CH643300A5

CH643300A5 - Reactor pressure vessel with a heat treatment device for extending the service life of the pressure vessel

Info

Publication number: CH643300A5
Application number: CH906779A
Authority: CH
Inventors: Peter Krauss; Ewald Mueller; Horst Poerner; Robert Weber; Jakob Stauner
Original assignee: Kraftwerk Union Ag
Priority date: 1978-11-30
Filing date: 1979-10-09
Publication date: 1984-05-30
Also published as: FR2442891A1; IT7927687A0; ES486406A1; IT1127669B; FR2442891B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Reaktordruckbehäl-35 ter gemäss dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7. Eine solche Vorrichtung ist durch die DE-OS 2 322 118 bekannt. Dort weist der Haltekörper einen Abschlussdeckel auf, mit welchem die Druckbehälter-Öffnung nach dem Einfügen der Heizeinrichtung dichtend abgeschlossen wird, so dass der 40 Druckbehälter nach seinem Entwässern, aber bei geflutetem Reaktorraum, einer Wärmebehandlung unterzogen werden kann. Bei einem Versagen der Deckeldichtung, die insbesondere als aufblasbarer Dichtungsring ausgebildet ist, kann es zu einem Wassereinbruch vom Reaktorraum in den Druckbe-45 hälter-Innenraum kommen, was eine noch stärkere Versprö-dung hervorrufen könnte als diejenige, die vor der Wärmebehandlung vorhanden war und durch letztere gerade beseitigt werden sollte. Weiterhin erfolgt die Aufheizung der zu behandelnden Druckbehälterwand durch Strahlung, die von 50 Widerstandsheizkörpern der Heizeinrichtung ausgeht. Bei Reaktordruckbehältern älterer Bauform, die noch einen sogenannten thermischen Schild aufweisen, ist mit einer solchen Heizeinrichtung eine wirksame Wärmebehandlung nicht möglich, da der thermische Schild die Druckbehälterwand ss abschirmt. Nun besteht aber gerade bei solchen älteren Reaktordruckbehältern das Bedürfnis, sie einer Wärmebehandlung zu unterziehen, da sie aufgrund ihrer langen Standzeit sich ohne eine Temperaturbehandlung kurz vor Erreichen ihrer maximalen Lebensdauer befinden würden. Schliess-60 lieh ist festzustellen, dass bei der bekannten Vorrichtung mit dem Reaktor-Druckbehälter fest verbundene Teile, z.B. der Schemel im Bodenkalottenbereich, sich nicht wirksam vor Erwärmung durch Wärmefluss schützen lassen. Der Temperaturschutz ist beim Schemel insbesondere deshalb angezeigt, 65 weil er im allgemeinen einen vom Druckbehälter unterschiedlichen Werkstoff und damit einen unterschiedlichen Wärme-ausdehnungs-Koeffizienten aufweist. So besteht der Druckbehälter aus einem legierten Kohlenstoffstahl mit austeniti- The invention relates to a reactor pressure vessel according to the preamble of claims 1 and 7. Such a device is known from DE-OS 2 322 118. There, the holding body has an end cover with which the pressure vessel opening is sealed off after the heating device has been inserted, so that the 40 pressure vessel can be subjected to a heat treatment after it has been dewatered, but with the reactor space flooded. If the cover seal, which is designed in particular as an inflatable sealing ring, fails, water can penetrate from the reactor space into the interior of the pressure vessel, which could cause an even greater embrittlement than that which existed before the heat treatment and should just be eliminated by the latter. Furthermore, the pressure vessel wall to be treated is heated by radiation emanating from 50 resistance heating elements of the heating device. In the case of older-style reactor pressure vessels which still have a so-called thermal shield, effective heat treatment is not possible with such a heating device, since the thermal shield shields the pressure vessel wall SS. Now, however, there is a need for such older reactor pressure vessels in particular to subject them to heat treatment since, because of their long service life, they would be shortly before their maximum service life without temperature treatment. Finally, it can be stated that, in the known device, parts which are firmly connected to the reactor pressure vessel, e.g. the stool in the bottom of the calotte, cannot be effectively protected against heating by heat flow. The temperature protection is indicated in the stool in particular because it generally has a different material from the pressure vessel and thus a different coefficient of thermal expansion. The pressure vessel is made of an alloyed carbon steel with austenitic

