DE2545758A1 - Reaktorgebaeude - Google Patents

Description

r ATBKT Air tr

ι tFL. mo. B. HOLZEB

RO AUOSBtTHG

-WXLgIBB-8ΤΒΛ>β> ΙΑ

w. 767

Augsburg, den 6. Oktober 1975

Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Allegheny County, Pennsylvania 15222, V.St.A.

Re ak t or geb ä ude

Die Erfindung betrifft ein Reaktor gebäude zur Aufnahme eines Kernreaktors und von Hilfseinrichtungen sowie von Material für den Betrieb des Reaktors, mit einem gemeinsamen Fundament zur Unterstützung des Reaktors und des Gebäudes.

Kernreaktoranlagen enthalten einen Kernreaktor, der

609 821/0256

* ei*

in einem Reaktorgebäude untergebracht ist, welches üblicherweise die Form eines mit einer Kuppel versehenen Zylinders aufweist und aus bewehrtem oder vorverdichtetem Beton besteht. Einlaß- und Aus laß leitungen für das Primärkühlmittel verlaufen radial an verschiedenen Winkelpositionen zwischen dem Reaktor und Dampferzeugern. Beim Kühlmittel handelt es sich üblicherweise um Druckwasser mit einem Druck von etwa 160 kp/cm und einer Temperatur von etwa 33O⁰C₀ Es können auch andere Strömungsmittel als Primär- und Sekundärkühlmittel Anwendung finden, oder es kann, wie beispielsweise beim Siedewasserreaktor, nur ein Strömungsmittel verwendet werden. Soweit die Erfindung auch bei Reaktoren mit solchen anderen Strömungsmitteln anwendbar ist, werden auch solche Reaktoranlagen vom Rahmen der Erfindung umfaßt. Die Dampferzeuger und die Primärkühlmittelleitungen befinden sich innerhalb des Reaktorgebäudes und das Sekundärkühlmittel aus den Dampferzeugern wird zu außerhalb des Reaktorgebäudes befindlichen Turbinen geleitet. Hilfseinrichtungen wie beispielsweise Pumpen und verschiedene Tanks sind in Hilfsgebäuden außerhalb des Reaktorgebäudes untergebracht.

Das Reaktor gebäude und der Reaktor ruhen auf einer flachen massiven Fundamentplatte, welche je nach den seismischen Bedingungen eine vertikale Dicke im Bereich von 3,70 m bis 15 m aufweist. Die Fundamentplatte weist

609821/02 56

2b4b758

einen Schlitz auf, dessen Querschnitt die Form einer Keilnut hat und durch welchen der Reaktor und die Röhren der Reaktorkerninstrumentierung hindurch verlaufen. Bei nachgespannten Reaktorgebäuden befindet sich gerade oberhalb der Fundamentplatte eine Umfangskammer, welche die Spannsehnenverankerungen zugänglich macht, die um das Gebäude herum verlaufen. Außerhalb des Reaktorgebäudes befindet sich ein Speichertank für Reservekühlmittel (normalerweise Wasser), welches normalerweise zum Füllen des Transportkanals für verbrauchten Brennstoff verwendet wird und im Falle eines Unfalls mit Kühlmittelverlust zur Reaktorkern-Notkühlung benützt wird.

Die Pumpeneinheiten, Ventile und die elektrischen Schalteinrichtungen, welche das Sicherheitseinspritzsystem bilden, sind in einem Hilfsgebäude außerhalb des Reaktorgebäudes untergebracht. Im allgemeinen sind aus Sicherheitsgründen zwei, drei oder vier Sicherheitseinspritzsysterne vorgesehen, welche an mit gegenseitigen Winkelabständen gelegenen Stellen des Primärkühlsystems des Reaktors Notkühlmittel einspritzen können. Jedes dieser Systeme befindet sich in einem anderen Geschoß des Hilfsgebäudes, und die Leitungen jedes Systems verlaufen um das Reaktor gebäude herum zu einer Durchbruchstelle, wo sie in das Reaktorgebäude hineingeführt

609821/0256

sind. Nach dem Eintritt in das Reaktorgebäude verlaufen die Rohrleitungen und die elektrischen Leitungen entweder fächerartig oder am Innenumfang des Gebäudes entlang zu den Anschlußstellen des Reaktors« Außerdem ist ein Sumpf durch zwischen dem Inneren des Reaktorgebäudes und den verschiedenen Geschossen des Hilfsgebäudes verlaufende Leitungen mit aus Pumpen, Ventilen und Schalteinrichtungen bestehenden Gerätesätzen verbunden.

