DE2316066C2 - Kernreaktor, insbes. Druckwasserreaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kernreaktor, insbesondere einen Druckwasserreaktor, mit einem Reaktordruckbehältei, der einen Reaktorkern enthält, mindestens eine Leitung aufweist, die zu einem Dampferzeuger führt, und der mindestens eine Leitung mit Hauptkühlmittelpumpe aufnimmt, die vom Dampferzeuger ausgeht, sowie mit einem System zum Einleiten von Notkühlwasser für den Fall des Bruchs einer dieser Leitungen, bestehend aus Notkühlleitungen, die zum Teil direkt in diese Leitungen zwischen Reaktordruckbehälter und Dampferzeuger einmünden, und mehreren weiteren Notkühlleitungen.

Das deutsche Patent 22 07 870 hat einen Kernreaktor mit einem Notkühlsystem zum Gegenstand, das neben üblichen Anschlüssen an die Leitungen des sogenannten Primärkühlkreises weitere Notkühlleitungen aufweist. Mit diesen wird das Brennelement-Lagerbecken an das Notkühlsystem angeschlossen, damit das Beckenwasser als Notkühlmittel genutzt werden kann. Es wird dann über die vorgenannten Anschlüsse in den Primärkreis und damit in den Reaktordruckbehälter eingespeist.

Aus der Zeitschrift» Atomwirtschaft«, Nov. 1971, Seite 462, ist ein Druckwasserreaktor bekannt, bei dem zur Notkühlung des Reaktorkerns Kühlmittel aus sogenannten Flutbehältern bzw. aus dem Sumpf des Reaktorgebäudes in die normalen Hauptkühlmittelleitungen, also in den» heißen« und» kalten« Strang des Primärkühlkreises gedrückt wird, damit das Kühlmittel den Reaktorkern flutet. Bei einem Bruch des kalten Stranges, d. h. des Stranges, der vom Dampferzeuger

zum Reaktordruckbehälter zurückfuhrt und der üblicherweise die Hauptkühlmittelpumpe enthält, kann sich jedoch nach der Entleerungsphase im Reaktorkern ein Dampf polst er bilden, das während der Wiederauffüllphase das Eindringen des Notkühhaittels in den Reaktorkern verhindert Das Dampfpolster ergibt nämlich einen so hohen Druck, daß das in den Primärkreis eingespeiste Notkühlmittel teilweise direkt aus dem Leck austritt, das durch den Bruch der einen Kühlmittelleitung entstanden ist.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Notkühlmittel unmittelbar in den Reaktorkern einzusprühen, wo es direkt auf die Brennstäbe der Brennelemente prallt, die den Reaktorkern bilden. Auch hiermit läßt sich aber das vorgenannte Problem der Dampfentwicklung nicht zufriedenstellend lösen, denn das unmittelbare Einsprühen in den Kern kann zu einer zusätzlichen Dampfbildung führen, die einen besonders hohen Druck ergibt. Das Wiederauffüllen des Kerns wird damit zusätzlich erschwert.

Demgegenüber hat sich die Erfindung das Ziel gesetzt, die Notkühlung ohne großen Aufwand zu verbessern. Insbesondere soll die Dampfentwicklung bei einem Bruch der sogenannten kalten Stränge, also der Leitungen, die von dem oder den Dampferzeugern zum Reaktordruckbehälter führen und die Hauptkühlmittelpumpen enthalten, berücksichtigt werden.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Kernreaktor dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß mindestens eine weitere Notkühlleitung in einen über dem Reaktorkern liegenden Raum innerhalb des Reaktordruckbehälters einmündet und/oder eine andere Notkühlleitung in den Dampferzeuger selbst führt, und daß das aus diesen Notkühlleitungen, sowie das aus den Notkühlleitungen, die direkt in die Leitungen zwischen Reaktordruckbehälter und Dampferzeuger einmünden, austretende Notkühlmittel überwiegend zum Rand des Reaktorkerns hin und/oder unter Umgehung des Reaktorkerns zur Bruchstelle der Leitung abfließt.

