Kraftwerk

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Kraftwerk mit einem Reaktorgebäude und mit separaten Bauwerken für Komponenten und Hilfsanlagen.

[0002] Ein derartiges Kraftwerk ist bekannt (US-A-4 304 633). Hierbei sind die einzelnen Gebäude hintereinander angeordnet. Das Turbinengebäude ist so ausgerichtet, daß nach einem möglichen Bruch einer Turbinenschaufel der Reaktor nicht durch Bruchstücke getroffen wird. Eine derartige Gebäudeanordnung allein gewährt keinen Schutz gegen Erdbebenbeanspruchungen.

[0003] Bei der Aufstellung eines Kraftwerkes in erdbebengefährdeten Gebieten muß damit gerechnet werden, daß sich die einzelnen Gebäude gegenseitig verschieben und dabei gleichzeitig ihre Orientierung sowohl zu den Himmelsrichtungen wie auch zur Horizontalen ändern. Dabei darf es nicht passieren, daß Dampf- umd andere Versorgungsleitungen unterbrochen werden oder die Gebäudeneigungswinkel gegenüber der Horizontalen solche Werte einnehmen, daß eine weitere Nutzung ausgeschlossen wird.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftwerk zu entwerfen, das gegen Erdbebenbeanspruchungen weniger empfindlich ist als bekannte Anlagen und daher besser dafür geeignet ist in erdbebengefährdeten Zonen aufgestellt zu werden. Es soll vor allem angestrebt werden, daß die einzelnen Gebäude bei einer angenommenen Verwerfung des Untergrundes in horizontaler und vertikaler Richtung möglichst geringfügige Dreh- und Kippbewegungen vollführen. Zugleich soll der hierzu erforderliche Mehraufwand so gering wie möglich gehalten werden.

[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Grundfläche eines jeden separaten Bauwerkes weitgehend der Grundfläche des Reaktorgebäudes entspricht und daß in einem separaten Bauwerk eine oder mehrere Kraftwerkskomponenten oder Hilfsanlagen angeordnet sind.

[0006] Diese Lösung vermeidet zu kleine Gebäudeeinheiten. Ihr liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Schwenkbewegung, die das Gebäude durch die Erdbebenbeschleunigung vollführt, umso geringer ausfällt, je größer seine Grundfläche bei gleicher Höhe ist. Andererseits werden bei dieser Bauweise auch allzu große Gebäude vermieden, die außerordentlich starke und aufwendige Fundamentplatten erfordern würden. Weiterhin wird die Anzahl der die einzelnen Gebäude verbindenden Rohr- und Kabelkanäle verringert.

[0007] Erfindungsgemäße Gebäudegrundflächen erzielt man beispielsweise dadurch, daß z.B.ein Trotstromaggregat und eine Schaltanlage in einem gemeinsamen Gebäude untergebracht sind. Dieses Gebäude ist dann genauso groß wie die separaten Gebäude für den Reaktor und für den Turbogenerator. Durch das Zusammenfassen von zwei oder mehr Komponenten in einem Gebäude wird der Vorteil erzielt, daß die Grundflächen der Gebäude optimal ausgenützt sind.

[0008] Eine besonders vorteilhafte Lösung ergibt sich, wenn in Weiterbildung der Erfindung bei der Verwendung mehrerer Notstromaggregate diese im gemeinsamen Gebäude in an zwei einander gegenüberliegenden Fronten des Gebäudes angrenzenden Räumen untergebracht und die Schaltanlagen in den dazwischen liegenden Räumen angeordnet sind. Bei dieser Unterteilung des Gebäudes für die Notstromaggregate und Schaltanlagen kann bei einer Erweiterung des Kraftwerks um einen zweiten Kraftwerksblock das gemeinsame Gebäude für die Notstromaggregate und Schaltanlagen in identischer Weise erweitert, d.h. verdoppelt werden. Dabei wird erreicht, daß die Notstromaggregate auch nach der Verdoppelung über die Außenwand auf kürzestem Wege montiert, demontiert und mit Frischluft und Kühlluft versorgt werden. Ebenso wichtig ist es, daß die Verdoppelung ohne Spiegelung des für den ersten Kraftwerksblock zuständigen Gebäudes für die Notstromaggregate und Schaltanlagen möglich ist. Dies ist deshalb wichtig, weil eine Spiegelung gegen des unterschiedlichen Aufbaues in den einzelnen unterschiedlichen Sektionen dieses Gebäudes mit einem erheblichen zusätlichen konstruktiven Aufwand sowohl hinsichtlich der Plane für die Bauwerke als auch der Einbauten verbunden ist.