Sowohl das die oben beschriebenen Sicherheitseinspritzsysteme enthaltende Hilfs gebäude als auch das Reaktor gebäude mit seiner Fundamentplatte sind so konstruiert, daß sie seismischen Stößen widerstehen können. Jedoch können im Falle eines Erdbebens das Hilfs gebäude und das Reaktor gebäude mit der Fundamentplatte, die sich an verschiedenen Orten befinden, unterschiedlich auf Stöße reagieren und ein möglicherweise eintretender Bruch der Verbindungsleitungen zwischen dem Reaktorgebäude und den Sicherheitseinspritzsystemen kann eine Katastrophe infolge einer seismischen Störung erheblich verschlimmern.

Die Kosten des Sicherheitseinspritzsystems und der Hilfseinrichtungen bei bekannten Kernreaktoranlagen sind hoch. Die zu veranschlagenden Kosten für diese Teile einer typischen bekannten Reaktoranlage mit zwei oder drei

609821/0256

Sicherheitseinspritzsystemen belaufen sich, auf der Basis des Preisniveaus im Jahre 1973, auf etwa 20 Millionen Dollar; nämlich 5 Millionen Dollar für das Hilfsgebäude und 15 Millionen Dollar für die Rohrleitungen und Ventile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reaktorgebäude für Kernkraftwerke so zu gestalten, daß es beträchtlich kostengünstiger als bekannte Re ak tor gebäude ist und daß auch die Konstruktion der Sicherheitseinspritzsysteme vereinfacht ist.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist ein solches Reaktorgebäude gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Fundament in Kammern unterteilt ist und eine obere, etwa horizontale Platte und eine untere, etwa horizontale Platte sowie vertikale Wände zwischen den horizontalen Platten aufweist, daß weiter diese Wände und die horizontalen Platten miteinander eine starre Konstruktionseinheit bilden und daß die zwischen den Wänden und Platten gebildeten Kammern zur Aufnahme der Hilfseinrichtungen und der für den Reaktorbetrieb erforderlichen Materialien dienen.

Die obere und die untere Platte sind einstückig mit Ring- und Radialwänden zu einer festen Konstruktion miteinander verbunden. Die Fundamentρlatteη bestehen vorzugsweise aus

609821/0256

25457138 ■ i-

bewehrtem Beton und bilden zusammen mit den vertikalen Wänden einen Sockel, der ein Fundament für das Reaktorgebäude und den Reaktor mit größerer Starrheit als eine herkömmliche massive Fundamentplatte aus etwa der gleichen Betonmenge darstellt. Vorzugsweise steht der Rand des Fundaments über den Reaktorgebäude umfang über bzw. weist bei Kreis form einen größeren Durchmesser als das Reaktorgebäude auf, und der überstehende Fundamentteil ergibt mit seiner Tiefe und seiner Innenkonstruktion eine zusätzliche Stützfläche für die unterstützten Teile und daher einen geringeren Bodendruck und eine verbesserte Stabilität.

Das Fundament ist zu einem großen Teil hohl und enthält also nutzbares Innenvolumen. In einem Teil dieses Raumes ist vorzugsweise der Reservekühlmittelspeichertank für das Sicherheitseinspritzsystem angeordnet.

In einem Teil des verbleibenden Fundame nt volume ns können Maschinen von Hilfssystemen und Tanks eingebaut 3ein„ Unter diesen Hilfssystemen sind parallel angeordnete, identische Lei tun gs anlagen und elektrische Einrichtungen von zwei, drei, vier oder noch mehr Einzelanlagen des Sicherheitseinsprit zsystems. Die Trennung zwischen diesen Einzelanlagen ist einfach dadurch sichergestellt, daß jede Einzelanlage in einem eigenen, abgeschlossenen Fund ame nt segment angeordnet

- 6 609821/0256

ist. Das gesamte Sicherheitseinspritzsystem ist innerhalb des starren, mit dem Reaktor gebäude einstückig ausgebildeten Fundaments untergebracht, so daß e3 widerstandsfähiger gegen Erdstöße und andere Bruchgefahrquellen ist«, Die Verbindungsleitungen sind außerdem viel kürzer, wodurch die Beschädigungen ausgesetzte freiliegende Länge dieser Leitungen verringert ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben» Es stellen dar:

