DE2835082C2 - Kernkraftwerk mit einem Kühlkreis - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kernkraftwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Kernkraftwerk dieser Art ist aus der Zeitschrift VGB Kraftwerkstechnik, Band 58, Juli 1978, Heft 7, Seiten 506 bis 511 bekannt. Dort sind Verfahren zur Wiederholungsprüfung von Reaktordruckbehältern mittels Manipuliereinrichtungen beschrieben, die fernbedient bzw. automatisch eine definierte Führung von Ultraschallprüfsystemen an im Spalt zwischen dem Reaktordruckbehälter und der Isolierung installierten Führungsschienen ermöglichen und die Strahlungsbelastung des Bedienungspersonals reduzieren. Dabei wird für die Prüfung des Reaktordruckbehälters und seiner Anschlußstutzen von außen entsprechend der Geometrie des Prüflings eine große Anzahl von unterschiedlichen Spezialmanipulatoren eingesetzt, die an Führungselementen verfahren werden, welche fest am Reaktordruckbehälter installiert sind. Zur Prüfung der Bodenkalottennaht bei Reaktordruckbehältern ist es bekannt, die Führungsschiene auf der Standzarge zu befestigen, so daß der Manipulator zwischen Boden und Isolierung bewegt wird.

&iacgr;&ogr; Es ist auch ein schienenloser Außenprüfmanipulator bekannt, der sich auf der Reaktordruckbehälter-Oberfläche mit Hilfe von Magneträdern bewegt, deren Magnethaftung den Manipulator vor dem Abstürzen bewahrt.

Zur wiederkehrenden Prüfung der Komponenten des Primärkreises, wie der Dampferzeuger, Druckhalter und der Rohrleitungen werden entlang der Nähte Rund- oder Längsschienen fest installiert, auf welchen Manipulatoren mit Ultraschallprüfsystemen ähnlich den vorgenannten Manipulatoren für die Reaktordruckbehälter-Außenprüfung verfahren werden können. Geprüft werden alle Schweißnähte der Komponenten. Für die Abdeckung aller Prüfbereiche an den Primärkreiskomponenten ist also eine Vielzahl von Spezialmanipulatoren erforderlich, die unterschiedliche Schienensysteme aufweisen.

Aus dem Prospekt der Firma Mirror „The advanced thermal insulation" 1966 sind abnehmbare Isolierungen in Form von Kassetten unter anderem auch für den Einsatz in Kernkraftwerken beschrieben. Wie beispielsweise die US-Patentschrift 39 30 942 zeigt, hat man bisher eine solche abnehmbare Kassette auch in einer Öffnung des biologischen Schildes im Bereich des Bodens eines Reaktordruckbehälters vorgesehen, um eine auf einer Prüfschiene verfahrbare Fernsehkamera unter den Boden des Druckbehälters fahren zu können.

Die Isolierung der Komponenten des Primärkreises

wie des Dampferzeugers, Druckhalters und dergleichen wird von Tragkonstruktionen gehalten, die letztlich an der Komponente abgehangen bzw. abgestützt sind. Zur wiederkehrenden Prüfung der Komponenten des Primärkreises wird die Isolierung, die auch als Kassettenisolierung ausgebildet sein kann, im Prüfbereich entfernt und ein Prüfmanipulator auf die an der Komponente fest installierte Schiene aufgegleist. Nach Prüfung eines durch die Haltbänder begrenzten Teilbereiches wird der Manipulator in einem angrenzenden Teilbereich umgehoben.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, den Personaleinsatz für die Prüfung zu verringern, weil die zu prüfenden Teile des Kühlkreises radioaktiv kontaminiert sind. Deshalb ist das für die Prüfung eingesetzte hochqualifizierte Personal beim Anbringen der Prüfgeräte einer Strahlung ausgesetzt, die den Einsatz des Personals zeitlich stark begrenzt.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Kernkraftwerk erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

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nen. Es ist lediglich das Prüfgerät auf die Schienen aufzusetzen, sofern die Erfindung nicht in der Weise ausgeführt wird, daß allen Schienen bereits ein Prüfgerät zugeordnet wird, das nach der Prüfung nicht abzunehmen ist. In jedem Fall kann man praktisch alle zu prüfenden Teile des Kühlkreises weitestgehend durch Fernbedienung ansteuern, sobald das Prüfgerät auf der Schiene sitzt und die Wärmeisolierung entfernt ist, die in einer für den Ein- und Ausbau optimierten Form von

Kassetten vorliegt.

