Optimierung von Kernenergiekraftwerken

Die Wirtschaftlichkeit von Kernenergiekraftanlagen wird verbessert durch die Entwicklung fortschrittlicherer Reaktorsysteme durch die Entwicklung besserer W erkstoffe die die Ausnutzungsmoglichkeiten vorhandener Reaktorsysteme verbessern und nicht zuletzt dadurch daB man-bei gegebenem Reaktorsystem und gegebenen Werkstoffen-die beste Kombination der - fUr jedes System vorhandenen - unabhangigen EntwurfsgroBen auswahlt. Mit dieser letzten Aufgabe beschaftigt sich die vorliegende Schrift. Die meisten Reaktortypen haben zehn oder mehr unabhangige Verander- liche - Abmessungen Kiihl-und Arbeitsmittelgeschwindigkeiten Tem- peraturen usw. - die willkiirlich in sehr weiten Grenzen variiert werden konnen und dabei immer noch einen Reaktor und eine zugehorige Kraft- anlage ergeben die durchaus betriebsfahig ist. Aber nur eine Kombination dieser Entwurfsveranderlichen ergibt die Anlage mit den kleinsten Strom- erzeugungskosten. Wollte man diese Kombination ermitteln indem man fUr jede der zehn unabhangigen Veranderlichen etwa vier W erte vorgibt und dann alle Kombinationen durchrechnet so waren 410 R:: i 106 Entwiirfe auszufiihren und in bezug auf ihre Kosten zu vergleichen - eine praktisch undurch- fiihrbare Aufgabe selbst bei Zuhilfenahme von Rechenautomaten. Man muB also geeignetere Berechnungsmethoden zur Erreichung dieses Zieles anwenden. Die in dieser Schrift beschriebenen Methoden gestatten es einem einzelnen Konstrukteur - mit Unterstiitzung durch einen Phy- siker - eine Optimierung der Hauptveranderlichen einer Kernenergie- kraftanlage in einer verhaltnismaBig kurzen Zeit durchzufiihren auch ohne Hilfe von Rechenautomaten. Die angegebenen Optimierungsverfahren sind allgemein auf alle Typen heterogener thermischer Reaktoren anwendbar; die Mehrzahl der Abbil- dungen und das gebrachte Entwurfsbeispiel beziehen sich dagegen auf einen speziellen Typ eine 250-MW-Kernenergiekraftanlage mit einem schwerwassermoderierten gasgekiihlten Hochtemperaturreaktor.