DE2217398A1

DE2217398A1 - Kernreaktor

Info

Publication number: DE2217398A1
Application number: DE2217398A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dipl Ing Schabert; Franz Dipl Ing Winkler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-04-11
Filing date: 1972-04-11
Publication date: 1973-10-25
Also published as: GB1426016A; FR2179934B1; IT983738B; FR2179934A1; CH550468A; US3929567A

Description

Die Erfindung betrifft einen Kernreaktor, insbesondere Druckwasserreaktor, mit einem von einer Schutzhülle umschlossenen Reaktordruckbehälter, der den Reaktorkern enthält, und einem Kühlmittelkreis, sowie mit einem Nach- und Notkühlsystem, zu dem ein blutbehälter gehört.

Wie der Aufsatz "Das 120,0-MW-Kernkraftwerk Biblis» in der Zeitschrift "Atomwirtschaft-Atomtechnik", 14. Jahrgang, Sept./ Okt. 1969, Heft 9/10, Seiten 453 bis 464, insbes. Abb. 9 erkennen läßt, erfordert die Sicherheit des Reaktors ein aufwendiges, insbes. redundantes Notkühlsystem. Das Notkühlsystem kann zwar zum Teil mit einem Nachkühlsystem vereinigt

werden, dessen Aufgabe es ist, nach dem Abschalten des Reaktors die Nachzerfallswärme abzuführen, wenn der für die Energieerzeugung vorgesehene Kühlmittelkreis geschlossen ist. Im allgemeinen sind jedoch die Anforderungen an beide Kühlsysteme so verschieden, daß ein großer Aufwand verbleibt.. Dies gilt z.B. auch für den blutbehälter, aus dem bei einem Bruch einer Hauptkühlleitung (größer anzunehmender Unfall = GaIF, oder einer Anschlußleitung Kühlmittel über den Kern gefördert wird, damit der Kern überflutet wird, d.h. unter Wasser bleibt.

Ziel der Erfindung ist eine weitgehende Vereinfachung, mindestens aber Verbilligung des Not- und Naclikühlsystems« Zm diesem Zweck ist in erster linie erfindungsgemäß vorgesehen«, daß der blutbehälter in der Schutzhülle angeordnet ist und oberhalb der Oberkante des Reaktorkernes eine zu dessen Fluten ausreichende Wassermenge enthält. Dadurch gelingt es den Druck für die Pumpen, die bei einem Unfall, insbes. dem GaIJ, das tfotkühlsystem in Betrieb setzen, den Förderdruck zu verringern.

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Der in der Schutzhülle entstehende erhöhte Druck muß nämlich nicht mehr durch die Pumpen überwunden werden. Es ist nur noch erforderlich, daß der Druck des Kühlwassers im Flutbehälter ausreicht, das Wasser mit Sicherheit zum Kern in den Reaktordruckbehälter zu befördern.

Der Förderdruck kann im einfachsten Fall schon durch die Anordnung des Flutbehälters auf einer ausreichenden Höhe erhalten werden. Der Zufluß des Wassers zum Reaktordruckbehälter wird dann allein durch, die Flüssigkeitshöhe bewirkt. Voraussetzung dafür ist, daß im Reaktordruckbehälter kein großer Gegendruck mehr vorhanden ist. Um dies auch für den Fall sicherzustellen, daß nur ein kleines Leck vorhanden ist, so daß der Druck im Primärkühlkreis des Kernreaktors an sich nur langsam abnehmen würde, kann man die Erfindung dadurch weiterbilden, daß dem Reaktordruckbehälter ein Schnellablaßventil zugeordnet ist. Das Schnellablaßventil öffnet einen geeigneten Querschnitt, der in einen sicherheitstechnisch unbedenklichen Raum münden kann und gegebenenfalls mit Mitteln zur Kondensation ausströmenden Kühldampfes versehen ist, so daß auch bei einem kleinen Leck in relativ kurzer Zeit der Druck soweit abgebaut ist, daß das Wasser aus dem Flutbehälter allein durch seine Flüssigkeitshöhe in den Reaktordruckbehälter gelangt. Diese Ausführungsform der Erfindung kann man vorteilhaft so ausführen, daß der Zufluß des Wassers in den kalten Strang des Kühlmittelkreises geführt und das Schnellablaßventil an den heißen Strang des Kühlmittelkreises angeschlossen ist. Man kann nämlich davon ausgehen, daß das technisch und physikalisch einfache System nahezu vollkommen störungsfrei ist. Es enthält keine Pumpen mehr, die motorisch angetrieben werden müssen und somit versagen können. Das Schnellablaßventil kann mit einem Energiespeicher, insbes. in Form einer Feder versehen sein, so daß seine Auslösung auch bei Energieausfall sichergestellt ist. Deshalb braucht man für diese Art der Notkühlung keine Redunanz vorzusehen, so daß es genügt, den Zufluß des Wassers nur an dem kalten Strang des Kühlmittelkreises anzubringen.

