DE1551053A1 - Im Inneren von Druckgefaessen fuer Druckwasser-Kernreaktoren untergebrachter Dampferzeuger - Google Patents

Description

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Werner-von-oiemens-utr. 50

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Im Inneren von Bruekgefäßen für Druckwasser-Kerrireaktoren untergebrachter Dampferzeuger

Zusatz zu Patent" (Anm. S 101 997 Ie/i3g - ^LA 66/'j66)

Die vorliegende Erfindung besieht sich auf im Inneren von Lruck- ^efrjiien für Druckwasser-Kernreaktoren untergebrachte Dampferzeuger, eile nach dem Hauptpatent 3 H>1 997 Ia/13g - PLA 66/1 j66 aus einer Vielzahl von Einzelelementen mit jeweils eigenen Sekur:- därsnschlüssen bestehen und die wärmeübertragenden Flächen dieser Einzelelemente aus geraden Rohren oder Platten ohne ein eigenes Gehäuse jrwi.sehen Llammelräumen für den sekundären Wärmeträger angeordnet sind und die Strömungsrichtung des primären vvarmetragers im wesentlichen senkrecht zu derjenigen der sekundären verläuft.

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Kernreaktoren, bei denen außer dem eigentlichen Reaktor auch aie Dampferzeuger mit im gleichen Druckgefäß untergebracht sind, werden allgemein als integrierte Reaktoren bezeichnet, wie auch in der '^Tauptanmeldung dargestellt, ist es dabei besonders vorteilhaft, die «värmetauscher möglichst klein und kompakt auszuführen, damit die Dimensionen des Reaktordruckgefäßes beherrschbar bleiben.

Die in der Hauptanmeldung dargestellten Aufbauiaöglichkeiten integrierter Reaktorer, werden durch die vorliegende Erfincung ergänzt, die eine ganz besondere vorteilhafte Anordnungsweise der ^US aeir. Hauptpatent bekannten Dampferzeuger zeigt, und aeren Anwendung auch bei solchen Reaktoraruckgefäßen möglich 1st, aie äurch pußere, lelt gehaltene 7erspannur.gsmittei — siehe unsere Anmeldungen J 97 134- VIIIe/?*g (JrLA 65/"3i7) sowie 3 97 ϊΊι IVa/ 'ILA 65/1'5;?j) - ihre Druckfestigkeit erhalten und direkt an der Baustelle aufgebaut werden können. Tirfindungsgemäö sind die jlinzel elemente der Dampferzeuger oberhalb des Reaktorkernes zwischen den Kühlkanälen am Drüofcgefäßdeckel hängend angeordnet und sind die Kühlkanäle in Höhe dieser Elemente mit seitlichen .iUptrittsöffnungen für das aufgeheizte Kühlmittel versehen. Derartige Dampferzeugeranordiiungen eignen sich insbesondere für sohwerwBsseraöderierte Druckwasserreaktoren integrierter Bauart, ia aurch diesen speziellen Aufbau das benötigte öehwerwasservoiumen erheblich niedriger gehalten werden kann, als bei Anordnungen üblicher Wärmetauscher außerhalb des Reaktorkessels.

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Die Figuren l und 2 zeigen nun ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Querschnitt sowie in einer Drauf-. sieht. Dieses Beispiel stellt einen schwerwassermoaerierten Druckwasserreaktor dar, dessen Kühlkanäle über den Druckkesseldeckel hinausragen und dort mit besonderen Verschlüssen versehen sind. Kit Hilfe einer speziellen Lademaschine, ähnlich der, wie sie beispielsweise beim Mehrzweckforschungsreaktpr in Karlsruhe engewendet wird, können diese Verschlüsse geöffnet und aie in den Kühlkanälen befindlichen Brennelemente ausgewechselt werden.

Der Druckkessel 1, 7 und 3 erhält seine eigentliche Druckfestigkeit durch äußere Spannglieder, wie sie in den Anmeldungen 3 97 134 ^:/IIIe/2¹g :iLA 65/¹3¹7) sowie 3 97 29b IVa/12g (PLn 6^/1329) näher dargestellt sind. In diesem Beispiel sind lediglich der übersieht! ichkeif h-*: ter nur die vertikaler, opannelemente, bestehend aus den Trägern 1" und ¹^ sowie den Spannseilen 28 dargestellt. Durch gekühlte Bleche 12 und 13 wird die Betriefcstenreratur dieser Sfinnelemente niedrig sehalfen. lter krhftiif·. otenipel 6 stützt sich aer eigentliche Kesseldeakel bzw. Kesse'-bräen auf aie Träger *C bzw. ¹" se. !.er zylindrische' Tei^ ae: Kessels 2 und 1 kann beispielsweise an der Baustelle aus einzelnen Ringen zusammengesetzt werden, aie untereinander lediglich aurch eine richtechweio-naht vertunäen sein müssen. Für r.^c. einzelnen Kesselringe tietet sich datei die an eich bekanr.te sogenannte Aickelbauweise an.

