verschlossen, so daß das Eis am Hindurchfallen gehindert wird. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 ruhen zwei Drittel der Behälter auf den radialen Trägern 84, Das Gewicht der übrigen Träger trägt die Betonplatte 80.

Die Behälterabschnitte 70 weisen ein relativ geringes Gewicht auf und können jeweils von einem Mann leicht gehand habt werden. Die Behälterabschnitte 70 werden installiert, indem das obere Ende eines Behälterabschnittes durch den oberen Rahmen 72 hindurchgeführt und das untere Ende des betreffenden Behälterabschnittes mit dem oberen Ende des darunter befindlichen Behälterabschnittes 70 verbunden wird. Gemäß der Darstellung in den Fig. 13 und 14 wird diese Verbindung schnappschloßartig derart hergestellt, daß das untere Ende 110b eines jeden Behälterabschnittes teleskopartig in das obere Ende des Verstärkungsringes HOa des darunter befindlichen Behälters eingeschoben wird. Federnde Haltefinger Il6b, welche an dem Ring HOb ausgebildet sind, schnappen in'öffnungen Il6a an dem Ring HOa ein und halten die beiden Behälterabschnitte damit fest zusammen. Die federnden Haltefinger sind mittels eines geeigneten Werkzeuges lösbar.

Die Behälter sind an den Rahmen 72 nicht befestigt,

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so daß die Behälterabschnitte eines jeden Behälters nach dem Zusammenfügen eine herausnehmbare Behältersäule bilden, welche sich Über die gesamte Höhe des Eisbettes erstreckt· Das Eis wird von oben her in die vollständig zusammengefügte Behälteranordnung eingefüllt· Die Eissäulen können angehoben und abschnittweise entnommen werden· Außerdem sind Vorkehrungen getroffen, derart, daß zu Überwachungszwecken die gesamte betreffende Eissäule angehoben und gewogen werden kann.

Die Rahmen 72 bilden lediglich in Abständen von jeweils 3*7 m eine seitliche Eisbehälterhalterung jeweils an den Enden der Eisbehälterabschnitte, wobei angenommen ist, daß jeder Behälterabschnitt eine Höhe von 3,7 m aufweist. Die vertikale Belastung durch das Eis und die Eisbehälter wird durch die Behälterböden und die untere Traganordnung der Kondensatorkammer übertragen·

Gemäß der Darstellung in Fig· 3 sind sämtliche vertikalen Wände der Kondensatorkammer 18 mit vertikal verlaufenden, isolierten Kühlmittelleitungskanalplatten 118 verkleidet, welche jeweils zwischen dem festen Material 60 und den Wänden der Kondensatorkammer angeordnet sind· Jede Kanalplatte 118 bildet eine vorgefertigte, vollständige Luftkanaleinheit, welche in Abwärts- und Aufwärtsströmungs-

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kanäle unterteilt ist und welche jeweils am unteren Ende mit einer Querströmungsendkammer versehen ist. Durch Lüfter&inheiten 120 wird Luft aus dem Speicherraum 66 durch Kühlschlangen hindurch gesaugt und durch KanalVerzweigungen 122, welche jeweils am oberen Ende der Kanalplatten 118 verlaufen,.in die Abwärtsströmungskanäle hineingedrückt. Die Luft strömt durch die Abwärtsströmungskanäle einer jeden Kanalplatte nach unten und kehrt durch benachbarte Aufwärtsströmungskanäle der Kanalplatte zurück. Die zurückkehrende Luft tritt durch Auslaßöffnungen 124 direkt in den Speicherraum 66 aus·

Auf diese Weise wird wegen der ausgleichenden Wirkung der einander benachbarten Abwärts- und Aufwärtsströmungskanäle jeweils in den isolierten Kanalplatten 118 eine im wesentlichen gleichmäßige Temperatur der Wände der Kondensatorkammer aufrechterhalten. Zur Verstärkung dieser Wirkung ist die innere, dampfundurchlässige Fläche der isolierten Kanalplatten mittels thermischer Isolation derart isoliert, daß sich ein Ausgleich zwischen dem Wärmeabführungsverraögen in bezug auf das Eisbett und der Fähigkeit, eine im wesentlichen gleiche Oberflächentemperatur über die gesamte Spannweite dieser Fläche aufrechtzuerhalten, ergibt«^;Diese Isolation stellt eine Sperre für dem Dampf

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dar, welche hauptsächlich durch das umgebende Eisbett beeinflußt wird und welche die Wirkung von Temperaturunterschieden auf den Kühlkanal auf ein Minimum reduziert. Da weiterhin die zirkulierende Luft keinen direkten Kontakt mit dem Eis aufweist, ist diese nicht, in der Lage, Feuchtigkeit aus dem Eis zu absorbieren und.damit Eisverluste hervorzurufen.

