DE3446141A1 - In einem stahldruckbehaelter untergebrachte kernreaktoranlage mit einem gasgekuehlten ht-kleinreaktor - Google Patents
In einem stahldruckbehaelter untergebrachte kernreaktoranlage mit einem gasgekuehlten ht-kleinreaktorInfo
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Description
. 6. 3U6K1
HOCHTEMPERATUR-REAKTORBAU GmbH
4600 Dortmund 1
Int. Nr. 8 4 16 Mannheim, 17.12.84
HT-Kleinreaktor
Die Erfindung betrifft eine in einem Stahldruckbehälter untergebrachte
Kernreaktoranlage mit einem gasgekühlten HT-Kleinreaktor, dessen aus einer Schüttung kugelförmiger Brennelemente gebildeter
Kern von unten nach oben von Kühlgas durchströmt wird, mit einem im Kühlgasstrom angeordneten Wärmenutzungssystem, das
oberhalb des HT-Kleinreaktors in dem Reaktordruckbehälter installiert
ist und dem vorzugsweise zwei Umwälzgebläse nachgeschaltet sind, mit einer zentral durch das Wärmenutzungssystem
verlegten Heißgasleitung, die von einem ersten Heißgassammelraum oberhalb des HT-Kleinreaktors zu einem zweiten Heißgassammelraum
oberhalb des Wärmenutzungssystem führt, und mit einem in dem Stahldruckbehälter installierten Nachwärmeabfuhrsystem.
Eine derartige Kernreaktoranlage ist in der deutschen Patentanmeldung
P 34 35 255.4 beschrieben. Bei dieser Anlage besteht das Nachwärmabfuhrsystem primärseitig aus mehreren Nachwärmetauschern,
die in Strömungsrichtung direkt den das Wärmenutzungssystem bildenden Hauptwärmetauschern nachgeschaltet sind und stän-.dig
vom gesamten Kühlgasstrom durchsetzt werden. Sie sind unterhalb der Hauptwärmetauscher angeordnet. Sekundärseitig sind die
Nachwärmetauscher über einen Nachwärmeabfuhr-Wasserkreislauf je-
...21
weils mit einem geodätisch höher liegenden externen Rückkühlwärmetauscher
verbunden, der mit einer weiteren Wärmesenke, vorzugsweise einem Kühlturm, in Verbindung steht.
Für Anlagen mit HT-Kleinreaktoren, denen gemeinsam ist, daß der
Kleinreaktor zusammen mit einem Wärmenutzungssystem (Dampferzeuger, Röhrenspaltofen, He/He-Wärmetauscher) in einem Stahldruckbehälter
installiert ist, wurden noch andere Einrichtungen und Verfahren zur Nachwärmeabfuhr entwickelt.
So wird in der deutschen Patentanmeldung P 33 45 113.3 ein Kernkraftwerk
mit einem HT-Kleinreaktor beschrieben, bei dem die Nachwärme über die betrieblichen Dampferzeuger aus dem Primärkreislauf
abgeführt wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß entweder die primären Dampferzeuger und Gebläse eine sehr
hohe Verfügbarkeit aufweisen müssen oder daß Einbauten im Reaktorkern bei Versagen der primären Dampferzeuger und Gebläse sehr
hoheii Temperaturen ausgesetzt sind.
Aus der DE-PS 32 12 266 wie auch aus der DE-OS 31 41 892 ist es bekannt, für die Abfuhr der Nachwärme bei Ausfall der betrieblichen
Dampferzeuger und/oder Gebläse ein betriebliches Betonkühlsystem einzusetzen, das innerhalb einer den Stahldruckbehälter
umschließenden Sicherheitshülle aus Beton angeordnet ist und im Naturumlauf betrieben wird. Die Wärme wird durch Abstrahlung
von dem weitgehend ohne Wärmeisolierung ausgeführten Stahldruckbehälter auf den Beton übertragen. Auch bei diesen beiden Kernreaktoranlagen
werden hohe Anforderungen an die Verfügbarkeit der primären Dampferzeuger und Gebläse gestellt, und bei Ausfall
dieser Komponenten treten an den für Kaltgastemperaturen ausgelegten Kerneinbauten sowie auch in der Sicherheitshülle
hohe Temperaturen auf.
