DE2637166C2 - Kernreaktoranlage mit geschlossenem Gaskühlkreislauf - Google Patents

Description

Ί0

-r, für den zugehörigen Generator zum Ausgang des Turbinenstollens (9) hin liegt und auf einem (32) der Radiallager gelagert ist und daß der Verdichter (12) zur Mitte des Spannbetondruckbehälters (1) hin angeordnet und durch das Axiallager (30) sowie das andere Radiallager(31) abgestützt ist.

b. Kernrcaktoranlagc nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem üpannbetonstopfen (22) eine Wellendurchführung (24) vorgesehen ist, die der Verbindung von Turbine (11) und Generator

dient.

7. Kernrcaktoranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gasturbomaschine (4) an dem zu dem jeweiligen Turbinenstollen (9) gehörigen Spannbetonstopfen (22) eine Abstützung in Form einer axiaien Stützglocke (26) und einen axialen Fixpunkt (27) besitzt.

8. Kernrcaktoranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Stoßstelle der sternförmig angeordneten Turbinenstollet. (9) eine zentrale Kaverne (10) vorgesehen ist. zu der ein mit Deckeln (37, 38) abgeschlossener Zugangsstollen (35) fuhrt.

9. Kerr.reaktoranlage nach den Ansprüchen 1 und 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsleitungen (44) aller Gasturbomaschinen (4) durch die zentrale Kaverne (10) und den Zugangsstollen (35) nach außen geführt sind.

10. Kcrnrcakioranlagc nach Anspruch 1 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (46) jeder Gasturbornaschinc (4) innen und außen mit dem gleichen hohen Druck belastet ist.

11. Kcrnreaktoranlage nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Turbinenstollen (9) Schienen (60) verlegt sind, auf denen Rollenfahrwcrkc (61) laufen können, und daß jede Gasturbomaschine (4) auf mindestens einem Rollenfahrwcrk (61) ausgerüstet ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kernreaktoranlage mit einem Spannbctondruckbehälter, der einen Hochtemperaturreaktor mit geschlossenem Gaskühlkrcislauf zum direkten Antrieb mindestens einer aus Turbine und Verdichter bestehenden Gasturbomaschine, wärmetauschende Apparate sowie Gasführungen zwischen den einzelnen Kreislaufkomponenten enthalt. Der Hochtemperaturreaktor isi hierbei in einer im Zentrum des Spannbetondruckbehälters befindlichen Kaverne untergebracht, die war: letauschcnden Apparate und die Gasfiihrtingen sind in Ausnehmungen in der Spannbetondruckbehülicr-Wandung installiert, jede Gasturbomaschine ist in einem horizontal durch den .Spannbetondruckbehältcr geführten Turbinenstollen angeordnet, und die jede Gasturbomaschine mit den ihr zugeordneten wärmetauschenden Apparaten verbindenden Gasführungen sind an dem Turbinenstollen angeschlossen.

F.ine derartige Anlage, bei der Kernreaktor. Gasturboniiischinc und die zugehörigen weiteren Kreislaufkomponenten in einem gemeinsamen Druckbehälter ungeordnet sind (integrierte Bauweise) bietet den Vor- ·, teil', dall nur die erzeugte mechanische oder elektrische Leistung und das nicht mit verseuchtem Gas in Berühu;iK jrekfmmcne Kühlwasser aus dein Spannbetondruckbehälter hcraiisj/cliilii ι '...Li(I-H müssen. L>lt

laum außerhalb des Spannbelondruckbchäliers ist sc>nit praktisch vollständig vor verseuchtem Gas gechüizt, und der Innenraum des Spannbeiondruekbehälers wird optimal ausgenutzt. Zu letzterem kann eniicheidend beitragen, wenn das erhitzte Arbeitsmittel licht, wie bei den meisten Kernreaktoren mit geschlossenem Gaskühlkreislauf vorgesehen, nur einem relativ großem Gasturbosatz zugeführt wird, sondern wenn nehrere kleinere Gasturbosätte in dem Spannbetondruckbehälter angeordnet sind, die über den Kernreaktor gekoppelt sind und jeweils mil wärmetauschenden Apparaten einen eigenen Wärmenutzungskrcislauf [Loop) bilden. Durch die integrierte Bauweise werden ferner besondere Verbindungselemente zwischen den einzelnen aktivgasführende:! Anlageteilen vermieden, was sich gerade beim Bau und Betrieb von Hochtemperaturreaktoren sehr günstig auswirkt. Die integrierte Bauweise wird daher bei einer ganzen Reihe spezieller Kernreaktoren bevorzugt.