Aus der Darstellung in Fig. 4 ist ersichtlich, daß jede Kanalplatte 118 in bezug auf ihren Querschnitt eine relativ dicke Schicht thermischer Isolation 126a, einen metallenen Kanal 128, welcher in Abwärts- und Aufwärtsströmungskanäle unterteilt ist, und eine relativ dünne Schicht 126b aus thermischer Isolation aufweist. Jeweils an der äußeren Oberfläche der thermischen Isolation in der Nähe der Reaktorhauswand und an der inneren Oberfläche der thermischen Isolation 126b in der Nähe des festen, schmelzbaren Materiales in der Kondensatorkammer sind dampfundurchlässige Metallschichten angeordnet. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 werden die Teilkanäle in dem Kanal

von rechtwinkelig "gewelltem" Metallblech gebildet.

Zur Verspannung der erfindungsgemäßen Kondensator-

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, halterung derart, daß diese von Erdbeben hervorgerufenen Erschütterungen standhält, dienen in den Fig. 9 bis 12 und 16 dargestellte Rahmen 72' und isolierte Strömungs» mittelleitungskanalplatten 118¹, welche vorzugsweise verwendet werden. Eine Halterungsverbindung, welche zwischen der Haupthalterungsanordnung und, durch die Kranwandkühlluftkanalplatten hindurch, der Reaktorhauskranwand angeordnet ist, überträgt seitliche Erdbebenbelastungen auf die Wand und schaltet insbesondere jegliche Wärmeaufnahme der Eisbettkammer von der "heißen" Kranwand her aus· Die Halterungsverbindung ist im Inneren der Kanalplatten angeordnet und stellt außerdem eine Sperrschicht für den Dampf an der Kranwandoberfläche und an der Eisbettoberfläche der Kühlluftkanalplatten dar, so daß ein Zutritt von Feuchtigkeit zu dem Eisbett unmöglich ist. Die Halterungs= verbindung und die Rahmenanordnung sind derart konstruiert, daß sich ein richtiges dynamisches Ansprechen auf Erdbeben und damit eine Reduzierung der dynamischen Belastung auf ein Minimum ergibt.

Gemäß der Darstellung in Fig. 9 ist jeder Rahmen 72* im Querschnitt trapezförmig und weist Seitenteile 130 und ein Endteil 132, welches die Seitenteile an einem Ende

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fest zusammenhält, Längsteile 134 und quer zu diesen Längsteilen 134 verlaufende Teile 136, welche derart miteinander verbunden sind, daß sich im wesentlichen sechseckige öffnungen für die Aufnahme der zylindrischen Behälter 70 ergeben, und halbsechseckige Teile 138 auf, welch letztere jeweils an den Enden des Rahmens 72* angeordnet sind und mit den Teilen 134 und 136 zusammen öffnungen zur Aufnahme von Behältern 70 bilden· Seitenteile 140, welche durch das Endteil 132 miteinander verbunden sind, sind durch in Langlöchern verlaufende Sehrauben 142 derart an den Seitenteilen 130 befestigt, daß eine Längenverstellung des Rahmens 72* möglich ist.

Wie im vorhergehenden bereits beschrieben, werden die Rahmen 72* von vertikalen Holmen 74 jeweils an den Rahmenecken gehalten, wobei jeder Holm jeweils zwei benachbarte Rahmen trägt· An dem einen Ende des Rahmens sind die Seitenteile 140 mittel» Konsolen 144 an dem Winkelendteil 132 befestigt« Das Winkelendteil 132 ist mittels Schrauben bzw* Bolzen 146» welche durch die vertikalen Tragholme 74 hindurch verlaufen, an den Holmen 74 befestigt. An dem anderen Ende des Rahmens sind die Seitenteile an Winkelkonsolen 148befestigt, welche wiederum mittels Schrauben bzw« Bolaen 150 mn den Holmen 74 befestigt sind.