Fig. 1 eine 3chematische perspektivische

Darstellung einer Ausfuhrungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen Teilschnitt, der schematisch

ein Sicherheitseinspritzsystem einer er find ungs gemäßen Anordnung zeigt,

die Fig. 3A und 3B zusammen einen Vertikalschnitt

durch eine Anordnung nach der Erfindung entlang der Linie III-III in den Fig. 5A und 5B,

609821/0256

die Fig. 4A und 4B zusammen einen Vertikals Ghnitt

entlang der Linie IV-IV in den Fig. 5A und 5B,

die Fig. 5A und 5B zusammen einen Querschnitt in der

Ebene V-V in den Fig. 4A und 4B,

die Fig. Sk und 6B zusammen einen Querschnitt in der

Ebene VI-VI in den Fig. 4A und 4B,

die Fig. 7A und 7B zusammen einen Querschnitt in der

Ebene VII-VII in den Fig. 4A und 4B

die Fig. 8A und 8B zusammen einen Querschnitt in der

Ebene VIII-VIII in den Fig_e 4A und 4B,

die Fig. 9k und 9B zusammen einen Querschnitt in der

Ebene IX-IX in den Fig. 4A und 4B,

die Fig. 1OA und 1OB zusammen einen Querschnitt entlang

der Ebene X-X in den Fig. 4A und 4b, und

die Fig. HA und HB zusammen einen Querschnitt entlang

609821/0256

254S758

der Ebene XI-XI in den Pig. 4A und 4B.

Bei der in den Zeichnungen dargestellten Anlage handelt es sich um ein Kernkraftwerk 21. Im Interesse einer Beschreibung anhand eines konkreten Beispiels, was jedoch nicht als Einschränkung der Erfindung in irgendeiner Weise zu verstehen ist, wird nachstehend davon ausgegangen, daß das Kernkraftwerk 21 als Primarenergxeque lie einen Druckwasserreaktor 23 aufweist. Bei diesem Reaktor wird als Kühlmittel Wasser verwendet. Ein typischer Druckwasserreaktor weist eine thermische Ausgangsleistung von etwa 3^00 MW auf.

Die in den Zeichnungen dargestellte Anlage weist außer dem Reaktor 23 eine Anzahl von Dampferzeugern 25 und Primärkühlmittel-Leitungsschleifen 27 zwischen dem Reaktor und den Dampferzeugern 25 auf, Typischerweise sind vier derartige Schleifen 27 vorgesehen (Pig» 8). Das Primärkühlmittel (Druckwasser) wird mit Hilfe von Kühlmittelpumpen 29 durch die Kühlmittelschleifen 27 gepumpt. Dampfleitungen 31 leiten das Sekundäretrömungsmittel, nämlich Dampf, zu Turbinen, die in einem Turbinengebäude 33 untergebracht sind und elektrische Energie erzeugen.

Ein Manipulatorkran 35 (Pig· 3) dient zur Handhabung

609821/0256

der Innenteile des Reaktors bei der Brennstofferneuerung oder einer Reparatur des Reaktors. Die gestrichelten Kreise und 39 (Fig. 10) zeigen die Stellen, an welche die oberen und unteren Teile des Reaktors während solcher Vorgänge hinbewegt werden.

Die Anlage weist außerdem Ruckstrom-Wärmetauscher 41 (Fig. 2,8 und 9) auf, von denen jeder mit einer Einzelanlage des Sicherheitseinspritzsystems verbunden ist und welche zur Kühlung des während eines Unfalls mit Kühlmittelverlust in den Reaktor zurückgeführten Kühlmittels (Wasser) dient. Trotz der Tatsache, daß während eines solchen Unfalls die Steuerstäbe in den Reaktorkern eingeschoben sind, um die Energieerzeugung auf ein Minimum zu drosseln, wird immer noch eine beträchtliche Energiemenge (etwa 1 %, eher mehr als weniger) erzeugt. Außerdem sind Sammler 43 (Fig. 9 und 10), ein Druckerzeuger 45 (Fig. 3)» Ventilatoren 47 (Fig· H) und andere Hilfseinrichtungen vorgesehen.