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Die eingangs erwähnte Einsparung durch die Verringerung dea Förderdruckes der Einspeisepumpe auf den Druck, der maximal durch den AusIegungsdruck der Schutzhülle gegeben ist, ist aber auch dann vorteilhaft, wenn man sich z.B. aus besonderen baulichen Gründen nicht allein auf die Flüssigkeitshöhe als Mittel zum Fördern des Kühlwassers aus dem Flutbehälter in den Re akt or druckbehält er verläßt. Die Erfindung kann nämlich auch mit einer Pumpe in der Zuflußleitung zum Reaktordruckbehälter verwirklicht werden, deren Förderdruck kleiner als ■ der Auslegungsdruck der Schutzhülle ist. Derartige Pumpen erfordern nur einen geringen Energieaufwand. Dies ist deshalb so wesentlich, weil im Notfall, insbes. beim GaH, damit gerechnet werden muß, daß die gesamte Energie für die Pumpen des Notkühlsystems von kostspieligen Notstromaggregaten aufgebracht werden muß.

In der Zuflußleitung, die vom Flutbehälter zum Reaktordruckbe hälter führt, kann man eine Rückschlagklappe vorsehen, so daß das Kühlwasser des Flutbehälters zwangsläufig in den Reaktordruckbehälter gelangt, sobald dort der Druck einen bestimmten Wert unterschreitet. Daneben wird man vorteilhaft dafür Sorge tragen, daß eine Absperrung für den betriebsmäßig drucklosen Zustand möglich ist, beispielsweise dadurch, daß die Klappe durch einen Stellantrieb zwangsläufig geschlossen wird.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß zwischen der Rückschlagklappe und dem Reaktordruckbehälter eine eine weitere Rückschlagklappe enthaltende Zuflußleitung des Naehkühlsystems mündet. Man braucht dann nur einen Anschluß am Reaktordruckbehälter bzw. den zugehörigen Hauptkühlmittelleitungen. Durch die Rückschlagklappe in der Zuflußleitung des Nachkühlsystems ist sichergestellt, daß kein Kühlmittel des Notkithlsystems in das Nachkühl sy st em gelangt, solange der Druck im Nachkühlsystem kleiner als der im Notkühlsystem ist. Eine weitere Vereinfachung kann man dadurch erzielen, daß das Nachkühlsystem eine Pumpe umfaßt, die einen über Ventile und/oder Rückschlagklappen angeschlossenen Kühlkreislauf für

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ein Brennelement-Lagerbecken treibt und einen Anschluß an einen Sumpf innerhalb der Schutzhülle aufweist. Me Pumpe des Nachkühlsystems wird dabei in dreifacher Funktion genutzt. Sie dient einmal im Normalbetrieb nach Abschalten *des Reaktors zur betriebsmäßigen Abfuhr der Nachzerfallswärme im Reaktorkern. Zu diesem Zweck enthält das Nachkühlsystem üblicherweise einen Rückkühler. Der gleiche Rückkühler wird benutzt, wenn die Pumpe des Nachkühlsystems einen Kühlmittelumlauf durch das Brennelement-Lagerbecken in Gang setzt, um auch dort die Nachzerfallswärme abzuführen. Schließlich arbeitet die Pumpe des Nachkühlsystems als sogenannte Sumpfpumpe. Sie fördert für den Pail, daß ein großes Leck im Reaktordruckbehälter oder in seinem Kühlkreis vorliegt und das zur Kühlung in den Reaktor eingespeiste Kühlmittel aus diesem Leck austritt und sich im Sumpf der Schutzhülle sammelt, das angesammelte Kühlmittel im Kreislauf in den Reaktordruckbehälter zurück, damit der Reaktorkern geflutet bleibt. Dabei kann man annehmen, daß der Druck im Kern sehr gering ist, so daß die an sich geringe Förderhöhe der Nachkühlpumpe ausreicht. Zweckmäßig ist dabei das Nachkühlsystem durch ein außerhalb der Schutzhülle liegendes Regelorgan mindestens teilweise sperrbar ausgebildet. Dadurch kann man erreichen, daß eine bestimmte Zeit nach dem Eintreten des GaU der Nachkühlstrang vom Bedienungspersonal gedrosselt wird, damit die Nachkühlpumpe mindestens zum Teil auch wieder zur Kühlung des Brennelement-Lagerbeckens benutzt wird.