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scher Innenplattierung, der Schemel dagegen aus austeniti-schem Werkstoff. inner plating, the stool, however, made of austenitic material.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Umgehung der geschilderten Schwierigkeiten einen Reaktordruckbehälter mit einer Wärmebehandlungs-Vorrichtung der eingangs definierten Art so auszubilden, dass eine wirksame Wärmebehandlung des Reaktordruckbehälters ermöglicht und ein Wassereinbruch bei der Wärmebehandlung vermieden ist. Eine Unteraufgabe besteht darin, den Bodenkalottenbereich des Reaktordruckbehälters, insbesondere dort festeingebaute Teile, wie den Schemel, vor unzulässig hoher Erwärmung bei der Wärmebehandlung zu schützen und eine Temperatursteuerung durch Abfuhr überschüssiger Wärme nach aussen durchführen zu können. The invention is based on the task, bypassing the difficulties outlined, to design a reactor pressure vessel with a heat treatment device of the type defined at the outset in such a way that effective heat treatment of the reactor pressure vessel is made possible and water ingress during the heat treatment is avoided. One of the subtasks is to protect the spherical cap area of the reactor pressure vessel, in particular parts permanently installed there, such as the stool, from inadmissibly high temperatures during the heat treatment and to be able to control the temperature by dissipating excess heat to the outside.

Gegenstand der Erfindung ist ein Reaktordruckbehälter der eingangs definierten Art. Bei einem solchen Reaktordruckbehälter wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 oder 7 angegebenen Merkmale gelöst. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, dass ein Wassereinbruch bei der Wärmebehandlung ausgeschlossen ist und dadurch die Möglichkeit besteht, den Haltekörper zwecks Temperatursteuerung und Abfuhr überschüssiger Wärme zu öffnen, dass die Wärme — obgleich eine Gasheizung verwendet wird — vor Ort erzeugt wird und damit die Verluste beim Heizgastransport durch Zuleitungen und Ableitungen und der damit vergrösserte Leitungsaufwand vermieden sind. The invention relates to a reactor pressure vessel of the type defined in the introduction. In such a reactor pressure vessel, the object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of claims 1 or 7. The advantages that can be achieved with the invention can be seen primarily in the fact that a water ingress during the heat treatment is excluded and, as a result, there is the possibility of opening the holding body for temperature control and dissipation of excess heat, so that the heat - although gas heating is used - on site is generated and thus the losses in the heating gas transport through supply lines and discharge lines and thus the increased line expenditure are avoided.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, in der drei Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigt: Further features and details of the invention are described below with reference to the drawing, in which three exemplary embodiments are shown. It shows:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit einem im wesentlichen hohlzylindrischen Haltekörper in einem Axial-Schnitt, wobei der Haltekörper in seiner Heizstellung innerhalb des Reaktor-Druckbehälters dargestellt ist; Figure 1 shows a first embodiment of the device with an essentially hollow cylindrical holding body in an axial section, the holding body being shown in its heating position within the reactor pressure vessel.

