DE2454451A1

DE2454451A1 - Kernkraftwerk mit geschlossenem gaskuehlkreislauf, das mehrere gleiche waermenutzungskreislaeufe umfasst

Info

Publication number: DE2454451A1
Application number: DE19742454451
Authority: DE
Inventors: Dirk Dipl Ing Haferkamp; Alija Dipl Ing Hodzic; Ulrich Winter
Original assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date: 1974-11-16
Filing date: 1974-11-16
Publication date: 1976-05-20
Also published as: GB1501482A; DE2454451C2; FR2291581A1; FR2291581B1; US4025387A

Description

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HOCHTEMPERATUR-REAKTORBAU GmbH

5 Köln 1 Zeppelinstraße 15

Kernkraftwerk mit geschlossenem Gaskühlkreislauf, das mehrere gleiche Wärmenutzungskreisläufe umfaßt

Die Erfindung betrifft ein Kernkraftwerk mit geschlossenem Gaskühlkreislauf, das mehrere gleiche parallelgeschaltete und symmetrisch angeordnete Wärmenutzungskreisläufe (Loops) umfaßt, von denen jeder einen aus Turbine und Verdichter bestehenden Gasturbosatz sowie Apparate für internen und externen Wärmeaustausch aufweist und die über einen Kernreaktor gekoppelt sind« Der Kernreaktor ist hierbei in einer im Zentrum eines Spannbetondruckbehälters befindlichen Kaverne

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untergebracht, und die übrigen Kreislaufkomponenten sowie die das Gas führenden Leitungen zwischen den einzelnen Komponenten sind in innerhalb des Spannbetondruckbehälters befindlichen Ausnehmungen installiert.

Eine derartige Anlage bietet den Vorteil, daß nur die erzeugte mechanische oder elektrische Leistung und das nicht mit verseuchtem Gas in Berührung gekommene Kühlwasser aus dem Spannbetondruckbehälter herausgeführt werden muß. Der Raum außerhalb des Spannbetondruckbehälters ist somit praktisch vollständig vor verseuchtem Gas geschützt, und der Innenraum des Spannbetondruckbehälters wird optimal ausgenutzt. Zu letzterem trägt entscheidend bei, daß das erhitzte Arbeitsmittel nicht, wie bei den meisten Kernreaktoren mit geschlossenem Gaskühlkreislauf vorgesehen, nur einem, relativ großem Gasturbosatz zugeführt wird, sondern daß mehrere kleinere Gasturbosätze in dem Spannbetondruckbehälter angeordnet sind, die über den Kernreaktor gekoppelt sind und jeweils mit den wärmeaustauschenden Apparaten einen eigenen Wärmenutzungskreislauf (Loop) bilden. Durch die integrierte Bauweise (Anordnung des Kernreaktors, der Gasturbosätze und der übrigen Kreislaufkomponenten in einem gemeinsamen Druckbehälter) werden besondere Verbindungselemente zwischen den einzelnen Aktivgas führenden Anlageteilen vermieden, was sich gerade beim Bau und Betrieb von Hochtemperaturreaktoren sehr günstig auswirkt.

So zeigt die deutsche Offenlegungsschrift 1 764 249 eine Kernreaktoranlage der eingangs geschilderten Art, bei der der Kernreaktor und die wärmetauschenden Apparate in dicht beabstandeten parallelen vertikalen Bohrungen innerhalb eines Betondruckbehälters untergebracht und von außen zugänglich sind. Eine erste Turbinenstufe zum Antreiben eines elektrischen Generators ist in einer horizontalen Sackbohrung installiert,

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während der Kompressor und eine zweite Turbinenstufe, die den Kompressor antreibt,, in eirier vertikalen Bohrung angeordnet sind, und zwar in der gleichen Bohrung unmittelbar übereinander. Der Rekuperator ist wegen seiner Größe in zwei Teile unterteilt, die je in einer vertikalen Bohrung untergebracht und hintereinandergeschaltet sind. Für das Kühlmedium, z.B. C0₂> sind sowohl in der Wand des Betondruckbehälters als auch in den Räumen zwischen den einzelnen Bohrungen Durchlaßwege vorgesehen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Kernreaktoranlage drei parallele Wärmenutzungskreisläufe (Loops) auf, wobei die Kreisläufe jeweils zwei Turbinenstufen, einen Generator, einen Kompressor und wärraetauschende Apparate umfassen und symmetrisch um den Reaktorkern gruppiert sind. Jeder der drei Rekuperatoren ist wieder in zwei Teile unterteilt. Hierbei hat das Kühlmedium sehr große Strömungswege zurückzulegen, und die gesamte Anlage benötigt einen relativ großen Druckbehälter.

In der deutschen Offenlegungsschrift 1 764 355 ist ebenfalls ein gasgekühlter Kernreaktor in integrierter Bauweise dargestellt, bei dem die in einem druckfesten Betonbehälter untergebrachten Kreislaufkomponenten durch Kanäle von rohrförmiger Gestalt aufeinanderfolgend miteinander verbunden sind. Die gesarate Anlage besteht aus zwei gleichen, symmetrisch angeordneten Wärmenutzungskreisläufen (Loops), die je auf einer gemeinsamen Welle einen Hochdruck- und einen Niederdruckverdichter sowie eine Gasturbine aufweisen und ferner eine Anzahl von Kühlern und Rekuperatoren besitzen. Die Kühler und Rekuperatoren sind rund um den Kernreaktor in alveolenähnlichen Ausnehmungen der Behälterwand untergebracht, wobei jeder Kühler oberhalb des zugehörigen Rekuperators in der gleichen Ausnehmung wie dieser angeordnet ist. Die beiden Turbinen und die zugehörigen Verdichter sind in einer Kaverne unterhalb des Reaktors installiert, in der sich auch das Gasverteilungssystem

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für die Rekuperatoren und Kühler befindet. Die Turbinen sind parallel zueinander angeordnet.

Eine weitere Kernreaktoranlage der eingangs geschilderten Art ist in der deutschen Auslegeschrift 1 806 471 beschrieben, bei der nicht nur die wärraetauschenden Apparate, sondern auch die aus Kompressorturbine, Nutzleistungsturbine und Kompressoren bestehenden Turbomaschinen in parallelen vertikalen Bohrungen innerhalb des Druckbehälters angeordnet sind. In einem Ausführungsbeispiel sind drei Turbomaschinen an den Reaktor als Wärmequelle angeschlossen, wobei sie symmetrisch um den Reaktor herum und parallel zu diesem angeordnet sind. Jeder Wärmenutzungskreislauf (Loop) ist mit allen zugehörigen Komponenten in ein und derselben vertikalen Bohrung installiert, die mit einem Gehäuse ausgekleidet ist.

Schließlich sei noch die deutsche Offenlegungsschrift 2 062 erwähnt, die ebenfalls einen gasgekühlten Kernreaktor mit mehreren Turbinenaggregaten offenbart, die über den Kernreaktor gekoppelt und in senkrechten Ausnehmungen der Druckbehälterwandung angeordnet sind. Durch eine Bypaßvorrichtung kann ein Teil des dem Reaktorkern zugeführten kalten Gases an dem Reaktorkern vorbeigeleitet und direkt mit dem aus dem Reaktorkern austretenden heißen Kühlgas gemischt werden.