Bei einer anderen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß von der Zuflußleitung des. Flut behält er s vor der Rückschlagpumpe eine Leitung mit einer an sich bekannten Sicherheitseinspeisepumpe abzweigt. Bei dieser Anordnung ist vorausgesetzt, daß der Flutbehälter zum Fluten des Reaktorkerns auch dann benutzt werden soll, wenn noch ein beträchtlicher Druck vorhanden ist, weil nur ein kleines Leck im Primärkühlkreis vorliegt. Die Sicherheitseinspeisepumpe sollte einen Förderdruck von z.B. 100 bar haben, der höher als der Sattdampfdruck des Reaktorkühlmittels ist. Dabei kann die Einspeisung mit Hilfe der Sicherheitseinspeisepumpe über ein Umschaltventil vorgenommen

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werden, das selbsttätig den schadhaften Strang absperrt, so daß nur in den gesunden Strang eingespeist wird, damit das Kühlwasser aus dem Flutbehälter direkt zum Reaktorkern gelangt . ^ä

Die Erfindung kann baulich vorteilhaft so ausgebildet werden, daß der blutbehälter ein der Schutzhülle benachbarter Ring ist. Der Ring ist zweckmäßig der .Form der Schutzhülle angepaßt, um bei kleinem Raumbedarf ein vorteilhaft großes Volumen zu erhalten. Es empfiehlt sich, den blutbehälter aus kunststoffbeschichtetem Beton herzustellen. Man kann ihn dann mit einem Zylinder vereinigen, der den Reaktordruckbehälter umgibt und der nicht nur als biologischer Schild wirkt, sondern auch dazu dient, Trümmer bei einem Bersten des Druckbehälters aufzufangen, damit sie die Schutzhülle nicht beschädigen können. Der Flutbehälter sollte am oberen Ende des Zylinders angeordnet sein, um den Raum in der meist kugelförmigen Schutzhülle gut auszunutzen und eine große Flüssigkeitshöhe zu erhalten. Der Kunststoff zum Dichten des Betons kann Verstärkungen in Form von Fasern, Matten oder dergleichen enthalten, damit kleinere Risse des Betons nicht sofort als Leck wirken können.

Im unteren Teil des genannten Zylinders sind vorteilhaft Durchlässe vorgesehen, die in einen unterhalb des Reaktordruckbehälters befindlichen Sumpf führen. Auf diese Weise kann man auch bei einem Bruch des Flutbehälters das darin enthaltene Kühlwasser weiterhin zur Flutung und Kühlung verwenden, weil an den Sumpf die schon erwähnten Sumpfpumpen angeschlossen sind. Die Durchlässe sind zweckmäßig absperrbar ausgebildet. Dies ist deshalb wichtig, weil man den Luftraum innerhalb des Zylinders von dem außerhalb gelegenen zu trennen sucht, um eine Kontamination der außerhalb des Schutzzylinders liegenden Betriebsräume zu verhindern. Als Absperrung eignen sich Ventile, aber auch Membranen, die bei einem bestimmten Druck, der durch eine gewisse Flüssigkeitshöhe gegeben ist, durchbrochen werden.