[0009] Eine besonders zweckmäßige Bauausführung ergibt sich, wenn das gemeinsame Gebäude in Ausgestaltung der Erfindung mit einer Frontseite, die rechtwinklig zu jenen Frontseiten steht, an der die Räume für die Notstromaggregate unmittelbar angrenzen, dem Reaktorgebäude zugewandt ist. Bei dieser Orientierung des beschriebenen Gebäudes kommt man beim Anschluß an das Gebäude für die Dampferzeuger mit wesentlich kürzeren Kabellängen aus, als in jeder anderen Gebäudeorientierung.

[0010] Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den Figruren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein vorbekanntes Kernkraftwerk,

Fig. 2 ein um einen zweiten Kernreaktor erweiterbares Kernkraftwerk, bei dem die Notstromaggregate und die Schaltanlagen in einem gemeinsamen Gebäude untergebracht sind und

Fig. 3 ein Kernraftwerk ähnlich dem in der Fig. 2 dargestellten, bei dem das Gebäude für die Notstromaggregate und Schaltanlagen weiterentwickelt ist.

[0011] Die Fig. 1 zeigt anhand eines ausgeführten Kernkraftwerkes 1 die Anordnung der einzelnen Kraftwerksgebäude zueinander. Das zentrale Reäktorgebäude 2 hat einen kreisförmigen Grundriß. Es beinhaltet außer dem Kernreaktor mehrere Wärmetauscher für den Sekundärkreislauf (nicht dargestellt). Darüber hinaus beinhaltet es eine Vielzahl von

[0012] elektrischen Verbrauchern, die auch im Störfall bei einer Notabschaltung des Kernreaktors mit elektrischer Energie versorgt werden müssen. Unmittelbar am Reaktorgebäude 2 schmiegt sich ein Reaktorhilfsanlagengebäude 3 an.

[0013] Der Turbogenerator 4 ist neben dem Reaktorgebäude 2 in einem separaten Gebäude, dem Maschinenhaus 5, aufgestellt. Am Reaktorhilfsanlagengebäude 3 ist ein Schaltanlagengebäude 6 angebaut. Hinter dem Schaltanlagengebäude 6 befindet sich ein weiteres kleines separates Gebäude 7, in dem im wesentlichen vier Notstromaggregate (nicht dargestellt) untergebracht sind. Außerdem ist noch in einigem Abstand vom Reaktorgebäude 2 ein Notspeisegebäude 8 zu erkennen. Dieses enthält mehrere Notspeiseeinrichtungen (nicht dargestellt). Diese Gebäude sind untereinander mit Kanälen 9 bis 22 verbunden, die die verschiedenen Rohrleitungen und elektrischen Kabel aufnehmen. Die Anschlüsse des Generators an das Verbrauchernetz sind hier der Übersichtlichkeit wegen weggelassen werden.

[0014] Ein solches Kraftwerk 1 ist gegenüber größeren Bodenverschiebungen oder Verwerfungen, wie sie sich in stark erdbebengefährdeten Gebieten ereignen könnten, empfindlich. Jene Gebäude, die verhältnismäßig kleine Abmessungen haben, wie das Gebäude 7 für die Notstromaggregate, das Hotspeisegebäude 8 und das Schaltanlagengebäude 6 könnten bei gewissen Bodenbeschleunigungen relativ große Dreh- oder Kippbewegungen vollführen.

[0015] Die Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Kernkraftwerk 23, bei dem je Kraftwerksblock nur noch drei, etwa gleichgroße Gebäude verwendet werden. Es sind dies das Reaktorgebäude 24 mit dem Kernreaktor und den Wärmetauschern (nicht dargestellt) für den Sekundärkreislauf, das Gebäude 25 für den Turbogenerator 26 und ein drittes, die Notstromaggregate 27, 28, 29, 30, die zugehörigen Schaltenlagen 31, 32, 33, 34 und die Notspeiseeinrichtungen (nicht dargestellt) beherbergendes Gebäude 35. Infolge der Zusammenfassung der einzelnen Funktioseinheiten in drei verschiedenen Gebäuden ist die Anzahl der zwischen den Gebäuden in Kanälen 36, 37, 38 verlegten Rohr-und Kabelverbindungen deutlich vermindert worden. Hierdurch verringert sich zugleich aber auch das Bauvolumen sowohl hinsichtlich der Kanäle als auch der Gebäude.