Von diesem Stand der Technik geht die vorliegende Erfindung aus, wobei ihr die Aufgabe zugrunde liegt, durch eine kompakte Bauweise mit einem möglichst kleinen Druckbehältervolumen auszukommen und durch die besondere Anordnung aller Komponenten die Wirtschaftlichkeit eines Kernkraftwerks der eingangs beschriebenen Art zu verbessern sowie seine Sicherheit zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Gasturbosätze im unteren Bereich des Spannbetondruckbehälters

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je in einem horizontalen Stollen untergebracht sind, wobei die Stollen in einer Ebene liegen und symmetrisch zur vertikalen Mittelachse des Spannbetondruckbehälters angeordnet sind, daß in jedem Wärmenutzungskreislauf (Loop) ein sich vertikal nach oben erstreckender, mit dem Turbinenstollen in Verbindung stehender Pod zur Gasführung vorgesehen ist, in dem die Gasleitungen teilweise koaxial verlegt sind, wobei sämtliche Gasführungspods auf einem Kreis symmetrisch um die vertikale Mittelachse des Spannbetondruckbehälters angeordnet sind, und daß die wärmetauschenden Apparate in an sich bekannter Weise in vertikalen Pods installiert sind, die ebenfalls auf einem Kreis symmetrisch um die Reaktorkaverne angeordnet sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Kernkraftwerk wird eine Reihe von Prinzipien verwirklicht, die einen wirtschaftlichen und sicheren Betrieb des Kernkraftwerks gewährleisten. So ist der Spannbetondruckbehälter völlig symmetrisch aufgebaut, und die im Druckbehälter integrierten Anlagenteile wie Gasführungen, wärmetauschenden Apparate, Armaturen usw. sind weitgehend für Inspektion, Wartung, Reparatur und Ausbau von außen bzw. nach der Demontage von Behälterabschlüssen zugänglich. Diese gute Zugänglichkeit ergibt sich aus den relativ großen Betonkanälen, die durch die teilweise koaxialen Gasführungen bedingt sind, aus der Ausbildung der vertikalen Gasführungen als Pods und aus zusätzlichen vertikalen Zugangsstollen zu speziellen Punkten der eingebauten Kreislaufkomponenten. Durch die Anordnung mehrerer Gasführungssysteme in nur einem Betonkanal ist eine kompakte Bauweise der Wärmenutzungskreisläufe (Loops) möglich, so daß die Abmessungen des Spannbetondruckbehälters relativ klein gehalten werden können. Die Anwendung koaxialer Gasführungen bringt es außerdem mit sich, daß zwischen den koaxialen Gasströmen im Normalbetrieb nur kleine Druckdifferenzen auftreten können.

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Die Anordnung der einzelnen Komponenten ist so gewählt, daß sie bei jeder gewünschten Leistungssteigerung beibehalten werden kann; d.h. die Extrapolation auf größere oder kleinere Leistungseinheiten ist ohne Schwierigkeiten möglich.

Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Kernkraftwerk mindestens drei Wärmenutzungskreisläufe (Loops) auf, die parallel geschaltet und über den Reaktor gekoppelt sind. Die horizontalen Stollen zur Aufnahme der Gasturbosätze können verschieden angeordnet sein. In einem ersten Ausführungsbeispiel bilden die horizontalen Stollen eine sternförmige Anordnung, deren Mittelpunkt in der vertikalen Mittelachse des Spannbetondruckbehälters liegt. Die horizontalen Stollen können bis zu dieser Achse fortgeführt sein, d.h. sie stoßen im Mittelpunkt des Sterns zusammen.

Besteht das Kernkraftwerk aus drei Wärmenutzungskreisläufen (Loops), so kann statt der sternförmigen Anordnung der horizontalen Stollen für die Gasturbosätze auch die Form eines gleichseitigen Dreiecks gewählt werden, dessen Mittelpunkt in der vertikalen Mittelachse' des Spannbetondruckbehälters liegt.

Weist das Kernkraftwerk vier Wärmenutzungskreisläufe auf, so können die Gasturbosätze in horizontalen Stollen untergebracht sein, die entweder sternförmig oder in Form eines Vierecks angeordnet- sind. Der Mittelpunkt des Vierecks liegt ebenfalls in der vertikalen Mittelachse des Spannbetondruckgehälters.

Die Gasturbosätze jedes Wärmenutzungskreislaufs (Loop) sind einwellig ausgeführt, da eine einwellige Anlage gegenüber einer Mehrwellenanlage entscheidende Vorteile aufweist. Mit dem jeweils zugehörigen Generator sind die Gasturbosätze über Zwischenwellen verbunden.

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Das erfindungsgemäße Kernkraftwerk kann mit einem Hochtemperaturreaktor mit Heliumturbine oder mit kombiniertem Gas- /Dampfturbinenkreislauf betrieben werden. Die vorgeschlagene Anordnung der Kreislaufkomponenten kann jedoch auch bei den entsprechenden Kreisläufen von gasgekühlten Schnellen Brütern Verwendung finden.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kernkraftwerks umfaßt jeder Wärmenutzungskreislauf (Loop) einen Rekuperator und einen Kühler, die je in einem vertikalen Pod und symmetrisch zu dem den Gasturbosatz enthaltenden horizontalen Stollen angeordnet sind. Zwischen den jeweils zu einem Wärmenutzungskreislauf (Loop) gehörenden Pods sind im oberen Bereich des Spannbetondruckbehälters vorzugsweise horizontale Stollen zur Gasführung zwischen den wärmeaustauschenden Apparaten vorgesehen. Aus Gründen einer günstigeren Anordnung der vertikalen Gasführungspods sind die horizontalen Stollen abgewinkelt.

In einer anderen Äusführungsform des erfindungsgemäßen Kernkraftwerks gehören zu 'jedem Wärmenutzungskreislauf (Loop) mehrere Rekuperatoren und Kühler, wobei jeweils ein Rekuperator und ein Kühler gemeinsam in einem vertikalen Pod untereinander installiert sind. Der Rekuperator befindet sich dabei oberhalb des Kühlers (sogenannte Kompoundbauweise). Die zu einem Wärmenutzungskreislauf (Loop) gehörenden vertikalen Pods sind zweckmäßigerweise symmetrisch zum Stollen des zugehörigen Gas— turbosatzes angeordnet.

Die zu den Rekuperatoren und den Kühlern führenden Gasführungsleitungen können unterhalb der wärmeaustauschenden Apparate in die vertikalen Pods eintreten. Sie können aber auch getrennt geführt sein in der Art, daß die zu den Rekuperatoren führenden Gasleitungen jeweils zwischen Rekuperator und Kühler in den

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gemeinsamen vertikalen Pod einmünden, während die mit den Kühlern in Verbindung stehenden Gasleitungen unterhalb der wärmeaustauschenden Apparate aus den vertikalen Pods austreten.