Mit der Notkühlleitung gemäß der Erfindung wird mindestens ein Teil des Notkühlmittels so geführt, daß es praktisch nichts zu einer neuen Dampfbildung beiträgt. Im Gegenteil bewirkt das Notkühlmittel eine Kondensation des Dampfes, da es gegenüber der im entleerten Reaktor herrschenden Siedetemperatur kalt ist, z. B. nur Zimmertemperatur aufweist. Durch die Dampfkondensation wird des weiteren erreicht, daß der Kern über andere Notkühlleitungen von unten her aufgefüllt werden kann, weil der Druck im Bereich des Kerns im Verhältnis zur Höhendifferenz der Hauptkühlmittelleitungen über der Kernoberkante so klein ist, daß nur geringe Mengen des Notkühlmittels durch das Leck entweichen.

Bei einem Kernreaktor mit einem Sammelraum im Dampferzeuger, von dem das Hauptkühlmittel zum Reaktordruckbehälter zurückströmt, kann man in diesem Sammelraum eine Sprüheinrichtung vorsehen, die an die Notkühlleitung angeschlossen ist. Die Sprüheinrichtung ergibt dann außerhalb des Reaktor- so druckbehälters eine kräftige Dampfkondensation, wobei das Notkühlmittel nach der Dampfkondensation unter Umgehung des Reaktorkerns abströmt, weil es direkt durch die gebrochene Leitung austritt. Man erhalt dadurch eine schnelle Druckerniedrigung, die sich über ti die nicht gebrochene Leitung, insbesondere über den heißen Strang, sehr schnell auch im Reaktordruckbehälter selbst auswirkt.

Eine ander e Ausfühningsform rier Erfindung, die aber auch mit der vorgenannten Möglichkeit gemeinsam verwendet werden kann, besitzt eine Sprüheinrichtung oberhalb des Reaktorkerns, aus der das Notkühlmittel gegen den Kernbehälter gesprüht wird, der den Reaktorkern umfaßt. Durch das Sprühen wird wiederum eine Dampfkondensation erreicht. Andererseits strömt das versprühte Notkühlmittel nicht in das Zentrum des Reaktorkerns, wodurch unerwünscht neuer Dampf gebildet werden würde, sondern es rinnt an der Kernbehälterwand und in der Randzone des Reaktorkerns nach unten, wo die Temperaturen niedriger sind als in der Mitte des Reaktorkerns.

Die Sprüheinrichtung kann eine Rinne sein, die an ihrer Unterseite gegen den Kernbehälter gerichtete Sprühöffnungen aufweist Die Sprüheinrichtung kann aber auch vertikal verlaufende Sprührohre mit seitlichen, gegen den Kernbehälter gerichteten Öffnungen umfassen. Sie kann ferner mit der Kernstruktur und/oder dem Deckel des Reaktordruckbehälters verbunden sein, d. h. mit Teilen, die beim normalen Betrieb des Reaktors, z. B. beim Brennelementwechsel, herausgenommen werden. Damit ist erreicht, daß die neue Notkühleinrichtung den normalen Betrieb nicht stört.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung führen strömungstechnisch parallel zu der Sprüheinrichtung verlaufende zusätzliche Einspeiserohre in den Reaktorkern. Diese Rohre ermöglichen wie bei dem erwähnten älteren Vorschlag eine unmittelbare Kühlung des Reaktorkerns mit unterkühltem Wasser schon während der Entleerungsphase. Sie werden gemäß der weiteren Erfindung nur im Zusammenwirken mit den vorgenannten Kondensationsmaßnahmen eingesetzt, damit die Wiederauffüllung des Reaktorkerns trotz einer zusätzlichen Dampfentwicklung erfolgen kann. Vorzugsweise sind die Einspeiserohre in mehreren Gruppen über den Querschnitt des Reaktorkerns verteilt. Dabei empfiehlt es sich, die Gruppen nicht einseitig bestimmten kleinen Abschnitten des Reaktorkerns zuzuordnen, sondern so überlappend anzuordnen, daß auch bei Ausfall einer Gruppe der ganze Kern noch weitgehend gleichmäßig besprüht wird. Die Einspeiserohre sird auch in der Mitte des Reaktorkerns angeordnet, während die Sprührohre am Rande des Reaktorkerns liegen.