Ausgehend von einer Kernreaktoranlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer
derartigen Anlage eine noch höhere Verfügbarkeit des Nachwärmeabfuhrsystems
zu erreichen und auch das Wärmenutzungssystem beim Nachwärmeabfuhrbetrieb vor thermischer überbelastung zu
schützen. Außerdem soll das Wärmenutzungssystem einschließlich seiner Hilfssysteme einfach und zweckentsprechend ausgelegt sein.
Die Lösung dieser Aufgabe ist durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet:
a) das Wärmenutzungssystem besteht in an sich bekannter Weise aus einem mit Aufwärtsverdampfung betriebenen Dampferzeuger;
b) das Nachwärmeabfuhrsystem ist in einem unmittelbar oberhalb
des zweiten Heißgassammelraumes befindlichen Druckbehälterteil angeordnet;
c) zwischen dem Dampferzeuger und dem Nachwärmeabfuhrsystem ist eine Absperreinrichtung vorgesehen, die folgende Funktionen
hat:
aa) bei Normalbetrieb sperrt sie das Nachwärmeabfuhrsystem gegen den zweiten Heißgassammelraum ab,
bb) bei Nachwärmeabfuhrbetrieb gibt sie die Verbindung zwischen dem Nachwärmeabfuhrsystem und dem zweiten Heißgassammelraum
frei und sperrt den Dampferzeuger von dem Heißgas ab,
cc) ebenfalls bei Nachwärmeabfuhrbetrieb gibt sie den Durchtritt des aus dem Nachwärmeabfuhrsystem austretenden
Kaltgases zu dem Dampferzeuger oder zu einer parallel zum Dampferzeuger angeordneten Gasführung frei;
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d) die im Kaltgasstrom liegenden Umwälzgebläse sind in an sich bekannter Weise zueinander parallelgeschaltet.
Bei der erfindungsgemäßen Kernreaktoranlage ist eine strikte
Trennung der betrieblichen Einrichtungen von den sicherheitstechnischen Einrichtungen für die Nachwärmeabfuhr erfolgt, wodurch
sich für das eigentliche Nachwärmeabfuhrsystem eine relativ
höhere Verfügbarkeit ergibt. Außerdem können die für den Leistungsbetrieb dimensionierten und konzipierten Komponenten
und Systeme einschließlich ihrer Hilfssysteme einfach und zweckentsprechend
ausgelegt werden. Dies wirkt sich in wirtschaftlicher Hinsicht nicht nur günstig auf die Komponentenkosten
selbst,, sondern auch auf die Kosten der für die Komponenten notwendigen
Gebäude aus, da diese nicht gegen Einwirkungen von außen (Erdbeben, Flugzeugabsturz) ausgelegt zu werden brauchen.
Die Anordnung des Nachwärmeabfuhrsystems im Primärkreislauf gewährleistet
eine direkte Nachwärmeabfuhr ohne Temperaturbelastung der für Kaltgastemperaturen ausgelegten Kerneinbauten und
des Dampferzeugers, der dem Nachwärmeabfuhrsystem im Anforderungsfall
der Nachwärmeabfuhr nachgeschaltet ist. Durch das getrennt vorhandene Nachwärmeabfuhrsystem ist es außerdem möglich,
bei einer Leckage am Dampferzeuger diesen abzuschalten, ohne den Schaden vorher zu lokalisieren. Das Nachwärmeabfuhrsystem selbst,
das ständig im hot-stand-by-Betrieb ist, wird fortlaufend auf Leckage überwacht und ist damit selbstmeldend.