Vorteilhaft weist der Kernreaktor in seinem unteren Bereich mindestens drei radiale Austrittsstutzen auf, an die sich je eine vertikale Heißgasleitung anschließt. Diese Heißgasleitungen, die den Reaktorkern mit den Gasturbosätzen verbinden, sind jeweils in den vertikalen Gasführungspods verlegt.

Für jeden Gasturbosatz können eine oder mehrere Heißgasführungen vorgesehen sein, und jede Heißgasführung ist in einem besonderen Gasführungspod angeordnet. Sind pro Gasturbosatz zwei Heißgasführungen vorhanden, so befinden sich diese in vertikalen Gasführungspods, die symmetrisch zu dem horizontalen Stollen des betreffenden Gasturbosatzes liegen und mit diesem durch je einen Stichkanal verbunden sind. Weist jeder Wärmenutzungskreislauf (Loop) nur eine Heißgasführung auf, so ist der zur Aufnahme dieser Heißgasführung bestimmte vertikale Gasführungspod vorteilhaft direkt über dem Turbinenstollen angeordnet.

Zur Führung des entspannten Gases von den Turbinen zu den Rekuperatoren ist bei der Ausführungsform mit einem Rekuperator und Kühler pro Gasturbosatz für jeden Wärmenutzungskreislauf (Loop) eine im Spannbeton verlegte Gasleitung vorgesehen, die zunächst vertikal nach oben verläuft und dann horizontal zu dem betreffenden Pod geführt ist, in den sie unterhalb des Rekuperators seitlich einmündet. Zur Führung des abgekühlten Gases von dem Kühler zu dem Verdichter jedes Wärmenutzungskreislaufs (Loop) dient zweckmäßigerweise eine ebenfalls abgewinkelte Gasführung, die vertikal aus dem vertikalen Pod für den Kühler austritt und seitlich in den Verdichter mündet.

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Bei allen Ausführungsformen wird das von den Verdichtern kommende kalte Gas, das zu den Rekuperatoren zurückgeführt werden muß, vorteilhaft zum größten Teil durch die mit den Turbinenstollen verbundenen vertikalen Gasführungspods geleitet. Dabei wird das kalte Gas teilweise koaxial zu den Heißgasführungen geführt, die innen isoliert sind; d.h. die Leitungen zur Führung des heißen Gases werden außen von kaltem Kreislaufgas umströmt, so daß durch eine zweite Barriere zwischen dem Heißgas und dem Beton eine unzulässige Erwärmung des Betons vermieden wird.

Die Gasführungen von den Rekuperatoren zum Reaktorkern sind zweckmäßigerweise ebenfalls teilweise als koaxiale Leitungen in den vertikalen Gasführungspods verlegt, wobei das zum Reaktor zurückströmende Gas, das sich in den Rekuperatoren bereits wieder erwärmt hat, durch die inneren Leitungen geführt wird, während außen das kalte Gas von den Verdichtern zu den Rekuperatoren strömt.

Vorteilhafterweise sind die zur Aufnahme der Kreisiaufkomponenten vorgesehenen Ausnehmungen im Spannbetondruckbehälter und die Reaktorkaverne von gasdichten Stahllinern umgeben. Auftretende Druckbelastungen werden vom Beton aufgenommen, und um unzulässig hohe Temperaturen im Beton zu vermeiden, werden die Liner außen mit Wasser gekühlt und sind außerdem noch mit einem Temperaturschutz, z.B. einem Wärmeschutzmantel,versehen.

Vorzugsweise ist innerhalb des Spannbetondruckbehälters auch ein Nachwärmeabfuhrsystem angeordnet, das in an sich bekannter Weise aus einem Gebläse mit oder ohne Rekuperator und einem Kühler besteht. Es ist in mindestens drei auf einem Teilkreis symmetrisch um die Reaktorkaverne angeordneten vertikalen Pods untergebracht. Dieses vom Hauptkreislauf unabhängige Notkühlsystem sichert bei den hier'vorgesehenen Einwellen-Gasturbinen-

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anlagen die Abfuhr der Reaktorwärme bei Ausfall der Gasturbosätze, in Stillstandszeiten und bei Störfällen.

Es ist zweckmäßig, alle Aktivgas führenden Teile des Kernkraftwerks in einem Sicherheitsbehälter (Containment) zu integrieren, der während des Betriebes begehbar ist und die erforderlichen Montageöffnungen für den Ausbau aller wartungs- und reparaturbedürftigen Komponenten enthält. Der Spannbetondruckbehälter ist im Zentrum des Sicherheitsbehälters angeordnet, während in dessen oberem Teil ein Rundlaufkran für den Komponentenausbau vorgesehen ist.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele eines Kernkraftwerks gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt nach der Linie I - I

der Fig. 4 durch ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt nach der Linie II - II der Fig. 4,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt nach der Linie III - III der Fig. 1,

Fig. 4 einen Horizontalschnitt nach der Linie IV - IV der Fig. 1,

Fig. 5 die Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 einen Vertikalschnitt nach der Linie VI - VI der Fig. 5 dieses Ausführungsbeispiels,

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Fig. 7 einen Vertikalschnitt nach der Linie VII -VII der Fig. 5

Fig. 8 einen Vertikalschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel in zwei Schnitthälften, von denen die linke nach der Linie VIII - VIII und die rechte nach der Linie IX - IX der Figur 9 geschnitten ist,

Fig. 9 einen Horizontalschnitt durch die Fig. 8 in den Ebenen X, XI und XII.

Die Figuren 1 und 2 lassen einen Spannbetondruckbehäiter 1 erkennen, der zylindrisch ausgeführt und zentral im Innern eines (nicht dargestellten) ebenfalls zylindrischen Sicherheitsbehäl- · ters aus Stahlbeton angeordnet ist. Innerhalb des Spannbetondruckbehälters 1 ist ein Kernreaktor 2 sowie der Hauptkreislauf untergebracht, der aus drei parallelgeschalteten Wärmenutzungskreisläufen (Loops) besteht, die über dem Kernreaktor 2 gekoppelt sind. Zu jedem Loop gehören eine Turbine, ein Verdichter, ein Rekuperator und ein Kühler, wie weiter unten noch beschrieben wird. Innerhalb des Sicherheitsbehälters sind auch alle Aktivgas führenden Hilfseinrichtungen sowie die für den Ausbau der Hauptkreislaufkomponenten erforderlichen Vorrichtungen untergebracht .-"■■-

Der Kernreaktor 2, der in einer Kaverne 3 eingebaut ist, ist als graphitmoderierter, heliumgekühlter Hochtemperaturreaktor ausgeführt, dessen Brennelemente kugel- oder blockförmig ausgebildet sein können. Unterhalb des Bodens des Reaktorkerns befindet sich ein Heißgassammelraum 4 zur Aufnahme des aus dem Kern austretenden erhitzten Gases. Über dem Reaktorkern ist ein Kaltgassammelraum 5 vorgesehen, der das aus dem Hauptkreislauf zurückströmende

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Gas aufnimmt, bevor es wieder dem Reaktorkern zugeleitet wird. Durch drei radiale Austrittsstutzen 6 und ebensoviele radiale Eintrittsstutzen 7 ist der Hochtemperaturreaktor 2 mit den drei Loops des Hauptkreislaufes verbunden.

