NUCLEAR REACTOR INSTALLATION

Abstract: 1. Nuclear reactor plant having a reactor pressure vessel (1) which surrounds a liquid-cooled reactor core (2) consisting of fuel elements, having a fuel element storage reservoir (31) which is connected with the reactor pressure vessel by way of a floodable channel and having a fuel element charging machine (24), in which the floodable channel is formed by a trough (35, 55) which can be disassembled and which has on the underside an opening (41) for the connection with the reactor pressure vessel (1) and in which the charging machine (24) is provided with a radiation shielding (charging shaft 27) which extends from the top into the trough and the trough (35, 55) has on its underside a further opening (45) for the connection with the fuel element storage reservoir (31), characterised in that the trough (35, 55) consists of several parts (36, 37) which can be connected with each other in a sealed manner and can be separated again.

Description: Kernreaktoranlage Die Erfindung betrifft eine Kernreaktoranlage mit einem Reaktorbehälter, der einen aus Brennelementen bestehenden flüssigkeitsgekühlten Reaktorkern umschliesst, und mit einem Brennelement-Lagerbecken, das mit dem Reaktordruckbehälter über einen flutbaren Kanal verbunden ist. Der flutbare Kanal ist insbesondere bei wassergekühlten Reaktoren ein von den Wänden des Reaktorgebäudes gebildeter Graben, der Schleusen enthält. Zum Brennelement Wechsel wird der Reaktordruckbehälter geöffnet und der darüber liegende Raum ebenso wie der vorgenannte Graben mit Wasser gefüllt. Da in dem Brennelement-Lagerbecken ohnehin Wasser vorhanden ist, kann dann das Auswechseln der Brennelemente, vor allem aber der Abtransport der verbrauchten Brennelemente aus dem Reaktordruckbehälter, unter der Abschirmung des Wassers durchgeführt werden. Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, den baulichen Aufwand für das mit Hilfe einer Flüssigkeit durchgeführte Umladen der Brennelemente zu verringern. Diese Aufgabe stellt sich besonders bei Kleinreaktoren, wie sie zum Beispiel als Heizreaktoren eingesetzt werden sollen, weil dabei die Kosten der Baulichkeiten im Verhältnis zu den relativ geringen Kosten des eigentlichen Kernreaktors stark ins Gewicht fallen. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass der Kanal von einer demontierbaren Wanne gebildet wird, die an der Unter seite je eine Öffnung zur Verbindung mit dem Reaktordruckbehälter und dem Brennelement-Lagerbecken besitzt. Die Wanne sorgt für die erforderliche Flüssigkeitsdichtheit, so dass die sonst übliche Beckenauskleidung des vom Gebäude gebildeten Grabens entfallen kann. Vor allem aber kann der für die Wanne benötigte Raum dann, wenn kein Brennelement-Wechsel vorgenommen wird, für andere Zwecke genutzt werden. Die damit erreichbare Ersparnis an umbauten Raum ist beträchtlich, besonders dann, wenn eine Brennelement-Lademaschine, die zum Transportieren der Brennelemente verwendet wird, gemäss der weiteren Erfindung mit einer von oben in die Wanne reichenden Strahlenabschirmung versehen ist, so dass die Abschirmung durch die Flüssigkeit verringert werden kann. Die Wanne besteht vorteilhaft aus mehreren dicht miteinander verbindbaren Teilen. Dies erleichtert die Unterbringung für die Zeit, wenn die Wanne nicht als Kanal benötigt wird. Die Teile können vorteilhaft aus Metall, insbesondere aus austenitischem Stahl, bestehen. Sie können aber auch in einer Mischbauweise zum Beispiel als Stahlteile mit Kunststoffbeschichtung oder als Kunststoffteile mit Stahleinlagen zur