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Die sich jeweils oberhalb des Betriebsdeckes 24 befindlichen Rahmen 72* sind derart an der Reaktorhauskranwand 12 befestigt» daß sich eine seitliche Abstützung und ein geeignetes dynamisches Ansprechen auf Erdbebenbelastungen ergibt. Die Halterungsverbindung über die isolierten Kühlluftkanalplatten an der Kranwand ist derart ausgeführt, daß eine Wärmeströmung von der "heißen" Kranwand her in das Eisbett hinein nicht möglich ist. Das wird dadurch erreicht, daß in die Kanalplatte in Höhe des Rahmens ein Balken eingebaut ist, welcher mit der Kranwand über Konsolen verbunden ist, die einen maximalen thermischen Widerstand an der Wandverbindung aufweisen und die, die durch aie weitergeleitete Wärme derart auf eine Kanaloberfläche verteilen, daß die eingeströmte Wärme durch die Kühlluftströmung in dem Kanal entfernt wird. Der Balkenquerschnitt ist derart gewählt, daß er Tangentialkräfte der Eishalterung durch die Kanalplatten hindurch auf die Kranwand 12 überträgt.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 9 und 16 weisen die isolierten Kanalplatten 118* jeweils in bestimmtem Abstand voneinander vertikal verlaufende Seitenplatten und Endplatten 15* auf, welche derart zusammengefügt sind, daß sich jeweils ein im Querschnitt etwa rechteckiger Kanal ergibt. Vertikal-verlaufende Z-Säulen 156 und eine Mittel-

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plattensäule 158 unterteilen den Kanal in vier Teilkanäle jeweils rechteckigen Querschnittes. Eine relativ dicke thermische Isolationsschicht l62a ist zwischen einer äußeren Seitenwand 152 und einer wärmeabweisenden Metallschicht 164a angeordnet, welche sich in der Nähe der Kranwand 12 befindet. Eine dünnere thermische Isolationsschicht l62b ist zwischen den inneren Seitenwänden 152 und einer wärmeabweisenden Schicht l64b aus Metall angeordnet, welche sich in der Nähe des Eisbettes in der Kondensatorkammer befindet. In jedem Teilkanal I60 sind jeweils in Höhe der Anbringung der Rahmen 72' diagonal verlaufende Querverbindungsteile 166 angebracht. Querverbindungsteile 168, welche im wesentlichen jeweils in der gleichen Höhe wie die Querverbindungsteile 166 angebracht sind, sind an den äußeren Seitenplatten 152 und an vertikal verlaufenden Winkelteilen 170 befestigt. Die Winkelteile 170 sind in geeigneter Weise an der Kranwand befestigt, beispielsweise durch in die Kranwand eingelassene Zapfen, welche in den Zeichnungen nicht dargestellt sind. Gemäß der Darstellung in Fig« 10 weisen die Winkelteile rechteckige öffnungen 172 zur Aufnahme dieser Zapfen auf, wodurch eine Längsausdehnung ermöglicht wird.

Die Tragholme 7¹* sind jeweils in Höhe der Rahmen-Holm-Verbindung mittels zweier Winkellaschen befestigt. Eine Winkel-

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lasche 174 ist rechtwinkelig gebogen und an dem Endteil der Kanalplatte an dem Balkenteil befestigt und bildet eine Befestigungsfläche für die andere Winkellasche. 176, welche hohl ausgebildet ist· Die Winkellasche 176 ist mit einem dampfundurchlässigen Überlappungsstreifen 175 und mit einem Isolationsblock 178 kombiniert. Diese Winkellasche bildet eine einstellbare Schraubverbindung zwischen dem Tragholm 7t und der Befestigungs- bzw· Anschraubfläche der rechtwinkeligen Lasche 174, Sie stellt außerdem die dampfundurchlässige Verbindung zwischen den Kanalplatten her, indem sie die Ränder der Überlappungsstreifen der Kanalplattenstirnflächen miteinander verbindet und abdichtet. Eine Winkellasche ist an dem Holm 74 befestigt und hilft damit das Gewicht des Rahmens 72* tragen, welcher mit dem Holm verschraubt ist.

