DE2907674A1 - Nuclear reactor - with gas turbine driving external generator on foundation joined to concrete reactor vessel - Google Patents
Nuclear reactor - with gas turbine driving external generator on foundation joined to concrete reactor vesselInfo
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Abstract
Description
Kernreaktoranlage mit einem ga sgekühl ten Nuclear reactor plant with a gas-cooled
Hochtemperaturreaktor Die Erfindung betrifft eine Kernreaktoranlage mit einem in einer Kaverne eines SpannbetondruckbehAlters untergebrachten gasgekühlten Hochtemperaturreaktor, mit wärmetauschenden Apparaten und mit mindestens einer direkt von dem Kühlgas angetriebenen, aus Turbine und Verdichter bestehenden Gasturbomaschine, die über eine Welle starr mit einem Generator verbunden ist, wobei jede Gasturbomaschine in einem horizontalen Stollen des Spannbetondruckbehälters installiert und der angekoppelte Generator außerhalb des Spannbetondruckbehälters gelagert ist. High temperature reactor The invention relates to a nuclear reactor installation with a gas-cooled one housed in a cavern of a prestressed concrete pressure vessel High temperature reactor, with heat exchanging apparatus and with at least one direct gas turbine engine, consisting of turbine and compressor, driven by the cooling gas, which is rigidly connected to a generator via a shaft, each gas turbine engine installed in a horizontal tunnel of the prestressed concrete pressure vessel and the coupled Generator is stored outside of the prestressed concrete pressure vessel.
Derartige Anlagen verbinden die Vorteile von Gasturbinen mit der Einfachheit und guten Leistung von Einkreisanlagen. Durch die Anordnung des Hochtemperaturreaktors und der Gasturbomaschine samt den zugehörigen Kreislaufkomponenten in einem gemeinsamen Druckbehälter (integrierte Bauweise) werden besondere Verbindungselemente zwischen-den einzelnen Aktivgas führenden Anlageteilen vermieden, was sich gerade beim Bau und Betrieb von Hochtemperaturreaktoren sehr günstig auswirkt. Die integrierte Bauweise wird daher bei einer ganzen Reihe von Kernenergieanlagen bevorzugt.Such systems combine the advantages of gas turbines with simplicity and good performance of single circuit systems. Due to the arrangement of the high temperature reactor and the gas turbine engine together with the associated circuit components in one Pressure vessels (integrated construction) are special connecting elements between the Avoided individual parts of the system carrying active gas, which is particularly common during construction and Operation of high-temperature reactors has a very beneficial effect. The integrated construction is therefore preferred in a number of nuclear power plants.
So sind z. B. aus- den Offenlegungsschriften 22 41 426 und 24 04 843 Kernkraftwerke mit geschlossenem Kühlgaskreislauf bekannt, bei denen die Gasturbomaschine in einem horizontalen Stollen unterhalb des zentral in der Kaverne eines Spannbetondruckbehälters angeordneten Hochtemperaturreaktors installiert ist und die wärmetauschenden Apparate wie Rekuperatoren, Vorkühler und gegebenenfalls Zwischenkühler in vertikalen Schächten oder Pods untergebracht sind, die auf einem Kreis symmetrisch um die Reaktorkaverne angeordnet sind. Der starr mit der Gasturbine gekoppelte Generator befindet sich in einer Ausnehmung eines den Spannbetondruckbehälter umgebenden Sicherheitsbehälters aus Stahlbeton. In dieser Ausnehmung, die durch einen Abschlußdeckel druckfest und gasdicht verschlossen ist, ist das Fundament für die Lagerung des Generators vorgesehen.So are z. B. from laid-open specifications 22 41 426 and 24 04 843 Nuclear power plants with a closed cooling gas circuit are known in which the gas turbine engine in a horizontal tunnel below the central in the cavern of a prestressed concrete pressure vessel arranged High-temperature reactor is installed and the heat-exchanging apparatus such as recuperators, Precooler and, if necessary, intercooler housed in vertical shafts or pods which are symmetrically arranged on a circle around the reactor cavern. Of the The generator, which is rigidly coupled to the gas turbine, is located in a recess a reinforced concrete containment surrounding the prestressed concrete pressure vessel. In this recess, which is closed in a pressure-tight and gas-tight manner by a cover plate the foundation is intended for storing the generator.