Normalerweise erfolgt die Nachwärmeabfuhr über die betrieblichen Einrichtungen, im vorliegenden Fall durch Schneilabfahren über
den Dampferzeuger und die betriebliche externe Wärmesenke. Erst bei Ausfall dieser Einrichtungen wird das Nachwärmeabfuhrsystem
angefordert. Steht der HT-Kleinreaktor unter Druck, so wird das
" y; 3U6H1
. /ίο ■
Heißgas durch Naturkonvektion über die zentrale Heißgasleitung zu dem Nachwärmeabfuhrsystem geführt, wo es sich abkühlt und
als Kaltgas in den Dampferzeuger bzw. die parallele Gasführung eintritt. Nachdem das Gas diesen bzw. diese durchströmt hat,
gelangt es in einen Kaltgassammelraum und wird dem Reaktorkern von unten wieder zugeführt. Die Absperreinrichtung arbeitet dabei
in der bereits angegebenen Weise: das Heißgas wird von dem Dampferzeuger abgesperrt und kann nur in das Nachwärmeabfuhrsystem
eintreten. Die funktionsfähigen Umwälzgebläse können ebenfalls beim Nachwärmeabfuhrbetrieb eingesetzt werden. Besondere
Umwälzgebläse für das Nachwärmeabfuhrsystem sind nicht erforderlich
und daher auch nicht vorgesehen.
Ein Druckentlastungsstörfall stellt ein so unwahrscheinliches
Ereignis dar, daß es nicht mit dem gleichzeitigen Ausfall der beiden zueinander parallelgeschalteten Umwälzgebläse kombiniert
werden muß (Eintrittswahrscheinlichkeit: 10 /a χ 10 /a = 10 /a). Welche Möglichkeiten der Nachwärmeabfuhr auch dann noch
zur Verfügung stehen, wird später beschrieben. Es ist somit sichergestellt, daß in allen Störfällen eine passive Nachwärmeabfuhr
möglich ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen
2 bis 11 sowie der folgenden Beschreibung der schematischen Zeichnungen zu entnehmen.
Für die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist auch noch eine andere Lösung möglich; deren Merkmale sind in dem Unteranspruch
12 angegeben. Die hier beschriebene Anlage, die den gleichen Oberbegriff aufweist wie die zuerst beschriebene Erfindung,
hat ebenfalls einen einzigen Dampferzeuger und ein oberhalb von diesem im Stahldruckbehälter angeordnetes Nachwärmeabfuhrsystem.
Es ist hier jedoch keine Absperreinrichtung zwischen Dampferzeu-
- γ-
ger und Nachwärmeabfuhrsystem vorgesehen, wodurch die Möglichkeit
gegeben ist, die im Normalbetrieb anfallende Wärme auszunutzen, vorzugsweise für die Speisewasser-Vorwärmung des Dampferzeugers.
Die Figuren, die sich alle auf die zuerst beschriebene Lösung der Erfindung beziehen, zeigen im einzelnen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel,
Figur 2 die Ansicht "X11 der Figur 1,
Figur 3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel,
Figur 4 die Draufsicht auf die in der Figur 3 gezeigte Anlage,
Figur 5 ein zweites Beispiel einer Absperreinrichtung in vergrößerter
Darstellung bei Normalbetrieb,
Figur 6 die Absperreinrichtung der Figur 5 bei Nachwärmeabfuhrbetrieb,
Figur 7 ein drittes Beispiel einer Absperreinrichtung in vergrößerter
Darstellung bei Normalbetrieb,
Figur 8 die Absperreinrichtung der Figur 7 bei Nachwärmeabfuhrbetrieb.
Die Figur 1 läßt einen Stahldruckbehälter 1 erkennen, der einen zylindrischen Querschnitt hat und in seinem oberen Teil la eingezogen
ist. In dem unteren Teil ist ein HT-Kleinreaktor 2 installiert, dessen Kern 3 von einer Schüttung kugelförmiger
Brennelemente gebildet wird. Die Schüttung ist allseitig von ei
...Il
nem Graphitreflektor 4 umgeben. Die Brennelemente werden durch
vier Kugelabzugsrohre 5 aus dem Kern 3 entnommen (vgl. auch Figur 2); ihre Zugabe erfolgt von oben (nicht dargestellt). Das
Kühlgas - Helium - durchströmt von unten nach oben durch die Brennelementschüttung. Direkt oberhalb des Kerns 3 befindet
sich ein erster Heißgassammelraum.6. Unter dem Bodenteil des Reflektors 4 ist ein Kaltgassammelraum 7 vorgesehen.