Der Iaolationeblock 178 bildet an der Stelle der Winkellaschenverbindung den äquivalenten thermischen Widerstand der inneren Kanalplattenisolation, wodurch an der Verbindungsstelle im wesentlichen die gleiche Temperatur wie an der gesamten Fläche aufrechterhalten wird. Die Laschen I68 leiten jegliche Wärme durch die Winkelteile 170 hindurch zu den Kanalplatten 152, wo diese durch die in dem Kanal strömende Kühlluft absor-

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biert wird. Auf diese Weise sind die Rahmen 72* über die Haltevorrichtungen, welche in den Kanalplatten angeordnet sind und welche die Belastungen der Eishalterungen über die Kanalwandplatteii übertragen, mit der Kranwand verbunden, ohne daß eine Wärmeleitung in das Eisbett hinein erfolgt.

Die isolierten Kanalplatten 118', mit welchen die Reaktorhauswand 16 ausgekleidet ist, weisen den gleichen Aufbau wie die Kanalplatten auf, mit welchen die Kanalwand ausgekleidet ist, außer,daß jede dieser Kanalplatten wegen des größeren Umfanges der Reaktorhauswand eine größere Breite aufweist. Außerdem sind die Rahmen 72' nicht an den äußeren isolierten Kanalplatten 118* befestigt« mit welchen die Reaktoriiauswand verkleidet ist· Ein besonderer Spalt 179*χ welcher zwischen den isolierten Kanalplatten 118' der Reaktorhauswand und den Rahmen 72* ein Spiel zuläßt, verhindert deren gegenseitige Berührung während Erdbeben und bewirkt gleichzeitig, daß die Eiskondensatorhalterung gegenüber dem Haus selbst isoliert ist.

Bei einer weiteren Ausfuhrungsform sind die isolierten Kanalplatten Sl8* mit dem äußeren Ende der Rahmen 72* über ein einstellbares Teil und Befestigungslaschen ähnlich

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dien j enigen, welche bei der Befestigung an der Kranwand verwendet werden, verbunden, derart, daß ein besonderer Spalt zwischen den äußeren isolierten Kanalplatten 118* und der Hauswand 16 gebildet ist, welcher diese beiden voneinander isoliert. Wie vorher bereits erläutert, ist die radiale Länge eines Rahmens 72* in bezug auf den radialen Abstand zwischen den Wänden der Kondensatorkaiamer einstellbar.

Qemäß der Darstellung in Fig. 10 ist jede Kanalplatte 118* in zwei vertikale Abschnitte unterteilt, welche den gleichen Aufbau aufweisen, außer, daß der untere Abschnitt durch einen Boden l8o verschlossen ist und der obere Abschnitt am oberen Ende eine Endkammer 182 aufweist. Vie vorher bereits erläutert ist diese Endkammer 182 mit einem Kanalverteiler in dem Speicherraum 66 verbunden, so daß Luft in Abwärtsrichtung durch die auf der rechten Seite befindlichen Teilkanäle 160 und in Aufwärtsrichtung durch die auf der linken Seite befindlichen Teilkanäle 160 strömen kann, von welchen aus sie in den Speicherraua austritt.

Qemäß der Darstellung in den Fig. 11 und 12 ist jede der Z-Säulen 156 jeweils in der Nähe des unteren Endes mit drei rechteckigen uffnungen 186 versehen und sechs recht-

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ORIOWAL

eckige öffnungen 188 sind in der Mittelplattensäule 158 angeordnet..Auf diese Weise gelangt die in den beiden rechten Teilkanälen l6O gemäß der Darstellung in Pig. IO abwärts strömende Luft durch die öffnungen 186 und 188 hindurch in die linken Teilkanäle 160 und strömt in diesen Teilkanälen aufwärts und kehrt zu dem Speicherraum zurück· Die sechs öffnungen 188 nehmen jeweils die Luftmenge aus zwei Teilkanälen und die drei öffnungen 186 in jeder der Z-Säulen nehmen jeweils die Luftmenge eines Teilkanales auf.