L)ie gleiche Ausbildung aller Schienen gestattet die Prüfung mit einem Prüfgerät, das an allen .Schweißnähten in gleicher Weise arbeitet, so daß auch die dem Prüfgerät nachgeschaltete Auswertungseinrichtung immer gleich sein kann. Dies erleichtert Vergleichsmessungen und erspart die Schulung von Personal an verschiedenen Prüf einrichtungen.

Da die Schienen an Gebäudeteilen befestigt sind, die die Komponenten und die Kühlmittelleitung umgeben, ist das Prüfgerät auf der den Kassetten zugekehrten Seite der Schienen fahrbar. In diesem Fall läßt sich der Kühlkreis völlig unabhängig von den Prüfeinrichtungen gestalten, d. h. ohne daß die Schienenführung etwa bei Wärmedehnungen des Kühlkreises berücksichtigt werden müßte.

Die feste Installation der Schienen kann für den Fall, daß die Kühlmittelleitung einen Krümmer aufweist, so ausgebildet sein, daß eine Schiene, die in an sich bekannter Weise ringförmig ausgebildet ist, den Krümer umschließt und von einer festen Abstützung aus längs eines mit dem Krümmer übereinstimmenden Kreisbogens geführt ist. Dabei ist die feste Abstützung vorzugsweise eine durch den Mittelpunkt des Kreisbogens verlaufende Schwenkachse.

Die Schienen können darüber hinaus mit abnehmbaren Schutzblechen versehen sein, um Störungen durch Verschmutzung während des Betriebes oder durch andere Einflüsse zu verhindern. Auch die Schutzbleche können, wie dies für die abnehmbare Wärmeisolierung gilt, bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von dem fahrbaren Prüfgerät selbst so weit gelöst werden, daß das Prüfgerät unbehindert auf den Schienen fährt.

Die Schienen können Zahnstangen, Gelenkketten oder Zahnriemen aufweisen, die für die sichere und reproduzierbare Verstellung des Prüfgerätes durch formschlüssigen Eingriff sorgen. Diese Teile sollten bevorzugt mit den schön erwähnten Schutzblechen abdeckbar sein.

Die Schienen können ferner mit einer Führung für Meßkabel kombiniert sein. Eine solche Führung sorgt durch eine definierte Aufhängung dafür, daß Meßkabel mit geringem Kraftaufwand dem Prüfgerät nachgeführt werden. Sie können ähnlich wie Laufschienen an Gardinen ausgebildet sein, so daß die Kabel mit einer für die größte Entfernung ausreichenden Länge in schlaufenförmiger Aufhängung an Rollen befestigt sind, die dem Prüfgerät nachgezogen werden. Vorzugsweise endet die Führung in einer Prüfwarte an strahlengeschützter Stelle. In dieser Prüfwarte können mehrere Meßkabel so angeordnet sein, daß sie für einzelne Abschnitte oder unterschiedich verlaufende Schienen eingesetzt werden, insbesondere dann, wenn Schienen unterschiedlicher Länge verwendet werden

Die Schienen sollen den fernbetätigten und fernbedienbaren Einsatz des Prüfgerätes erleichtern. Zu diesem Zweck genügt es an sich, wenn das Prüfgerät in bestimmten Bahnen geführt wird. Ein Tragen des Prüfgerätes ist nicht unbedingt erforderlich, weil das Prüfgerät mit Hilfe der Schienen auch derartig längs der zu prüfenden metallischen Teile des Kühlkreises geführt werden kann, daß sich das Prüfgerät dort abstützt. Zu diesem Zweck kann das Prüfgerät magnetisch haftende Rollen aufweisen, die entweder als Dauermagneten oder als Elektromagneten ausgebildet sind. Mit solchen Rollen kann das Prüfgerät im übrigen auch an den aus Stahl hergestellten Schienen geführt werden.