Kernreaktoranlagen in integrierter Bauweise mit mehreren Wärmenutzungskreisläufen (Loops) sind in den Auslfcgeschriften 17 64 355. !806471 und den Offenlegungsschriften 17 46 249, 20 62 934 beschrieben. Die drei letztgenannten Schriften offenbaren eine Kernreaktoranlage, bei der die Turbinenaggregate und die wäremetauschenden Apparate in parallelen vertikalen Bohrungen der Druckbehälterwandung angeordnet sind und sich die einzelnen Wärmenutzungskreisläufe symmetrisch um den in einer zentralen Kaverne befindlichen Kernreaktor gruppieren. Sowohl in der Wand des Druckbehälters als auch in den Räumen zwischen den Kreislaufkomponenten sind Durchlaßwege für das Kühlmedium vorgesehen. Jeder Wärmenutzungskreislauf kann mit allen zugehörigen Komponeten in ein und derselben vertikalen Bohrung installiert sein (Auslcgeschrift 18 06 471), oder die wärmetauschenden Apparate. Turbinen und Kompressoren jedes Wärmenutzungskreislaufs sind je in einer gesonderten Bohrung untergebracht (Offenlegungsschrift 17 64 249).

Die bereits genannte Auslegeschrift 17 64 355 zeigt eine Atomkraftanlage, bei der die Kreislaufkomponenten jedes Wärmenutzungskreislaufs durch rohrförmige Kanäle aufeinanderfolgend miteinander verbunden sind. Im ganzen sind zwei Wärmenutzungskreisläufe vorgesehen. Sämtliche wärmetauschenden Apparate sind rund um den Kernreaktor in alveolenähnlichen Ausnehmungen der Behälterwand installiert, während die beiden Turbinen und die zugehörigen Verdichter in einer Kaverne unterhalb des Kernreaktors untergebracht sind, in der sich auch das Gasvcrieilungssystem für die wärmetauschendeu Apparate befindet. Die Turbinen sind parallel zueinenader angeordnet.

Als erste* Beispiel für ein Kernkraftwerk mit nur einem Wärmenutzungskreislauf wird die Auslegeschrift 16 14 610 genannt. Der hier dargestellte Betondruckbehälter weist zwei geschlossene druckdichte Räume auf, von denen der eine den Reaktor aufnimmt und der andere als Maschinenkammer dient. Das Arbeitsmedium wird in Leitungen, die die Trennwand zwischen den beiden druckdichten Räumen durchdringen, vom Reaktor zur Turbine und vom Verdichter wieder zurück in einen Ringraum unterhalb des Reaktorkerns geführt. Diese sogenannte Iglu-Bauweise ist technisch schwer zu realisieren, und das Kernkraftwerk arbeitet aufgrund des Anordnungsprinzips nicht sehr wirtschaftlich.

Ein weiteres Kernkraftwerk mit nur einem Wärmedehnungskreislauf ist in der Offenlegungsschrift 74 04 843 beschrieben, frier ist die Gnsturbomaschinc unterhalb des in einer zentralen Druckbehälterkaverne angeordneten Kernreaktors in einem horizontalen Stollen installiert. Die wärmetauschenden Apparate, also Rekuperatoren und Kühler, befinden sich in vertikalen .Schächten, die auf einem Kreis symmetrisch zu dem horizontalen Stollen um die zentrale Kaverne angeordnet sind. Zusätzliche vertikale Schächte dienen der Gasführung zwischen den einzelnen Kreislaufkomponenten. Weitere Gasleitungen sind im wesentlichen horizontal und ebenfalls geradlinig ausgeführt. Die Leitungen für das Niederdruckgas befinden sich dabei unterhalb des Turbinenstollens. Die die Gasturbomaschine mit den wärmetauschenden Apparaten verbindenden Gasführungen sind an dem Turbinenstollen angesehlossen. Alle vertikalen Schächte für die wärmetauschenden Apparate und die Gasführungen sind nach Entfernen des Spannbetonbehälter-Deckels zugänglich, so daß an diesen Komponenten Inspektionen und Reparaturen vorgenommen werden können (unter Anwendung der Remote-Technik). Für die Gasturbomaschine ist eine sogenannte Einschubbauweise vorgesehen, d. h. die Turbine und die Kompressoren werdet·, uei der Montage als Einheit auf einer Schiene in den horizontalen Stollen eingefahren. Um — beispielsweise für Reparalurzwecke — die Gasturbomaschine ausbauen zu können, müssen besondere Vorkehrungen getroffen sein. Der genannten Offenlegungschrift lassen sich keinerlei Hinweise auf die für einen Ausbau erforderlichen Vorkehrungen entnehmen.