Auf den eingezogenen oberen Teil la des Stahldruckbehälters la ist ein gewölbter Deckel 8 aufgesetzt, der mittels einer Flanschverbindung
9 befestigt ist. Um den Teil la ist auf einem Teilkreis mit kleinerem Durchmesser als der Stahldruckbehälter 1 eine
Anzahl von Regel- und Abschaltstäben 31 angeordnet, die in den Reflektor 4 einfahrbar sind. Ebenfalls in dem eingezogenen
Druckbehälterbereich 5 sind diametral außen am Stahldruckbehälter 1 zwei Vorratsbehälter 10 für kleine Absorberkugeln angebracht;
die Absorberkugeln, die durch Leitungen 11 in den Kern eingebracht werden können, dienen ebenfalls zum Regeln und Abschalten
des HT-Kleinreaktors 2.
In dem eingezogenen Behälterteil la ist ein Wärmenutzungssystem untergebracht, im vorliegenden Fall ein Dampferzeuger 12, der
mit Aufwärtsverdampfung betrieben wird. Er ist im Querschnitt
ringförmig ausgebildet und umschließt eine zentrale Heißgasleitung 13. Diese schließt an den ersten Heißgassammelraum 6 an
und tritt in einen oberhalb des Dampferzeugers vorgesehenen zweiten Heißgassammelraum 14 ein. In dem Heißgassammelraum 14
wird das nach oben strömende Heißgas im Normalbetrieb umgelenkt und dem Dampferzeuger 12 zugeleitet. Das Speisewasser wird dem
Dampferzeuger 12 durch eine Leitung 15 zugeführt; die Abführung des Frischdampfes erfolgt durch eine Leitung 16.
Zwischen dem Stahldruckbehälter 1 und dem Graphitreflektor 4
befindet sich ein Ringspalt 17, durch den das kalte Helium nach unten zum Boden 18 des Behälters 1 geführt wird, wo es auf zwei
parallelgeschaltete Umwälzgebläse 19 verteilt wird, die außen an dem Boden 18 angebracht sind. Die Umwälzgebläse 19 fördern
das kalte Helium in den Kaltgassammelraum 7, von dem aus es wieder
in den Kern 3 eintritt.
In einem direkt oberhalb des Dampferzeugers 12 befindlichen Druckbehälterteil 20 ist ein Nachwärmeabfuhrsystem 21 installiert,
das von einem Wärmetauscher-Rohrbündel gebildet wird. Dieses Rohrbündel ist so aufgebaut, daß es aus zwei Untersystemen
21a und 21b besteht, die getrennt bespeist werden und daher auch gesonderte Zuführungsleitungen 22a bzw. 22b für Speisewasser
sowie Abführungsleitungen 23a bzw. 23b für das erwärmte Wasser haben. Die beiden Untersysteme 21 und 21b befinden sich bei
Normalbetrieb im hot-stand-by-Betrieb und werden somit ständig auf Leckage überwacht. Jedes der beiden Untersysteme 21a und
21b ist so ausgelegt, daß es die gesamte Nachwärme abführen kann.
Zwischen dem Dampferzeuger 12 und dem Nachwärmeabfuhrsystem 21 ist eine Absperreinrichtung 24 angeordnet, die in den Figuren
1 und 3 nur sehr schematisch dargestellt ist. Sie ist innen an dem Deckel 8 angebracht und weist einen hohlzylinderförmigen
Schieber auf, der bei Normalbetrieb das Wärmenutzungssystem 21 gegen den zweiten Heißgassammelraum 14 absperrt, jedoch den Zutritt
des Heißgases zu dem Dampferzeuger 12 nicht behindert. Dieser Vorgang ist in der Figur 1 wie auch in der Figur 3 im
oberen Teil links dargestellt.