Fig. 2 in entsprechender Darstellungsweise zu Fig. 1 eine erste Variante des Haltekörpers bei dem die Konvektions-räume durch mehrere, an seinem äusseren Umfang verteilte Leitungshohlkörper gebildet sind; FIG. 2, in a representation corresponding to FIG. 1, a first variant of the holding body in which the convection spaces are formed by a plurality of hollow pipe bodies distributed on its outer circumference;

Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III-III aus Fig. 1, vereinfacht; 3 shows the section along the line III-III from FIG. 1, simplified;

Fig. 4 eine zweite Variante der Vorrichtung mit den Leitungshohlkörpern zugeordneten Lüftern zur Verstärkung des Konvektions-Heizstromes, 4 shows a second variant of the device with fans assigned to the line hollow bodies for amplifying the convection heating current,

Fig. 5 eine dritte Variante mit über den Wasserspiegel der Reaktorgrube hinaus verlängerten Saug- und Druckrohren des Gebläses und Fig. 5 shows a third variant with the suction and pressure pipes of the blower extended beyond the water level of the reactor pit and

Fig. 6 eine vierte Variante, bei der im Gegensatz zu Fig. 5 die Heizeinrichtung im Konvektionsraum angeordnet ist. Fig. 6 shows a fourth variant, in which, in contrast to Fig. 5, the heating device is arranged in the convection space.

Von dem in Fig. 1 dargestellten Kernreaktor-Druckbehälter 1 (in folgendem vereinfachend als Druckbehälter bezeichnet), der aus einem warmfesten, legierten Stahl besteht, sind insbesondere die durch Punktierung hervorgehobenen Wandpartien la während des Betriebes der vom Reaktorkern ausgehenden Neutronenstrahlung ausgesetzt und unterliegen deshalb mit zunehmender Standzeit einer Gefügeveränderung in Richtung auf eine Versprödung des Werkstoffes. Dies kann dazu führen, dass der Druckbehälter 1, z.B. nach 20 Jahren Betrieb, herausgenommen und durch einen neuen ersetzt werden muss. Die Lebensdauer des Druckbehälters 1 kann indessen durch eine Wärmebehandlung auf der Basis des Erholungstemperns mit der nachfolgend beschriebenen Vorrichtung verlängert werden. Die als Ganzes mit WV bezeichnete Wärmebehandlungs-Vorrichtung besteht aus einer Heizeinrichtung 2, die benachbart zu den zu behandelnden Wandpartien la des Druckbehälters 1 im Innenraum lb desselben in Stellung bringbar ist. Hierzu ist, wie ersichtlich, der Of the nuclear reactor pressure vessel 1 shown in Fig. 1 (hereinafter referred to simply as the pressure vessel), which consists of a heat-resistant, alloy steel, the wall portions la highlighted by dotting are particularly exposed to the neutron radiation emanating from the reactor core during operation and are therefore subject to it increasing service life of a structural change in the direction of embrittlement of the material. This can lead to the pressure vessel 1, e.g. after 20 years of operation, must be removed and replaced with a new one. The service life of the pressure vessel 1 can, however, be extended by a heat treatment based on the recovery tempering with the device described below. The heat treatment device designated as a whole by WV consists of a heating device 2, which can be brought into position adjacent to the wall parts la of the pressure container 1 to be treated in the interior lb of the same. As can be seen, the

Druckbehälter 1 von seinen Einbauten befreit bis auf einen Schemel lc im Bereich seiner Bodenkalotte ld. Der verstärkte Behälterflansch If, an dem normalerweise der nicht dargestellte Druckbehälterdeckel mittels Flanschschrauben dichtend verspannt wird, umspannt eine Behälteröffnung le. Der Druckbehälter 1 hat eine im wesentlichen hohlzylindrische topfförmige Gestalt. Mit lg ist eine der Hauptkühlmittelleitungen des Druckbehälters bezeichnet, wobei z.B. drei Eintritts- und drei Austrittsleitungen in der in bezug auf die Druckbehältersachse a normalen Ebene der dargestellten Kühlmittelleitung lg gleichmässig über den Umfang des Druckbehälters 1 verteilt zu denken sind. Pressure vessel 1 freed from its internals except for a stool lc in the area of its calotte ld. The reinforced container flange If, on which the pressure container cover, not shown, is normally clamped in a sealing manner by means of flange screws, encompasses a container opening le. The pressure vessel 1 has an essentially hollow cylindrical pot-shaped shape. Ig is one of the main coolant lines of the pressure vessel, e.g. three inlet and three outlet lines in the plane of the coolant line 1g shown normal with respect to the pressure vessel axis a are to be thought of as being distributed uniformly over the circumference of the pressure vessel 1.