jo Ausgehend von einer Kernreaktoranlage der eingangs geschilderten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, durch besondere die Verankerung jeder Gasturbomaschinc in dem zugehörigen Turbinenstollen sowie ihren Anschluß an die Kreislaufkomponenten betreffende Vorkehrungen Ausbau der Gasturbomaschine in konventioneller Weise zu ermöglichen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Anschluß der von dem Hochtemperaturreaktor kommenden Heißgasführungen an die Eintrittsstut/.en jeder Gasturbomaschine als Steckverbindung ausgeführt ist; daß die Anschlüsse der mit jede- Gasiurbomasehine verbundenen, zu den wärmetauschenden Apparaten führenden Gasführungen durch Umfangsdichtungen zwischen dcrTurbinenstollenwand und dem Gehäuse der Gasturbomasehine voneinander getrennt sind, die als Steckdichtungen ausgebildet sind; daß jede Gasturbomasehine durch eine vordere und eine hintere, jeweils durch zwei in dem Spannbetondruckbehalter vorgesehene Durchführungen zugängliche Ab-Stützung verankert ist; daß zum Ausbau jeder Gasturbomasehine Hebevorrichtungen vorgesehen sind, für deren hydraulischen Bedienung mittels Manipulatoren von außen Schächie in dem Spannbetondruckbehälter angeordnet sind; daß jede Gasturbomasehine durch ein Axiallager und zwei Radiallager abgestützt ist, für die an sich bekannte Zugangsstollen bzw. Einstiegschächte vorgesehen sind; daß alle vor dem Ausbau jeder Gasturbomaschine abzutrennenden Versorgungsleitungen in der Maschine selbst verlegt sind und Anschlüsse an den mi außenliegenden Erden der Lager besitzen.

Bei einer gemäß der vorliegenden Erfindung installierten Gasturbomasehine ist es möglich, den Ein- und Ausbau der Gasturbomasehine in konventioneller Weise zu handhaben, obwohl die Gasturbomasehine in eibj nem Spannbetonbehälter untergebracht ist. Aufgrund der von außen lösbaren Verbindungen zwischen jeder Gasturbomaschine und dem zugehörigen Turbinenstollen sowie mit Hilfe der an den Hebevorrichtungen für

2b 51 lob

die Gasturbomaschine angreifenden Manipulatoren, die hydraulisch betätigt werden, läßt sich die Gasturbomaschine von außen ausbauen. Die Verankerung der Gasturbosätze in den einzelnen Turbincnstollcn erfolgt beispielsweise mit Hilfe von Abstützungen, die den Basisdruck der Gasturbomaschine auf den Spannbeton druckbehälter übertragen. Mittels hydraulischer oder mechanischer Werkzeuge können die Gasiurbomaschi nen von außen wieder aus der Verankerung gelöst werden. Alle zu einer Gasturbomaschinc gehörenden Versorgungsleitungen (Hilfssystcme. Meßleitungen) sind in der Maschine selbst verlegt und verfügen über Anschlüsse an den außenliegenden Lagerenden.

Mit Ausnahme der Hcißgasführungsanschlüssc. die als Steckverbindungen ausgeführt sind, liegen alle Gasführungsanschlüsse des Kühlgaskreislaufes in an sich bekannter Weise am Turbinenstollen; d. h. ein gesteckter Anschluß ist nur am Turbinencintritt vorgesehen, wodurch sich der erforderliche Aufwand beträchtlich senken laßt. Die Gasführungsanschlüsse sind durch Umfangsdichtungcn in Form von Schieberingen voneinander getrennt, die teilweise für Hochdruck ausgelegt sind und sich zwischen dem Gehäuse der Gasturbomaschine und der Wand des Turbostollens befinden. Ihre an letzterer vorgesehenen Teile sind als Steckverbindungen ausgeführt.

Flanschanschlüssc weist das Gehäuse der Gasturbomaschine nicht auf; die metallischen Liner, mit denen die der Aufnahme wärmetauschender Apparate und Gas· führungen dienenden Ausnehmungen üblicherweise ausgekleidet sind, sind — soweit die Ausnehmungen mit dem Turbinenstollen in Verbindung stehen — an dem Liner des Turbinenstollens angeflanscht.

Die in dem Turbinenstollen vorhandenen drei Lager für die Gasturbomaschinc können kontrolliert und ausgebaut werden, ohne daß die Gasturbomaschine vorher ausgebaut zu werden braucht. Der Zugang zu den Lagern ist durch an sich bekannte Zugangsstollen bzw. Einstiegsschächte sichergestellt. Damit ist auch eine weitgehende Zugänglichkeit der Gasturbomaschinc von außerhalb gegeben.

Um den Ein- und Ausbau der Gasturbomaschine zu erleichtern, sind die Heißgasführungen in ihrem unteren, dem Turbineneintritt zugewandten Teil verschiebbar ausgebildet^, h. mit Hilfe von mehreren llubsystemen lassen sich die unteren Teile telcskopariig in die oberen Teile einschieben.