Der Reaktor 23 und der Kran 35, die Dampferzeuger 25 und die Primärkühlmittelleitungen 27, die Pumpen 29, die Rückstrom-Wärmetauscher 41, die Sammler 43, der Druckerzeuger und die Ventilatoren 3ind in einem Reaktorgebäude 51 untergebracht. Dieses Reaktor gebäude 51 besteht au3 einem großen oberen, mit einer Kuppel versehenen Gebäudeteil 53 mit etwa

- 10 609821/0256

25457S8 • Λ.

zylindrischer Form und einem diesen tragenden hohlen Sockel 55 mit etwa kreisförmiger Ausbildung. Der Sockel 55 befindet sich in einem Erdschacht und dient als Fundament des Gebäudes 51. Der Gebäudeteil 53 weist typischerweise einen Durchmesser von etwa 42 m und eine Höhe von etwa 60 m auf. Der Sockel 55 weist einen Durchmesser von etwa 54 m und eine Tiefe von etwa 11 m auf.

Der Sockel 55 weist eine obere Platte 57, die einstückig mit der Wand dee Gebäudeteils 53 ausgebildet ist, und eine untere Platte 59 auf. Die beiden Sockelplatten 57 und 59 sind durch Ringwände 61 und Radialwände 67, die innerhalb des Sockels Kammern bilden, zu einer starren, steifen Konstruktion verbunden. Typischerweise weist die Wand des Gebäudeteils 53 eine Dicke von etwa 60 cm, die obere Sockelplatte eine Dicke von etwa 1,50 m und die untere Sockelplatte etwa 1,20 m auf„ Die vertikalen Wände sind, außer in der Mitte, etwa 45 cm und die Radialwände etwa 30 cm dick«, Vom Gebäudeteil 53 verläuft ein Schacht 69 bis zur Sockelplatte 59, Dieser Schacht 69 ist von einer Wand 71 begrenzt, die nahe der Platte 59 einen keilnutförmigen Querschnitt aufweist, wobei der untere Teil ringförmig und typischerweise etwa 1,50 m dick ist (Fig. 5) und sich nach oben bis auf 0,90 m (Fig. 6) verjüngt. Der gerade Keilnutabschnitt ist etwa 90 cm dick. Oberhalb dieses Teils geht die Wand 71 in einen

- 11 609821/0256

geschlossenen ringförmigen Querschnitt (Pig_e 7) über, der noch weiter oben in einen geschlossenen sechseckigen Querschnitt (Fig. 8) übergeht. Oberhalb davon (Fig. 9 und 10) dient diese Wand 71 als Zentrum für ein Gerippe von einstückigen Ring-, Quer- und Radialwänden 73, 74 und 75, die Kammern begrenzen, welche die Dampferzeuger 27, die Pumpen 29, die Röhren 31» die Wärmetauscher 41, die Sammler 43 und andere mit dem Reaktor 23 in Beziehung stehende Teile abschirmen. Die Wände 73 und 75 und der obere Teil der Wand 71 sind typischerweise etwa 60 cm dick.

Innerhalb des Reaktorgebäudes weist die Wand 71 einen Auflagerand auf, auf welchem der Reaktor 23 ruht. Ein Flansch 77 des Reaktors 23 ruht auf diesem Auflagerand und der Flansch 77 ist an seinem Umfang abgedichtet«, In der Kammer oberhalb des Reaktors 23 befindet sich Waseer 79, Der Kran 35 ruht auf einer Schulter 81 nahe dem oberen Ende der Wand 71, Ein die Instrumentierungskabel führendes Kerninstrumentierungsrohr 83 verläuft vom Boden des Reaktors zum Boden des Sockels 55» wo es durch eine abgedichtete Durchführung in der Wand 71 in eine Kerninstrumentierungskammer 85 verläuft«

Die Sockelplatten 57 und 59 bestehen aus bewehrtem Beton, Die Wand des Gebäudeteils 53 ist durch Sehnenanker

- 12 -

609821/02S6

vorgespannt, welche die Gebäudewand rund um den Gebäude umfang durchdringen. In einer ringförmigen Kammer 95 unter dem Rand der Platte 57 befinden sich Spannvorrichtungen 93 für die Sehnenanker 91. Diese Kammer 95 dient auch als Zugangsmöglichkeit für Wartungspersonal und außerdem als Reinigungsluftkanal.

