DE2740185B2 - Kernreaktor mit einem biologischen Schild - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kernreaktor, bestehend aus einem Reaktordruckgefäß und einem biologischen Schild, der das Druckgefäß konzentrisch beabstandet, unter Bildung eines Ringraumes, umgibt, mit einem zusätzlichen Strahlenschutzschild, der die obere öffnung des Ringraumes bedeckt.

Ein derartiger Kernreaktor ist aus der US-PS 38 12 008 bekanntgeworden.

im bekannten Fall ist das zusätzliche Strahlenschutzschild in erster Linie eine hohle Dichtung, die während des Brennelementwechsels dazu dient, den Ringraum von dem wassergefüllten Raum oberhalb des Reaktordruckgefäßes abzudichten. Dieser wassergefüllte Raum ist dabei der eigentliche Strahlenschutzschild für das Bedienungspersonal; die Dichtung selbst vermag demgegenüber nur einen verschwindend kleinen Strahlungsanteil zu absorbieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Strahlung bereits unmittelbar beim Austritt aus der oberen öffnung des Ringraumes abzuschirmen.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß der zusätzliche Strahlenschutzschild in an sich bekannter Weise aus einem mit einem die Strahlung absorbierenden Material gefüllten flexiblen Behälter besteht.

Mittels dieses Behälters läßt sich eine wirksame Abschirmung der Strahlung an der oberen Öffnung des Ringraumes erreichen.

Durch die FR-PS 22 96 250 ist ein flexibler, mit die Strahlung absorbierendem Material gefüllter Behälter als Strahlenschutzschicht bekanntgeworden. Im bekannten Fall ist der Behälter mit Bleigranulat gefüllt, im scharfen Gegensatz zur Erfindung, gemäß der der Behälter mit einer die Strahlung absorbierenden Flüssigkeit gefüllt ist. Dieser Schild ist leichter und füllt die abzuschirmenden öffnungen mit großem Vorteil weit besser aus, weil er sich besonders gut an die entsprechenden Flächen der Öffnungen anschmiegt bzw. Gegenstände umschlingt Zu dieser Lehre findet der Fachmann in dieser FR-PS keinen Hinweis und keine Anregung. Außerdem fehlt, jeder Hinweis auf den Kernreaktor bzw. die Verwendung als zusätzlicher Abschirmschild.

Die FR-OS 21 67 394 zeigt ein wissenschaftliches Werkzeug, jedoch kein biologisches Schild. Es ist zwar ein Behälter vorgesehen, der mit einer Lösung gefüllt ist jedoch dient diese Anordnung dazu, ein Objekt einer

ίο definitiven Strahlung auszusetzen, um zu prüfen, wie sich dieses Objekt bei Bestrahlung verhält Der Behälter ist dabei nicht flexibel, weil die Flexibilität unerwünschte Änderungen im Prüfverfahren zur Folge hätte.

Die DE-AS 11 55 898 betrifft ein Strahlenschutzfen-

rter, d.h. weder ein Schild und schon gar nicht ein flexibles Schild. Sie wendet sich an ein Reinigungssystem für ein Schild, bei dem Wasser dazu verwendet wird, die Fenster sauber zu halten, in dem das Wasser umgewälzt und gefiltert wird. Bei dieser Anordnung sind somit die Fenster als solche, d. h. die Scheiben, der Schild, wogegen das Wasser lediglich ein Reiniger ist
Die nicht vorveröffentlichte prioritätsältere DE-PS

27 39 706 zeigt ebenfalls einen mit einem die Strahlung absorbierenden Material gefüllten flexiblen Behälter als Strahlenschutzschild. Hierbei fehlt jedoch jeglicher Hinweis als zusätzliche Abschirmung für die obere öffnung des Ringraumes zwischen Reaktordruckgefäß und biologischem Schild eines Kernreaktors.

Weitere ausgestaltete Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele.
Es zeigt

F i g. 1 ein Reaktordruckgefäß und ein dieses umgebendes biologisches Schild mit dem Strahlenschutzschild gemäß der Erfindung;

F i g. 2 eine Ansicht entlang den Linien 2-2 der F i g. 1, Fig.3 eine Seitenansicht (teilweise in Vertikalansicht) eines Strahlenschutzschildes für die durch das biologische Schild sich erstreckende Frischdampfleitung,

F i g. 4 eine Ansicht entlang den Linien 4-4 der F i g. 3, F i g. 5 eine Ansicht entlang den Linien 5-5 der F i g. 2, F i g. 6 eine Draufsicht einer modifizierten Form des Strahlenschutzschildes gemäß der Erfindung,
F i g. 7 eine Ansicht entlang den Linien 7-7 der F i g. 6, F i g. 8 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Erfindung, die der auf F i g. 6 dargestellten Ausführungsform ähnlich ist, und

F i g. 9 eine Ansicht entlang den Linien 9-9 der F i g. 8. Die F i g. 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Kernreaktordruckgef?ßes 20 und eines biologischen Schildes 22. Das biologische Schild 22 begrenzt einen Raum 24. Die Wände des biologischen Schildes 22 sind

von dem Druckgefäß 20 beabstandet, wobei ein ringförmiger Raum 26 mit einem offenen oberen Ende

28 entsteht. Das Reaktordruckgefäß hat ein kreisförmiges Gesims 30, das benachbart dem kreisförmigen Gesims 32 auf dem biologischen Schild ist.