Senkrecht unter dem Hochtemperaturreaktor 2 und in hinreichendem Abstand von diesem, um eine sichere Abschirmung zu gewährleisten, sind drei horizontale Stollen 8 in den Spannbetondruckbehälter 1 gearbeitet, die sternförmig angeordnet sind und in der vertikalen Mittelachse des Spannbetondruckbehälters 1 zusammenstoßen. In jedem der Stollen 8 ist eine einwellige Gasturbine 9 sowie ein Verdichter 10 installiert, der mit der Turbine 9 auf einer gemeinsamen Welle sitzt. Jede Turbine 9 ist mit einem (nicht dargestellten) Generator gekoppelt, der im Sicherheitsbehälter montiert ist. Die sternförmige Anordnung der horizontalen Stollen 8 ist besonders gut in der Fig. 3 zu erkennen.

Oberhalb jeder Turbine 9 erstreckt sich ein vertikaler Gasführungspod 12, der direkt an den Turbinenstollen 8 angeschlossen ist. Die drei Gasführungspods 12 liegen symmetrisch auf einem Teilkreis um die vertikale Mittelachse des Spannbetondruckbehälters 1. In diesen Pods sind drei Heißgasleitungen 13 verlegt, die je einen der Reaktoraustrittsstutzen 6 mit je einer der Gasturbinen 9 verbinden.

Auf einem Kreis um die Reaktorkaverne 3 sind in symmetrischer Anordnung sechs vertikale Pods 14 vorgesehen, die mit berstsicheren Deckeln 15, die redundant befestigt sind, abgeschlossen sind. Die vertikalen Pods 14 dienen zur Aufnahme der wärmeaustauschenden Apparate, wobei jedem der drei Loops zwei Pods 14 zugeordnet sind, von denen der eine einen Rekuperator 16 und der andere einen Kühler 17 enthält. Diese beiden Pods liegen jeweils symmetrisch zu den Turbinenstollen 8. Alle Rekuperatoren

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16 und Kühler 17 sind in gleicher Höhe wie die Reaktorkaverne 3 installiert. Die drei Rekuperatoren 16 sind als Gegenströmer ausgeführt; das Hochdruckgas wird durch das Innere der Rohre geleitet. Auch die drei Kühler 17 werden im Gegenstrom betrieben, wobei das Wasser im Rohrinneren fließt.

Im oberen Bereich des Spannbetondruckbehälters 1 sind drei horizontale Stollen 18 vorgesehen, die jeweils die beiden zu einem Loop gehörenden vertikalen Pods 14 verbinden und der Gasführung zwischen Rekuperator und Kühler jedes Loops dienen. Aus Gründen einer besseren Anordnung sind die horizontalen Stollen 18 abgewinkelt, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist.

Eine weitere Gasleitung 19, die zunächst vertikal und anschliessend horizontal verläuft, verbindet jede Turbine 9 mit dem Rekuperator 16 des gleichen Loops, wobei sie seitlich von unten in den entsprechenden vertikalen Pod 14 eintritt. Die Verbindung vom Kühler 17 zu dem Verdichter 10 jedes Loops wird durch eine weitere Gasleitung 20 hergestellt, die unten aus dem zugehörigen vertikalen Pod 14 austritt, in Verdichterhöhe abgewinkelt ist und se'itlich in den Verdichter mündet.

Von den Verdichtern 10 zu den Rekuperatoren 16 der drei Loops wird das kalte Gas zum größten Teil durch die vertikalen Pods 12 geführt, die sich oberhalb der Turbine 9 befinden. Hierbei strömt das Gas zunächst außen an den Heißgasleitungen 13 entlang, die als koaxiale Gasführungen ausgebildet sind. Am oberen Ende der Gasführungspods 12 ist jeweils eine horizontale Verbindungsleitung 21 zu einem der drei vertikalen Pods 14 vorgesehen, in denen die Rekuperatoren 16 installiert sind. Oberhalb der Rekuperatoren 16 sind Verteilerköpfe 22 angeordnet, an die sich mehrere kleinere Leitungen 23 anschließen. Diese stehen mit Rekuperator-Boxen-Sammlern 24 in Verbindung, die das Gas auf die Rohre 25 verteilen. Unterhalb jedes Rekuperators

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16 ist eine Vielzahl von kleineren Leitungen 26 vorgesehen, die die Rekuperator-Boxen-Sammler 27 mit einem Sammelkopf 28 verbinden. An diesen schließt sich eine schräg nach oben führende Gasleitung 29 an, die in den vertikalen Gasführungspod 12 des betreffenden Loops eintritt und als koaxiale Leitung 30 durch diesen Pod verlegt ist. Dabei wird sie von dem kalten Gas umströmt, das vom Verdichter 10 zum zugehörigen Rekuperator 16 geführt wird. Die innerhalb des, Gasführungspods 12 nach oben geführte Leitung 30 ist an ihrem oberen Ende gekrümmt, wodurch die Verbindung mit einem der drei radialen Reaktoreintrittsstutzen 7 hergestellt ist. Damit ist der Kreislauf geschlossen.

Die koaxialen Gasführungen sind -wie auch alle anderen Ausnehmungen im Spannbetondruckbehälter 1- yon gasdichten Stahllinern umgeben>die mit einem Wärmeschutz versehen sind und mit Wasser gekühlt werden. Im Bereich der koaxialen Gasführungen in den vertikalen Pods 12 treten an den Linern nur geringe Temperaturbelastungen auf, da heiße Gegenströme jeweils von kälteren Gasströmen umgeben sind.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind außer den sechs vertikalen Pods 14 für die wärmeaustauschenden Apparate im Spannbetondruckbehälter 1 noch drei weitere vertikale Pods 31 vorgesehen, die einen kleineren Durchmesser haben als die Pods 14 und auf einem kleineren Teilkreis liegen. Sie sind auf diesem Teilkreis so angeordnet, daß sie jeweils auf Lücke zwischen den Gasführungspods 12 liegen. Sie enden etwa in Höhe der Reaktorkante und dienen zur Aufnahme eines Nachwärmeabfuhrsystems 32, das in an sich bekannter Weise aus einem Gebläse, einem Rekuperator und einem Kühler besteht. Da das Nachwärmeabfuhrsystem nicht Gegenstand der Erfindung ist, sind diese Komponenten nicht im einzelnen dargestellt. Durch eine (nicht dargestellte) Heißgasleitung entnimmt das System 32 heißes Gas aus dem Reaktorkern,

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kühlt es ab und verdichtet es, ehe es das Gas durch eine Rohrleitung 33 dem Kernreaktor 2 kaltgasseitig wieder zuführt.