Das Prüfgerät ist vorzugsweise ein Ultraschallprüfkopf. Es kann sich aber auch um Wirbelstrommeßgeräte, Röntgengeräte oder ähnliche handeln. In jedem Fall sollte das Prüfgerät mit einem Ausleger an einem auf den Schienen fahrenden Basiswagen angebracht sein, wobei der Ausleger motorisch bewegbar ist. Der Antriebsmotor kann mit einem programmierbaren Speicher versehen sein, so daß auf eine ständige Fernsteuerung verzichtet werden kann, weil der Antriebsmotor mit einem vorzugsweise elektromagnetisch aufgezeichneten Programm über die Schienen geführt wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Basiswagen eine den Schienen zugeordnete Einrichtung zur Programmierung des Speichers aufweist. Damit ist gemeint, daß der Basiswagen bei seinem ersten Einsatz durch manuelle Betätigung, gegebenenfalls über Fernsteuerung, auf den Schienen geführt wird und die gemäß der Führung ausgeführte Bewegung von dem Speicher aufgenommen wird, so daß spätere Prüfbewegungen längs der Schienen anhand einer Steuerung aus dem Speicher heraus vorgenommen werden. Solche »lernfähigen« Industrieautomaten, die an sich bekannt sind, ergeben in Zusammenhang mit der Erfindung den großen Vorteil, daß die Programmierung vorgenommen werden kann, bevor die zu prüfenden Komponenten mit ihren fesiinstallierten Schienen radioaktiv kontaminiert sind. Man kann dann noch eine zeitraubende feinfühlige Einstellung vornehmen, die dank der bei der Erfindung vorgesehenen festen Schienen für später erhalten bleibt.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele beschrieben.
In Fig. 1 ist in perspektivischer Darstellung und vereinfacht der Kühlkreis 1 eines Kernkraftwerkes mit einem Druckwasserreaktor dargestellt. Der Kühlkreis 1 hat als zentrale Komponente einen stählernen Reaktordruckbehälter 2, von dem die insgesamt mit 3 bezeichneten Kühlmittelleitungen ausgehen. Um den Reaktordruckbehälter 2 sind vier Dampferzeuger 4 bis 7 gruppiert, von denen nur der Dampferzeuger 4 ganz dargestellt ist, während die anderen der besseren Übersichtlichkeit wegen zum Teil abgebrochen gezeichnet sind. Auch die Dampferzeuger 4 bis 7 bestehen aus Stahl.

Mit den Dampferzeugern 4 bis 7 ist jeweils eine Hauptkühlmittelpumpe 8, 9, 10 und 11 in Reihe geschaltet, so daß der Kühlkreis 1 des Druckwasserreaktors vier gleiche Schleifen 12, 13, 14 und 15 umfaßt. Als weitere Komponente des Kühlkreises 1 steht mit dem Reaktordruckbehälter 2 noch ein Drückhalter 16 in Verbindung. Pumpen 8 bis 11, Druckhalter 16 und die alle Komponenten verbindenden Kühlmittelleitungen bestehen aus Stahl, denn das darin enthaltene Primärkühlwasser steht bei Temperaturen von mehr als 300° C

jj unter einem Druck von 160 bar.

Am Kühlkreis 1 des Druckwasserreaktors ist eine Vielzahl von Schweißnähten 17 vorhanden, die nach neueren Bestimmungen der Sicherheitsbehörde nicht bei der Fertigstellung, sondern auch danach in bestimm-

fin ten Zeitahständen zu üherpriifen SJnH₁ rlamit ihrp mechanische Festigkeit, insbesondere die Freiheit von Rissen, garantiert ist. Allen diesen Schweißnähten 17 sind fest installierte Schienen 18 zugeordnet, die es gestatten, die Schweißnähte mit einem fernsteuerbaren Prüfgerät, insbesondere mit Ültraschallprüfköpfen, abzufahren. Wegen der Zuordnung von Schweißnähten 17 und Schienen 18 wurde auf eine genaue Darstellung der Schweißnähte in Fig. 1 verzichtet. Es sind lediglich

die Schienen 18 gezeichnet, beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 allerdings nicht für den Reaktordruckbehälter 2, sondern nur für die anderen Komponenten des Kühlkreises 1.

Die Schienen 18 an den Dampferzeugern 4 bis 7 umfassen einmal sogenannte Rundnahtschienen 20, von denen neun Stück über die Höhe der Dampferzeuger verteilt sind. Zwischen den Rundnahtschienen 20 verlaufen Längsnahtschienen 21 an Mantellinien der Dampferzeuger entsprechend den dort liegenden Längsnähten an den einzelnen zylindrischen oder konischen Schüssen, aus denen die Dampferzeuger zusammengesetzt sind.