Die Offenlegungsschrift 17 64 355 zeigt eine Kernreaktoranlage mit zwei direkt von dem Reaktorkühlgas angetriebenen Gasturbomaschinen in integrierter Bauweise. Der Spannbetondruckbehälter ist in zwei übereinanderliegende Teilräume unterteilt, von denen der obere den Kern reaktor aufnimmt und der untere die Arbeitsgas führenden Maschinen enthält. Diese sind horizontal angeordnet, und jede Gasturbomaschine besitzt eine gemeinsame Welle für die Gasturbine und den Verdichter, die durch die Wand des Spannbetondruckbehälters nach außen geführt ist und die mechanische Leistung auf einen Generator überträgt. Die beiden Generatoren sind auf einem neben dem Spannbetondruckbehälter befindlichen Fundament aufgestellt.The laid-open specification 17 64 355 shows a nuclear reactor plant with two gas turbine engines driven directly by the reactor cooling gas in an integrated Construction. The prestressed concrete pressure vessel is in two sub-spaces one above the other divided, of which the upper reactor receives the core and the lower the working gas contains leading machinery. These are arranged horizontally, and each gas turbine engine has a common shaft for the gas turbine and the compressor, which is driven by the Wall of the prestressed concrete pressure vessel is led to the outside and the mechanical power transfers to a generator. The two generators are on one next to the prestressed concrete pressure vessel located foundation.
Zum Stand der Technik gehört ferner eine in der Offenlegungsschrift 17 64 249 dargestellte Kernreaktoranlage mit drei Wärmenutzungskreisläufen oder Loops, bei der der Kernreaktor, die wärmetauschenden Apparate und die Verdichter in dicht beabstandeten vertikalen Bohrungen innerhalb des Spannbetondruckbehälters angeordnet und die Gasturbinen in horizontalen Stollen untergebracht sind, die sich neben dem Kernreaktor in Höhe seines Bodens befinden.The prior art also includes one in the laid-open specification 17 64 249 shown nuclear reactor plant with three heat recovery cycles or Loops where the nuclear reactor, the heat exchanging apparatus and the compressor in closely spaced vertical bores within the prestressed concrete pressure vessel arranged and the gas turbines are housed in horizontal tunnels, which are next to the nuclear reactor at the level of its floor.
Die drei Generatoren sind außerhalb des Spannbetondruckbehälters aufgestellt Dieser wird auf einem Betonfundamentrahmen abgestützt, der auch für jeden der Generatoren eine Plattform aufweist Bei allen bekannten Axernreal;oranlagen reagiert die starre Verb in dingen zwischen jeder Gasturbomaschine und dem jeweils angekoppel ten Generator sehr empfindlich auf vertikale oder horizontale Verschiebungei dieser beiden Komponenten relativ zueinander Die Verschiebungen treten hauptsächlich an den Gasturbomaschinen auf, da aug sie die aus Wärmedehnungen, Kriechen und Schwinden des Spannbetondruckbehälters resultierenden Bewegungen übertragen werden Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die eingangs beschriebene RernrealS'>oranlage so auszugestalten, daß Relativbewegungen zwischen Gasturbomaschine und angekoppeltem Generator vermieden oder zumindest sehr stark stark reduziert werden.The three generators are outside the prestressed concrete pressure vessel set up This is supported on a concrete foundation frame, which is also used for each of the generators has a platform In all known Axernreal systems, the rigid one reacts Verb in things between each gas turbine engine and the generator that is connected very sensitive to vertical or horizontal displacement in these two components relative to each other The displacements mainly occur in the gas turbine engines on, as they arise from thermal expansion, creep and shrinkage of the prestressed concrete pressure vessel The object of the present invention is to transfer the resulting movements It is necessary to design the framework described at the beginning in such a way that relative movements avoided or at least very much between the gas turbine engine and the coupled generator can be greatly reduced.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder Generator auf einem Fundament gelagert ist, das mit dem Spannbetondruckbehälter zu einem Verbundkörper zusammengefügt ist Durch die erfindungsgemäße Maßnahme verringert sich der Montageaufwand, der sonst für jeden Generator erforderlich wäre, und es ist nicht mehr notwendig, Nachstelleinrichtungen für die Wellenlagerung zu installieren. Damit trägt die Erfindung zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Kernreaktoranlage bei.According to the invention, this object is achieved in that each generator is mounted on a foundation that forms a composite body with the prestressed concrete pressure vessel is put together The measure according to the invention reduces the installation effort, which would otherwise be required for every generator, and it is no longer necessary To install adjusting devices for the shaft bearings. The invention thus supports to improve the profitability of the nuclear reactor facility.