Die Einspeiserohre können an die gleiche Notkühlleitung angeschlossen werden, die auch die vorstehend erwähnten Sprüheinrichtungen speist. Man kann aber auch eine eigene Einspeisung vorsehen, insbesondere kann man die in Reaktoranlagen übliche Sicherheitseinspeisepumpe ausschließlich in die Einspeiserohre und allenfalls noch in einige unmittelbar mit diesen verbundene Sprührohre fördern lassen. Man erspart auf diese Weise die bisher übliche aufwendige Auswahlschaltung, die sicherstellen soll, daß das verfügbare Notkühlmittel nicht nutzlos aus dem Leck der gebrochenen Hauptkühlmitteüeitung abströmt. Besonders günstig ist dies, wenn die Sicl.erheitseinspeisepumpe konzentrierte Borsäurelösung in die Einspeiserohre fördert, weil diese dann über den Kernquerschnitt mit Sicherheit so verteilt wird, daß die Reaktivität kräftig hei abgesetzt wird.

Eii■: Notkühlleitung kann ferner durch den Deckel de.. Reakiordruckbehälters führen. Sie kann z. B. eine Sprüheinrichtung speisen, die am Deckel selbst befestigt und somit zusammen mit diesem abnehmbar ist, ohne daß der Aufbau des Reaktorkerns irgendwie zu ändern

ist. Dabei sollte man innerhalb des Deckels, jedenfalls in seiner Nähe, ein Rückschlagventil vorsehen, das im Normalbetrieb die Notkühlleitung des Deckels drucklos hält. Ferner empfiehlt sich ein Siphon oberhalb des Deckels, der die Aufheizung von Anschlußflanschen usw. durch eine Kühlmittelströmung verhindert, die infolge Naturkonvektion aus dem Deckel nach oben herausführt.

Innerhalb des Reaktordruckbehälters verwendet man zweckmäßig Steckverbindungen im Verlauf der Notkühlleitungen, um den Aus- und Einbau beim Normalbetrieb, insbesondere beim Brennelementwechsel, so einfach wie nur möglich zu gestalten. Als solche Steckverbindung kann man auch hohle Drosselkörper verwenden, über die die Einspeiserohre im Kern an die Notkühlleitung angeschlossen werden. Die Drosselkörper dienen im Normalfall lediglich dazu, die in jedem Brennelement vorgesehenen Führungsrohre für Steuerstäbe in solchen Brennelementen, in denen keine Steuerstäbe verwendet werden, mehr oder weniger dicht zu verschließen, um eine nutzlose Kühlmittelströmung im Beipaß, also mit geringer Erhitzung zu unterbinden. Macht man diese Drosselkörper gemäß der Erfindung hohl, so kann über sie das Notkühlmittel in die Einspeiserohre verteilt werden, aus denen es dann in den Reaktorkern austritt. Man kommt dann ohne zusätzliche Teile aus.

Auf Grund der bei der Erfindung bewirkten Herabsetzung des Dampfdruckes im Fall eines Bruches der kalten Hauptkühlmittelleitungen ist für die Notkühlung nur ein relativ geringer Druck erforderlich. Es kann deshalb schon ausreichen, wenn die Notkühlleitungen an einen oberhalb des Reaktordruckbehälters angeordneten Hochbehälter angeschlossen sind. Der Hochbehälter kann bei einer ausreichenden Höhe des Flüssigkeitsstandes ohne zusätzliche Pumpen dafür sorgen, daß das Notkühlmittel mit einem größeren Druck als dem Dampfdruck zum Reaktorkern gelangt. Zweckmäßige Höhen über dem Reaktordruckbehälter von etwa 5 bis 30 m lassen sich in üblichen Kernkraftwerken im Inneren der Sicherheitshülle ohne großen baulichen Aufwand erreichen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben, die in

F i g. 1 der Leitungsplan eines Druckwasserreaktors und in den

Fig.2 bis 5 Einzelheiten in Vertikalschnitten mit verschiedenen Maßstäben zeigt.

In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung der Reaktordruckbehälter 1 eines Druckwasserleistungsreaktors vom 1200 MWE gezeichnet, der mit einem Druckbehälterdeckel 2 verschlossen ist Die Flanschverbindung 3 des Deckels dient zugleich zum Befestigen eines Kernbehälters 4, in dem der Reaktorkern 5 mit Hilfe der sogenannten Kernstruktur 6 festgelegt ist Die Kernstruktur 6 ist zum Beispiel zum Brennelementwechsel herausnehmbar.

An den Reaktordruckbehälter 1 ist der Primärkühlkreis 8 angeschlossen. Er umfaßt den aus dem Inneren des Kernbehälters 4 kommenden heißen Strang 9 der Hauptkühlmittelleitungen mit einem Dampferzeuger 10, dessen Primäreinlaßkammer mit 11 und dessen Primärauslaßkammer mit 12 bezeichnet ist Vom Dampferzeuger 10 führen zwei parallele» kalte« Stränge 14,14' des Primärkühlkreises zum Reaktordnickbehälter 1 zurück. In jedem Strang sitzt eine Hauptkühlmittelpumpe 15, 15'.