Handelt es sich um eine Kcrnreakioranhige mit mehreren gleichen Wärmenutzungskreisläufen mit je einer Gasturbomaschine. die paralleigeschaltct sind, so ist es vorteilhaft, die Turbinenstollen unterhalb der Reaktorkaverne in eine' horizontalen Ebene sternförmig anzuordnen, wobei der Mittelpunkt des Sterns in der vertikalen Mittelachse des Spannbetondruckbehälters liegt.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Kernreaktoranlage nach der Erfindung sind die Turbinenstollen bis zur vertikalen Mittelachse des .Spannbetondruckbehälters fortgeführt. Jeder Turbinenstollcn ist mit einem Spannbetonstopfen verschlossen. Die Turbine jeder Gasturbomaschine mit dem Wellenanschluß für den zugehörigen Generator liegt zum Ausgang des Turbinenstoliens hin und ist auf einem der beiden Radiallager gelagert, während der Verdichter zur Mitte des Spannbetondruckbehälters hin angeordnet und durch das Axiallager und das andere Radiallager abgestützt ist. Das Axiallager befindet sich bei einer Kernreaktoranlage mit mehreren Gasturbomaschinen jeweils im zentralen Bereich des SpaniibetondruckbehäUers.

Die Verbindung zwischen Turbine und Generator erfolgt jeweils durch eine in dem Spannbetonstopfen vorgesehene Wcllcndurchführung.

[!inc weitere Abstützung in Form einer axialen Stütz-ι glocke ist für jede Gasturbomaschine dem Spannbetonstopfen des zugehörigen Turbinenstollens vorgesehen, an dem die Gasturbomaschine zudem einen axialen I ixpunki besitzt.

Das Herausführen der Vcrsorungsleitungen aus dem

ίο Spannbeiondruckbehältcr erfolgt durch eine zentrale Kaverne, die im Bereich der Sloßstellen der sternförmig angeordneten Turbinenstollen vorgesehen ist, und durch einen mit Deckeln abgeschlossenen Zugangsstollcn. der von unten in die zentrale Kaverne mündet. Über

Γ) diesen Stollen ist die zentrale Kaverne begehbar, so daß die Versorgungsleitungen von den jeweiligen Gasturbomaschinen getrennt werden können.

Um das Gehäuse der Gasturbomaschinen von dem in den Turbinenstollen anstehenden hohen Druck zu entlasten, ist gemäß der F.rfindung vorgesehen, alle Maschinengehäuse innen und außen mit dem gleichen hohen Druck /u beaufschlagen.

|cde Gasturbomaschinc kann als komplette Einheit in den zugehörigen Turbinenstollcn eingeschoben werden. 2~> Uni den \^:\n- und Ausbau zu erleichtern, sind in jedem Turbincnstollcn Schienen verlegt, auf denen jeweils Rollcnfahrwcrkc laufen können, (ede Gasturbomaschine isl mit mindestens einem solchen Rollenfahrwerk ausgerüstet und wird auf diesem in den zugehörigen ίο Turbinensiollen eingebracht.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine Kcrnreaktoranlage mit drei gleichen, parallelgeschalte· ten und symmetrisch angeordneten Wärmenuizungskrcisläufcn (Loops) dargestellt, bei denen die Gasturbo-J5 maschinen in sternförmig angeordneten und in der vertikalen Mittelachse des Spannbetondruckbehälters zusammenstoßenden Turbinenrollen installiert sind.

Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig.) einen vcrtikaischniit durch die gesamte AnIage, dereinen Kreissektor von 120° ausschneidet,

F i g. 2a. F i g. 2b einen Vcrtikalschnitt durch einen der Turbinenstollcn in seiner Längsachse.

F i g. Ja, F i g. 3b die Draufsicht auf den diesen Turbinenstollcn enthaltenden Teil des Spannbetondruckbe-4■> hälters, von seiner Unterkante aus gesehen.

Fig. 4a. Fig. 4b einen Horizontalschnitt durch den Turbincnsiollen nach der Linie IV-IV der F i g. 2,

Fig. 5 einen Vcnikalschnitt nach der Linie V-V der F i g. 2.

Fig. 6 einen Vertikalschnitt nach der Linie VI-VI in F i g. 2.

Fig. 7 einen Vcrtikalschnitt nach der Linie V-VIl in F i g. 2.

Fig.8 einen Vertikalschnitt nach der Linie VIII-VIII 3i der F i g. 2.

Fig. 9 einen Horizontalschnitt nach der Linie IX-IX der Fi g. 2.

Fig. 10 einen Vertikalschnitt nach der Linie X-X der Fig. 2.