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Für die Verringerung der Reaktivität des Reaktors bei einem Uniall, insbes. dem GaU, kann man neben normalem Kühlwasser, das nur etwa 2200 ppm Bor enthält, mit Bor angereichertes Kühlwasser verwenden, das zum ersten Fluten des Reaktorkerns verwendet wird. Dieses angereicherte Kühlwasser wird gemäß einer weiteren Erfindung in der Leitung untergebracht, die vom Flutbehälter zum Reaktordruckbehälter führt. Die Leitung kann mit Vorteil stellenweise verdickt sein, um ein großes Volumen des stärker borhaltigen Kühlwassers unterzubringen, das als erstes zum Reaktorkern gelangt.

An Hand der beiliegenden Zeichnung werden im folgenden zwei Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei zeigt die Pig. I einen Vertikalschnitt durch einen Kernreaktor nach der Erfindung, der die bauliche Gestaltung des Flutbehälters gut erkennen läßt. Die Fig. 2 und 3 zeigen in schematischer Darstellung die Ausbildung des Nach- und Notkühlsystems.

Der gezeichnete Kernreaktor ist ein Druckwasserleistungsreaktor mit 1200 MW elektrischer Leistung. Er zählt mithin zu den größten, gegenwärtig zur industriellen Energieerzeugung vorgesehenen Reaktoren. Sein Reaktordruckbehälter 1, der mit einem Deckel 2 verschlossen ist, umschließt den gestrichelt angedeuteten Reaktorkern 3. Der Reaktordruckbehälter ist über Kühlmittelstutzen 5 und 6 mit einer Kühlmittelpumpe 7 einerseits und einem Dampferzeuger 8 andererseits verbunden, so daß sich die durch die Pfeile 10 angedeutete Strömung des Primärkühlmittels ergibt. Als Primärkühlmittel wird leichtes Wasser verwendet, das einen zur Reaktivitätssteuerung geeigneten 3orsäurezusatz enthalten kann.

Der Reaktordruckbehälter 1 sitzt in einem zylindrischen biologischen Schild 15, der oberhalb des Deckels 2 mit einem Betondeekel 16 verschlossen ist. Ein zweiter größerer Zylinder 18 aus Beton umschließt nicht nur den Reaktordruckbehälter 1, sop. .erπ auch die wesentlichen Elemente des primären Kühlkreises, nämlich die Hauptkühlmittelpumpe 7 und den Dampferzeuger

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Der Zylinder 18 und die genannten Teile des Kernreaktors und des primären Kühlmittelkreises sind in einer Stahlkugel 20 eingeschlossen, die für den Ausgleichsdruck bemessen ist, der bei dem GaTJ auftritt. Pur diesen Pail wird unterstellt, daß das gesamte Kühlmittel austreten kann und als Dampf einen bestimmten Druck von z.B. 5 bar aufbaut, dem die Stahlkugel als Schutzhülle gewachsen sein muß, denn sie hat die Aufgabe, unter allen Umständen sicherzustellen, daß keine radioaktiv verseuchten Stoffe austreten können.

Die Stahlkugel 20 ist von einem Betongebäude 22 umgeben und abgestützt, das als Sekundärabschirmung, als Wetterschutz der Stahlkugel 20 sowie als mechanischer Schutz für von außen einwirkende Kräfte dient.

Wie die Pig. 1 zeigt, ist am oberen Rand 25 des Zylinders 18 ein ringförmiger hohler Betonkörper 24 angeordnet, dessen Querschnittform durch die Abschrägung der Seite 25 der Form der Schutzhülle 20 angepaßt ist. Der Hohlraum 26 des Ringes 24» der in Umfangsrichtung unterteilt sein kann, so daß mehrere hohle Ringsegmente gebildet werden, enthält als Flutbehälter das zum Fluten des Reaktorkerns 3 erforderliche Kühlwasser. Seihe Innenwand 27 ist mit glasfaserverstärktem Kunststoff belegt, um die erforderliche Dichtigkeit und eine gewisse Festigkeit zu erhalten, die das Austreten des Kühlwassers bei Rissen im Beton verhindert.