Verstärkung, insbesondere an den Anschlussstellen, ausgeführt werden. Besonders kostenggnstig kann es sein, wenn die Wanne Wände aus flexiblem Material umfasst, die zur Aufnahme eines Druckmittels mindestens stellenweise schlauchförmig ausgebildet sind. Die Wände können dann die gewünschte Form dadurch erhalten, dass sie wie bei einem Schlauchboot aufgeblasen werden. Dabei kann man durch eine Unterteilung für die erforderliche Sicherheit gegen Lecks sorgen. Zur Abstützung kann dabei das Reaktorgebäude beitragen, das den Reaktordruckbehälter, den Kanal und das Brennelement-Lagerbecken umfasst. Dies geschieht vorteilhaft dadurch, dass die Wände des Kanals unter der Einwirkung des Druckmittels am Reaktorgebäude anliegen. Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Fig. 1 und 2 bzw. 3 und 4 zeigen erfindungsgemässe Kernreaktoranlagen in zwei zueinander senkrechten Vertikalschnitten in zwei verschiedenen Ausführungen. Die Kernreaktoranlage umfasst einen Heizreaktor für etwa 100 MW (thermisch). Zu diesem gehört ein Reaktordruckbehälter 1, der den Reaktorkern 2 und nicht weiter dargestellte Wärmetauscher einschliesst. Über diese wird Wärme mit Hilfe von Druckwasser eines Zwischenkreises über Durchführungen 3 aus dem Reaktordruckbehälter 1 abgeführt. Die Durchführungen sind mit Sekundärwärmetauschern 5 verbunden, an die Warmwasserleitungen 6 mit einer Isolierung 7 zur Versorgung von Wohngebieten, Industrieanlagen oder dergleichen angeschlossen sind. Der Reaktordruckbehälter 1 sitzt in der Reaktorgrube 10 eines biologischen Schildes 11. Dies ist die zum Beispiel 2 m dicke Betonwand eines Reaktorgebäudes 12, das über etwa 2/3 seiner Höhe in das Erdreich eingelassen ist, dessen Oberfläche bei 13 angedeutet ist. Das Reaktorgebäude 12 besitzt eine verstärkte Betondecke 14 in der Höhe der Erdoberfläche 13. Darüber ist ein Hantierungsgebäude 15 errichtet, das mit einem Kran 16 zum Transport von Grosskomponenten ausgerüstet ist. Für den Zugang zum unteren Teil des Reaktorgebäudes 12 sind in der Decke 14 mit Deckeln 17 und 18 verschlossene Öffnungen 19 und 20 angeordnet. An der Unterseite der Decke 14 ist eine Lademaschine 24 an Schienen 25 nach Art eines Portalkranes verfahrbar befestigt. Die Maschine besitzt einen abgeschirmten Ladeschacht 27, der eine Hubeinrichtung 28 umschliesst. Um den Ladeschacht 27 herum ist eine Bedienungsgalerie 29 angeordnet. Die Lademaschine 24 dient vor allem zum Brennelementwechsel, bei dem verbrauchte Brennelemente aus dem Reaktordruckbehälter 1 nach dem Abnehmen des Reaktordeckels 30 in ein wassergefülltes Brennelement-Lagerbecken 31 transportiert werden, damit sie dort in einem Lagergestell 32 bis zum Abtransport aufbewahrt werden können. Die Verbindung zwischen dem Reaktordruckbehälter 1 und dem Brennelement-Lagerbecken umfasst eine mit sogenannten Setzsteinen 34 fixierte Wanne 35, die aus zwei etwa gleichlangen Teilstücken 36 und 37 besteht. Die beiden Teilstücke aus rostfreiem Stahl haben den gleichen, aus der Fig. 1 ersichtlichen Rechteckquer schnitt. Sie sind mit Flanschen 38 an den einander zugekehrten Stirnseiten dicht miteinander verbunden. Der Teil 37 der Wanne 35 besitzt an seiner Unterseite 40 eine Öffnung 41, die durch einen Stutzen 42 mit einem Flansch 43 definiert ist. Der Flansch 43 kann dicht mit dem Deckelflansch 44 des Reaktordruckbehälters 1 verbunden werden. Die Unterseite 46 des Wannenteils 36 ist mit einem Flansch 47 versehen. Dieser umgibt eine Öffnung 45, die dicht mit der Wannenauskleidung 48 des Brennelement Lagerbeckens 31 verbunden werden kann. Die Wanne 35 bildet in der