Eine keilnutförmige Kammer 101, die etwa ringförmig ist und unter den Kühlmittellextungen 27 um den Schacht 69 herum verläuft, dient als Speicherbehälter für Reservekühlmittel. Diese Kammer 101 erstreckt sich zwischen der oberen Sockelplatte 57 und der unteren Sockelplatte 59 und ist mit einer korrosionsbeständigen Auskleidung 103 aus rostfreiem Stahl versehen. Diese Auskleidung 103 ist von gleicher Abmessung wie eine Stahlauskleidung 105, mit welcher die Wand des Gebäudeteils 53 ausgekleidet ist« Die beiden Auskleidungen 103 und 105 sind durch eine Schweißnaht 107 miteinander verbunden« Die Auskleidung 105 erstreckt sieh unterhalb der Platte 57 typischerweise in eine Tiefe von etwa 30 cm. Die Kammer 101 weist eine Entlüftung 102 zum Ablassen überschüssigen Dampfes auf. Die Kammer 101 weist typischerweise einen Innendurchmesser von 10,20 m, einen Außendurchmesser von 24 m und eine Höhe von 8,10 m auf«, Bei einer Reservekühlmitteltxefe von 6,90 m befinden sich in der Kammer 101 etwa 2,12 Millionen Liter Kühlmittel. Die

- 13 609821/0256

Menge des im Reaktor befindlichen Kühlmittels ist im Vergleich zu dieser Kühlmittelmenge klein.

über der Kammer 101 befindet sich eine Anzahl von Sümpfen 109. Schwerkraftabflußleitungen 111 leiten im Falle eines Unfalls mit Kühlmittelverlust Kühlmittel aus den Sümpfen 109 in die Kammer 101. Die Sümpfe 109 sind so ausgebildet, daß eine Strömung von, vom ausleckenden Reaktorkühlmittel aufgenommenem Schlamm in den Behälter 101 verhindert wird. Die Abflußleitungen 111 sind bis unterhalb des Kühlmittelspiegels nach unten geführt, um eine Rückströmung von radioaktivem Dampf in das Gebäude 53 auf ein Minimum zu verringern.

Eine Anzahl von voneinander unabhängigen Sicherheitseinspritzanlagen 113 können Kühlmittel aus dem Vorratsbehälter 101 in den Reaktor einleiten« Jede Einspritzanlage ist in einer Anzahl von getrennten Kammern 115, 117, angeordnet, die von der untersten Ebene des nach außen über den Gebäudeteil 53 überstehenden Ringteils des Sockels aus angeordnet sind. Diese Einspritzanlagen 3ind leicht durch einen Einstieg 121 in dem außerhalb des Gebäudeteils liegenden Ringteil der Sockelplatte 57 zugänglich. Die Kammern 115, 117 und 119 sind voneinander abgeteilt, um

- 14 -

609821/Ö2S6

ein überschwemmen einer Sicherheitseinspritzanlage im Falle eines Bruches einer Kühlmittelleitimg in einer anderen Einspritzanlage zu verhindern und um die Möglichkeit einer Beschädigung durch äußere oder innere Einwirkungen oder durch Sabotage zu verringern.

Jede Einzelanlage des Sicherheitseinspritzsystems (Fig. 2) weist eine Hochdruckpumpe 131, eine Niederdruckpumpe 133 und eine Gebäudesprühpumpe 135 auf. Diese Pumpen 131» 133 und 135 werden aus dem Kühlmittelspeicherbehälter 101 versorgt. Die Sprühpumpe 135 wird außerdem mit einem Zusatz aus einem Sprühzusatztank 136 in der Kammer 119 beaufschlagt» Die Hochdruckpumpe 131 und die Niederdruckpumpe 133 sind typischerweise mehrstufige Vertikalpumpen, Für Ausbau- und Ersatzzwecke ist ausreichend oberer Freiraum vorhanden» Diese Forderungen werden durch die Anordnung der Pumpen in einzelnen abgeschirmten Kammern 115» 117» 119 im äußeren Ringteil des Sockels 55 erfüllt. Die Niederdruckseiten der Pumpen 131, 133 und 135 jeder Einspritzanlage sind über Saugleitungen 139 und ein in einem Wasserbehälter 138 eingeschlossenes Ventil 137 mit dem Reservekühlmittelspeichertank 101 verbunden. Die Saugleitungen 139 verlaufen in flachen Rinnen 141 der Sockelplatte 59, um einen unbehinderten Arbeits- und Wartungsgang zwischen den inneren