Die Verbindung des Generator-Fundamentes mit dem Spannbetondruckbehälter kann auf verschiedene Weise erfolgen. So kann das Fundament aus bewehrtem Beton hergestellt und direkt an dem Spannbetonbehälter anbetoniert sein. Es kann auch ein aus nichtbewehrtem Beton hergestelltes Fundament vorgesehen sein, das ebenfalls an dem Spannbetondruckbehälter anbetoniert und mittels Spannkabeln vorgespannt ist. Die Spannkabel sind auch durch den Spannbetondruckbehälter geführt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Spannbetondruckbehälter und das Fundament mit Hilfe von Spannkabeln über eine Trennfuge gegenzuspannen. In diesem Fall kann das Fundament aus Beton oder aus einem anderen Material, z. B. Grauguß, hergestellt sein.The connection of the generator foundation with the prestressed concrete pressure vessel can be done in several ways. So can the reinforced concrete foundation produced and concreted directly to the prestressed concrete tank. It can also a foundation made of non-reinforced concrete can also be provided concreted to the prestressed concrete pressure vessel and using prestressing cables biased is. The tensioning cables are also passed through the prestressed concrete pressure vessel. Another Possibility is to use the prestressed concrete pressure vessel and the foundation counter-tensioning of tensioning cables via a parting line. In this case, the foundation can made of concrete or some other material, e.g. B. gray cast iron.
Die äußere Gestaltung des Fundamentes kann ebenfalls in verschiedener Weise erfolgen. Zweckmäßigerweise wird das Fundament von einer horizontalen Platte gebildet, die in geeigneter Höhe an dem Spannbetondruckbehälter angebracht ist.The external design of the foundation can also be different Way. The foundation is expediently made up of a horizontal plate formed, which is attached to the prestressed concrete pressure vessel at a suitable height.
Das Fundament kann auch aus einer solchen Platte und aus zwei seitlich auf der Platte aufgesetzten Pfeilern bestehen, die mit der Platte ein U-förmiges Profil bilden, welches den Generator auf drei Seiten umgibt.The foundation can also consist of one such plate and two on the side There are pillars placed on the plate, which form a U-shaped with the plate Create a profile that surrounds the generator on three sides.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann das Fundament außer der bereits erwähnten Platte und den beiden Pfeilern noch eine zweite Platte umfassen, die auf den Pfeilern aufgelegt ist. Die Platten und die Pfeiler bilden zusammen einen rechteckigen Rahmen, der den Generator umschließt.In a further embodiment, the foundation can in addition to the already mentioned plate and the two pillars still include a second plate, which on is placed on the pillars. The plates and the pillars together form a rectangular one Frame that encloses the generator.
Die beiden letztgenannten Ausführungsformen des Fundamentes, also das U-förmige Profil und der rechteckige Rahmen, weisen noch den Vorteil auf, daß sie einen Teil des für den Generator benötigten Splitterschutzes übernehmen können. Um den Splitterschutz zu vervollständigen, kann der von dem Fundament auf drei bzw. vier Seiten umschlossene Raum an seiner dem Spannbetondruckbehälter abgekehrten Seite mit einer Abschlußwand versehen sein.The two last-mentioned embodiments of the foundation, that is the U-shaped profile and the rectangular frame still have the advantage that they can take over part of the splinter protection required for the generator. To complete the splinter protection, the foundation can be extended to three resp. four sides enclosed space facing away from the prestressed concrete pressure vessel Side be provided with an end wall.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann im Bereich des Fundamentes für den Generator ein kurzer, mit dem Stollen für die Gasturbomaschine fluchtender Stollen in dem Spannbetondruckbehälter eingearbeitet sein, der einen Teil des Generators auf nimmt.According to a further embodiment of the invention, in the area of A short foundation for the generator, with the tunnel for the Gas turbine engine aligned lugs incorporated in the prestressed concrete pressure vessel that takes part of the generator.
In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele der erfindungJgemäusen Kernreaktorænlage schematisch dargestellt, wobei nur die Teile gezeigt sind, die für die Erfindung von Bedeutung sind Die Figuren zeigen im einzelnen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel im Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 4, Fig. 4 eine Seitenansicht der Fig. 3, Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel- im Schnitt nach der Linie E-F der Fig. 6, Fig. 6 eine Seitenansicht der Fig. 5, Fig. 7 ein viertes Ausführungsbeispiel im Schnitt nach der Linie G-H der Fig. 8, Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie J-K der Fig. 7.The drawing shows four exemplary embodiments of the invention Kernreaktorænlage shown schematically, only the parts are shown that are of importance for the invention. The figures show in detail: FIG. 1 a Longitudinal section through a first embodiment, Fig. 2 is a section according to the Line A-B of Fig. 1, Fig. 3 shows a second embodiment in section according to the Line C-D of Fig. 4, Fig. 4 is a side view of Fig. 3, Fig. 5 is a third embodiment. in section along the line E-F of Fig. 6, Fig. 6 is a side view of Fig. 5, Fig. 7 shows a fourth embodiment in section along the line G-H of Fig. 8, FIG. 8 shows a section along the line J-K in FIG. 7.