Zur Notkühlung des Kernbehälters 4 bei einem Unfall, bei dem ein Leck im Primärkühlkreis 8 auftritt, ist eine Not- und Nachkühlpumpe 17 vorgesehen. Sie saugt das aus dem Leck austretende Kühlmittel über eine Rückschlagklappe 18 aus einem Sumpf 19 am Grund einer metallischen Sicherheitshülle 20 an, die alle wesentlichen Teile des Druckwasserreaktors einschließt.

Die Pumpe 17 fördert über einen Zwischenkühler 22

H) und ein Rückschlagventil 23 in eine Notkühlleitung 24, die über eine weitere Rückschlagklappe 26 und eine Notkühlleitung 46£> in den heißen Strang 9 des Kühlmittelkreises führt. Unterhalb des heißen Stranges 9, der bis in den Reaktorbehälter 4 geführt ist, befindet sich eine Rinne 27, die später noch näher beschrieben wird. Die Rinne 27 besitzt Auslässe, aus denen als Notkühlmittel unterkühltes Speisewasser (Temperatur ca. 20° C) in die Randzonen in der Nähe des Kernbehälters im Inneren des Reaktordruckbehälters I versprüht werden kann. Dort bilden sich im oberen Teil des Reaktordruckbehälters Dampfräume, weil bei einem Leck an einem der kalten Stränge 14, 14' zwar das den Druckbehälter normalerweise vollständig ausfüllende Kühlwasser austritt, der durch Druckentlastung entstehende Dampf aber keinen direkten Auslaß findet.

Die Speisung der Notkühlleitung 24 erfolgt bei einem Bruch von Teilen des Primärkühlkreises 8 zunächst durch einen Druckspeicher 30. Dies ist ein Behälter, der in seinem Oberteil ein Gaspolster 31 enthält, das auf das Kühlmittel 32 im unteren Bereich einen bestimmten Druck ausübt. Der Druckspeicher 30 speist über eine Rückschlagklappe 34 in den kalten Strang 14 des Primärkühlkreises 8 ein, und zwar in den sogenannten Pumpenbogen zwischen Dampferzeuger 10 und Pumpe 15. Parallel dazu gelangt das Kühlmittel über eine Rückschlagklappe 34' in den kalten Strang 14' zwischen der Pumpe 15' und dem Reaktordruckbehälter 1. Aus der Notkühlleitung 24 strömt der Inhalt des Druckspeichers 30 über die Rückschlagklappe 26 und den heißen Strang 9 in die Rinne 27.

An die zum Druckspeicher 30 führende Leitung 36 ist über eine weitere Rückschlagklappe 37 ein Hochbehälter 40 angeschlossen. Dieser Behälter speist daher ebenfalls das Notkühlsystem, sobald der Gegendruck hinreichend abgesunken ist Er ist mit den Baulichkeiten im Inneren der Sicherheitshülle 20 vereinigt wie z. B. in der Patentanmeldung P 22 17 398.4 angegeben ist Dem Hochbehälter 40 kann eine verdickte Falleitung 42 zugeordnet sein, die konzentrierte wäßrige Borsäurelösung mit beispielsweise 4% Borsäure enthält damit die Reaktivität des Reaktorkerns 5 herabgesetzt wird, die sonst z. B. in Folge des negativen Temperaturkoeffizienten des Reaktorkerns ansteigen würde, wenn die Reaktortemperatur bei einem Bruch der Frischdampfleitungen, die vom Dampferzeuger 10 gespeist werden, sinkt

An die verdickten Falleitungen 42 kann bei Bedarf noch eine Sicherheitseinspeisepumpe 44 angeschlossen sein. Diese fördert parallel zur Rückschlagklappe 37 und zwar über eine Rückschlagklappe 45 nur in eine Notkühlleitung 46a Die Leitung 46a ist über zwei lösbare Flanschverbindungen 47 und 48 mit einem Stutzen 49 verbunden, der durch den Deckel 2 des Druckbehälters 1 führt Im Inneren des Druckbehälters 1 mündet der Stutzen 49 über eine Rückschlagklappe 50 in eine in vertikaler Richtung offen- und schließbare Steckverbindung 51. Von dieser gehen Sprührohre 55

aus. Dies sind vertikal verlaufende Rohre mil seitlichen, gegen den Kernbehälter 4 gerichteten .Sprühöffnungen 55<-). Die Sprührohre liegen in bezug auf den Querschnitt des Reaktorkerns 5 an dessen Rand.