Die öffnung 28 zwischen den Gesimsen 30 und 32 wird überbrückt durch eine Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Strahlenschutzschildes, der allgemein durch die Ziffer 54 bezeichnet ist. In einer vereinfachten Darstellung der Erfindung besteht die Ausführungsform nach F i g. 1 aus einem Behälter, der aus einem flexiblen und/oder elastischen Plastikmaterial oder elastomeren Material hergestellt ist und eine wasserstoffhaltige Flüssigkeit 36 enthält. Diese Flüssigkeit enthält vorzugsweise auch Borverbindungen. Sie

dient als Moderator und Absorptionsmittel für die Neutronenstrahlung, die aus dem Reaktordruckgefäß austritt Geeignete Einlaßöffnungen 42 und 44 sind vorgesehen, um den Behälter mit der absorbierenden Flüssigkeit füllen bzw. diese ablassen zu können. Zum Umwälzen des absorbierenden Materials in dem Behälter ist ein Umwälzsystem vorgesehen, das aus Einlaß- und Abflußleitungen 38 und 40, aus einer von einem Motor M angetriebenen Pumpe P und aus einem Reservoir R, das mit der absorbierenden Flüssigkeit ι ο gefüllt ist, besteht

Wenn der Strahlenschutzschild außer Betrieb ist kann die Flüssigkeit aus dem Behälter abgelassen werden; der Behälter kann dann leicht zu einem kleinen Paket zusammengefaltet werden, das bequem gelagert werden kann.

Eine Alternative zu dem kontinuierlichen ringförmigen Schild in den F i g. 1,2 und 5 ist eine Aufeinanderfolge voneinzelnen, gewölbten Segmenten oder Behältern 46, die, wie in den Fig.6 bis 9 gezeigt verwendet werden können. In den F i g. 6 und 7 sind die separaten Behälter um die öffnung 28, die durch die Gesimse 30 und 32 begrenzt wird, mit ihren Enden unmittelbar aneinandergelegt In den Fig.8 und 9 dagegen überlappen sich die Segmente oder Behälter. Einander überlappende Segmente können in verschiedenen horizontalen Ebenen liegen, um einen in Fig.9 dargestellten Strahlenschutz zu bewirken; bei dieser Ausführungsform kann dabei der auftretende Luftstrom durch das gebildete Labyrinth strömen (Pfeile). Ferner erleichtern diese aus Segmenten bestehenden Schilde die Handhabung.

Bei beiden Ausführungsformen kann man leicht sehen, daß die flexiblen Behälter das Bedienungspersonal auf dem Bedienungsgang 48 vor Strahlung schützen, die aus dem Reaktordruckgefäß 20 austritt Zudem reduziert der Schild, nachdem der Reaktor abgeschaltet ist die Strahlung in den oberen Teil des Reaktors. Infolge seiner Flexibilität schmiegt sich der Schild irgendwelchen Unregelmäßigkeiten in benachbarten Oberflächen an und ist auch wirksam bei öffnungen verschiedener größen. In anderen Worten, es besteht keine Notwendigkeit genaue Toleranzen bei der Herstellung einzuhalten, um einen wirksamen Schild herzustellen.

Es ist zweckmäßig, die öffnung 52 in der Seitenwand des biologischen Schildes 22, die einen Durchgang für die Leitung 54 darstellt die zu dem Druckgefäß 20 führt ebenfalls zu verschließen. Wie in den F i g. 3 und 4 gezeigt wird, ist eine Vielzahl von Behältern 46 in den ringförmigen Kaum 52 um die Leitung 54 eingeführt Bei beiden Ausführungsformen sind die Behälter 46 mit einer die Strahlung absorbierenden Flüssigkeit gefüllt

Die Behälter sind mit einer Aufhängevorrichtung 58, 60 am biologischen Schild befestigt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kernreaktor, bestehend aus einem Reaktordruckgefäß und einem biologischen Schild, der das Druckgefäß konzentrisch beabstandet, unter Bildung eines Ringraumes, umgibt, mit einem zusätzlichen Strahlenschutzschild, der die obere öffnung des Ringraumes bedeckt, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Strahlenschutzschild (34) in an sich bekannter Weise aus einem mit einem die Strahlung absorbierenden Material gefüllten flexiblen Behälter besteht

2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das absorbierende Material eine wasserstoffhaltige Flüssigkeit ist, die darin gelöste Borverbindungen enthält.

3. Kernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenschutzschild (34) die Form eines Toroides hat

4. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 —3, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum Füllen und Entleeren des Behälters.

5. Kernreaktor nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum Umwälzen des absorbierenden Materials in dem Behälter.