Im Anforderungsfall des Nachwärmeabfuhrsystems wird - wie in
den genannten Figuren oben rechts gezeigt - der Dampferzeuger von der Heißgasleitung 13 abgesperrt, der Zugang zu dem Nachwär-
meabfuhrsystem 21 jedoch freigegeben, so daß das Heißgas durch die beiden Untersysteme 21a und 21b strömt. Erst nach seiner Abkühlung
in diesen Systemen kann das Helium in eine parallel zu dem Dampferzeuger angeordnete Gasführung (45) eintreten, so daß
der Dampferzeuger 12 bei Nachwärmeabfuhrbetrieb nicht durchströmt wird. Von der Gasführung 45 strömt das kalte Helium in
den Ringspalt 17 und dann auf dem gleichen Weg wie bei Normalbetrieb
zum Kern 3 zurück.
Bei unter Druck stehendem HT-Kleinreaktor 2 strömt das heiße
Helium durch Naturkonvektion über die Heißgasleitung 13 zu dem Nachwärmeabfuhrsystem 21. Die Bespeisung des Sekundärkreises
des Nachwärmeabfuhrsystems 21 erfolgt ebenfalls über Naturkonvektion
durch höher liegende Kühlwasserbehälter (nicht dargestellt) . Primärseitig können auch die Umwälzgebläse 19 eingesetzt
werden. Da das Nachwärmeabfuhrsystem 21 auf 2 χ 100 % ausgelegt ist und das Helium sowohl durch Naturkonvektion als
auch mittels der beiden Umwälzgebläse 19 (die, da parallelgeschaltet,
redundant sind und von denen bereits eins ausreichend wäre) umgewälzt werden kann, besitzt das System eine sehr hohe
Verfügbarkeit.
In den Figuren 3 und 4 ist eine Kernreaktoranlage gemäß der Erfindung
dargestellt, die sich von der eben beschriebenen Anlage nur in der Anordnung der beiden Umwälzgebläse 19 unterscheidet.
Die ebenfalls parallel zueinander geschalteten Gebläse sind seitlich an dem Stahldruckbehälter 1 angebracht, und zwar in dem Bereich
des eingezogenen Teils la. Die Umwälzgebläse 19 sind durch Abschirmungen 26, 27 und 28 gegenüber dem Stahldruckbehälter 1
geschützt. Eine weitere Abschirmung in Form eines Verdrängungskörpers 29 ist in jedem der beiden Gebläseeinläufe 30 vorgesehen.
Die Kernreaktoranlage weist einen zweiten Kaltgassammelraum 25 auf, von dem aus das Kaltgas durch besondere Leitstücke
zunächst den Umwälzgebläsen 19 zugeleitet wird, ehe es durch
...10/
den Ringspalt 17 in den ersten Kaltgassammelraum 7 am unteren
Ende des Kerns 3 gelangt.
Sowohl die Kernreaktoranlage gemäß Figur 1 als auch gemäß Figur 3 kann von einer biologischen Abschirmung aus Beton umgeben
sein; von dieser ist in den Figuren 1 und 3 nur das Fundament 32 gezeigt. Diese Abschirmung stellt die Sicherheitshülle der
Kernreaktoranlage dar und ist in an sich bekannter Weise mit einem im Naturumlauf betriebenen Betonkühlsystem ausgerüstet.
Das Betonkühlsystem kann zusätzlich für die Nachwärmeabfuhr
eingesetzt werden, wobei jedoch die Sicherheitshülle thermisch belastet wird. Das Betonkühlsystem wird bei der erfindungsgemäßen
Anlage jedoch nur in dem hypothetischen Fall angefordert, daß ein Druckentlastungsstörfall eintritt und gleichzeitig beide
Umwälzgebläse 19 ausfallen. Bei diesem äußerst unwahrscheinlichen Ereignis wird die Nachwärme über das Betonkühlsystem abgeführt,
ohne daß irgendwelche aktiven Maßnahmen erforderlich werden.