Die Figuren 1 und 2 lassen einen Spannbetondruckbehälter 1 erkennen, in dem eine Kernreaktoranlage mit geschlossenem SUhlgaskreislauf und integrierter Turbomaschine (eine sogenannte Einkreisanlage) installiert ist.Figures 1 and 2 show a prestressed concrete pressure vessel 1, in which a nuclear reactor plant with closed gas cycle and integrated Turbomachine (a so-called single circuit system) is installed.
Der Spannbetondruckbehälter 1 weist unterhalb eines (nicht dargestellten) mit Helium gekühlten Hochtemperaturreaktors einen horizontalen Stollen 2 auf, der gasdicht und druckfest mit einem Spannbetonstopfen 3 verschlossen ist. In dem Stollen 2 ist eine aus Heliumturbine und Kompressor bestehende Gasturbomaschine 4 untergebracht, die auf Lagern 13 ruht.The prestressed concrete pressure vessel 1 has below a (not shown) with helium-cooled high-temperature reactor a horizontal tunnel 2, the gas-tight and pressure-tight with a prestressed concrete plug 3 is closed. In the tunnel 2 a gas turbine engine 4 consisting of a helium turbine and compressor is housed, which rests on bearings 13.
Der Spannbetondruckbehälter 1 stützt sich über eine Ringstützwand 5 und eine Reihe von um die Ringstützwand 5 angeordneten Pendelstützen 6 auf einem Fundament 7 ab. Die Pendel stützen 6 sind an ihren oberen und unteren Enden mit Kalottenlagern 8 ausgerüstet.The prestressed concrete pressure vessel 1 is supported by a ring support wall 5 and a series of pendulum supports 6 arranged around the ring support wall 5 on one Foundation 7. The pendulum support 6 are at their upper and lower ends with Spherical bearings 8 equipped.
Die Gasturbomaschine 4 ist durch eine Welle 9 starr mit einem Generator 10 verbunden. Dieser stützt sich über ein Lager 11 auf einem Fundament 12 ab, das als Gehäuse ausgebildet ist und den Generator 10 allseitig umgibt. Um zu verhindern, daß die Gasturbomaschine 4 und der Generator 10 relativ zueinander Bewegungen ausführen können, ist das Fundament 12, das aus bewehrtem Beton besteht, an dem Spannbetondruckbehälter 1 anbetoniert und bildet mit diesem Behälter einen Verbundkörper.The gas turbine engine 4 is rigidly connected to a generator by a shaft 9 10 connected. This is supported by a bearing 11 on a foundation 12 that is designed as a housing and surrounds the generator 10 on all sides. To prevent, that the gas turbine engine 4 and the generator 10 execute movements relative to one another can, is the foundation 12, which consists of reinforced concrete, on the prestressed concrete pressure vessel 1 concreted and forms a composite body with this container.
Das Fundament 12 des Generators 10 ruht noch auf einem Stützpfeiler 14, der auf dem Fundament 7 aufgestellt ist. Es dient gleichzeitig als Splitterschutz für den Generator 10.The foundation 12 of the generator 10 still rests on a supporting pillar 14, which is set up on the foundation 7. It also serves as a splinter protection for the generator 10.
In den Figuren 3 und 4 ist ein Ausschnitt aus einem Spannbetondruckbehälter 1 gezeigt, in dem ebenfalls ein horizontaler Stollen 2 für eine (nicht dargestellte) Gasturbomaschine vorgesehen ist.FIGS. 3 and 4 show a section from a prestressed concrete pressure vessel 1 shown, in which a horizontal tunnel 2 for a (not shown) Gas turbine engine is provided.
Ein weiterer, kurzer Stollen 15 ist für die Aufnahme eines Teils.Another, short cleat 15 is for receiving a part.
des Generators bestimmt. Die beiden Stollen 2 und 15 fluchten miteinander, und zwischen ihnen ist ein Durchbruch 16 für die die beiden Maschinen verbindende Welle angeordnet.of the generator. The two tunnels 2 and 15 are aligned with each other, and between them there is a breakthrough 16 for the one connecting the two machines Arranged shaft.