Im folgenden soll noch einmal der Haupt- oder Turbinenkreislauf zusammenhängend erläutert werden, wobei sich die Beschreibung jeweils auf einen der drei identischen und parallelgeschalteten Wärmenutzungskreisläufe (Loops) bezieht.

Der Arbeitsprozeß verläuft zwischen einem obersten Prozeßdruck von 63.0 bar und einem untersten von 23,5 bar; die Prozeßtemperatur bewegt sich zwischen einer oberen Grenze von 850 C und einer unteren Grenze von 28° C. Auf der Heißgasseite strömt das Gas mit 850 C und 60,0 bar direkt aus dem Heißgassammelraum 4 über die koaxiale Heißgasleitung 13 der Gasturbine 9 zu.

In der Turbine 9 wird das Arbeitsgas auf 23,5 bar entspannt und tritt mit einer Temperatur von 529 C durch die Gasleitung 19 von unten in den Rekuperator 16 ein, den es von unten nach oben mantelseitig durchströmt. Dabei wird es mit dem kalten, auf der Hochdruckseite des Rekuperators 16 strömenden Gas auf ca. 253⁰C

heruntergekühlt. Durch den horizontalen Stollen 18 gelangt das Gas zu dem Kühler 17, den es ebenfalls mantelseitig, aber von oben nach unten durchströmt. Hier wird das Gas auf die unterste Prozeßtemperatur von 28° C rückgekühlt, bevor es durch die Gasleitung 20 dem Verdichter 10 zugeleitet wird.

Im Verdichter 10 wird das Arbeitsgas auf den maximalen Prozeßdruck von 63.0 bar angehoben. Darauf, tritt das Gas mit einer Temperatur von ca. 202 C in den vertikalen Gasführungspod 12 ein und gelangt durch die horizontale Verbindungsleitung 21 in den Verteilerkopf 22 des Rekuperators 16. Hier wird es zunächst auf die kleineren Leitungen 23 verteilt, ehe es durch die Rekuperator-Boxen-Sammler 24 auf die Rohre 25 verteilt wird. Beim Durchströmen der Rohre 25 von oben nach unten erwärmt sich das

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Gas durch das mantelseitig entgegenströmende Turbinenabgas auf eine Temperatur von ca. 485 C.

Von den unteren Rekuperator-Boxen-Sammlern 27 gelangt das warme Gas durch die kleineren Leitungen 26 zum Sammelkopf 28. Anschließend tritt es in die schräge Gasleitung 29 ein, in der es zu der im oberen Teil des Gasführungspod 12 verlegten koaxialen Leitung 30 geführt wird. Durch den mit der Leitung 30 verbundenen Reaktoreintrittsstutzen wird das Gas dann unmittelbar dem Kaltgassammelraum 5 des Kernreaktors wieder zugeführt.

In den Figuren 5, 6 und 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kernkraftwerks dargestellt. Sofern es sich um gleiche Bauteile handelt, werden hier die gleichen Bezugsziffern wie bei den Figuren 1 bis 4 verwendet.

Auch bei diesem Kernkraftwerk umfaßt der Hauptkreislauf drei parallelgeschaltete Wärmenutzungskreisläufe (Loops), die in einem Spannbetondruckbehälter 1 untergebracht und über den Kernreaktor 2 gekoppelt sind. Zu jedem Loop gehören eine Turbine 9, ein Verdichter 10, ein Rekuperator 16 und ein Kühler 17. Turbine 9 und Verdichter 10 sitzen auf einer gemeinsamen Welle Der grundlegende Unterschied zwischen diesem und dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht darin, daß die drei Turbinen 9 nicht in sternförmig angeordneten horizontalen Stollen, sondern in horizontalen Stollen 41 untergebracht sind, die ein gleichseitiges Dreieck bilden, wobei der Mittelpunkt des Dreiecks in der vertikalen Mittelachse des Spannbetondruckbehälters 1 liegt. Die Fig.5 läßt dieses klar erkennen.

Der als Hochtemperaturreaktor ausgeführte Kernreaktor 2 ist in einer Kaverne 3 installiert und besitzt oberhalb des Reaktorkerns einen Kaltgassammelraum 5 und unterhalb des Reaktorkerns einen Heißgassammelraum 4. Durch drei radiale Austrittsstutzen

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ist der Kernreaktor 2 über drei Heißgasleitungen 13 mit den drei Turbinen 9 verbunden. Über drei radiale Eintrittsstutzen 7 wird das Arbeitsgas dem Reaktorkern zugeführt.

Die Heißgasleitungen 13, die koaxial ausgebildet sind, verlaufen je in einem vertikalen Gasführungspod 12, der sich jeweils über einer Turbine 9 nach oben erstreckt. Die drei Gasführungspods 12 sind symmetrisch auf einem Teilkreis um die vertikale Mittelachse des Spannbetondruckbehälters 1 angeordnet.

Auf einem etwas größeren Teilkreis sind sechs vertikale Pods 14 vorgesehen, die oben mit druckfesten Deckeln 15 abgeschlossen sind. Zu jedem Loop gehören zwei der vertikalen Pods 14, von denen der eine den Rekuperator 16 und der andere den Kühler 17 aufnimmt. Die zu einem Loop gehörenden vertikalen Pods 14 liegen symmetrisch zu dem zum gleichen Loop gehörenden Gasführungspod 12 und genau, oberhalb des Turbinenstollens 41 derart, daß die Rekuperatoren und Kühler in gleicher Höhe wie die Reaktorkaverne 3 angeordnet sind.

Auf einem kleineren Teilkreis als der der drei Gasführungspods 12 sind drei weitere vertikale Pods 31 mit kleinerem Durchmesser vorgesehen, in denen ein Nachwärme abfuhr.sy st em 32 installiert ist. Die drei Pods 31 sind jeweils auf Lücke zwischen den vertikalen Pods 12 angeordnet. Durch zwei Rohrleitungen 33 und 42 ist das Nachwärmeabfuhrsystem 32 mit dem Kernreaktor verbunden. Dieser Sachverhalt ist der Fig. 7 zu entnehmen.

Die jeweils zu einem Loop gehörenden beiden vertikalen Pods 14 sind durch einen abgewinkelten horizontalen Stollen 43 mitteinander verbunden, der etwa in Höhe der Rekuperatör-Boxen-Sammler 24 des zu dem betreffenden Loop gehörenden Rekuperators 16 verläuft. Durch diese Stollen 43 wird jeweils das Arbeitsgas vom Rekuperator 16 zum Kühler 17 geführt. Eine kurze vertikale

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Gasleitung 44 verbindet jede Turbine 9 mit dem Rekuperator 16 des gleichen Loops, wobei sie unmittelbar von unten in den betreffenden vertikalen Pod 14 eintritt. Zur Gasführung zwischen dem Kühler 17 und dem Verdichter 10 jedes Loops ist eine weitere vertikale Gasleitung 45 vorgesehen, die direkt von oben in den Verdichter einmündet.