In den Figuren 5 und 6 ist eine erste Ausführungsvariante für eine Äbsperreinrichtung dargestellt. Sie besteht aus einem fest
angeordneten Hohlzylinder 33, der sich an die Heißgasleitung 13 anschließt und zwei Reihen 34, 35 von Gasschlitzen aufweist sowie
aus einem auf dem Hohlzylinder 33 bewegbaren hohlzylinderartigen
Schieber 36, an dessen unterem Ende ein ringartiges Abdeckteil 37 angebracht ist. Die erste Reihe 34 der Gasschlitze
befindet sich im Bereich des zweiten Heißgassammelraumes 14; die zweite Reihe 35 ist im Bereich oberhalb des Nachwärmeabfuhrsystems
21 vorgesehen. Der das Nachwärmeabfuhrsystem 21 enthaltende obere Druckbehälterteil 20 ist zu dem zweiten Heißgassammelraum
14 hin durch eine Trennwand 38 abgeschlossen, in der sich ein ringartiger Durchgang 39 befindet. Dieser Durchgang
ist mittels des Abdeckteils 37 verschließbar.
...11/
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• M-
In der Figur 5 ist der Schieber 36 in seiner oberen Stellung gezeigt, in der er die zweite Reihe 35 der Gasschlitze abdeckt
sowie den ringartigen Durchgang 39 zusperrt. Das Heißgas kann jetzt nur in den zweiten Heißgassammelraum 14 und von diesem
aus in den Dampferzeuger 12 gelangen. Diese Stellung hat der Schieber 36 bei Normalbetrieb.
In der Figur 6 nimmt der Schieber 36 seine untere Stellung ein. Hierbei sind die Gasschlitze der ersten Reihe 34 abgedeckt und
die der zweiten Reihe 35 freigegeben. Das Heißgas kann jetzt nur in das Nachwärmeabfuhrsystem 21 eintreten. Gleichzeitig ist
der Durchgang 39 geöffnet, und das abgekühlte Gas kann zu dem Dampferzeuger 12 gelangen. Diese Schieberstellung liegt vor,
wenn die Anlage im Nachwärmeabfuhrbetrieb läuft.
Bei der in den Figuren 7 und 8 gezeigten Ausführungsvariante der Absperreinrichtung ist eine Anzahl von um eine Achse 40
schwenkbaren Klappen 41 vorgesehen. Ein Teil der Klappen 41 ist in einem an die Heißgasleitung 13 angeschlossenen Zentralkanal
4 2 angeordnet, und zwar derart, daß sie den gesamten Querschnitt des Kanals abdecken können. Auch hier befindet sich zwischen
dem oberen Druckbehälterteil 20 und dem zweiten Heißgassammelraum 14 eine mit öffnungen 43 für den Kaltgasdurchtritt
versehene Trennwand 38. Weitere Klappen 41 sind in dem Mantel des Zentralkanals 42 angeordnet, und zwar in der Weise, daß sie
entweder die öffnungen 43 oder in dem Mantel vorhandene Durchtrittsöffnungen
4 4 absperren.
Die in der Figur 7 gezeigte Klappenstellung liegt bei Normalbetrieb
vor: das Heißgas ist gegen das Nachwärmeabfuhrsystem 21 abgesperrt und kann nur in den Dampferzeuger 12 eintreten.
...12/
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In der Figur 8 ist die Klappenstellung bei Nachwärmeabfuhrbetrieb
dargestellt. Die im Zentralkanal 42 befindlichen Klappen 41 sind geöffnet und geben somit dem Heißgas den Weg zu dem
Nachwärmeabfuhrsystem 21 frei. Die in dem Mantel des Zentralkanals 42 angeordneten Klappen 41 nehmen diejenige Position ein,
in der die öffnungen 43 für den Kaltgasdurchtritt freigegeben
sind und der Dampferzeuger 12 von dem Heißgas abgesperrt ist.