Die Halterung für die Heizeinrichtung 2 besteht aus einem im wesentlichen hohlzylindrischen, thermisch isolierenden Haltekörper 3, welcher einen rohrartigen Mittelteil 3a und je einen demgegenüber im Durchmesser erweiterten Oberteil 3b und Unterteil 3c aufweist. Der gleichfalls hohlzylindrische Oberteil 3b des Haltekörpers 3 ist mit dessen Mittelteil 3a über eine Stirnwand 3b 1 verbunden, sein Aus-sendurchmesser ist geringfügig kleiner als die lichte Weite al der Druckbehälteröffnung le. Der Haltekörper 3 liegt im dargestellten eingefügten Zustand mit einem Ringflansch 3b2 seines Oberteils 3b dichtend auf der Oberseite einer Ringschulter lf 1 am Innenumfang des Druckbehälters 1 auf. Der Unterteil 3d des Haltekörpers 3 weist eine Ringwand 3cl auf, mit der der Haltekörper 3 im dargestellten eingefügten Zustand dichtend am Innenumfang der Bodenkalotte ld anliegt, ferner weist der Unterteil 3c eine achsnormal verlaufende Stirnwand 3c2 auf, welche die Verbindung vom rohrförmigen Mittelteil 3a zur Ringwand 3cl und ferner eine Befestigungsfläche für die Heizeinrichtung 2 bildet. Letztere besteht aus einzelnen ringförmigen Widerstandsheizkörpern 2a, welche über Stützen 2b auf den Ringwand 3c2 befestigt ist und über elektrische Zuleitungen 4 an eine nicht dargestellte äussere Stromquelle angeschlossen ist. Die elektrischen Zuleitungen 4 sind in Form eines einen thermischen Schutzmantel aufweisenden Kabels 4a durch das untere Ende des Haltekörper-Mittelteils 3 a hindurchgeführt, an dessen Innenumfang nach oben bis zum Oberteil 3b geführt und an dessen Innenumfang weitergeführt sowie dann durch den Reaktorraum 5 und die Deckenriegel 6, d.h. durch eine entsprechende abgedichtete Durchführungsöffnung 5 a derselben, nach aussen herausgeführt. Die nur zum Teil und schematisch angedeuteten Wände des biologischen Schildes 6 gehen oberhalb des Druckbehälters 1 in die Betonkonstruktion der Reaktorraumwände 7 über, auf diesen sind die Deckenriegel 8 aufgelegt. The holder for the heating device 2 consists of an essentially hollow cylindrical, thermally insulating holding body 3, which has a tubular middle part 3a and an upper part 3b and lower part 3c, each with a larger diameter. The likewise hollow cylindrical upper part 3b of the holding body 3 is connected to the central part 3a thereof via an end wall 3b 1, its outer diameter is slightly smaller than the clear width al of the pressure vessel opening le. The holding body 3 lies in the inserted state shown with an annular flange 3b2 of its upper part 3b sealingly on the top of an annular shoulder lf 1 on the inner circumference of the pressure vessel 1. The lower part 3d of the holding body 3 has an annular wall 3cl, with which the holding body 3 lies in the inserted state sealingly against the inner circumference of the bottom cap 1d, furthermore the lower part 3c has an axially normal end wall 3c2, which connects the tubular middle part 3a to the annular wall 3cl and also forms a fastening surface for the heating device 2. The latter consists of individual ring-shaped resistance heating elements 2a, which is fastened to the ring wall 3c2 via supports 2b and is connected via electrical leads 4 to an external power source (not shown). The electrical leads 4 are in the form of a thermal protective sheathed cable 4a through the lower end of the holding body middle part 3a, passed up on the inner circumference up to the upper part 3b and continued on the inner circumference and then through the reactor chamber 5 and the ceiling beams 6, ie through a corresponding sealed feed-through opening 5 a, led outwards. The only partially and schematically indicated walls of the biological shield 6 pass above the pressure vessel 1 into the concrete structure of the reactor chamber walls 7, on which the ceiling bolts 8 are placed.