Von den Verdichtern 10 zu den Rekuperatoren 16 der drei Loops wird das kalte Gas zum größten Teil durch die vertikalen Pods 12 geführt, die sich oberhalb der Turbine 9 befinden. Hierbei strömt das Gas zunächst außen an den koaxialen Heißgasleitungen 13 entlang, ehe es durch im oberen Teil der Pods 12 austretende horizontale Verbindungsleitungen 21 zu den in den Pods 14 installierten Rekuperatoren 16 geführt wird. Die Verbindungsleitungen 21 sind in großen horizontalen Durchbrüchen 46 verlegt, die noch Raum für eine weitere Gasleitung haben.

Durch oberhalb der Rekuperatoren 16 angeordnete Verteilerköpfe 22 wird das kalte Gas den Rekuperator-Boxen-Sammlern 24 zugeführt, die das Gas auf die Rohre 25 verteilen, in denen es von oben nach unten strömt. Unterhalb der Rekuperatoren befindet sich eine Anzahl von Rekuperator-Boxen-Sammlern 27, die das Gas aus den einzelnen Rohren wieder zusammenführen. Nach einer Umlenkung um 180 wird das Gas in einem Ringspalt 47 durch die vertikalen Pods 14 wieder nach oben geleitet und tritt in Sammelköpfe 48 ein. Diese sind je mit einer Gasleitung 50 verbunden, die oberhalb der Verbindungsleitungen 21 in den horizontalen Durchbrüchen 46 verlegt sind und in die Gasführungspods 12 einmünden. An die Gasleitungen 50 schließen sich vertikal nach unten führende koaxiale Leitungen 49 an, die außen von dem kalten, von den Verdichtern 10 kommenden Gas umströmt werden. Durch die Verbindung der Leitungen 49 mit den drei Reaktoreintrittsstutzen 7 ist der Gaskreislauf dann wieder geschlossen.

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Im folgenden soll noch einmal kurz der Weg des Arbeitsgases durch die Kreislaufkomponenten beschrieben werden, wobei die Schilderung sich auf einen der drei Wärmenutzungskreisläufe (Loops) beschränkt.

Aus dem Heißgassamme1raum 4 wird das erhitzte Arbeitsgas über den Reaktoreintrittsstutzen 6 durch die Heißgasleitung 13 der Turbine 9 zugeführt, in der es Arbeit leistet und sich dabei entspannt. Durch die kurze vertikale Gasleitung 44 gelangt es unten in den Rekuperator 16, dessen Rohre 25 es umströmt und dabei seine Wärme an das im Gegenstrom in den Rohren 25 geführte kalte Gas abgibt. Durch den horizontalen Stollen 43 tritt das Gas in den Kühler 17 ein, den es ebenfalls mantelseitig, aber von oben nach unten durchströmt, wobei es sich weiter abkühlt. Über die vertikale Gasleitung 45 gelangt das Gas in den Verdichter 10, in dem das Gas auf den maximalen Prozeßdruck gebracht wird. Darauf tritt das Gas in den vertikalen Gasführungspod 12 ein, in dem es zunächst die koaxiale Heißgasleitung 13 und dann die ebenfalls koaxiale Leitung 49 umströmt. Durch die horizontale Verbindungsleitung 21 wird das kalte Gas zu dem Verteilerkopf 22 des Rekuperators 16 geführt und auf die einzelnen Rekuperator-Boxen-Sammler 24 verteilt, an die sich die Rohre 25 anschließen. Beim Durchströmen der Rohre 25 von oben nach unten nimmt das Gas von dem mantelseitig entgegejiströmenden Turbinenabgas Wärme auf. Durch die unteren Rekuperator-Boxen-Sammler 27 tritt das Gas wieder aus dem Rekuperator 16 aus, wird um 180 umgelenkt und gelangt durch den Ringspalt 47 nach oben zu dem Sammelkopf 48. Über die Gasleitung 50 kommt das Gas schließlich in die koaxiale Leitung 49 in dem Gasführungspod 12, durch die es zu dem Reaktoreintrittsstutzen 7 geleitet wird. Von hier aus tritt es wieder in den Kaltgassammelraum 5 des Kernreaktors 2 ein.

Die Figuren 8 und 9 lassen ein drittes Ausführungsbeispiel des

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erfindungsgemäßen Kernkraftwerks erkennen, bei dem der Hauptkreislauf ebenfalls drei parallelgeschaltete Wärmenutzungskreisläufe (Loops) umfaßt, die in einem Spannbetondruckbehälter 1 untergebracht und über den Kernreaktor 2 gekoppelt sind. Auch hier werden für gleiche Bauteile die gleichen Bezugsziffern verwendet wie bei den Figuren 1 bis 7.

Im Unterschied zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen gehören zu jedem Wärmenutzungskreislauf (Loop) zwei Heißgasführungen 13, die je in einem vertikalen Gasführungspod 12 verlegt sind, sowie zwei Rekuperatoren 16 und Kühler 17, wobei nach der Kompound-Bauweise je ein Rekuperator und ein Kühler in einem vertikalen Pod 14 übereinander angeordnet sind. Die obere Position wird dabei von dem Rekuperator eingenommen.

Die drei aus Gasturbine 9 und Verdichter 10 bestehenden Gasturbosätze sind -wie im ersten Ausführungsbeispiel- in drei horizontalen Stollen 8 untergebracht, die sternförmig angeordnet sind und in der vertikalen Mittelachse des Spannbetondruckbehälters 1 zusammenstoßen.

Der graphitmoderierte, heliumgekühlte Hochtemperaturreaktor ist in einer Kaverne 3 eingebaut und besitzt oberhalb des Reaktorkerns einen Kaltgassammelraum 5 und unterhalb des Reaktorkerns einen Heißgassammelraum 4, an den sich sechs radiale Austrittsstutzen 6 anschließen. Über sechs radiale Eintrittsstutzen 7 wird das Helium dem Reaktorkern zugeführt.

Durch sechs koaxial ausgebildete Heißgasleitungen 13 stehen die drei Gasturbosätze 9, 10 mit den Reaktoraustrittsstutzen in Verbindung, wobei an jede Gasturbine 9 zwei Heißgasleitungen 13 angeschlossen sind. Die vertikalen Gasführungspods 12, in denen die Heißgasleitungen 13 verlegt sind, sind symmetrisch auf einem Teilkreis um die vertikale Mittelachse des Spannbeton-

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druckbehälters 1 angeordnet, wobei die zwei zu einem Wärmenutzungskreislauf (Loop) gehörenden Gasführungspods 12 zu dem betreffenden Turbinenstollen 8 ebenfalls symmetrisch liegen. Durch je einen horizontalen Stichkanal 51 sind die beiden Gasführungspods 12 jeweils mit diesem Stollen verbunden.

Auf einem größeren Teilkreis um die Reaktorkaverne 3 sind sechs vertikale Pods 14 vorgesehen, die mit berstsicheren Deckeln 15 abgeschlossen sind. Jedem Wärmenutzungskreislauf sind zwei Pods 14 zugeordnet, die jeweils symmetrisch zu dem Turbinenstollen 8 ihres Kreislaufs angeordnet sind. In jedem vertikalen Pod 14 sind übereinander ein Rekuperator 16 und ein Kühler 17 installiert, so daß zu jedem Gasturbosatz zwei Rekuperatoren und zwei Kühler gehören.