An einer der Längsnahtschienen 21 ist bei 23 der fest angebrachte Teil der Wärmeisolierung dargestellt, die den gesamten Kühlkreis umgibt und zum Beispiel eine Dicke von mindestens 100 mm aufweist. Dort ist ferner zu sehen, daß die Wärmeisolierung unmittelbar unter der Schiene 21, d. h. zwischen Schiene und Dampferzeugeroberfläche mit Hilfe von kassettenförmigen Teilen 24 abnehmbar ausgebildet ist. Die Kassetten 24 haben üblicherweise einen rechteckigen Querschnitt, wie dargestellt ist, und sind in ihrer Größe so bemessen, daß sie gut hantierbar bleiben, zum Beispiel nicht mehr als etwa 20 bis höchstens 50 Kp wiegen und mit leicht lösbaren Schnellverschlüssen 25 mit der festen Wärmeisolierung 23 verbunden werden können. Da dies für alle in der Nähe der Schienen 18 gelegenen Bereiche der Wärmeisolierung gilt, können die dort verlaufenden Schweißnähte für die Prüfung leicht zugänglich gemacht werden.

Weitere Ringschienen 26 sind Rund- und Längsschweißnähten an der Kühlmittelleitung 3 zugeordnet. Die Schienen 26 können von einer festen Abstützung 27 aus über Krümmer 28 geführt werden, die zu der Kühlmittelleitung 3 gehören, wie später noch näher beschrieben wird.

Anderen Rundnähten an der Kühlmittelleitung 3 sind feste Ringschienen 30 zugeordnet. Dies ist beim Ausführungsbeispiel im Bereich der Hauptkühlmittelpumpen 8 bis 11 gezeichnet.

Die Schienen 18, 20, 21, 26, 30 sind alle gleich ausgebildet, soweit es um die für die Benutzung eines Prüfgerätes wesentlichen Daten geht. Dazu zählt in erster Linie das Schienenprofil, aber auch die kleinste zulässige Krümmung usw. Die Schienen 18 können zum Beispiel Zahnstangen, Gelenkketten oder Zahnriemen aufweisen, um eine formschlüssige Verbindung mit Prüfgeräten zu ergeben, die längs der Schienen bewegt werden sollen. Außerdem können die Schienen 18 mit einer Führung für Meßkabel, Versorgungskabel usw. kombiniert sein.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schienen 18 an Gebäudeteilen befestigt, die die Komponenten 1, 4 bis 11 und 16 und die Kühlmittelleitungen 3 umgeben. Als solche Gebäudeteile sind beim Ausführungsbeispiel Bühnen 32 bis 37 dargestellt, die im Abstand von einigen Metern übereinander über die Höhe der Dampferzeuger 4 bis 7 verteilt angeordnet sind. Wegen der vom Kühlkreis unabhängigen Abstützung können die Schienen 18 die Komponenten und ihre Wärmeisolierung 23, 24 nicht beeinträchtigen. Die Prüfgeräte sind so ausgebildet daß sie auf der den Schweißnähten 17 zugeordneten Seite der Schienen 18 laufen. Andere Möglichkeiten zur Anbringung der Schienen 18 bieten die dargestellten Abstützungen 38 der Dampferzeuger.

In den Fig. 2 und 3 ist die Anordnung der Ringschienen 26 in größerem Maßstab in zwei zueinander senkrechten Darstellungen (Vertikalschnitt und Draufsicht) dargestellt. Die Ringschienen 26 sind im Bereich der Krümmer 28 der Kühlmittelleitung 3 an einer Schwenkachse 40 befestigt, die durch den Mittelpunkt des Kreisbogens 41 der Krümmerachse geht. Die Schwenkachse 40, die mit einem Ständer 42 zum Beispiel an Bühnen wie bei 32 bis 37 dargestellten befestigt ist, kann mit einem Motor 43 bewegt werden, der über ein Zahnpaar

&iacgr;&ogr; 44 wirkt und mit einem Positionsgeber verbunden ist, um eine reproduzierbare Prüfung zu ermöglichen.

