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Regelwerk, Technische Regeln, KTA

KTA 3413 - Ermittlung der Belastungen für die Auslegung des Volldrucksicherheitsbehälters gegen Störfälle innerhalb der Anlage
Sicherheitstechnische Regel des KTA

Vom 19. Januar 2017
(BAnz. AT vom 10.03.2018 B5)
Fassung 2016-11



Frühere Fassung der Regel:
1989-06 (BAnz. Nr. 229 vom 7. Dezember 1989)

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) In den "Sicherheitsanforderungen an Kernkraftwerke" sind folgende Anforderungen festgelegt, die als Auslegungsgrundlage für den Sicherheitsbehälter dienen:

  1. Gemäß SiAnf 2.2 (1) und (4) ist der Einschluss der im Kernkraftwerk befindlichen radioaktiven Stoffe durch gestaffelte Barrieren sicherzustellen. Zur Erfüllung der radiologischen Sicherheitsziele auf der Sicherheitsebene 3 ist die durch den Sicherheitsbehälter gegebene Barriere wirksam zu halten.
  2. Gemäß SiAnf 3.6 (1) muss das Kernkraftwerk einen Sicherheitseinschluss besitzen, bestehend aus dem Sicherheitsbehälter sowie weiteren zugehörigen Systemen. Der Sicherheitsbehälter muss seine sicherheitstechnischen Aufgaben in den Betriebszuständen, in denen dieser plangemäß geschlossen ist, auf den Sicherheitsebenen 1 bis 3 erfüllen.

Die dementsprechende Auslegung des Sicherheitsbehälters selbst wird in KTA 3401.2 geregelt. Dort werden die für die Auslegung, Konstruktion und Berechnung zugrundezulegenden

Lastfälle klassifiziert und durch sie kennzeichnende Belastungen (z.B. Eigenlast, Druck, Temperatur, Kraft u. a.) spezifiziert. In der vorliegenden Regel werden die Annahmen und Verfahrensweisen zur Ermittlung der orts- und zeitabhängigen Belastungen festgelegt.

(3) Zur Ermittlung der Belastungen als Folge von Störfällen werden solche Lecks mit Querschnitten bis zu 2F postuliert, die zu den ungünstigsten und damit auslegungsbestimmenden Beanspruchungen des Sicherheitsbehälters führen. Das aus diesen Lecks austretende Wasser-Dampf-Gemisch führt zu Druck- und Temperaturbelastungen des Sicherheitsbehälters. Diese Größen wirken gegebenenfalls je nach der Lage des Lecks auf räumlich unterschiedliche Bereiche des Sicherheitsbehälters ein. Ferner können die Strömungskräfte unmittelbar oder durch ihre Reaktionskräfte auf den Sicherheitsbehälter einwirken. Die Fehlfunktion von Lüftungssystemen kann ebenfalls zu Belastungen des Sicherheitsbehälters führen die denjenigen bei Kühlmittelverluststörfällen ähnlich sind, und die deshalb ebenfalls in dieser Regel behandelt werden.

(4) Je nach Problemstellung werden die wesentlichen physikalischen Vorgänge bei angenommenen Ereignissen durch analytische Modelle simuliert und in Rechenprogrammen zusammengefasst. Zu den Modellen wie auch zu den Rechenprogrammen werden detaillierte Festlegungen möglichst vermieden, um insbesondere der Weiterentwicklung des Standes von Wissenschaft und Technik Rechnung zu tragen. In dieser Regel werden auch Zuschläge festgelegt, um Unsicherheiten bei der Berechnung oder Nichtübereinstimmungen zwischen Rechenannahmen und Bauausführung entgegenzuwirken. Ferner werden Randbedingungen angegeben.

(5) Der Zusammenhang zwischen Störfällen und den daraus folgenden Belastungen des Sicherheitsbehälters ist aus Bild G-1 zu ersehen.

Bild G-1: Zusammenhang zwischen Störfällen und daraus folgenden Belastungen des Sicherheitsbehälters

1 Anwendungsbereich

Diese Regel ist auf die Ermittlung der Belastungen für die Auslegung eines Volldrucksicherheitsbehälters aus Stahl für wassergekühlte Reaktoren, einschließlich der mit diesem Sicherheitsbehälter fest verbundenen Stutzen und Schleusen, im folgenden Sicherheitsbehälter genannt, gegen Störfälle innerhalb der Anlage durch Kühlmittelverlust anzuwenden. Sie ist ferner anzuwenden auf die Ermittlung von Belastungen, die aus einer Fehlfunktion der Lüftungsanlage resultieren können. Diesen Belastungen werden folgende Lastfälle nach KTA 3401.2 zugeordnet:

  1. Dimensionierungsfall mit Dimensionierungsüberdruck (DF 1),
  2. Dimensionierungsfall mit Dimensionierungsunterdruck (DF 2),
  3. Kühlmittelverluststörfall mit Druck- und Temperaturverlauf einschließlich möglicher Strahl- und Reaktionskräfte (ST 1),
  4. Rohrleitungsbruch innerhalb des Sicherheitsbehälters (ST 4) ,
  5. Rohrleitungsbruch außerhalb des Sicherheitsbehälters (ST 5) und
  6. Vorgänge, die zum Unterdruck im Sicherheitsbehälter führen: Ausfall der Lüftung, Vorgänge am Ende von Kühlmittelverluststörfällen und kleinen Leckagen (ST 2).

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(Stand: 27.11.2019)

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