- 15 609821/0256

und äußeren Kammern des Sockels 55 herzustellen. Die Hochdruckförderleitung 145 der Hochdruckpumpe 131 ist über ein Ventil 147 mit dem Reaktorkühlmittelsystem verbundene Die Hochdruckförderleitung 149 der Niederdruckpumpe 133 ist über ein Ventil 151 und den Wärmetauscher 41 an das Reaktorkühlmittelsystem angeschlossen. Die Druckleitung 153 der Sprühpumpe 155 ist über ein Ventil 157 mit dem Gebäudesprühsystem 155 verbunden.

Die Förderleitungen 145, 149, 153 verlaufen durch einen Rohrleitungsstollen 154 (Fig. 3) zu den Ventilen 147, 151, 157 und treten dann durch die obere horizontale Betonplatte 57 des Sockels 55 in das Reaktor gebäude ein_o Die Hochenergieleitungen innerhalb und außerhalb des eigentlichen Reaktorgebäudes sind durch diese Anordnung verkürzt. Innerhalb des Gebäudeteils 53 sind die von den Pumpen 131, 133 und kommenden Leitungen über ein System von steuerbaren Ventilen und Rückschlagventilen mit dem Reaktor verbunden, wie in RESAR 41 gezeigt ist.

Jeder der Sicherheitsanlagen II3 wird Energie von einer Einrichtung zugeführt, die in einer neben der zugehörigen Si cherheits anlage befindlichen Kammer !öl angeordnet ist. Jede Kammer I6I enthält Transformatoren 163 und I65 und Schalt- und Sicherheitseinrichtungen 167 und I69. Jede Kammer

- 16 609821/0256

wird von einem Diese!aggregat 170 mit Energie versorgt, welches auch betriebsfähig ist, wenn die Energiezufuhr vom Reaktor 23 unterbrochen ist.

Im Betrieb wird der Reservekühlmittelspeichertank mit Kühlmittel gefüllt gehalten, solange sich der Reaktor in Betrieb befindet. Wenn der Reaktor zum Zwecke der Brennstofferneuerung abgeschaltet ist, so wird das Kühlmittel in diesem Speicherbehälter für seinen eigentlichen Zweck eingesetzt, nämlich um den Transportkanal für verbrauchten Brennstoff zu füllen. Gemäß der Erfindung sind die Sümpfe 109 über den Reservekühlmittelspeicherbehälter 101 unmittelbar mit den Sicherheitsanlagen 113 verbunden, die ihrerseits im Falle eines Kühlmittelverlust-Unfalls Kühlmittel in den Reaktor zurückbefördern. Die bei bekannten Anlagen erforderliche Umschaltung ist hier nicht notwendig. Die Kühlmittelleitungen 139 sind kurz im Vergleich zu denjenigen bei bekannten Anlagen, da 3ie nur von den um den Speichertank 101 herum angeordneten Sicherheitsanlagen 113 zu entsprechend nah gelegenen Durchführungen 171 (Fig. 2) in den Tank 101 geführt sein müssen. Die Leitungen 145, 149 und 153 sind kurz, da sie nur von den Sicherheitseinrichtungen 113 zu Teilen des Reaktors 23 geführt sein müssen, die mit Bezug auf die Reaktorachse die gleiche Winkelposition haben wie

- 17 609821/0256

2 b 4 b 7 b

die zugehörigen Si ehe rhe its an lagen _β

Die Rohrleitungen der Sicherheitsanlagen verlaufen typischerweise vom Sumpf- und Reservekühlmittelspeicherbehälter zu den Pumpen, zum Reaktor gebäude und zum Reaktor durchschnittlich über eine Strecke von etwa 130 m bei bekannten Reaktoranlageη und über eine Strecke von etwa bei der erfindungsgemäßen Anordnung. Ein Teil dieser Verkürzung (vorsichtig geschätzt, mehr als 50 %) rührt von dem einfacheren Sicherheitseinspritzsystem her, welches getrennte Saugleitungen vom Gebäudesumpf 109 und vom Reservekühlmittelbehälter 101 vermeidet. Bei anderen Hilfssystemen sind die Rohrleitungslängen je nach dem betreffenden System bei der Erfindung gegenüber bekannten Anlagen um 15 % bis 30 % verkürzt. Die Erfindung führt deshalb bei den Rohrleitungssystemen zu einer Einsparung, die auf mindestens 20 % veranschlagt werden kann. Dies bedeutet eine Verringerung der unmittelbaren Kosten von etwa 4 Millionen Dollar, gerechnet auf der Basis vom Jahre 1973.