Längs der Ringschiene 26 ist ein Basiswagen 45 geführt, der auf der dem Krümmer 28 zugekehrten Seite mit einem Zahnkranz 46 im Eingriff steht und dort einen Ausleger 47 aufweist. An diesem ist ein Prüfkopfsystem 48 zur Ultraschallprüfung in Richtung des Pfeiles

49 hin- und hergehend beweglich angeordnet. Da der Basiswagen 45 an der Schiene 26 in Richtung des Pfeiles

50 fahren kann, ist es möglich, die bei 51 angedeutete Rundnaht auf einen mäanderförmigen Prüfweg 52 abzufahren. Ein gleichfalls mäanderförmiger Prüfweg kann, wie bei 53 und 54 angedeutet ist, auch über Längsnähte 55 und 56 des Krümmers 28 gefahren werden. Zu diesem Zweck wird die Ringschiene 26 bei stillstehendem Basiswagen 45 vom Motor 43 in Richtung des Pfeiles 57 geschwenkt. Die zur Prüfung entfernte Wärmeisolierung ist hier nicht dargestellt. Man sieht in Fig. 2 lediglich die angrenzenden Bereiche 58 und 59 der festen Wärmeisolierung. In der anderen Endstellung der Ringschiene 26 kann die Rundnaht 60 auf dem Prüfweg 61 überdeckt werden.

Die Fig. 4 und Fig. 5 zeigen in zwei zueinander senkrechten Darstellungen eine Auführungsform, bei der die Führungsschiene 85 im Bereich der Wand 109 mit der Schweißnaht 110 von einer Stütze 111 getragen wird, die an einer der Wand 109 benachbarten Bühne 112 befestigt ist.

Die Fig. 5 zeigt, daß dem Basiswagen 93 ein strichpunktiert gezeichnetes Kabel 115 nachgeführt wird, das

in Rollen 116 schlaufenförmig abgehängt ist. Die Rollen 116 laufen in einer Führung 117 mit einem unten offenen Rechteckprofil, die der Schiene 85 zugeordnet ist und parallel dazu verläuft, denn die Führung 117 ist ebenfalls an der Stütze 111 befestigt. Das Kabel 115 kann entweder direkt zum Prüfkopf 118 geführt werden, oder durch den Ausleger 119 verlaufen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 Patentansprüche:

1. Kernkraftwerk mit einem aus metallischem Werkstoff bestehenden, Schweißnähte aufweisenden Kühlkreis, der einen Reaktordruckbehälter, einen Wärmeverbraucher und eine Pumpe sowie eine diese Komponenten verbindende Kühlmittelleitung umfaßt, mit einer Wärmeisolierung versehen ist und dessen Schweißnähte mit einem auf der den Komponenten zugewandten Seite von Schienen fahrbaren Gerät, insbesondere Ultraschallprüfgerät, prüfbar sind, wobei den Schweißnähten aller Komponenten und der Kühlmittelleitung ortsfest installierte Schienen zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (18, 20, 21, 26, 30) alle das gleiche Profil aufweisen und mit Hilfe von Abstützungen an Gebäudeteilen befestigt sind, und daß die Wärmeisolierung im Bereich der Schienen, insbesondere unmittelbar unter diesen, in Form von abnehmbaren Kassetten (24) ausgebildet ist und mit ihrem nicht abnehmbaren Bereich an den Abstützungen der Schienen befestigt ist und die Kassetten (24) ausgebildet ist und mit ihrem nicht abnehmbaren Bereich an den Abstützungen der Schienen befestigt ist und die Kassetten (24) über lösbare Schnellverschlüsse (25) trägt.

2. Kernkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (18; 21, 30) mit einer Führung (117) für Meßkabel kombiniert sind, die in einer Prüfwarte an strahlengeschützter Stelle endet.

3. Kernkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Prüfgerät mit einem Ausleger an einem auf den Schienen fahrbaren Basiswagen angebracht und der Ausleger motorisch bewegbar sowie der Antriebsmotor von einem orogrammierbaren Speicher steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Basiswagen (45) eine den Schienen (13; 21, 30) zugeordnete Einrichtung zum Programmieren des Speichers aufweist.

4. Kernkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Kühlmittelleitung einen Krümmer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schiene (26), die in an sich bekannter Weise ringförmig ausgebildet ist, den Krümmer (28) umschließt und von einer festen Abstützung (40) aus längs eines mit dem Krümmer (28) übereinstimmenden Kreisbogens geführt ist.

5. Kernkraftwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als feste Abstützung eine durch den Mittelpunkt des Kreisbogens verlaufende Schwenkachse (40) vorgesehen ist.