In den Fig. 3 und 15 ist eine bevorzugte Ausführungs form einer Bodenanordnung 56* für die Kondensatorkammer dargestellt. Dieser Boden weist eine Betonplatte 190 auf, die von Metallplatte 192 getragen wird, welch letztere von auf ringförmigen Betonträgern 196 ruhenden radialen Balken 19Ί getragen wird, wobei die Betongrundplatte 76 die Betonträger I96 trägt. Die Träger I96 sind jeweils an den Enden der Balken 194 und unterhalb der unteren Traganordnungssäulen 88 gemäß Fig. 3 angeordnet. Die Betonträger 196 sind mit Betonpfosten 197 versehen, welche durchgehend zwischen der Grundplatte 76 und der oberen Betonplatte I90 angeordnet sind und welche damit Haltefüße für die unteren Traganordnungssäulen 88 bilden.

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Der Zwischenraum zwischen den Trägern 196 und den Balken ist mit thermischem Isolationsmaterial 198 ausgefüllt·

Die Bodenanordnung 56^f wird derart gekühlt, daß durch die Balken 194, welche im Querschnitt rechteckförmig und hohl ausgebildet sind, ein Kühlluftstrom hindurchgeleitet wird, Die äußeren Enden der Hohlbalken 194 sind jeweils über Endkammern 200 an der äußeren Reaktorhauswand mit Kanalplatten 118» verbunden. Die inneren Enden der Hohlbalken 194 sind mit Überströmendkammern 202 an der inneren Wand bzw, Kranwand verbun,£©n. Durch Pfeile ist angedeutet, wie die Kühlluft durch die Abwärtsströmungskanäle in einer Kanalplatte 118* abwärts strömt, durch einen Teil der Balken 194 hindurch längs des Bodens strömt und durch benachbarte Balken längs des Bodens zurückströmt , und durch Aufwärtsströmungskanäle in der Kanalplatte. 118* in der vorher beschriebenen Weise aufwärts strömt· Auf diese Weise wird ein geschlossener Luftströmungsweg zur Kühlung des Bodens der Kondensatorkammer ersielt und dadurch sowohl die Wirksamkeit der Isolation und des Kühlsystems als auch die mechanische Festigkeit des tragenden Bodens der Kondensatorkammer erhöht.

Auf tiiese Weise 1st es nicht erforderlich, daß das

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Isolationamaterial dea Bodens belastbar ausgeführt ist. Durch Anordnung und Verteilung der leitenden Flächen wird in dem Eiskondensator an der Bodenfläche ein Gesamtkühlungseffekt bei minimaler Änderung der Flächenteroper atur erzielt. Insbesondere wird in den BetonfüBen eine Inversion des Temperaturgradienten aufrechterhalten·

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Erfindung ein Verfahren zur Halterung von Eis bxw. von anderen festen Stoffen fir den Kondensator des Hauses einer Kernkraftwerksanlage derart angibt, daß richtig· thermohydraulische Verhältnisse bei optimaler Konstruktionsfreiheit, optimalem Eisswetand und optimaler Überwachungsmöglichkeit des Zustande» der Bishalterung sowie ein· dynamische Lastübertragung durch Verwendung eines relativ leichten Aufbaues ersielt werden«

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f fill

ORfQINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche:

•Ο Halterung für eine bestimmte Menge schmelzbaren« in festem Zustand befindlichen Materials in einer Kondensatorkammer, welch letztere zusammen mit einer Reaktorkammer von einem Kernreaktor umschlossen ist, wobei die Kondensatorkammer von der Reaktorkammer isoliert 1st und mit dieser nur dann in Verbindung steht, wenn aus der Reaktorkammer ein Strömungsmittel entweicht, dadurch gekennzeichnet, dafl die Halterung eine gegliederte Anordnung von durchbrochenen Behältern (70) für das schmelzbare Material aufweist«
2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dad die Behälter (70) von Zylinderabschnitten von Jeweils bestimmter* Länge gebildet sind, welche derart aneinandergereiht sind, dafl sie nach Befüllung mit dem schmelzbaren Material ununterbrocheneSäulen bilden.
3« Halterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dafl die Behälter (70) aus Drahtge-