Die Wärmebehandlung der Druckbehälterwand la erfolgt bei von Wasser entleertem und nach aussen durch die Dek-kenriegel 8 abgeschirmten Reaktorräume 5 und dementsprechend auch bei von Wasser entleertem Druckbehälterinnen-raum lb. Die Entleerung erfolgt mittels einer nicht dargestellten Tauchpumpe, die in das Innere des Druckbehälters 1 bis hin zur Bodenkalotte ld herabgelassen werden kann. Der Haltekörper 3 wird nach Ausräumung und Entleerung des Druckbehälters 1 ebenfalls in den Druckbehälter 1 herabgelassen so weit, bis er sich mit seiner Ring wand 3cl an der Bodenkalotte ld und mit seinem Ringflansch 3b2 an der Ringschulter lfl dichtend abstützt. Der dargestellte Druckbehälter 1 ist noch eine ältere Bauart mit thermischem Schild 9, welcher etwa hohlzylindrisch ausgebildet ist und im Betrieb des Reaktors die Druckbehälterwand la vom Reaktorkern thermisch und gegen einen Teil der Neutronenstrahlung abschirmt. Der thermische Schild 9 stützt sich auf einer am Innenumfang des Druckbehälters 1 befestigten Konsole 10 mit seinem unteren Ende ab. The heat treatment of the pressure vessel wall la takes place with the reactor rooms 5 emptied of water and shielded from the outside by the cover bolts 8 and accordingly also with the pressure vessel interior lb emptied of water. The emptying is carried out by means of a submersible pump, not shown, which can be lowered into the interior of the pressure vessel 1 up to the bottom cap 1d. The holding body 3 is also lowered into the pressure vessel 1 after clearing and emptying of the pressure vessel 1 until it closes with its ring wall 3cl on the base dome ld and with its ring flange 3b2 on the ring shoulder lfl sealingly supports. The pressure vessel 1 shown is still an older type with a thermal shield 9, which is of approximately hollow cylindrical design and shields the pressure vessel wall 1 a from the reactor core thermally and against part of the neutron radiation during operation of the reactor. The thermal shield 9 is supported on a bracket 10 attached to the inner circumference of the pressure vessel 1 with its lower end.

Wie ersichtlich, ist der Haltekörper 3 so in das Innere lb des Druckbehälters 1 eingefügt, dass zwischen dem Haltekörper 3 und dem Innenumfang des thermischen Schildes 9 As can be seen, the holding body 3 is inserted into the interior 1b of the pressure vessel 1 in such a way that between the holding body 3 and the inner circumference of the thermal shield 9

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ein Konvektionsraum 11 gebildet ist. Dieser Konvektionsraum 11 kommuniziert an seinem oberen Ende IIa und an seinem unteren Ende IIb mit einem zwischen Druckbehälterwand la und dem thermischen Schild 9 angeordneten Ringspalt 12. Die Heizeinrichtung 2 ist am unteren Ende, d.h. am Unterteil 3c, des Haltekörpers 3 so befestigt, dass in der dargestellten Betriebsstellung der Heizeinrichtung 2 und bei eingeschalteten Widerstandsheizkörpern 2a ein Heizgasstrom von den Heizelementen 2a ausgehend aufwärts durch den Konvektionsraum 11 zu einem oberen Umlenkraum 13, von hier abwärts durch den äusseren Ringspalt 12 zu einem unteren Umlenkraum 14 und von da wieder zurück zu den Heizelementen 2a im geschlossenen Kreislauf leitbar ist. Der Strömungsverlauf des Heizgases ist durch die Pfeile h verdeutlicht. a convection space 11 is formed. This convection space 11 communicates at its upper end IIa and at its lower end IIb with an annular gap 12 arranged between pressure vessel wall 1a and the thermal shield 9. The heating device 2 is at the lower end, i.e. attached to the lower part 3c, of the holding body 3 in such a way that in the operating position of the heating device 2 shown and when the resistance heating elements 2a are switched on, a heating gas flow from the heating elements 2a upwards through the convection space 11 to an upper deflection space 13, from here downwards through the outer annular gap 12 a lower deflection space 14 and from there back to the heating elements 2a in a closed circuit. The flow pattern of the heating gas is illustrated by the arrows h.