H) Fig. Π einen Vertikalschnitt nach der Linie Xl-Xl der F i g. 2.

Die F i g. 1 läßt einen zylindrischen Spannbetondruckbehältcr 1 erkennen, in dem in einer zentralen Kaverne 3 ein graphitmoderierier. heliumgekühlter ei Hochtemperaturreaktor 2 installiert ist. Der Kühlkreislauf umfaßt drei parallelgeschaltete Wärmenutzungskreisläufe (Loops), die über den- Reaktor 2 gekoppelt sind. Zu jedem Loop gehören eine aus Turbine und

Verdichter bestehende Gasturbomaschine 4, ein Rekuperator und ein Kühler.

Durch drei radiale Austrittsstut/.en 5 und ebensovielc radiale Eintriitsstutzen 6 ist der Rcakior 2 mit den drei Loops verbunden. Unterhalb des Bodens des Reaktorkerns befindet sich ein Heißgassaminelrauin 7 zur Aufnahme des aus dem Kern austretenden erhitzten Gases. Über dem Reaktorkern ist ein Kaltgassammelraum 8 vorge^ien, der das aus den Loops zurückströmende Gas aufnimmt, bevor es wieder dem Reaktorkern zugeleitet wird.

Senkrecht unter dem Hochtemperaturreaktor 2 sind drei horizontale Stollen 9 in den Spannbelondruckbehälier 1 gearbeitet, die sternförmig angeordnet sind und an ihrer Stoßstelle in der Mitte des Spannbetondruckbehälters 1 in eine Kaverne 10 einmünden. In jedem der Stollen 9 ist eine einwellige Gasturbine Il sowie ein Verdichter 12 installiert,der mit derTurbinc 11 auf einer gemeinsamen Welle 13 sitzt. Jede Turbine 11 ist mit einem (nicht dargestellten)Generator gekoppelt.

Oberhalb jeder Turbine 11 erstreckt sich ein vertikaler Gasführungspod 14, der direkt an den Turbincnstollen 9 angeschlossen ist. Die drei Gasführungspods 14 liegen symmetrisch auf einem Teilkreis um die vertikale Mittelachse des Spannbetondruckbehälters 1. In diesen Pods sind drei Heißgasführungen 15 verlegt, die je einen der Reaktoraustrittsstutzen 5 mit je einer der Gasturbinen 11 verbinden.

Auf einem weiteren Teilkreis um die Druckbehälterachse sind sechs vertikale Pods 16 symmetrisch angeordnet, in denen die wärmetauschenden Apparate — Rekuperatoren und Kühler (nicht dargestellt) — untergebracht sind. Jedem der drei Loops sind zwei Pods 16 zugeordnet, von denen der eine einen Rekuperator und der andere einen Kühler enthält. Diese beiden Pods liegen jeweils symmetrisch zu einem der Turbincnstollen 9 und sind in ihrem oberen Teil durch einen horizontalen Stollen !7 verbunden, der der Gasführung vom Rekuperator zum Kühler jedes Loops dient. Eine weitere Gasleitung 18 verbindet jede Turbine 11 mit dem Rekuperator des gleichen Loops. Die Verbindung vom Kühler zum Verdichter 12 jedes Loops wird durch eine Gasleitung 19 hergestellt, die in den weiteren Figuren zu sehen ist.

Von den Verdichtern 12 zu den Rekuperatoren der drei Loops wird das kalte Gas zunächst durch die Gasführungspods 14 geleitet, wobei es außen an den Heißgasführungen 15 entlangströmt, die als koaxiale Gasführungen ausgebildet sind. Sodann gelangt das Gas jeweils durch eine horizontale Verbindungsleitung 20 in diejenigen Pods 16, in denen die Rekuperatoren installiert sind. Die Rückführung des wieder erwärmten Gases von den Rekuperatoren zu den Reaktoreintrittsstutzen 6 erfolgt jeweils mittels einer Gasleitung 21, die zunächst schräg nach oben verläuft und dann als koaxiale Leitung in dem vertikalen Gasführungspod 14 des betreffenden Loops verlegt ist.