Durch zwei Gasleitungen 52, die zunächst horizontal durch den Spannbetonbehälter 1 und dann koaxial durch den zugehörigen Pod 14 verlaufen, ist jede Turbine 9 mit den beiden Rekuperatoren 16 ihres Wärmenutzungskreislaufs (Loops) verbunden. In ihrem oberen Teil sind die Gasleitungen 52 durch das Zentrum des Kühlers 17 geführt. Die Verbindung von den beiden Kühlern 17 zu dem Verdichter 10 jedes Loops wird durch zwei weitere Gasleitungen 53 hergestellt, die oberhalb des horizontalen Stücks der Gasleitungen 52 am Ende des jeweiligen vertikalen Pods 14 austreten und horizontal durch den Spannbetondruckbehälter 1 geführt sind.

Von den Verdichtern 10 zu den Rekuperatoren 16 der drei Loops wird das kalte Gas -wie bei den beiden ersten Ausführungsbeispielen- zum größten Teil durch die vertikalen Gasführungspods 12 geführt, wobei das kalte Gas zunächst außen an den als koaxiale Gasführungen ausgebildeten Heißgasleitungen 13 entlangströmt. Am oberen Ende der sechs Gasführungspods 12 ist jeweils eine horizontale Verbindungsleitung 54 zu einem der vertikalen Pods 14

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vorgesehen, durch die das kalte Gas in die Verteilerköpfe 22 der Rekuperatoren 16 eintreten kann. In den zu Boxen 59 zusammengefaßten Rohren 25 strömt das kalte Gas nach unten und wird durch kleine Leitungen 55, die jeweils am Umfang des Rekuperators verlegt sind, wieder nach oben geführt. Durch im obersten Teil des vertikalen Pods 14 vorgesehene Sammelköpfe 56 wird das wieder erwärmte Tas in Gasführungen 57 geleitet, die zunächst koaxial zu den horizontalen Verbindungsleitungen 54 verlegt sind und dann - ebenfalls als koaxiale Leitungen - in den Gasführungspods 12 verlaufen. Diese 6 Gasführungen 57 verbinden die Ausgänge der Rekuperatoren 16 mit den sechs Reaktoreintrittsstutzen 7.

Auch 'bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Nachwärmeabfuhrsystem 32 innerhalb des Spannbetondruckbehälters 1 installiert. Es ist in drei jeweils auf Lücke zwischen den vertikalen Pods benachbarter Loops angeordneten kleineren vertikalen Pods 31 untergebracht und durch zwei Rohrleitungen 33 und 42 mit dem Kernreaktor 2 verbunden.

Der Haupt- ader Turbinenkreislauf verläuft im wesentlichen wie bei den Figuren 1 bis 7 beschrieben; Abweichungen ergeben sich nur bei der Gasführung zu den vertikalen Pods 14 und innerhalb dieser Pods auf Grund der Kompound-Bauweise. Das eben beschriebene Kernkraftwerk ist für 3 χ 350 MWe ausgelegt; eine Extrapolation auf größere Leistungseinheiten, beispielsweise auf 3 χ 670 MWe, ist ohne große Schwierigkeiten möglich.

Am Beispiel eines Wärmenutzungskreislaufs soll der Weg des Arbeitsgases durch die Kreislaufkomponenten noch einmal kurz erläutert werden.

Das im Kernreaktor 2 erhitzte Gas wird im Heißgassammelraum 4 gesammelt und auf die beiden Heißgasleitungen 13 verteilt, die es der Turbine zuführen. Nachdem sich das Gas entspannt hat, wird es durch die Gasführungsleitungen 52 den beiden Rekuperatoren 16 zugeführt, wobei es die Pods 14 in ihrem unteren Teil,

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der von den Kühlern 17 eingenommen wird, im Zentrum durchströmt. Das Gas tritt von unten in die Rekuperatoren 16 ein und wird im Gegenstrom zu dem in den Rohren 25 strömenden kalten Gas nach oben geführt. Nachdem es um 180 umgelenkt worden ist, wird das Gas durch einen Ringspalt 58 um die Rekuperatoren 16 zu den Kühlern 17 geleitet, die es ebenfalls mantelseitig durchströmt und sich dabei noch weiter abkühlt. Es tritt unten aus den Kühlern 17 wieder aus und gelangt durch die beiden Leitungen 53 zu dem Verdichter 10, in dem das Gas komprimiert wird. Sodann wird es durch die Gasführungspods 12 und die Verbindungsleitungen 54 von oben den Rekuperatoren 16 zugeführt, wobei es zunächst die koaxialen Heißgasleitungen 13 und dann die ebenfalls koaxialen Gasführungen 57 umströmt. Durch die Verteilerköpfe 22 der beiden Rekuperatoren 16 wird das Gas auf die Boxen 59 verteilt, die es von oben nach unten in den einzelnen Rohren durchströmt. Dabei nimmt das Gas von dem mantelseitig entgegenströmenden Turbinenabgas Wärme auf. Durch die kleineren Leitungen 55 wird das Gas zum oberen Ende der Rekuperatoren 16 zurückgeführt und in den Sammelköpfen 56 gesammelt, über die Gasführungen 57 gelangt das Gas schließlich zu den beiden Reaktoreintrittsstutzen und tritt von hier aus in den Kaltgassammelraum 5 ein.

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Claims

Patentansprüche

{ Ij Kernkraftwerk mit geschlossenem Gaskühlkreislauf, das meh-. rere gleiche, parallelgeschaltete und symmetrisch angeordnete Wärmenutzungskreisläufe (Loops) umfaßt, von denen jeder einen aus Turbine und Verdichter bestehenden Gasturbosatz sowie Apparate für internen und externen Wärmeaustausch aufweist und die über einen Kernreaktor gekoppelt sind, wobei der Kernreaktor in einer im Zentrum eines Spannbetondruckbehälters befindlichen Kaverne untergebracht ist und die übrigen Kreislaufkomponenten sowie die das Gas führenden Leitungen zwischen den einzelnen Komponenten in innerhalb des Spannbetondruckbehälters befindlichen Ausnehmungen installiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasturbosätze (9,10) im unteren Bereich des Spannbetondruckbehälters (1) je in einem horizontalen Stollen (8,41) untergebracht sind, wobei die Stollen (8,41) in einer Ebene liegen und symmetrisch zur vertikalen Mittelachse des Spannbetondruckbehälters (1) angeordnet sind, daß in jedem Wärmenutzungskreislauf (Loop) mindestens ein sich vertikal nach oben erstreckender, mit dem Turbinenstollen (8,41) in Verbindung stehender Pod(12) zur Gasführung vorgesehen ist, in dem die Gasleitungen (13,30,49,57) teilweise koaxial verlegt sind, wobei sämtliche Gasführungspods (12) auf einem Kreis symmetrisch um die vertikale Mittelachse des Spannbetondruckbehälters (1) angeordnet sind, und daß die wärmeaustauschenden Apparate (16,17) in an sich bekannter Weise in vertikalen Pods (14) installiert sind, die ebenfalls auf einem Kreis symmetrisch um die Reaktorkaverne (3) angeordnet sind.
2. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernkraftwerk mindestens drei Wärmenutzungskreisläufe (Loops)