Wie ersichtlich, ist der Haltekörper 3 als Hohlkörper ausgebildet; er besteht aus einem temperaturbeständigen Isoliermaterial, z.B. aus einer Metallisolierung, von der Wasser abtropfen kann, da bei der Montage des Haltekörpers vor dem vollständigen Leerpumpen des Druckbehälters Eintauchen in Wasser erfolgen kann. Durch die für die Metallisolierung gewählte Wärmedurchgangszahl kann dafür Sorge getragen werden, dass gemäss Pfeilen hl Überschusswärme aus seinem zentralen Schacht 3d nach oben abströmen kann. Im unteren Bereich des Haltekörper-Mittelteils 3 a ist ein Schutzzylinder 15 angeordnet, der die Heizeinrichtung 2 umgibt und den thermischen Schild 9 gegen direkte Wärmestrahlung, die von der Heizeinrichtung 2 ausgeht, abschirmt. Der Schutzzylinder 15 ist mittels sternförmig angeordneter Haltearme 15a und eines am Aussenumfang des Haltekörper- Mittelteils 3 a befestigten Halteringes 15b am Haltekörper 3 befestigt. Da der Schutzzylinder 15 gegen direkte Wärmestrahlung abschirmen soll, ist es zweckmässig, wenn er aus Stahl mit einer an seinem Innenumfang aufgebrachten spiegelnden Schicht besteht. As can be seen, the holding body 3 is designed as a hollow body; it consists of a temperature-resistant insulating material, e.g. from a metal insulation from which water can drip off, since immersion in water can take place during assembly of the holding body before the pressure container is completely emptied. Due to the heat transfer coefficient chosen for the metal insulation, it can be ensured that, according to arrows hl, excess heat can flow upwards out of its central shaft 3d. In the lower region of the middle part 3 a of the holding body, a protective cylinder 15 is arranged which surrounds the heating device 2 and shields the thermal shield 9 against direct heat radiation emanating from the heating device 2. The protective cylinder 15 is fastened to the holding body 3 by means of holding arms 15 a arranged in a star shape and a holding ring 15 b fastened to the outer circumference of the middle part 3 a of the holding body. Since the protective cylinder 15 is intended to shield against direct heat radiation, it is expedient if it consists of steel with a reflective layer applied to its inner circumference.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 — das, soweit Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht, auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen ist — sind mehrere Konvektionsschächte 11.1 durch mehrere am äusseren Umfang des Haltekörpers 3 verteilt und achsparallel zur Druckbehälterachse a angeordnete prismatische Leitungshohlkörper 3.1 gebildet. Diese Leitungshohlkörper 3.1 umgeben den rohrförmigen Mittelteil 3a des Haltekörpers 3 nach Art von Satelliten. Sie sind rohrförmig ausgebildet. Da in diesem Falle die Widerstandsheizkörper der Heizeinrichtung 2 nur unterhalb der Öffnungen der Leitungshohlkörper 3.1 angeordnet sind, erübrigt sich ein Schutzzylinder 15. Der Vorteil dieser Anordnung besteht im wesentlichen darin, dass durch die Konvektionsschächte 11.1 eine verstärkte Kaminwirkung erreicht wird. Die Verteilung der Heizgasströme aus den einzelnen Konvektionsschächten 11.1 auf den Gesamtumfang des Raumes 12 erfolgt dann in den Umlenkräumen 13. Der zentrale, durch die Haltekörperringwand des Mittelteils 3a vom übrigen Reaktorinnenraum lb bzw. auch von den Konvektionsschächten 11.1 getrennter Wärmestauraum 3d des Haltekörpers 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen Deckel 16 verschliessbar bzw. mehr oder weniger weit offenbar, wie es die dargestellte Stellung verdeutlicht. Der Deckel 16 ist durch ein bei 17 schematisch angedeutetes und bei 18 an den Deckel 16 angelenktes Gestänge fernbetätigt nach Art einer Klappe in die gewünschte Stellung zu bringen. Diese Klappensteuerung ermöglicht eine Abfuhr von Überschusswärme aus dem zentralen Heizkörperraum 3d derart, dass sich damit auch die Temperatur des thermischen Schildes 9 beim Aufheizvorgang reduzieren lässt. Mit 19 ist eine am Oberteil 3b des Haltekörpers 3 angelenkte Dichtklappe bezeichnet (vgl. auch Fig. 1) mit welcher sich die Hauptkühlmittelleitungen ld verschliessen lassen, damit durch diese kein Heizgas strömen kann. In the exemplary embodiment according to FIGS. 2 and 3 - which, insofar as there is correspondence with the first exemplary embodiment according to FIG. 1, is also provided with the same reference numerals - several convection shafts 11.1 are distributed through several on the outer circumference of the holding body 3 and are arranged axially parallel to the pressure vessel axis a prismatic lead hollow body 3.1 formed. These hollow pipe bodies 3.1 surround the tubular middle part 3a of the holding body 3 in the manner of satellites. They are tubular. In this case, since the resistance heating elements of the heating device 2 are only arranged below the openings of the hollow pipe bodies 3.1, a protective cylinder 15 is unnecessary. The advantage of this arrangement is essentially that an increased chimney effect is achieved by the convection shafts 11.1. The distribution of the heating gas flows from the individual convection shafts 11.1 to the entire circumference of the space 12 then takes place in the deflecting spaces 13. The central heat storage space 3d of the holding body 3, which is separated from the rest of the reactor interior 1b by the retaining body ring wall of the central part 3a and also from the convection shafts 11.1, is at this embodiment can be closed by a cover 16 or more or less obviously, as illustrated by the position shown. The cover 16 can be remotely actuated in the manner of a flap into the desired position by means of a linkage schematically indicated at 17 and articulated at 18 on the cover 16. This flap control enables excess heat to be removed from the central radiator chamber 3d in such a way that the temperature of the thermal shield 9 can also be reduced during the heating process. 19 with a sealing flap articulated on the upper part 3b of the holding body 3 (cf. also FIG. 1) with which the main coolant lines 1d can be closed so that no heating gas can flow through them.