Die koaxialen Gasführungen sind — wie auch alle anderen Ausnehmungen im Spannbetondruckbehälter 1 — von gasdichten Stahllinern umgeben, die mit einem Wärmeschutz versehen sind und mit Wasser gekühlt werden. Im Bereich der koaxialen Gasführungen in den vertikalen Gasführungspods 14 treten an den Linern nur geringe Temperaturbelastungen auf, da heiße Gassströme jeweils von kälteren Gasströmen umgeben sind.

in den F i g. 2a und 2b ist einer der drei Turbinenstollen 9 in größerem Maßstab in Vertikalschnitt dargestellt, der — wie bereits beschrieben — in eine zentrale

Kaverne IO einmündet. Der Ausgang des Turbinenstol-Icns9 ist durch einen Spannbetonstopfen 22 abgeschlossen, und der gesamte Stollen ist mit einem metallischen Liner 23 ausgekleidet. In dem Turbinenstollen 9 ist eine der drei Gasturbinen 4 angeordnet, wobei die Turbine

10 mit dem WellcnanschluÜ für den (nicht dargestellten) Generator zum Ausgang des Stollens 9 hin liegt, während der Verdichter 12 sich in der Mitte des Spannbetondruckbehälters 1 befindet. In dem Spannbetonstopfen 22 ist eine Wellendurchführung 24 vorgesehen, die die Turbine 10 über eine Zwischenwelle 25 mit dem Generator verbindet. Zur Abstützung der Gasturbomaschine 4 dient eine an dem Spannbetonstopfen 22 befestigte axiale Stützglocke 26; der Ort der Befestigung

i^r> dieser Slützglocke an dem Spannbetonstopfen 22 bildet einen axialen Fixpunkt 27 für die Gasturboiaschine 4.

Die gesamte Gasturbomaschine 4 ruht auf zwei weiteren Abstützungen 28. von denen die eine die Turbine

11 und die andere den Verdichter 12 trägt. Durch diese :ü Abstützungen wird <lpr Bnsisdruck der Gasturbomaschine 4 auf den Spannbetondruckbehälter 1 übertragen. Die Fig. 10 gibt eine detaillierte Darstellung der lurbinenscitigen Abstützung 28. Beide Abstützungen 28 sind so ausgestaltet, daö die Gasturbomaschine 4 mittels Fernbedienung aus ihrer Verankerung gelöst werden kann. Die für diesen Zweck bestimmten Werkzeuge werden von außen hydraulisch oder mechanisch betätigt, wozu für jede Abstützung 28 zwei Durchführungen 29 in dem Spannbetondruckbehälter 1 vorgesehen sind.

jo Zur Lagerung der Gasturbomaschine 4 ist im inneren Bereich des Turbincnstollens 9 ein Axiallager 30 für den Verdichter 12 angeordnet, der außerdem noch durch ein Radiallagcr 31 abgestützt wird. Ein weiteres Lager 32 ist für die Turbine 11 bestimmt. Alle Lager können ausge-

j5 baut werden, ohne daß vorher die Gasturbomaschine demontiert werden muß. Für die Zugänglichkeit des Lagers 32 sorgt ein Zugangsstollen 33, der mit einem Dekkcl 34 verschlossen ist (siehe auch Fig. 11). Die beiden Lager 30 und 31 am Verdichter 12 sind über einen Zugangsstolien 35, der von der Spannbetondruckbehälter-Unterkante her in die zentrale Kaverne 10 eintritt, sowie über einen Einstiegsschacht 36 begehbar. Der Zugangsstollcn 35 ist mit zwei Deckeln 37,38 verschlossen (s. Fig. 5). In der zentralen Kaverne 10 befindet sich eine Zwischenbühne 39 für die Montage und Demontage der drei Gasiurbomaschinen 4 sowie der zugehörigen Lager. Der Eintritt zu den drei Turbinenstollen 9 ist jeweils mit einem Abschlußoeckcl 40 verschlossen, in dem sich eine Einstiegsöffnung 41 sowie der Zugang zu

w dem Einstiegsschacht 36 befindet. Alle Zugangsstollen sind mit metallischen Linern 42 ausgekleidet; ebenso weist die zentrale Kaverne 10 eine Liner-Auskleidung 43 auf.

Die zur Vcrsorung der Gasturbomaschine 4 erforderliehen Leitungen werden von außen durch den Zugangsstollen 35 in die zentrale Kaverne 10 geführt, von der aus durch den Einstiegsschaclit 36 verlegt sind. Die Anschlüsse für die Gasturbomaschine 4 befinden sich an den außcnliegenden Lagerenden, so daß sie von außen

ω zugänglich sind oder abgetrennt werden können. Als Beispiel ist in den F i g. 2a/b, 5 und 6 die Versorgungsleitung 44 gezeigt. Aus der F i g. 6, die einen Schnitt durch den Abschlußdeckel 40 darstellt, ist ferner die radiale Fixierung 45 des Gehäuses 46 der Gasturbomaschine 4

b5 zu erkennen, bei der an vier um 90° zueinander versetzten Stellen Elemente des Gehäuses 46 und des Abschlußdeckels 40 miteinander in Eingriff stehen. Wie aus den Fig. 3a/b. 4a/b und 7 ersichtlich, tritt