- 18 -

609821/0256

•-rs.

Kostenvergleich zwischen der erfindungsgemäßen Anlage und

bekannten Anlagen

in Tausend Dollar

Beton .OO...C. ο -95

Rohrleitungsbau ...............o..... -4000

Unmittelbare Kosteneinsparung -4092

Zuwachs (35 %) ...o» *.·. 1430

Summe 5522

Zins während der Bauzeit (30 %) 1660

Gesamtkosteneinsparung ·....,. 7182

+ bedeutet zusätzliche Kosten
- bedeutet eingesparte Kosten

Bei diesem Vergleich ist angenommen, daß die Kosten von externen Reservekühlmittelspeichertanks und Fundamentplatten etwa gleich den Kosten der Auskleidung des internen ringförmigen Tanks 101 mit rostfreiem Stahl sind.

Viele bei bekannten Reaktoranlagen im Hilfsgebäude untergebrachte Einrichtungen befinden sich gemäß der Erfindung

- 19 609821/0256

im Sockel 55· Dazu gehören auch das chemische und das Volumensteuersystem, da3 Abgasbehandlungssystem, das Abwasseraufbereitungssystem und das Dampferzeugerabschaltsystem.

Das chemische und Volumensteuersystem befindet sich teilweise im Sockel 55 und teilweise in einem vereinfachten Hilfsgebäude. Die Systemerfordernisse, die bei schneller Brennstofferneuerung strenger sind, machen es wünschenswert, den Volumensteuertank 181 (Pig. 7) an einer hochgelegenen Stelle (typischerweise etwa 2,70 m über der Sockelplatte 57) und die Ladepumpen 183 (Fig. 5) auf der tiefsten Ebene anzuordnen, um eine große Saughöhe bei niedrigem Gasdruck im Volumensteuertank 181 zu erhalten. Die Druckhöhe über den Pumpen ist von etwa 4,50 m auf etwa 12 m vergrößert und die Hochdruckleitungen von den Ladepumpen in das Reaktorkühlsystem sind infolge der Pumpen- und Steuertankanordnungen etwas verkürzt.

Der Rest der Steuer- und Volumensteuereinrichtungen (außerhalb des Reaktorgebäudes) sind im mechanischen Hilfsgebäude (nicht im einzelnen dargestellt) untergebracht, um die De mine rali s at ore η 185 und die zugehörigen Filter 187 (Fig. 6) näher beieinander anordnen zu können und um die Kühlwasserleitungen zu den Wärmetauschern des Systems zu verkürzen.

- 20 609821/0256

Das gesamte Abgasbehandlungssystem befindet sich im Sockel 55» da es ein großvolumiges radioaktives System mit nur mäßigen Betriebs- und Wartungserfordernissen darstellt« Dieser Anordnungsort bietet eine Strahlenabschirmung und einen Schutz vor Geschossen sowie ausreichende Zugangsmöglichkeiten für Betrieb und Wartung. Das Abgasbehandlungs system weist Zerfalltanks 189, Pumpen 191, Rekombinatoren und Verdichter (nicht dargestellt) auf.

Zur Unterbringung des gesamten Abwasserbehandlungssystems im Sockel 55 kann der Raum nicht ausreichen und die Erfordernisse des Systembetriebs und der Wartung machen es wünschenswert, Filter, Demineralisatoren, Verdampfer und Hilfsbehälter an einer leicht zugänglichen Stelle nahe dem Brennst of fhandhabungs gebäude zu gruppieren. Es ist jedoch praktisch, die Haupts amme It anks für radioaktives Material wegen des Vorteils der damit verbundenen Abschirmung und der niedrigen Höhe für Schwerkraftabfluß im Sockel 55 unterzubringen. Dementsprechend sind der Abfalltank 201, der Bodenentwässerungstank 203, der Wasch- und Heißduschtank 209 und der chemische Abflußtank 211 (jeweils zusammen mit den nicht dargestellten zugehörigen Förderpumpe η) im Sockel angeordnet.