Das dritte Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 2 und 3 dadurch, dass im oberen Kanalbereich der Leitungshohlkörper 3.1 Laufräder 20a von zur Unterstützung der Konvektionsströmung vorgesehenen umlaufenden Gebläsen 20 angeordnet sind. Die Motoren 20b der Gebläse 20 sind ausserhalb der Konvektionsschächte 11.1 bzw. ausserhalb des oberen Umlenkraumes 13 an der Stirnwand 3bl des Haltekörper-Oberteils 3d befestigt, wobei durch die Stirnwand 3cl hindurch die Gebläsewellen 20c durch entsprechende abgedichtete Durchführungsöffnungen 21 hindurchragen. Durch diese Lüfter bzw. Gebläse 20 wird die Kaminwirkung innerhalb der Konvektionsschächte 11.1 noch weiter verstärkt, wodurch das von der Heizeinrichtung 2 kommende Heizgas ohne allzu grosse Temperaturabsenkung den aufzuheizenden Druckbehälter-Wandbereichen, d.h. auf schnellstem Wege, zugeführt werden kann. The third exemplary embodiment according to FIG. 4 differs from that according to FIGS. 2 and 3 in that in the upper channel region of the conduit hollow bodies 3.1, impellers 20a of rotating fans 20 which are provided to support the convection flow are arranged. The motors 20b of the blowers 20 are fastened outside the convection shafts 11.1 or outside the upper deflection space 13 to the end wall 3bl of the holding body upper part 3d, the blower shafts 20c projecting through the end wall 3cl through corresponding sealed through openings 21. By means of these fans or blowers 20, the chimney effect within the convection shafts 11.1 is further increased, as a result of which the heating gas coming from the heating device 2 without too great a reduction in temperature affects the pressure vessel wall areas to be heated, i.e. as quickly as possible.