Sowohl die Absperreinrichtung nach den Figuren 5 und 6 als auch die nach den Figuren 7 und 8 kann passiv - über Differenzdruck oder
aktiv - mittels eines Antriebs - betätigt werden.
...13/
Claims (12)
1. In einem Stahldruckbehälter untergebrachte Kernreaktoranlage mit einem gasgekühlten HT-Kleinreaktor, dessen aus einer
Schüttung kugelförmiger Brennelemente gebildeter Kern von unten nach oben von Kühlgas durchströmt wird, mit einem
im Kühlgasstrom angeordneten Wärmenutzungssystem, das oberhalb des HT-Kleinreaktors in dem Reaktordruckbehälter
installiert ist und dem mindestens zwei Umwälzgebläse nachgeschaltet sind, mit einer zentral durch das Wärmenutzungssystem
verlegten Heißgasleitung, die von einem ersten Heißgassammelraum oberhalb des HT-Kleinreaktors zu einem
zweiten Heißgassammelraum oberhalb des Wärmenutzungssystems führt, und mit einem in dem Stahldruckbehälter installierten
Nachwärmeabfuhrsystern, gekennzeichnet durch die folgen-
- den Merkmale:
a) das Wärmenutzungssystem besteht in an sich bekannter Weise aus einem mit Aufwärtsverdampfung betriebenen
Dampferzeuger (12);
b) das Nachwärmeabfuhrsystem (21) ist in einem unmittelbar
oberhalb des zweiten Heißgassammelraums (14) befindlichen Druckbehälterteil (20) angeordnet;
c) zwischen dem Dampferzeuger (12) und dem Nachwärmeabfuhrsystem
(21) ist eine Absperreinrichtung (24) vorgesehen, die folgende Funktionen hat:
aa) bei Normalbetrieb sperrt sie das Nachwärmeabfuhrsystem
(21) gegen den zweiten Heißgassammelraum (14) ab,
...14/
bb) bei Nachwärmeabfuhrbetrieb gibt sie die Verbindung zwischen dem Nachwärmeabfuhrsystem (21) und
dem zweiten Heißgassammelraum (14) frei und sperrt den Dampferzeuger (12) von dem Heißgas ab,
cc) ebenfalls bei Nachwärmeabfuhrbetrieb gibt sie den Durchtritt des aus dem Nachwärmeabfuhrsystem (21)
austretenden Kaltgases entweder zu dem Dampferzeuger (12) oder zu einer parallel zum Dampferzeuger
(12) angeordneten Gasführung (45) frei.
d) ' die im Kaltgasstrom liegenden Umwälzgebläse (19) sind
in an sich bekannter Weise zueinander parallelgeschaltet.
2. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Nachwärmeabfuhrsystem (21) von einem aus zwei Untersystemen
(2Ia7 21b) bestehenden Wärmetauscher-Rohrbündel
gebildet wird, wobei jedes Untersystem (21a bzw. 21b) für sich bespeist werden kann und für 100 %ige Nachwärmeabfuhr
ausgelegt ist.
3. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umwälzgebläse (19) in an sich bekannter Weise unterhalb des Stahldruckbehälters (1) angeordnet sind.
4. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stahldruckbehälter (1) in seinem oberen, den Dampferzeuger (12) enthaltenden Teil (la) eingezogen ist und die
Umwälzgebläse (19) seitlich am Stahldruckbehälter (1) im Bereich seines eingezogenen Teils (la) angebracht sind, wobei
zwischen dem Stahldruckbehälter (1) und den Umwälzgebläsen (19) sowie in den Gebläseeinläufen (30) Strahlenabschirmungen
(26, 27, 28, 29) vorgesehen sind.
...15/
5. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stahldruckbehälter (1) in an sich bekannter Weise von einer biologischen Abschirmung (32) aus Beton umschlossen
ist, die ein im Naturumlauf betriebenes Betonkühlsystem
aufweist.
6. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Nachwärmeabfuhrsystem (21) kühlwasserseitig durch Naturkonvektion aus mehreren geodätisch höher
liegenden Kühlwasserbehältern bespeist wird.
7. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Absperreinrichtung (24) derart ausgebildet ist, daß sie sowohl passiv als auch aktiv betätigt werden kann.
8. Kernreaktoranlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß für eine passive Betätigung der Absperreinrichtung (24) der Differenzdruck aus den Umwälzgebläsen (19) oder - bei
Verwendung eines hydraulischen Antriebs - aus dem Speisewasser-Kreislauf ausgenutzt wird.
9. Kernreaktoranlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß für eine aktive Betätigung der Absperreinrichtung (24) ein mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch gesteuerter
Antrieb vorgesehen ist.
10. Kernreaktoranlage nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Absperreinrichtung (24) einen fest angeordneten, an die Heißgasleitung angeschlossenen Hohlzylinder
(33) mit zwei Reihen (34, 35) von Schlitzen für den Gasdurchtritt sowie einen auf dem Hohlzylinder bewegbaren
hohlzylxnderartigen Schieber (36) aufweist, wobei die erste
...16/
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Schlitzreihe (34) im Bereich des zweiten Heißgassammelraums (14) und die zweite Schlitzreihe (35) im Bereich oberhalb
des Nachwärmeabfuhrsystems (21) vorgesehen ist, und daß an dem unteren Ende des Schiebers (36) ein ringartiges Abdeckteil
(37) zum Verschließen eines von dem oberen Behälterteil (20) zu dem zweiten Heißgassammelraum (14) führenden
Durchganges (39) angebracht ist.
11. Kernreaktoranlage nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Absperreinrichtung (24) aus einer Anzahl von um eine Achse (40) schwenkbaren Klappen (41) besteht,
von denen die einen in einem zu dem Nachwärmeabfuhrsystem
(21) führenden Zentralkanal (42) angeordnet sind und diesen
freigeben oder schließen und die anderen in dem Mantel des Zentralkanals (42), der an die Heißgasleitung (13) an- ·
schließt, vorgesehen sind und in der einen Stellung die ' Heißgasleitung (13) gegen den zweiten Heißgassammelraum
(14) absperren und dabei einen Durchgang (4 4) von dem oberen Behälterteil (20) zu dem zweiten Heißgassammelraum (14)
freigeben, in der anderen Stellung die erstgenannte Verbindung öffnen und den Durchgang (44) verschließen.
12. In einem Stahldruckbehälter untergebrachte Kernreaktoranlage mit einem gasgekühlten HT-Kleinreaktor, dessen aus einer
Schüttung kugelförmiger Brennelemente gebildeter Kern von unten nach oben von Kühlgas durchströmt wird, mit einem im
Kühlgasstrom angeordneten Wärmenutzungssystem, das oberhalb des HT-Kleinreaktors in dem Reaktordruckbehälter installiert
ist und dem zwei Umwälzgebläse nachgeschaltet sind, mit einer zentral durch das Wärmenutzungssystem verlegten Heißgasleitung,
die von einem ersten Heißgassammelraum oberhalb des
HT-Kleinreaktors zu einem zweiten Heißgassammelraum oberhalb
des Wärmenutzungssystems verführt, und mit einem in
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3446U1
dem Stahldruckbehälter installierten Nachwärmeabfuhrsystem, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
a) das Wärmenutzungssystem besteht in an sich bekannter Weise aus einem mit Aufwärtsverdampfung betriebenen
Dampferzeuger;
b) das Nachwärmeabfuhrsystem ist in einem unmittelbar
oberhalb des zweiten Heißgassammelraums befindlichen Druckbehälterteil angeordnet und durch eine Fortführung
der Heißgasleitung über den zweiten Heißgassammelraum hinaus mit Heißgas beaufschlagt;
c) die in dem Nachwärmeabfuhrsystem bei Normalbetrieb anfallende Wärme wird für die Speisewasser-Vorwärmung
des Dampferzeugers ausgenutzt.
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