etwa in Höhe der verdiehterscitigen Lager 30, 31 die vom Kühler kommende Gasleitung 19 in den Turbinenstollen 9 ein. Der Liner 47 der Gasleitung 19 ist unmittelbar mit dem Liner 23 dcsTurbincnsiollens9 verbunden: d. h. sowohl bei dieser Gasleitung als auch bei allen wci- ' leren in den Turbinenstollen 9 eintretenden Gasführungen sind keine Flanschanschlüsse am Gehäuse 46 der Gasturbomaschine 4 vorgesehen. Als weitere Beispiele seien noch die Oasleitung 18, in der das Turbinenabgas zum Rekuperator gelangt (siehe F i g. 2a/b und 11) und ii der Gasführungspod 14 genannt, in dem koaxial zu der Heißgasführung 15 das kalte, wieder verdichtete Gas vom Verdichter 12 zum Rekuperator strömt (siehe Fig. 2a/b und 8). Auch hier sind deren Liner 47 unmittelbar an den Liner 23 des Turbincnstollens 9 auge- ι schlossen.

Die Trennung der einzelnen Gasströme in dem Turbinenstollen 9 voneinander erfolgt mittels zwischen dem Maschinengehäuse 46 und dcrn Liner 23 des Turbinenstollens 9 angeordneten Umfangsdiehuingcn 48. die als Steckverbindungen ausgebildet sind, so daß sie den Ausbau der Gasturbomaschine 4 nicht behindern. An dem Maschinengehäuse befindet sich dabei jeweils ein Dichtungsflansch, während der steckbare Teil der Dichtungen 48 an dem Liner 23 vorgesehen ist. In der F i g. 2a/b sind die Umfangsdichtungen zum Abdichten der aus den Gasleitungen 18 und 19 austretenden Gasströme gezeigt. Die der zentralen Kaverne 10 zugewandte Umfangsdichtung 48a an der Gasleitung 19 ist als Kaltgas-Niederdruck-Dichtung ausgelegt, während die weitere Dichtung 486 im Bereich dieser Gasleitung als Kaltgas-Hochdruck-Dichtung ausgeführt ist, da sie die Abdichtung des Verdichtereintritts von dem Verdichteraustritt bewirkt. Aus der Fig. 2a/b ist noch die Ausgestaltung des Maschinengehäuses 46 in diesem Bereich zu erkennen: um die auftretenden Keilquerkräfte auf den Liner 23 zu übertragen, weist das Maschinengehäuse 45 eine Anzahl von Rippen 49 auf. Die Kaltgas-Niederdruck-Dichtung 48λ ist durch die Einstiegsöffnung 41 in dem Abschlußdeckel 40 von außerhalb des Spannbetondruckbehälters 1 zugänglich.

Wie aus den F i g. 2a/b und 7 ersichtlich, ist im Spannbetondruckbehälter 1 ein Schacht 50 vorgesehen, der von unten im Bereich des Verdichtereintritis in den Tür binenstollen 9 einmündet. Auch dieser Schacht ist mit zwei Deckeln 51,52 abgeschlossen und mit einem Liner 42 ausgekleidet. Im Bereich des Turbinenaustritts mündet ein in gleicher Weise ausgestalteter Schacht 53 in den Turbinenstollen 9. der ebenfalls mit Deckeln (nicht dargestellt) und einem Liner 42 verschen ist. Die beiden Schächte 50 und 53 stellen Durchführungen für Hebe- und Zentriervorrichtungen dar. die hydraulisch betätigt werden und dazu dienen, einen fernbedienten Ein- und Ausbau der Gasturbomaschine 4 zu ermöglichen. In dem Turbinenstollen 9 ist im Bereich der Eintrittsstellen der beiden Schächte 50 und 53 je ein Auflager 54 für eine der Hub- und Zentriervorrichtungen vorgesehen.

Wie bereits bei Fig. 1 beschrieben und auch in der F i g. 2a/b zu erkennen ist. tritt die in dem Gasführungspod 14 verlegte Heißgasführung 15 oberhalb der Turbine Il in den Turbinenstollen 9 ein. Der Anschluß der Heißgasführung 15 an den Turbineneintriitssiutzen ist als Steckverbindung 55 ausgeführt, so daß die beiden Teile leicht voneinander getrennt werden können. Die Heißgasführung 15 ist in ihrem unteren Bereich verschiebbar ausgebildet, derart, daß ein unteres Ttilstück 15.1 teleskopartig in ein oberes Teilslück 15£> eingefahren werden kann. Auf diese Weise läßt sich die Heißgas-