Am Umfang des Spannbetonbehälters 1 ist ein aus Beton bestehendes Fundament 17 anbetoniert, das mittels horizontal verlegter Spannkabel 18 vorgespannt ist. Diese sind auch durch den Spannbetondruckbehälter 1 geführt und koppeln das Fundament 17 zug- und druckfest an den Behälter 1 an. Das Fundament 17 hat die Form einer Platte, auf der das Generatorlager angeordnet ist. Die Platte ist in entsprechender Höhe an dem Spannbetondruckbehälter .1 angebracht.On the circumference of the prestressed concrete container 1 is made of concrete Concrete foundation 17, which is pre-tensioned by means of horizontally laid tensioning cables 18 is. These are also passed through the prestressed concrete pressure vessel 1 and link the Foundation 17 on the container 1 in a tensile and pressure-resistant manner. The foundation 17 has the shape a plate on which the generator bearing is arranged. The plate is in the appropriate Height attached to the prestressed concrete pressure vessel .1.
In den Figuren 5 und 6 ist ebenfalls ein Ausschnitt aus einem Spannbetondruckbehälter 1 dargestellt, der einen horizontalen Stollen 2 für die Gasturbomaschine und einen kurzen Stollen 15 für den Generator besitzt. Beide Stollen sind wieder durch einen Durchbruch 16 für die Welle verbunden. Das Fundament für die Generatorlagerung ist hier jedoch aus Grauguß hergestellt und über eine Trennfuge 21 mit Hilfe einer Anzahl von Spannkabeln 22 zu dem Spannbetondruckbehälter 1 gegengespannt.FIGS. 5 and 6 also show a section from a prestressed concrete pressure vessel 1 shown, which has a horizontal cleat 2 for the gas turbine engine and a has short studs 15 for the generator. Both tunnels are through one again Breakthrough 16 connected for the shaft. The foundation for the generator storage is Here, however, made of gray cast iron and a parting line 21 with the help of a number counter-tensioned by tensioning cables 22 to the prestressed concrete pressure vessel 1.
Das Fundament besteht aus einer horizontalen Platte 19 und zwei seitlich auf der Platte 19 aufgesetzten Pfeilern 20, die mit der Platte 19 zusammen ein U-förmiges Profil bilden. Dieses Profil umgibt den auf der Platte 19 aufzustellenden Generator auf drei Seiten.The foundation consists of a horizontal plate 19 and two on the side on the plate 19 placed pillars 20, which together with the plate 19 is a U-shaped Form a profile. This profile surrounds the generator to be set up on the plate 19 on three sides.
Eine weitere Ausführungsform des Fundaments für die Generatorlagerung wird in den Fig. 7 und 8 gezeigt. Das Fundament ist aus Beton hergestellt; Spannbetondruckbehälter 1 und Fundament sind wieder über eine Trennfuge 21 mit Hilfe von Spannkabeln 22 gegengespannt.Another embodiment of the foundation for the generator storage is shown in Figs. The foundation is made of concrete; Prestressed concrete pressure vessel 1 and the foundation are again via a parting line 21 with the aid of tensioning cables 22 counter-tensioned.
Das Fundament besteht aus den beiden Platten 23 und 24 sowie zwei Pfeilern 25. Die Pfeiler 25 sind seitlich auf der Platte 23 aufgesetzt, und die Platte 24 ist oben auf den Pfeilern 25 aufgelegt, so daß ein rechteckiger Rahmen gebildet wird. Dieser nimmt den Teil des Generators auf, der in dem Stollen 15 keinen Platz findet, und enthält das Generatorlager.The foundation consists of the two plates 23 and 24 and two Pillars 25. The pillars 25 are placed on the side of the plate 23, and the Plate 24 is placed on top of pillars 25, so that a rectangular Frame is formed. This takes up the part of the generator that is in the tunnel 15 does not find space and contains the generator storage.
Der Rahmen ist vorn mit einer Abschlußwand 26 abgeschlossen, mit der zusammen er einen vollständigen Splitterschutz für den Generator bildet.The frame is completed at the front with an end wall 26 with the together it forms a complete splinter protection for the generator.
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Claims (11)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19792907674 DE2907674A1 (en) | 1979-02-27 | 1979-02-27 | Nuclear reactor - with gas turbine driving external generator on foundation joined to concrete reactor vessel |
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Publications (1)
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| DE2907674A1 true DE2907674A1 (en) | 1980-09-04 |
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Family Applications (1)
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| DE19792907674 Ceased DE2907674A1 (en) | 1979-02-27 | 1979-02-27 | Nuclear reactor - with gas turbine driving external generator on foundation joined to concrete reactor vessel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2907674A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2003043025A1 (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-22 | Pebble Bed Modular Reactor (Proprietary) Limited | Nuclear power plant with a gas cooled reactor |
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1979
- 1979-02-27 DE DE19792907674 patent/DE2907674A1/en not_active Ceased
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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