Durcr aieüe besondere Art aer -irtickir.^:i.;igen .-.tst^tzun^ aer -;1_;"-π^<:-

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lichen Kesselwandung ist es möglich, einen an sich unüblichen ebenen Kesseldeckel 3 zu verwenden und daran die einzelnen Wärmetsuscherelemente 5 aufzuhängen. Das Aufhängen geschieht dabei zweckmäßigerweise an den konzentrischen Zuführungsleitungen für den sekundären Vkärmeträger, so daß nur einfache Bohrungen für diesen Zweck erforderlich sind. Die Abdichtung dieser Durchführung kann außerhalb des Kessels durch an sich bekannte Mittel, wie opezialdichtungen oder Dichtschweißung erfolgen. Die KühlkanHle 29, die die Brennelemente 30 enthalten, durchsetzen an den Stellen 4 ebenfalls den ebenen Kesseldeckel 3 und sind außerhalb desselben durch üpezialverschlüsse 14, die von einer Lädemaschine aus betätigt werden können, abgeschlossen. Die V.ärr.etauscherelemente 5 können,·wie dargestellt, auch zusätzlich über ihre Unterseite in einer Abschirmplatte 19 oberhalb des eigentlichen Moderatorbehälters geführt werden. Dieser Moderatorbehhlter besteht aus dem zylindrischen Teil 16 und dem Deckel sowie dem Boden 16; er kann verhältnismäßig dünn gehalten werden, aa seine Druckbelastung nur gering ist. Im Reaktordeckel 3 sind in aiesem Beispiel außerdem aie Kühlmittelumwälzpumpen 25 ein-'.ecetrt, die durch die Motoren 27 außerhalb des Druckgefäßes ^r.rf-TieVen werfen . wie in der Figur 1 dargestellt, ist eine be:-:nai;re .'erscnr^ubung dieser Pumpen nicht notwendig, da sie -. aie 'Jruck stempel 6 gegen den Kesseldeckel 3 gepreßt werden.

/.ie p'jch aus der Figur 2, die eine Draufsicht dieses Reaktors, darstelle^ hervorgeht, sina die Wärmetauscherelemente 5 in den Zv/i^ehenr^urr.en zwischen den Kühlkanälen 2-j angeordnet. 3ie können n .verschnitt haben, ,jedoch wie in Figur 2 bei 5'

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angedeutet, auch in die seitlichen Zwischenräume zwischen den Kühlkanälen 29 hineinragen und somit einen besseren Füllfaktor durch .die wrirmetauschenden Flächen ergeben. Die Kühlkanäle 2^lj haben in Fö'tie dieser Wärmetauscherelemente 5 seitliche Öffnungen "5. «us diesen strömt das an den Brennelementen 30 aufgeheizte Kühlmittel nach außen und durchsetzt also die Wärmetauscher praktisch im „.uerstrom zum sekundären Kühlmittel. Durch die Pumpen 25 an ner Kesselwandung wird es durch die Räume 24, 23 und 2c¹ nach unten geführt, von wo es erneut in die Kühlkanäle 2¹J, von denen lediglich einer dargestellt ist, eindringt.·

lipr LberrichtLichkcit halber sind die Fußpunkte der Abstützelemente 6 in" Figur 2 lediglich durch Kreuze angedeutet, aus dieser Figur ist auch zu ersehen, daß senkrecht zu den Trägern 11 bzw. '-.·' aie Anschlußleitungen 8 und 9 der einzelnen Wärme- r tauschereiemente nach außen geführt sind. In jeder dieser Anroh umleitungen sitzt ein eigenes, sekundärseitiges Absperrorgan. Im Falle eines Defektes ist es auf diese Art und Weise einfach möglich, ein einzelnes Wärmetauscherelement abzuschalten, ohne dabei den Betrieb des gesamten Reaktors wesentlich zu beeinträchtigen.

An der unteren Seite des Reaktorkessels ist noch eine Strahlenabschirmung 20 eingesetzt. Die Vergrößerung des Durchmessers des i-ruckkessels an der Stelle 2 ist zweckmäßig für die leichtere Unterbringung der Kühlmittelpumpen 25·

Selbstverständlich ließe sich eine derartige Anordnung von ein-

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zelnon kleinen /Wärmetauscher- bzw. Dampferzeugerelementen, deren Hohe in der Größenordnung von etwa 1,5 m liegt, auch bei anderen Keuselformen anwenden. Sie ist natürlich auch nicht nur auf eine otahlkesselkonstruktion beschränkt, vielmehr wäre ihre Anwendung auch bei Betonkesselkonstruktionen Mrchführbar. Das genannte Beispiel wurde jedoch gewählt, da· es bei einwandfreier f.ufnähme der Reaktordrücke eine verhältnismäßig einfache Inctallntion nicht nur des eigentlichen Reaktors, son er-* auch der A^!;;rmet8uscherelemente erlaubt. Auch ist in diesem "-'all eine Demontage dieser Wärmetauscherelemente bei stillge" ^fjtem Reaktor ohne allzu große Schwierigkeit durchführbar.

2 tatentanspruche
>' ?iguren

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Claims (1)

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1. Im Inneren von Br.uckgefäfien für Druckwasser-Kernreaktoren untergebrachter Dampferzeuger» nach Hauptpaient 3 101.997 Ia/I3g PIA 66/"!066, der aus einer Vielzahl von Einzelelementen mit jeweils eigenen iJekundnranschlüssen besteht und die wärmeübertragenden Flächen dieser Kinzelelemente aus geraden Rohren oder Platten ohne ein eigenes Gehäuse zwischen SammeIräumen für den sekundären Wärmeträger angeordnet sind und die Strömungsrichtung des primärer, «armeträgers im wesentlichen senkrecht zu derjenigen des sekundären ver-Tauft, dadurch gekennzeichnet, daß die .iir.zelelemente oberhalb des Reaktorkerns zwischen den Kühlkanälen am Druckgefäßdeckel hängend angeordnet sind und die Kühlkanäle in Höhe dieser Slemente ir.it seitlichen A r-strittsöffnungen für .ias aufgeheizte Kühlmittel versehen sina.

i. .--.nwendung aieeer I^arr.prerzeugeranoranung für s DruckwasserreaStoren integrierter Sauart.

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