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ORIGINAL INSPECTED

flecht (108) mit relativ großen Öffnungen bzw. großer Maschenweite bestehen.
4. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Behälterabschnitte (70) jeweils an ihren Enden mit Verstärkungsringen (110a bzw. 110b) versehen sind, welche teleskopartig zusammenfügbare Bereiche mit federnden Haltefingern (Il6b) daran aufweisen, welch letztere die zylindrischen Behälterabschnitte untereinander zusammenhalten.
5. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von horizontal in vertikalem Abstand zueinander angeordneten Rahmen (72) für die Behälter (70), wobei Jeder Rahmen mit Seiten- (92) und Endteilen (9*0 sowie mit Zwischenteilen (96, 98,

100) versehen ist,.mittels welch letzteren eine bestimmte Anzahl von Behältern in dem betreffenden Rahmen halterbar ißt.
6. Halterung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen (72) jeweils mit Bezug auf Ihren horizontalen Querschnitt trapezförmig sind und jeweils

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^f mit vertikal verlaufenden, jeweils an ihren Ecken angeordneten Holmen (7^) versehen sind und schließlich jeweils mindestens ein einstellbares Endteil (102) aufweisen, mittels welchem die Rahmenlänge veränderbar ist.
7. Halterung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenteile (96, 98, 100) zylindrische Halter (98) zur Aufnahme der Behälter (70) aufweisen, und daß Querteile (96, 100) für eine seitliche Abstützung der Behälter sorgen.
8. Halterung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenteile quer- und lHngsverlaufende Teile (IjJ^ und I36) aufweisen, welche derart miteinander verbunden sind, daß Öffnungen für die Aufnahme der Behälter (70) gebildet sind.
9. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem schmelzbaren Material und den Wänden der Kondensatorkammer (18) KUhI-mittelleitungskanalplatten (118 bzw. II8¹) angeordnet sind, mittels welchen das schmelzbare Material in festem Zustand gehalten wird, und daß Halterungsverbindungen (168, I70, 172)

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jeweils die Rahmen (72 bzw. 72*) mit einer der Wände (12) derart verbinden, daß eine seitliche Abstützung dieser Rahmen gebildet ist.
10. Halterung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalplatten (118 bzw. 118') vertikal verlaufende Teiler (156* I58) sowie in vertikalem Abstand zueinander angeordnete Verspannungsteile (166, 168) aufweisen, welch letztere die Haiterungsverbindung bilden.
11. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (56) der Kondensatorkammer (18) eine Betongrundplatte (76) aufweist, welche eine Schicht {78} von belastbarem Isolationsmaterial trägt, welches wiederum eine armierte Betonplatte (80) trägt.
12. Halterung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dal die Betongrundplatte (76) der Kondensatorkammer (18) in bestimmten Abständen voneinander angeordnete, im allgemeinen ringförmige Träger (I96) trägt, daß weiter in bestimmten Abständen zueinander radial verlaufende Balken (19^) win diesen TrÄgösm gehalten

ORIGINAL INSPECTED

werden, daß ferner in den Zwischenräumen zwischen den Trägern (196) und den Balken (194) Isolationsmaterial (I98) angeordnet ist, daß weiterhin die Balken eine Metallplatte (192) tragen, daß fernerhin diese Metallplatte eine Betonplatte (190) hält und daß schließlich die Balken (194) derart hohl ausgebildet sind, daß sie ein Kühlmittel aufnehmen können.
13· Halterung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalplatten (118^r) mit den Hohlbalken (194) in Verbindung stehen, daß weiter die in den Wandplatten gebildeten Kanäle in Abwärts- und Aufwartsströmungskanäle unterteilt sind, wobei die Abwärtsströmkanäle mit bestimmten Hohlbalken und die Aufwärtsstrbmkanäle mit anderen bestimmten Hohlbalken in Verbindung stehen.
14. Halterung nach Anspruch 12 oder Γ5, bei welcher die Behälter in radialen Reihen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß radiale Träger (8%) oberhalb des Bodens (36) auf den Mittellinien mindestens eines Teiles der radialen Reihen der Behälter (70} angeordnet sind, daß weiter Hauptträger (86) in tbofangsrichtung um die Kondensatorkamine r (18) herum verlaufen und die Radialträgerbalken halten und daß schließlich die Hauptträger von vertikalen, auf dem Boden ruhenden Säulen (88) gehalten werden.

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15· Halterung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet^ daß der Boden im allgemeinen ringförmige Träger (196) aufweist, welche unterhalb der vertikalen Säulen (88) angeordnet sind.

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