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Regelwerk, Technische Regeln, KTA

KTA 3101.3 - Auslegung der Reaktorkerne von Druck- und Siedewasserreaktoren
Teil 3: Mechanische und thermische Auslegung

Sicherheitstechnische Regel des KTA

Fassung November 2015
(BAnz AT 08.01.2016 B4; ber.10.03.2017 B5 17)



Siehe Fn. *

Grundlagen

(1) Die Regeln des Kerntechnischen Ausschusses (KTA) haben die Aufgabe, sicherheitstechnische Anforderungen anzugeben, bei deren Einhaltung die nach dem Stand von Wissenschaft und Technik erforderliche Vorsorge gegen Schäden durch die Errichtung und den Betrieb der Anlage ( § 7 Absatz 2 Nr. 3 Atomgesetz - AtG -) getroffen ist, um die im AtG und in der Strahlenschutzverordnung ( StrlSchV) festgelegten sowie in den "Sicherheitsanforderungen an Kernkraftwerke" ( SiAnf) und den "Interpretationen zu den Sicherheitsanforderungen an Kernkraftwerke" weiter konkretisierten Schutzziele zu erreichen.

(2) Aufgabe der Regelreihe KTA 3101 ist es, Festlegungen zur Auslegung der Reaktorkerne von Druck- und Siedewasserreaktoren zu treffen. Zur Regel KTA 3101 gehören drei Teile:

Teil 1: Grundsätze der thermohydraulischen Auslegung,

Teil 2: Neutronenphysikalische Anforderungen an Auslegung und Betrieb des Reaktorkerns und der angrenzenden Systeme und

Teil 3: Mechanische und thermische Auslegung

(3) In diesem Teil 3 der Regelreihe 3101 wird die erforderliche Vorsorge gemäß (1) für Kernkraftwerke bezogen auf die mechanische, thermische und thermomechanische Auslegung des Reaktorkerns konkretisiert.

Hinweis:

Im Folgenden werden die Aspekte mechanische, thermische und thermomechanische Auslegung unter dem Begriff thermomechanische Auslegung zusammengefasst.

1 Anwendungsbereich

(1) Diese Regel gilt für ortsfeste Kernkraftwerke mit Druck- oder Siedewasserreaktoren. Sie behandelt die Anforderungen, die an die thermomechanische Auslegung von Kernbauteilen für den bestimmungsgemäßen Betrieb, Störfälle, sehr seltene Ereignisse (Betriebstransienten mit unterstelltem Ausfall der Reaktorschnellabschaltung (ATWS)), Einwirkungen von Innen (EVI) und Außen (EVA: Bemessungserdbeben) sowie für Notstandsfälle (Explosionsdruckwelle und Flugzeugabsturz) zu stellen sind. Weiterhin beinhaltet sie Anforderungen an die Einsatzplanung und den Betrieb, die sich aus der Auslegung ergeben.

(2) Zum Geltungsbereich dieser Regel gehören auch Anforderungen an die Herstellung und den Transport von unbestrahlten Kernbauteilen sowie die Handhabbarkeit der Kernbauteile und deren Lagerfähigkeit im Kernkraftwerk.

(3) Nicht Bestandteil dieser Regel sind Anforderungen an

  1. die thermohydraulische und nukleare Auslegung des Reaktorkerns, die in KTA 3101.1 und 3101.2 geregelt sind,
  2. die mechanische und thermische Auslegung der druckführenden Wandung der Kerninstrumentierung, die in KTA 3201.2 festgelegt sind,
  3. die Auslegung der Lastanschlagpunkte von Kernbauteilen, die in KTA 3905 festgelegt sind,
  4. die Kritikalitätssicherheit bei Lagerung und Handhabung, die in KTA 3602 geregelt sind,
  5. die Kritikalitätssicherheit beim Brennelementwechsel, die in KTA 3107 festgelegt sind,
  6. die Kernbauteile bei der Zwischenlagerung in kraftwerksexternen Einrichtungen und der Entsorgung.

(4) Anforderungen an Neutronenquellen, Vergiftungselemente (Absorberelemente), Blindelemente, neutronenabsorbierende Einsätze und an die Kerninstrumentierung werden in dieser Regel nicht behandelt.

2 Begriffe

(1) Absorberelement (DWR)

Absorberelemente werden im ersten Zyklus eines DWR zur Kompensation der Überschussreaktivität und zur Aufrechterhaltung eines negativen Moderatortemperaturkoeffizienten im Reaktorkern eingesetzt.

(3) Sicherheitstechnische Anforderungen

Sicherheitstechnische Anforderungen sind Konkretisierungen der Nachweisziele aus den SiAnf bezogen auf die Kernbauteile.

(2) Nachweiskriterium

Ein Nachweiskriterium ist ein im Zuge der Nachweisführung als eingehalten nachzuweisendes Kriterium.

(3) Nachweisziel

Ein Nachweisziel ist ein sicherheitstechnisches Ziel der Nachweisführung, welches durch die Einhaltung von Nachweiskriterien erreicht wird.

(4) Bauteil

Ein Bauteil ist ein nach baulichen oder funktionellen Gesichtspunkten abgegrenzter Teil einer Komponente.

(5) Brennelement

Das Brennelement besteht aus Bauteilen, z.B. den Abstandhaltern und den Brennstäben. Alle Bauteile des Brennelementes mit Ausnahme der Brennstäbe bilden die Brennelementstruktur.

(6) Brennstab

Der Brennstab ist ein beidseitig gasdicht verschlossenes, mit Kernbrennstoff gefülltes Metallrohr.

(7) Brennstabhülle

Unter dem Begriff Brennstabhülle wird im Folgenden das Brennstabhüllrohr einschließlich der Endstopfen und aller vorhandenen Schweißnähte verstanden.

(8) Drosselkörper

Ein Drosselkörper besteht aus einem Kopfstück mit daran befestigten Drosselfingern, die in die Führungsrohre eines DWR-Brennelementes hineinragen, um den Kühlmitteldurchfluss zu begrenzen.

(9) Einwirkung, externe

Bei einer externen Einwirkung handelt es sich um auf Komponenten oder Bauteile einwirkende externe Kräfte oder Medien mit physikalischem oder chemischem Einfluss oder eine Kombination derselben.

(10) Einwirkung, interne

Bei einer internen Einwirkung handelt es sich um auf Komponenten oder Bauteile einwirkende komponentenintern erzeugte Kräfte oder Medien mit physikalischem oder chemischem Einfluss oder eine Kombination derselben.

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