Wie man sieht, liegt der Flutbehälter 24 beim Ausführungsbeispiel oberhalb der höchsten Teile des Dampferzeugers 8 und somit um ein Mehrfaches der Höhe des Reaktordruckbehälters 1 oberhalb der Oberkante des Reaktorkerns 3. Deshalb kann das Kühlwasser dem Reaktorkern durch eine Falleitung 30 zugeführt werden, wie an Hand der Fig. 2 und 3 noch näher erläutert wird.

Fig. 2 zeigt, daß der Flutbehälter 24 über die Leitung 30 und eine Rückschlagklappe 31 mi- einem Not- und Nachkühlstrang 33 verbunden ist. Zu diesem Strang gehört ein über eine Rück3chlag-

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klappe 34 angeschlossener Druckspeicher 35. In diesem ist Kühlwasser 36 vorhanden, das unter dem Druck eines Gaspolsters steht. Druckspeicher 35 und Palleitung 30 sind über eine weitere Rückschlagklappe 40 ständig an die zur Pumpe 7 führende Kühlmittelleitung angeschlossen, so daß dann, wenn der Druck im primären Kühlkreis des Kernreaktors 1 kleiner ist als der Druck im Druckspeicher 35, sofort das Kühlwasser 36 nachgefördert wird.

Sollte die Menge des Kühlwassers 36 nicht ausreichen, weil das Leck zu groß ist, so kann der Inhalt 42 des Flutbehälters 24 in den Reaktordruckbehälter 1 gelangen, weil die Rückschlagklappe 31 öffnet, wenn der Druck im Kühlmittelsystem des Kernreaktors kleiner ist als die mit H bezeichnete Flüssigkeitshöhe des Kühlwassers 42 im Flutbehälter über der Oberkante des Reaktorkernes 3. Will man die Flutung des Reaktorkernes mit einem höheren Druck vornehmen, kann man in der Falleitung 30 eine Pumpe 43 vorsehen. Ihren Förderdruck kann man aber klein halten. Er braucht nicht so groß zu sein wie der schon behandelte Auslegungsdruck der Schutzhülle 20.

Wie man sieht, ist am anderen, sogenannten heißen Strang des Kühlmittelkreises ein Schnellablaßventil 45 angeordnet. Dieses Ventil kann geöffnet werden, wenn der Kühlmittelkreis ein kleines Leck aufweist, das sich durch eine bestimmte niedrige Druckabnahme pro Zeiteinheit bemerkbar macht, öffnet man das Ventil 45, so wird ein geringer Druck in kurzer Zeit erreicht. Dies hat zur Folge, daß das Kühlwasser 42 auch ohne Pumpe 43 allein auf Grund der Flüssigkeitshöhe H zum Fluten in den Reaktordruckbehälter 1 gelangt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist noch eine Nachkühlpumpe 50 vorgesehen, die einen Anschluß 51 an den sogenannten Sumpf 52 im unteren Teil der Schutzhülle 20 aufweist. Die Nachkühlpumpe 50 kann über eine Rückschlagklappe 53 aus dem Sumpf angesaugtes Kühlmittel zur Notkühlung in den Reaktordruckbehälter 1 fördern, dessen Wärme im Rückkühler 55, der mit

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einer Rückkühlpumpe 56 ausgerüstet ist, abgeführt wird. Aus dem Reaktordruckbehälter 1 fließt das Kühlmittel über das Leck und den Schnellablaß 45 in den Sumpf 52 zurück.

Beim Ausführungsbeispiel nach Pig. 3 ist der blutbehälter 24 mit dem Kühlwasser 42 wiederum an der Außenseite des Betonzylinders 18 angeordnet. Die Palleitung 30 ist jedoch verdickt ausgeführt, wie man sieht. Sie führt über die Rückschlagklappen 31 und 31' zum Notkühlsystem, das wiederum den Druckspeicher 35 umfaßt. Dieser ist über Rückschlagklappen 34 und 34' an den heißen (HS) und kalten (KS) Strang des Kühlsystems des Kernreaktors angeschlossen, wo Rückschlagklappen 40 und 40' vorgesehen sind. Innerhalb der Schutzhülle 20 ist ein aus Beton bestehendes Lagerbecken 60 für Brennelemente vorgesehen, das Kühlwasser 61 enthält. Das Brennelement-Lagerbecken 60 ist über eine Saugleitung 62 mit einer Rückschlagklappe 63 und einem Ventil 64 mit der Wachkühlpumpe 50 verbunden, die wiederum über den Rückkühler 55 fördert.