[0016] Alle drei in der Fig. 2 gezeigten Gebäude 24, 25, 35 halten untereinander einen Sicherheitsabstand ein. Hierdurch ist ein gewisser Bewegungsspielraum gegeben, der es den zwischen den einzelnen Gebäuden in Kanälen verlegten Rohr- und Kabelverbindungen ermöglicht, geringfügige Verschiebungen zwischen den Gebäuden elastisch aufzufangen.

[0017] Infolge der Zusammenfassung der einzelnen Funktionseinheiten in nur drei Gebäuden sind diese in etwa so groß wie das Reaktorgebäude 24 geworden. Andererseits sind diese Gebäude auch nicht so groß, daß ihre Fundamente unverhältnismäßig dick ausgeführt werden müssen. Schließlich werden durch die Anordnung der Schaltanlagen 31, 32, 33, 34 zwischen den einzelnen Notstromaggregaten 27, 28, 29 und 30 und dem Reaktorgebäude 24 kurze Kabelanschlußlängen ermöglicht. Dieses in der Fig. 2 dargestellte Kernkraftwerk 23 kann hinsichtlich seiner elektrischen Leistung, wie gestrichelt angedeutet, durch einen zweiten Kraftwerksblock 39 verdoppelt werden. Dabei werden die, beiden Kraftwerksblöcken zugeordneten Notstromaggregat-, Notspeise-und Schaltanlagengebäude 35, 40 spiegelbildlich zusammengesetzt bzw. von vornherein in einem einzeigen entsprechend großen Gebäude vereinigt.

[0018] Die Fig. 3 zeigt eine Weiterentwicklung des Kraftwerks 23, 39 der Fig. 2. Während das Reaktorgebäude 41 und das Gebäude 42 für den Turbogenerator 43 unverändert sind, ist der innere Aufbau des Gebäudes 44 für die Notstromaggregate 45, 46, 47, 48, Notspeiseeinrichtungen und Schaltanlagen 49, 50,51,52 geändert werden.

[0019] So sind die vier Notstromaggregate 45 bis 48 und Notspeiseeinrichtungen paarweise längs einander gegenüberliegenden Außenwänden 53, 54 dieses Gebäudes und die zugehörigen Schaltanlagen in den Räumen zwischen den Notstromggregaten untergebracht. Außerdem ist das Gebäude 44 so zum Reaktorgebäude 41 angeordnet, daß jene Stirnseite 55 des Gebäudes 44, die sich zwischen zwei an die Notstromaggregate und Notspeiseeinrichtungen angrenzenden Außenwände 53, 54 befindet, dem Reaktorgebäude 41 zugewandt ist. Bei dieser Konstruktion sind die Rohrleitungen und die Kabelanschlüsse zwischen den beiden Gebäuden ähnlich kurz wie jene des Ausführungsbeispiels der Fig. 2.

[0020] Bei der Nachrüstung eines zweiten Kraftwerksblocks mit einem zweiten Reaktorgebäude 56, einem weiteren Maschinen haus 57 und einem weiteren Gebäude 58 für die Notstromaggregate, Notspeiseeinrichtungen und Schaltanlagen kann letzteres jedoch beim Zusammenbau mit dem Gebäude 44 - anders als beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 - identisch mit jenem des ersten Reaktorblocks außgeführt werden. Dies erspart die Spiegelung des Gebäudes und der Bauelemente, wie sie bei einer Ergänzung des Gebäudes 33 für die Notstromaggregate, Notspeisesysteme und Schaltanlagen gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 notwendig geworden wäre. Hierdurch wird der Konsttruktionsaufwand sowohl für die Bauwerke als auch für Einbauten deutlich verbilligt. Außerdem grenzen nunmehr die beiden Schaltanlagenbereiche der beiden Kraftwerksblöcke direkt aneinander. Darüber können die beiden Kraftwerkswarten ausgeordnet und im Bedarfsfall zu einem Raumbereich zusammengefaßt werden. Schließlich bleiben bei dieser Ausführung alle Notstromaggregate und Notspeisesysteme auch bei dem aus zwei Kraftwerksblöcken bestehenden Kraftwerk von den Außenwenden her zugänglich, wodurch die Montage und Demontage erleichtert wird.

Ansprüche

1. Kraftwerk mit einem Reaktorgebäude und mit separaten Bauwerken für Komponenten und Hilfsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche eines jeden separaten Bauwerkes (25, 42; 35, 40, 44, 58) weitgehend der Grundfläche des Reaktorgebäudes (24,41) entspricht und daß in einem separaten Bauwerk (35, 40, 44, 58) eine oder mehrere Kraftwerkskomponenten oder Hilfsanlagen (27 bis 34; 45 bis 52) angeordnet sind.