Die Steckverbindung 51 speist ferner sogenannte Einspeiserohre 52, die unmittelbar in den Reaktorkern 5 führen. Obwohl in der Figur der Übersichtlichkeit halber nur ein Einspeiserohr 52 gezeichnet ist, sind eine ganze Anzahl von Rohren 52 in mehreren parallelen Gruppen über den Querschnitt des Reaktorkerns 5 verteilt, also auch in seiner Mitte angeordnet. Die Einspeiserohre 52 ermöglichen damit zusätzlich eine direkte Kühlung des gesamten Reaktorkerns für den Fall, daß der nach der Erfindung kondensierte Dampf nicht mehr stört. Die Einspeiserohre bieten ferner die Möglichkeit, dem Reaktorkern 5 gezielt Borsäurekonzentrat zuzuführen.

An die Leitung 46a ist auch der Druckspeicher 30 über eine Rückschlagklappe 54 angeschlossen, so daß die Sprührohre 55 und die Einspeiserohre 52 auch vom Hochbehälter 40 bzw. der Falleitung 42 gespeist werden können. Es ist aber auch möglich, die Sprührohre 55, die oberhalb des Kernes 5 an der Kernstruktur 6 befestigt sind und dort in Richtung zum Kernbehälter 4 sprühen, von den Einspeiserohren 52 vollständig zu trennen und zum Beispiel durch eigene Stutzen am Reaktordruckbehälter 1 oder seinem Deckel 2 zu speisen.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 fördert die Notkühlpumpe 17 nicht nur in die Leitung 24, sondern über eine weitere Rückschlagklappe 56 und eine Notkühlleitung 46c auch in die Auslaßkammer 12 des Dampferzeugers 10. Dort sind Sprühdüsen 57 vorgesehen, die für eine Verringerung des Druckes im Primärkr°is 8 sorgen, die sich über die Leitungen 9 und 14 auch im Reaktordruckbehälter 1 bemerkbar macht. Das zur Dampfkondensation verwendete Notkühlwasser fließt jedoch unmittelbar zum Leck im Primärkreis 8, so daß kein neuer Dampf gebildet wird.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist ein Brennelement-Lagerbecken 60 dargestellt, das mit Kühlmittel gefüllt ist. Dieses Kühlmittel kann über eine Leitung 61 mit einer Rückschlagklappe 62 mit Hilfe der Pumpe 17 über den Rückkühler 22 und eine Leitung 64 umgewälzt werden, die über ein Ventil 65 in das Brennelement-Lagerbecken 60 zurückführt. Deshalb kann das Brennelement-Lagerbecken mit Hilfe des Rückkühlers 20 gekühlt werden. Die gleiche Anordnung ermöglicht aber auch das Einspeisen des im Brennelement-Lagerbecken 60 vorhandenen Kühlwassers in die Notkühlleitung 24 sowie in die anderen, an die Verzweigung 66 angeschlossenen Leitungen.

Die Leitung 64 ist über ein Ventil 67 mit einer Sprüheinrichtung 68 verbunden, die im oberen Bereich des Reaktorgebäudes angeordnet ist. Die Sprüheinrichtung 68 kann Dampf kondensieren, der sich im Reaktorgebäude entwickelt, wenn heißes Kühlwasser aus dem Reaktordruckbehälter 1 oder dem Primärkreis 8 in das Reaktorgebäude, d.h. in das Innere der Sicherheitshülse 20 tritt

In Fig.2 sind in einem Längsschnitt konstruktive Einzelheiten des Reaktordruckbehälters 1 und der daran angeschlossenen Notkühleinrichtungen zu sehen. Man erkennt insbesondere, daß am oberen Rand des Kernbehälters 4 die oben offene Rinne 27 abgestützt ist die mindestens zum größten Teil um den Umfang des Kernbehälters 4 verläuft so daß das durch den Stutzen 71 der heißen Kühlmittelleitung 9 zuströmende Notkühlwasser in den oberhalb des Kerns 5 entstehenden Dampfraum versprüht werden kann. Mit Hilfe von Sprühdüsen 72, die an der Unterseite der Rinne 27 gegen den Kernbehälter 4 gerichtet sind, und von geeigneten, nicht dargestellten Schlitzen am oberen Rand der Rinne 27, die zu ähnlichen, voneinander getrennten feinen Strahlen führen, wird das Notkühlwasser gegen den Kernbehälter 4 gerichtet, damit eine intensive Dampfbindung stattfindet, ohne daß im Kern selbst viel neuer Dampf gebildet wird.