In der über die Rückschlagklappen 53 und 53' an den Reaktorkühlmittelkreis, und zwar zwischen den Rückschlagklappen 31 und 31' und dem nicht gezeichneten Reaktordruckbehälter, angeschlossenen Leitung 66 ist ein Ventil 67 vorgesehen, das ausserhalb der Schutzhülle 20 liegt. Vor dem Ventil zweigt eine Leitung 68 ab, die über ein Ventil 69 und eine Drossel 70 sowie eine Leitung 71 zum Brennelement-Lagerbecken 60 zurückführt. Mithin kann die Nachkühlpumpe 50 einen Kreislauf über den Rückkühler 55 und das Brennelement-Lagerbecken in Gang setzen.

Durch den Anschluß 51, der über eine Klappe 92 und über ein Ventil 73 absperrbar ist, kann die lachkühlpumpe 50 nach einem GaU als Sumpfpumpe verwendet werden.

Der Umlauf für die Notkühlung kann mit Hilfe des außerhalb

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der Schutzhülle liegenden Ventils 67 gedrosselt werden, wenn man annehmen kann, daß nach einigen Stunden ein gewisses Nachlassen der Nachwärmfreisetzung erreicht ist und daß andererseits eine erneute Kühlung des Brennelement-Lagerbeckens erforderlich wird. Pur diesen Fall ergibt sich eine Verzweigung der mit der Pumpe 50 geförderten Flüssigkeitsmenge .

Für den normalen Nachkühlvorgang ist dagegen ein Ventil 74 geöffnet, so daß ein Kühlmittelumlauf über den Rückkühler 55, das Ventil 67, die Leitung 66 sowie die Klappe 53' zum Reaktorkern und von dort über das Ventil 74 zurück geschlossen ist. Die Klappe 53 wird dabei durch einen Stellantrieb zwangsläufig verschlossen.

Die Falleitung 30 ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 noch mit einer Saugleitung 76 einer Sicherheitseinspeisepumpe 77 verbunden. Leren Druckleitung 78 ist über ein Umschaltventil 79 und Rückschlagklappen 80, 80' an die Anschlüsse des Druckspeichers 35 angeschlossen. Die Sicherheitseinspeisepumpe fördert aus dem Flutbehälter 24 strömendes Kühlmittel dann in den Reaktorkern, wenn nur ein kleines Leck und infolgedessen ein hoher Gegendruck vorliegt.

In dem verdickten Teil 82 der Falleitung 30 ist Kühlwasser erhöhter Borkonzentration enthalten. Zu diesem Zweck wird

am unteren Ende der Leitung 30 über eine Leitung 83 Kühlwasser mit einer Borkonzentration von 7000 ppm von einer in bekannter Weise ausgebildeten, nicht gezeichneten Boraufbereitungsanlage geliefert, während in den Flutbehälter 24 über eine Leitung 84 Kühlwasser mit einer Borsäurekonzentration von 2200 ppm eingespeist wird. An die Verbindung von Flutbehälter 24 und Verdickung 82 ist eine Absaugleitung 86 mit einem Ventil 87 angeschlossen, die zur Aufbereitungsanlage führt. Dadurch wird die unterschiedliche Konzertration zwischen beiden Teilen aufrechterhalten. Unter Umständen, kann man zu diesem Zweck auch eine Membran oder

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dergleichen verwenden. Mit Hilfe der mit Ventilen 90 und versehenen Yerbindungsleitungen kann man auch die Wasserfüllung im Brennelement-Iagerbecken verändern.