2. Kraftwerk nach Anspruch 1 mit Bauwerken für mindestens einen Dampferzeuger, mindestens einen Turbogenerator, mindestens eine Schaltanlage, mindestens eine Notspeiseeinrichtung und mindestens ein Notstromaggregat, dadurch gekennzeichnet, daß das Notstromaggregat (27 bis 30; 45 bis 48) und die Schaltanlage (31 bis 34; 49 bis 52) in einem gemeinsamen, separat vom Reaktorgebäude (24, 41) und dem Gebäude (25,42) für den Turbogenerator aufgestellten weiteren Gebäude (35, 40, 44, 58) untergebracht sind.

3. Kraftwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung mehrerer Notstromaggregate (45 bis 48) diese im gemeinsamen Gebäude, in an zwei einander gegenüberliegenden Fronten (53, 54) des Gebäudes angrenzenden Räumen untergebracht und die Schaltanlagen (49 bis 52) in den dazwischenliegenden Räumen angeordnet sind.

4. Kraftwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Gebäude (44, 58) mit einer Frontseite (55), die rechtwinklig zu jenen Frontseiten (53, 54) steht, an der die Räume für die Notstromaggregate (45 bis 48) unmittelbar angrenzen, dem Reaktorgebäude (41, 56) zugewandt ist.

5. Kraftwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuer- und Bedienwarte über den Schaltanlagen (31 bis 34, 49 bis 52) angeordnet ist.

6. Kraftwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß bei der Zusammenschaltung von zwei Kraftwerksblöcken die beiden Gebäude (44, 58) für die Schaltanlagen (49 bis 52) und Notstromaggregate (45 bis 48) gleichgerichtet aneinandergebaut sind.

7. Kraftwerk nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das beiden Kraftwerksblöcken gemeinsame Gebäude (44, 58) für die Schaltanlagen und Notstromaggregate eine für beide Kraftwerksblöcke zusammengefaßte Steuer- und Bedienungswarte enthält.

8. Kraftwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Notspeiseeinrichtungen in dem Gebäude (35, 40, 44, 58) für die Notstromaggregate und Schaltanlagen untergebracht sind.

9. Kraftwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Notspeiseeinrichtungen unter der Ebene, in der die Notstromaggregate (27 bis 30, 45 bis 48) und die Schaltanlagen (31 bis 34, 49 bis 52) aufgestellt sind, untergebracht sind.

10. Kraftwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltanlagen (31 bis 34,49 bis 52), Notstromaggregate (27 bis 30,45 bis 48) und Notspeiseeinrichtungen zur Vermeidung von Rohr- und Kabelüberschneidungen in bestimmten, den festgelegten räumlichen Bereichen des Reaktorgebäudes (24, 41 ) zugeordneten Raumbereichen angeordnet sind.

11. Kraftwerk nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gebäude (24, 25, 35, 40, 41, 42, 44, 56, 57, 58) in einem gegenseitigen Abstand von mehr als einem Meter aufgestellt sind.

Claims

1. A power station with a reactor building and with separate buildings for components and auxiliary plant, characterised in that, the area of each separate building (25, 42; 35, 40, 44, 58) largely corresponds to the area of the reactor building (24,41) and in that, in a separate building (35, 40, 44, 58) one or more power station components or auxiliary plant (27 to 34; 45 to 52) are arranged.

2. Power station according to claim 1, with buildings for at least one steam generator, at least one turbo-generator, at least one switching station, at least one emergency feed device and at least one emergency generator unit, characterised in that, the emergency generator unit (27 to 30; 45 to 48) and the switching stations (31 to 34; 49 to 52) are housed in a common further building (35, 40, 44, 58), erected separate from the reactor building (24, 41) and the building (25, 42) for the turbo-generator.

3. Power station according to claim 2, characterised in that, with the use of several emergency generator units (45 to 48), they are housed in the common building, in rooms bordering on two fronts (53, 54) lying opposite one another of the building, and the switching station (49 to 52) is arranged in the rooms lying in between them.

4. Power station according to claim 3, characterised in that, the common building (44, 58) is turned, with one front side (55) which stands at right angles to those front sides (53, 54) on which the rooms for the emergency generator units (45 to 48) border directly, towards the reactor building (41, 56).

5. Power station according to claim 2, characterised in that, a control and operating room is arranged above the switching station (31 to 34, 49 to 52).

6. Power station according to claim 2, characterised in that, with the interconnection of two power station blocks, the two buildings (44, 58) for the switching station (49 to 52) and emergency generator units (45 to 48) are built together in parallel.