Eine der übrigen Kammern 221 dient zur Aufnahme des

- 21 609821/0256

möglicherweise radioaktiven Dampferzeugerabschaltsystems (Fig. 5). Der Wärmetauscher 225, Pumpen 227 und der Wassertank 229 sind in dem Raum des Sockels 55 untergebracht, der dem den Rest dieses Systems aufnehmenden Hilfsgebäude gegenüberliegt.

Der Sockel 55 enthält auch Einrichtungen für Wartungspersonal, beispielsweise einen Wartungsgang 231 zu den Sehnenankern 91 (Fig· 7). Außerdem ist ein ringförmiger Lauf gang 233 für Wartungspersonal und ein Ventilwartungsgang 234 (Fig. 5) vorgesehen, über den Lauf gang 233 befindet sich ein weiterer Ventilwartungsgang 235 und ein Heißrohrstollen 237 (Fig. 6).

- 22 -

609821/0256

Claims (7)

1. 2 b 4 b 7 5

   Patentansprüche

   I 1.jReaktorgebäude zur Aufnahme eines Kernreaktors und von Hilfseinrichtungen sowie von Material für den Betrieb des Reaktors, mit einem gemeinsamen Fundament zur Unterstützung des Reaktors und des Gebäudes, dadurch gekennzeichnet, daß das Fundament (55) in Kammern unterteilt ist und eine obere, etwa horizontale Platte (57) und eine untere, etwa horizontale Platte (59) sowie vertikale Wände (z.B. 61, 67) zwischen den horizontalen Platten aufweist, daß weiter diese Wände und die horizontalen Platten miteinander eine starre Konstruktionseinheit bilden und daß die zwischen den Wänden und Platten gebildeten Kammern (z.B. 115, 117, 119) zur Aufnahme der Hilfseinrichtungen und der für den Reaktorbetrieb erforderlichen Materialien dienen.
2. 2. Reaktorgebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Kammern als Reservekühlmittelspeiehertank (101) ausgebildet ist, der mit Kühlmittel gefüllt ist, und daß im Fundament (55) außerdem mit diesem Speichertank und dem Reaktor (23) verbundene Einrichtungen (113) zum Fördern dieses Kühlmittels in den Reaktor hinein vorgesehen sind, die im Falle eines Reaktorunfalls mit Kühlmittelverlust wirksam sind.

   - 23 609821/0256
3. 3. Reaktorgebäude nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Fundamentplatte (57) ein Sumpf (109) gebildet ist, der mit dem Re serve kühlmittelspei eherbehälter (101) in Verbindung steht und bei einem Unfall mit Kühlmittelverlust Kühlmittel in diesen Speicherbehälter zurückleitet.
4. 4. Reaktor gebäude nach einem der Ansprüche 1 bis 3» wobei Kühlmitte !leitungen radial an verschiedenen Winkelpositionen innerhalb des Reaktorgebäudes vom Reaktor weg verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß der Reservekühlmittel speichertank (101) in dem unmittelbar unter diesen Kühlmittelleitungen (27) gelegenen Teil de3 Fundaments (55) angeordnet ist und daß der Sumpf (IO9) in dem zwischen diesen Kühlmittelleitungen und dem Speichertank befindlichen Teil der oberen Fundamentρlatte (57) vorgesehen ist„
5. 5. Reaktor gebäude nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reservekühlmittelspeichertank (101) eine Ringkammer ist, die um den Reaktor (23) herumverläuft,
6. 6. Reaktor gebäude nach einem der Ansprüche-! bis 5, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Wartungsgang, der um den Reaktor (23) herumverläuft und Zugangs öffnungen zu gewissen Kammern enthält.

   - 24 609821/0256
7. 7. Reaktorgebäude nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Reaktor gebäude durch Sehnenanker vorgespannt ist, die um das Gebäude herum verlaufen, und wobei Mittel zur Spannung dieser Sehnenanker vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Spannmittel (93) in einer Ringkammer (95) angeordnet sind, die unter der Gebäudewand verläuft.

   - 25 609821/0256