führung 15 aus dem Turbincnstollen 9 ausfahren, so daß der gesamte Querschnitt des Stollens für den Ein- und Ausbau der Gas"irbomaschine 4 zur Verfugung steht. Die Verschiebung der Heißgaszuführung 15 wird mittels zweier Hubsvstemc 56 bewerkstelligt, die unabhängig voneinander arbeiten und in zwei kleinen Kavernen 57 oberhalb des Turbinciistollcns 9 installiert sind. Die genaue Lage der Hubsysteme 56 läßt sich den F ι g. 8 und 9 entnehmen. Die Betätigung der Hubsysteme 56 erfolgt von außen durch zwei im Spannbetondruckbehälter 1 vorgesehene Durchführungen 58. Eines der dafür bestimmten A'itricbssysteme 59 ist in der F i g. 8 teilweise gezeigt. Der Turbinenstollen 9 ist auf dem größten Teil seiner Länge mit Führungsschienen 60 versehen, die parallel zueinander im Bodenbereich verlaufen, wie aus den F i g. 8. tu Lind 11 zu ersehen ist. Vier Rollenfahrwerkc 61. von denen je zwei zusammengehören und ein vorderes und ein hinteres Fahrsystem bii den. sind an der Gasturbomaschine 4 angebracht, mi" ι deren Hilfe die Gasturbomaschine 4 in den Turbinenstollen 9 eingefahren werden kann. Das vordere Fahrwerkspaar befindet sich im Bereich des Verdichters 12.

Hierzu 14 Blau Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: IO 15 20

1. Kernreaktoranlage mit einem Spannbetondruckbehälter. der einem Hochtemperaturreaktor mit geschlossenem Gaskühlkreislauf zum direkten Antrieb mindestens einer aus Turbine und Verdichter bestehenden Gasturbomaschine, wärmetauschende Apparate sowie Gasführungen zwischen den einzelnen Kreislaufkomponenten enthält, wobei der Hochtemperaturreaktor in einer im Zentrum des Spannbetondruckbehälters befindlichen Kaverne untergebracht ist. die wärmetauschenden Apparate und die Gasführungen in Ausnehmungen in der Spannbetondruckbehälter-Wandung installiert sind, jede Gasturbomaschine in einem horizontal durch den Spannbetondruckbehältcr geführten Turbinensteilen angeordnet ist und die jede Gasturbomaschine mit den ihr zugeordneten wärmetauschenden Apparaten verbindenden Gasführungen an dem Turbinenstollen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß der von dem Hochtemperaturreaktor (2) kommenden Heißgasführungen (15) an die Eintrittsstutzen jeder Gasiurbomaschine (4) als Steckverbindung (55) ausgeführt ist; daß die Anschlüsse der mit jeder Gasturbomaschine (4) verbundenen, zu den wärmetauschenden Apparaten führenden Gasfüt.rungen (18, 19) durch Umfangsdichtungen (48) zwischen der Turbinensiollenwand und dem Gehäuse (46) der Gasiurbomaschine (4) voneinander getrennt sind, die als Steckdichtungen ausgebildet sind; daß jede Gasiurbomaschine (4) durch eine vordere und eine hintere, jeweils durch zwei in uem Sf .nnbetondruckbehälicr (1) vorgesehene Durchführungen (29) zugängliche Abstützung (28) in dem Tur'c ,-icnstollen (9) verankert ist; daß zum Ausbau jeder Gasiurbomaschine (4) Hebevorrichtungen vorgesehen sind, für deren hydraulische Bedienung mittels Manipulatoren von außen Schächte (50,5.3) in dem Spannbciondruekbchälter (1) angeordnet sind; daß jede Gasturbomaschine (4) durch ein Axiallager (30) und zwei Radiallager (31, 32) abgestützt ist, für die an sich bekannte Zugangsstollen (33, 35) bzw. Einsticgssehachtc (36) vorgesehen sind; daß alle vor dem Ausbau jeder Gasturbomaschine (4) abzutrennenden Versorgungsleitungen (44) in der Maschine selbst verlegt sind und Anschlüsse an den außenlicgenden F.ndcn der Lager (30,31) besitzen.

2. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Heißgasführungen (15) in ihrem unteren, dem Turbineneintriu zugewandten Teil mittels Hubsystemen (56) verschiebbar sind.

3. Kernreaktoranlage nach Anspruch I oder 2 mit mehreren Gasturbomaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenstollen (9) unterhalb der Reaktorkaverne (3) in einer horizontalen Ebene sternförmig angeordnet sind, wobei der Mittelpunkt des Sterns in der vertikalen Mittelachse des Spannbetondruckbehälters (1) liegt.

4. Kernreaktoranlage nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenslollen (9) bis /ur vertikalen Mittelachse des Spannbeiondruckbchälters (1) fortgeführt und je durch einen Spannbetonstopfen (22) verschlossen sind.

5. Kernreaktoranlage nach Anspruch i oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (II) ieilei GasUirbomasehiiic (4) mit (.lern Wcll<.T,;iiisdiliiU (25)

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