Das Notkühlwasser wird im Inneren des Reaktordruckbehälters 1 so gerichtet, daß es nach der Erwärmung durch den Dampf an der Innenseite des Kernbehälters 4 nach unten rinnt, ohne den heißen Reaktorkern 5 in seinem Zentrum zu treffen. Der Kernbehälter 4 wirkt dabei als Abflußleitung, die das Notkühlwasser am Rand des Reaktorkerns entlang abführt.

Die Ausbildung der Leitung 46a mit den beiden Flanschverbindungen 47 und 48 ist in F i g. 2 ebenfalls näher zu sehen, und zwar ist die Leitung 46a im Bereich zwischen den Flanschen 47, 48 am unteren Teil der Flanschverbindung 47 schwenkbar abgestützt, so daß der Deckel 2 mit dem Stutzen 49 nach dem Wegschwenken des oberen Teils der Flanschverbindung 48 frei abgehoben werden kann.

Ferner erkennt man in Fig. 2, daß das Rückschlagventil 50 innerhalb des Druckbehälterdeckels 2 abgestützt ist. Das Ventil 50 ist in Fig.3 in einem Schnitt gezeichnet. Als Verschlußkörper ist eine hohle Stahlkugel 75 vorhanden, die gegen den Sitz 76 des bei 77 unterteilten Ventilgehäuses gepreßt wird. Stützrippen 78 sorgen für einen freien Durchgang für die Kugel 75, die unter der Wirkung der Schwerkraft nach unten fallen kann, wenn kein Drucküberschuß im Reaktordruckbehälter J vorhanden ist.

In F i g. 2 schließt sich unten an das Rückschlagventil 50 die vertikal offenbare Steckverbindung 51 an. Sie führt zu einer Ringleitung 80 am oberen Rand der Kernstruktur 6, von der aus einzelne Brennelemente im Reaktorkern mit Hilfe der Einspeiserohre 52 beaufschlagt werden können. Die Zuleitung zu den Einspeiserohren 52 erfolgt über Sprührohre 55, als deren Verlängerung die Einspeiserohre bei diesem Ausführungsbeispiel anzusehen sind. Die Verbindungsstelle zwischen Sprührohren 55 und Einspeiserohren 52 ist in der F i g. 4 im einzelnen gezeichnet. Von der Sprühleitung 55 führt ein Winkelstück 79 zu hohlen Zentrierstiften 81 einzelner Brennelemente. Von dort wird das Notkühlmittel über hohle Verschlußstopfen 82 und Kanäle im Kopf 83 des Brennelements zu den Einspeiserchren 52 weitergeleitet die von nicht benutzten Steuerstabführungsrohren gebildet werden.

Auf der rechten Seite dci F ι g. 2 ist übeii daigcSicm,

daß die Verteilerleitung 80' auch über eine Steckverbindung 51' gespeist werden kann, die unmittelbar zum Stutzen 49' führt Das Rückschlagventil 50' sitzt dann außerhalb des Deckels 2. Es bildet mit der Leitung 46a' einen Siphon, der den Wärmetransport durch nach oben steigendes heißes Kühlmittel unterbindet

In F i g. 5 ist in einem Ausschnitt gezeichnet daß man die Notkühlleitung 46a auch unmittelbar in den Reaktordruckbehälter 1 führen kann. Im Inneren des Reaktordruckbehälters 1 wird das Notkühlmittel wiederum über eine in vertikaler Richtung lösbare Steckverbindung 85 weitergeleitet damit die Verbindungsleitung 86 beim Brennelementwechsel zusammen mit der oberen Platte 87 der Kernstruktur 6 abgenommen werden kann. Die Leitung 86 kann über eine Leitung 80 wie in Fig.2 zu Sprührohren 55,

Einspeiserohren 52 oder zu einer Sprüheinrichtung ähnlich der Rinne 27 führen.

Eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin, daß mehrere, untereinander redundante Notkühlsysteme an jeweils zugeordnete Notkühlleitungen (46a,466,46c^angeschlossen sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Kernreaktor, insbesondere Druckwasserreaktor, mit einem Reaktordruckbehälter, der einen Reaktorkern enthält, mindestens eine Leitung aufweist, die zu einem Dampferzeuger führt, und der mindestens eine Leitung mit Hauptkühlmittelpumpe aufnimmt, die vom Dampferzeuger ausgeht, sowie mit einem System zum Einleiten von Notkühlwasser für den Fall des Bruchs einer dieser Leitungen, bestehend aus Notkühlleitungen, die zum Teil direkt in diese Leitungen zwischen Reaktordruckbehälter und Dampferzeuger einmünden, und mehreren weiteren Notkühlleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere Notkühl- '⁵ leitung (46a,> in einen über dem Reaktorkern (5) liegenden Raum innerhalb des Reaktordruckbehälters (1) einmündet und/oder eine andere Noikühlleitung (46c) in den Dampferzeuger (10) selbst führt, und daß das aus diesen Notkühlleitungen (46a und 46c/ sowie das aus den Notkühlleitungen (46bJ, die direkt in die Leitungen (9, 14 und 14') zwischen Reaktordruckbehälter (1) und Dampferzeuger (10) einmünden, austretende Notkühlmittel überwiegend zum Rand des Reaktorkerns (5) hin und/oder unter Umgehung des Reaktorkerns (5) zur Bruchstelle der Leitung (9,14 und 14') abfließt.

2. Kernreaktor nach Anspruch 1 mit einem Sammelraum im Dampferzeuger, von dem das Hauptkühlmittel zum Reaktordruckbehälter zurückströmt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sammelraum (12) eine Sprüheinrichtung (57) vorgesehen ist, die an die Notkühlleitung angeschlossen ist.

3. Kernreaktor nach Anspruch 1 oder 2 mit einem den Reaktorkern umfassenden Kernbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß das Notkühlmittel aus einer mit der Notkühlleitung (46a) verbundenen oder von der Notkühlleitr.ng (46b) durch die Hauptkühlmittelleitung (9) versorgten Sprüheinrichtung (27, 55a) oberhalb des Reaktorkerns (5) gegen den Kernbehälter (4) gesprüht wird.

4. Kernreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprüheinrichtung vertikal verlaufende Sprührohre (55) mit seitlichen, gegen den Kernbehälter (4) gerichteten Sprühöffnungen umfaßt.

5. Kernreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprüheinrichtung eine Rinne (27) umfaßt, die an ihrer Unterseite gegen den Kernbehälter (4) gerichtete Sprühöffnungen (72) aufweist.

6. Kernreaktor nach Anspruch 3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprüheinrichtung (27, 55a,) mit der Kernstruktur (6) und/oder dem Deckel (2) des Reaktordruckbehälters (1) verbunden ist.

7. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Einspeiserohre (52) in den Reaktorkern (5) führen.

8. Kernreaktor nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeiserohre strömungstechnisch parallel zu den Sprührohren (55) liegen.

9. Kernreaktor nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeiserohre (52) als Verlängerung der Sprührohre (55) ausgebildet sind. ⁶^

10. Kernreaktor nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisrohre (52) über hohle Drosselkörper (82) angeschlossen sind.

11. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gruppen von Einspeiserohren (52) über den Querschnitt des Reaktorkern (5) verteilt sind.

12. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 7 bis 11 mit einer Sicherheitseinspeisepumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinspeisepumpe (44) nur in die Einspeiserohre (52) und die Sprührohre (55) fördert

13. Kernreaktor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinspeisepumpe (44) konzentrierte Borsäurelösung in die Einspeiserohre (52) fördert.

14. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Notkühlleitung (46a^durch den Deckel (2) des Reaktordruckbehälters (1) führt

15. Kernreaktor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Notkühlleitung (46a^ innerhalb des Deckels (2) ein Rückschlagventil (58) aufweist.

16. Kernreaktor nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch einen Siphon oberhalb des Deckels (2).

17. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis

16, gekennzeichnet durch Steckverbindungen (51) im Verlauf der Notkühlleitungen innerhalb des Reaktordruckbehälters (1), die in vertikaler Richtung lösbar sind.

18. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis

17, dadurch gekennzeichnet, daß die Notkühlleitungen (46a, 46b, 46c) an einen oberhalb des Reaktordruckbehälters (1) angeordneten Hochbehälter (40) angeschlossen sind.