7. Power station according to claim 5 and 6, characterised in that, the building (44, 58) common to both power station blocks contains for the switching station and emergency generator units a control and operating room combined for both power station blocks.

8. Power station according to claim 2, characterised in that, the emergency feed devices are housed in the building (35, 40, 44, 58) for the emergency generator units and switching station.

9. Power station according to claim 8, characterised in that, the emergency feed devices are housed below the level at which the emergency generator units (27 to 30, 45 to 48) and the switching stations (31 to 34, 49 to 52) are erected.

10. Power station according to claim 8, characterised in that, the switching stations (31 to 34, 49 to 52), emergency generator units (27 to 30, 45 to 48) and emergency feed devices are arranged, to avoid pipe and cable overlapping, in definite areas of space allocated to the fixed spacial areas of the reactor building (24,41).

11. Power station according to claim 2, characterised in that, the individual buildings (24, 25, 35, 40, 41, 42, 44, 56, 57, 58) are erected at a mutual distance of more than one metre.

Revendications

1. Centrale électrique comportant un bâtiment de réacteur et des édifices séparés pour des composants et des installations auxiliaires, caractérisée en ce que la surface de base de chaque édifice séparé (25, 42; 35, 40, 44, 58) correspond sensiblement à la surface de base du bàtiment de réacteur (24,41) et qu'un ou plusieurs composants ou installations auxiliaires (27 à 34; 45 à 52) de la centrale sont disposés dans un édifice séparé (35, 40, 44, 48).

2. Centrale selon la revendication 1, comportant des édifices pour au moins un générateur de vapeur, au moins un turboalternateur, au moins une installation de connexion, au moins un dispositif d'alimentation de secours et au moins un groupe électrogène de secours, caractérisée en ce que le groupe électrogène de secours (27 à 30; 45 à 48) et l'installation de connexion (31 è 34; 49 à 52) sont logés dans un bâtiment supplémentaire (35,40,44,58) commun implanté séparément du bâtiment de réacteur (24,41) et du bâtiment (25, 42) pour le turboalternateur.

3. Centrale selon la revendication 2, caractérisée en ce que, en cas d'utilisation de plusieurs groupes électrogènes de secours (45 à

48), ceux-ci sont logés,dans le bâtiment commun, dans des espaces adjacents à deux faces opposées (53, 54) du bàtiment, et les installations de connexion (49 à 52) sont disposées dans les espaces situés entre eux.

4. Centrale selon la revendication 3, caractérisée en ce que le bâtiment commun (44, 58) est dirigé vers le bâtiment du réacteur (41, 56) par une face (55) qui est perpendiculaire aux faces (53, 54) auxquelles les espaces pour les groupes électrogènes (45 à 48) sont directement adjacents.

5. Centrale selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'une salle de commande et de conduite est disposé au-dessus des installations de connexion (31 à 34,49 à 52).

6. Centrale selon la revendication 2, caractérisée en ce que, en cas de connexion ensemble de deux unités de centrale, les deux bâtiments (44, 58) pour les installations de connexion (49 à 52) et les groupes électrogènes de secours (45 à 48) sont construits l'un contre l'autre avec la même orientation.

7. Centrale selon les revendications 5 et 6, caractérisée en ce que le bâtiment (44, 58) commun aux deux unités pour les installations de connexion et les groupes électrogènes contient une salle de commande et de conduite reunie pour les deux unités de la centrale.

8. Centrale selon la revendication 2, caractérisée en ce que les dispositifs d'alimentation de secours sont logés dans-le bâtiment (35, 40, 44, 58) pour les groupes électrogènes de secours et les installations de connexion.

9. Centrale selon la revendication 8, caractérisée en ce que les dispositifs d'alimentation de secours sont logés au-dessous du plan dans lequel sont placés les groupes électrogènes (27 à 30, 45 à 48) et les installations de connexion (31 à 34, 49 à 52).

10. Centrale selon la revendication 8, caractérisée en ce que, pour éviter des croisements de conduites et de câbles, les installations de connexion (31 à 34,49 à 52), les groupes électrogènes (27 à 30,45 à 48) et les dispositifs d'alimentation de secours sont placés dans des zones determinées coordonnées à des zones données du bâtiment de réacteur (24, 41

11. Centrale selon la revendication 2, caractérisée en ce que les différents bâtiments (24, 25, 35, 40, 41, 42, 44, 56, 57, 58) sont places à une distance de plus d'un mètre les uns des autres.

Zeichnung