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umfaßt, deren Gasturbosätze (9,10) in sternförmig unterhalb der Reaktorkaverne (3) angeordneten horizontalen Stollen (8) installiert sind, wobei der Mittelpunkt des Sterns in der ver^- tikalen Mittelachse des Spannbetondruckbehälters (1) liegt.
3. Kernkraftwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen Stollen (8) bis zur vertikalen Mittelachse des Spannbetondruckbehälters (1) fortgeführt sind.
4. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernkraftwerk drei Wärmenutzungskreisläufe (Loops) umfaßt, deren Gasturbosätze (9,10) in horizontalen Stollen (41) installiert sind, die in Form eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, wobei der Mittelpunkt des Dreiecks in der vertikalen Mittelachse des Spannbetondruckbehälters (1) liegt.
5. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernkraftwerk vier Wärmenutzungskreisläufe (Loops) umfaßt, deren Gasturbosätze (9,10) in horizontalen Stollen installiert sind, die in Form eines Vierecks angeordnet sind, wobei der Mittelpunkt des Vierecks in der vertikalen Mittelachse des Spannbetondruckbehälters (1) liegt.
6. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasturbosätze (9,10) einwellig ausgeführt und über Zwischenwellen mit den zugehörigen Generatoren verbunden sind.
7. Kernkraftwerk nach Anspruch T, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wärmenutzungskreislauf (Loop) einen Rekuperator (16) und einen Kühler (17) umfaßt, die je in einem vertikalen Pod (14) und symmetrisqh zu dem den Gasturbosatz (9, 10) enthaltenden horizontalen Stollen (8) angeordnet sind, und daß zwischen den jeweils zu einem Wärmenutzungskreislauf (Loop) gehörenden Pods (14) im oberen Bereich des Spannbetondruckbehälters CD vorzugsweise ein horizontaler Stollen (18,43) zur Gasführung zwischen Rekuperator (16) und Kühler (17) vorgesehen ist. 609821/0171

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8. Kernkraftwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils zu einem Wärmenutzungskreislauf (Loop) gehörende horizontale Stollen (18, 43) zur Gasführung zwischen Rekuperator (16) und Kühler (17) abgewinkelt ist.
9. Kernkraftwerk nach den Ansprüchen 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Wärmenutzungskreislauf (Loop) mehrere Rekuperatoren (16) und Kühler (17) gehören, wobei jeweils ein Rekuperator (16) und ein Kühler (17) gemeinsam in einem vertikalen Pod (14) untereinander installiert und die zu einem Wärmenutzungskreislauf (Loop) gehörenden vertikalen Pods (14) symmetrisch zum Stollen (8) des zugehörigen Gasturbosatzes (9, 10) angeordnet sind.
10. Kernkraftwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasführungsleitungen (52 bzw. 53) zu den Rekuperatoren (16) und Kühlem(17) unterhalb dieser Apparate in die vertikalen Pods (14) eintreten.
11. Kernkraftwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils zu einem Rekuperator (16) führende Gasleitung zwischen Rekuperator (16) und Kühler (17) in den gemeinsamen vertikalen Pod (14) einmündet, während die mit dem Kühler (17) in Verbindung stehende Gasleitung unterhalb der wärmeaustauschenden Apparate aus dem vertikalen Pod (14) austritt.
12. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernreaktor (2) in seinem unteren Bereich mindestens drei radiale Austrittsstutzen (6) aufweist, an die sich je eine vertikale Heißgasführung (13) anschließt, die jeweils in einem der mit den Turbinenstollen (8) in Verbindung stehenden senkrechten Pods (12) verlegt ist.
13. Kernkraftwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß für jeden Gasturbosatz (9,10) zwei vertikale Heißgasführungen (13) vorgesehen sind, wobei jede Heißgasführung (13) in

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einem vertikalen Gasführungspod (12) verlegt ist und die beiden zu einem Gasturbosatz (9,10) gehörenden Gasführungspods (12) symmetrisch zu dem betreffenden Turbinenstollen (8) angeordnet und mit diesem durch je einen Stichkanal (51) verbunden sind.
14. Kernkraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des entspannten Gases von der Turbine (9) zum Rekuperator (10) jedes Wärmenutzungskreislaufs (Loop) je eine zunächst vertikal nach oben und dann horizontal geführte Gasleitung (19) vorgesehen ist, die unterhalb des Rekuperators (16) seitlich in den zugehörigen vertikalen Pod (14) mündet.
15. Kernkraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich unterhalb des Kühlers (17) jedes Wärmenutzungskreislaufs (Loop) an den zugehörigen vertikalen Pod (14) eine zunächst vertikal verlaufende, dann abgewinkelte Gasführung (20) anschließt, die seitlich in den Verdichter (10) eintritt.
16. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, 2, 4, 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Weiterführung des aus den Verdichtern (10) austretenden kalten Gases zu den Rekuperatoren (16) zum größten Teil die mit den Turbinenstollen (8)"in Verbindung stehenden senkrechten Pods (12) benutzt werden, wobei das Gas teilweise koaxial zu den Heißgasführungen (13) geführt wird.
17. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, 2, 4, 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Gasführungen von den Rekuperatoren (16) zum Reaktor (2) teilweise ebenfalls als koaxiale Leitungen (30,49, 57) in den vertikalen Pods (12) verlegt sind, wobei das kalte Gas außen und das in den Rekuperatoren (16) bereits wieder erwärmte Gas durch die inneren Leitungen geführt wird.

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18. Kernkraftwerk nach Anspruch. l,,^v 2„ 4 oder 5„ dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme der Kreislauf komponenten vorgesehenen Ausnehmungen im Spannbetandruckbehälter (1) und die Eeaktorka\rerne (3) vom gasdichten Sitahtllinern umgeben sind,, die außen mit Wasser gekühlt wer/den und mdt einem Temperaturschutz; \rerseftem sind,
19. Kernkraftwerk nach Anspruch; l_f 2 _f 4 oder/ 5_t dadurch gekenn - zeichnet.,, daß innerhalb des Spannbetoiaidruekbeiiälters (1) ein in an sich bekannter Weise aus einem Gebläse mit oder ohne Rekuperator und einem Kühler bestehendes Nachiwärmeabfuhrsystem (32) vorgesehen ist, das in mindestens drei auf einem Teilkreis symmetrisch um die Reaktorkaverne (3) angeordneten vertikalen Pods (31) installiert ist.
20. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Aktivgas führenden Teile des Kernkraftwerks von einem Sicherheitsbehälter umgeben sind, der den zentral angeordneten Spannbetondruckbehälter (1) sowie die erforderlichen Montageöffnungen für den Ausbau aller wartungs- und reparaturbedürffigen Komponenten enthält und während des Betriebes begehbar ist.

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