dargestellten, betriebsbereit montierten Lage einen dichten Kanal zwischen dem Inneren des Reaktordruckbehälters 1 und dem Brennelement-Lagerbecken 31. Dieser Kanal kann nach dem Aufsetzen der Wanne 35 mit Wasser gefüllt werden, so dass der Flüssigkeitsspiegel 50 erreicht wird. Damit ist es möglich, die Brennelemente aus dem Reaktorkern 2 in die Lademaschine 24 unter der Abschirmung des Wassers einzuziehen und in das Brennelement-Lagerbecken 31 zu transportieren. Zu diesem Zweck ragt der Ladeschacht 27 der Lademaschine 24, wie insbesondere die Fig. 1 deutlich zeigt, in die Wanne 35 unter die Wasseroberfläche 50. Damit ist durch den Ladeschacht 27 und das Wasser im Kanal 35 eine ausreichende Abschirmung sichergestellt, so dass das bei 52 angedeutete Personal die Arbeit des Brennelement-Wechselns ohne besondere Schutzmassnahmen durchführen und überwachen kann. Nach dem Brennelement-Wechsel kann die Wanne 35 entleert werden. Dann lassen sich die Teile 36 und 37 ineinanderstapeln und im Reaktorgebäude verstauen, zum Beispiel hochkant an der Stelle des dann wieder auf dem Reaktordruckbehälter 1 sitzenden Deckels 30. Damit steht der Raum oberhalb des Reaktordruckbehälters und des Brennelement-Lagerbeckens für weitere Arbeiten, zum Beispiel für den Abtransport verbrauchter Brennelemente in Brennelement-Transportbehältern zur Verfügung, die durch die Öffnung 19 ausgeschleust und mit dem Kran 16 abtransportiert werden. Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungs- form ist eine Wanne 55 aus flexiblem Material vorgesehen, das als Schlauch mit einer Vielzahl von Kammern 56 verarbeitet ist und mit Druckluft, Druckwasser oder Drucköl aufgeblasen wird, um die gewünschte Kanalform zu erhalten. Die Anschlussstellen am Reaktordruckbehälter 1 und am Lagerbecken 31 können in gleicher Weise wie bei den Blechteilen gestaltet sein. Ferner kann auch hier eine den Transport erleichternde Unterteilung mit einer Flanschverbindung 38 zwischen den Teilen 36 und 37 vorteilhaft sein. 5 Patentansprüche 4 Figuren

Claims: Patentansprüche 1. Kernreaktoranlage mit einem Reaktorbehälter, der einen aus Brennelementen bestehenden flüssigkeitsgekilhlten Reaktorkern umschliesst, und mit einem Brennelement-Lagerbecken, das mit dem Reaktordruckbehälter über einen flutbaren Kanal verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Kanal von einer demontierbaren Wanne (35) gebildet wird, die an der Unterseite (40, 46) je eine Öffnung (41, 45) zur Verbindung mit dem Reaktordruckbehälter (1) und dem Brennelement-Lagerbecken (31) besitzt. 2. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wanne (35) aus mehreren dicht miteinander verbindbaren Teilen (36, 37) besteht. 3. Kernreaktoranlage nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wanne (55) Wände aus flexiblem Material umfasst, die zur Aufnahme eines Druckmittels mindestens stellenweise schlauchförmig ausgebildet sind. 4. Kernreaktoranlage nach Anspruch 3 mit einem Reaktorgebäude, das den Reaktordruckbehälter, den Kanal und das Brennelement-Lagerbecken umfasst, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wände unter der Einwirkung des Druckmittels am Reaktorgebäude anliegen. 5. Kernreaktoranlage nach einem der AnsprUche 1 bis 4 mit einer Brennelement-Lademaschine, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Lademaschine (24) mit einer von oben in die Wanne (35, 55) reichenden Strahlenabschirmung (27) versehen ist.

Inventors: GOETZMANN, CLAUS, DIPL.-ING., HAU, GERHARD, RAU, PETER, DIPL.-ING. (FH)
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: G21C19
IPC codes: G21C19