Der blutbehälter 24 enthält mindestens die zum Fluten benötigte Kühlwassermenge oberhalb der Oberkante des Reaktorkerns 3. Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung kann man aber im oberen Teil der Schutzhülle 20 ohne zusätzlichen Raumbedarf noch erheblich größere Kühlwassermengen unterbringen. So ist es leicht möglich, das 10 bis 20-fache des Volumens des Reaktordruckbehälters 1 in dem in der Fig. 1 sichtbaren Ring 24 unterzubringen, wo es mit Hilfe des dickwandigen Zylinders 18 erdbebenfest gelagert wird. Diese Kühlwassermenge steht selbst bei einem Bruch des Flutbehälters 24 zur Notkühlung zur Verfügung, wenn man am unteren Ende des Zylinders 18 einen Durchlaß 95 anordnet, durch den das Kühlwasser in den Sumpf 52 gelangt. Der Durchlaß 95 kann für den Normalfall mit einem Ventil 96 verschlossen werden, um eine Kontamination der Betriebsräume außerhalb des Zylinders zu verhindern. Anstelle eines luftdichten Ventils kann mit Vorteil auch ein Syphon verwendet werden.

20 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

Patentansprüche:

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Kernreaktor, insbesondere Druckwasserreaktor, mit einem von einer Schutzhülle umschlossenen Reaktordruckbehälter, der den Reaktorkern enthält, und einem Kühlmittelkreis, sowie mit einem Nach- und Notkühlsystem, zu dem ein Flutbehälter gehört, dadurch gekennzeichnet, daß der Flutbehälter (24) in der Schutzhülle (20) angeordnet ist und oberhalb der Oberkante des Reaktorkernes (3) eine zu dessen Fluten ausreichende Wassermenge (42) enthält.
2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluß des Wassers zum Reaktordruckbehälter (1) allein durch die Flüssigkeitshöhe bewirkt wird.
3. Kernreaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktordruckbehälter (1) ein Schnellablaßventil (45) zugeordnet ist (Fig. 2).
4. Kernreaktor nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluß des Wassers in den kalten Strang (KS) des Kühlmittelkreises geführt und das Schnellablaßventil (45) an den heißen Strang (HS) des Kühlmittelkreises angeschlossen ist.
5. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

in der Zuflußleitung (30) zum Reaktordruckbehälter (1) eine Pumpe (43) angeordnet ist, deren Förderdruck kleiner als der Auslegungsdruck der Schutzhülle (20) ist.
6. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuflußleitung (30) eine Rückschlagklappe (31) vorgesehen ist.
7. Kernreaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rückschlagklappe (31) und dem Reaktordruckbehälter (1) eine eine weitere Rückschlagklappe (53) enthaltende Zuflußleitung eines Nachkühlsystems mündet.

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8. Kernreaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachkühlsystern eine Pumpe (50) umfaßt, die einen über Ventile und/oder Rückschlagklappen angeschlossenen Kühlkreislauf für ein Brennelement-Lagerbecken (60) treibt und einen Anschluß an einen Sumpf (52) innerhalb der Schutzhülle (20) aufweist (Pig. 3).
9. Kernreaktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachkühlsystem durch ein außerhalb der Schutzhülle (20) liegendes- Regelorgan (67) mindestens teilweise sperrbar ausgebildet ist.
10. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 6 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß von der Zuflußleitung (30) des Flutbehälters (24) vor der Rückschlagklappe (31) eine leitung (76) mit einer an sich bekannten Sicherheitseinspeisepumpe (77) abzweigt.
11. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadμrch gekennzeichnet, daß der blutbehälter (24) ein der Schutzhülle (20) benachbarter Ring ist.
12. Kernreaktor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (24) der Form der Schutzhülle (20) angepaßt ist.
13. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Flutbehälter (24) aus kunststoffbeschichtetem Beton besteht.
14. Kernreaktor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Verstärkungen in Form von Fasern, Matten oder dergleichen enthält.
15. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Flutbehälter (24) am oberen Ende eines den Reaktordruckbehälter (1) umgebenden Zylinders (18) angeordnet ist.

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16. Kernreaktor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Teil des Zylinders (18) Durchlässe (15) vorgesehen sind, die in einen unterhalb des Reaktordruckbehälters (1) befindlichen Sumpf (52) führen.
17. Kernreaktor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (95) luftdicht verschließbar sind, sich aber unter Druck öffnen.
18. Kernreaktor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe Syphons (96) sind.
19· Kernreaktor nach einein der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (30) vom Flutbehälter (24) zum Reaktordruckbehälter (1) mit Bor angereichertes Kühlwasser enthält.
20. Kernreaktor nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß die leitung (30) stellenweise verdickt ist.

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