Figur 5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, bei welchem der Heizgasumwälzung dienende Saugrohre 22 und Druckrohre 23 des Gebläses 20 über den Wasserspiegel 24 der Reaktorgrube 5 hinaus nach oben verlängert sind. Das Gebläse 20 ist dementsprechend an den oberen, FIG. 5 shows a fourth exemplary embodiment of the device, in which the suction pipes 22 and the pressure pipes 23 of the fan 20 serving for the heating gas circulation are extended upward beyond the water level 24 of the reactor pit 5. The fan 20 is accordingly on the upper,

über den Wasserspiegel 24 hinausragenden Enden 22a, 23a der Saug- und Druckrohre 22, 23 angebracht. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung mit ihrem Haltekörper 3 noch bei mit Wasser gefüllter Reaktorgrube 5 in Position gebracht und erst anschliessend das Wasser aus der Reaktorgrube 5 und dem Druckbehälter 1 herausgepumpt werden kann. Mit 25 sind noch Druckbehälter-Einbauten bezeichnet, welche vor dem Positionieren der Vorrichtung auf einer Absteilfläche 5a der Reaktorgrube 5 abgestellt werden können. Die Heizelemente 2a der Heizeinrichtung 2 sind innerhalb eines dem Gebläse 20 nachgeschalteten Druckrohrteiles 23 a angeordnet. Das Lüfterrad 20a wird deshalb nicht von frischem, sondern von abgekühltem Heizgas beaufschlagt. Das in den unteren Bereich des Innenraumes 3d mündene Kühlluftrohr 26 dient der Temperatursteuerung. Auch ist in Figur 5 die Tauchpumpe 27 mit zugehöriger flexibler Saugleitung und ein der Positionierung und dem Transport des Haltekörpers 3 dienender Tragmast 28 dargestellt. Mit diesem können nicht näher dargestellte Dichtelemente zwischen Haltekörper 3 und Druckbehälter 1 durch axiales und/oder radiales Verschieben so in Stellung zur Behälterwand und zur Innenwand des thermischen Schildes gebracht werden, dass die Wärmeverluste gering gehalten werden können. Das Verschieben kann fernbedient erfolgen. Ends 22a, 23a of the suction and pressure pipes 22, 23 projecting beyond the water level 24. This has the advantage that the device with its holding body 3 can still be brought into position when the reactor pit 5 is filled with water and only then can the water be pumped out of the reactor pit 5 and the pressure vessel 1. At 25, pressure vessel internals are also designated, which can be placed on a parting surface 5a of the reactor pit 5 before the device is positioned. The heating elements 2a of the heating device 2 are arranged within a pressure pipe part 23a connected downstream of the blower 20. The fan wheel 20a is therefore not acted on by fresh, but by cooled heating gas. The cooling air pipe 26 opening into the lower area of the interior 3d serves for temperature control. Also shown in FIG. 5 is the submersible pump 27 with the associated flexible suction line and a supporting mast 28 used for positioning and transporting the holding body 3. With this sealing elements (not shown in more detail) between the holding body 3 and the pressure vessel 1 can be brought into position with respect to the vessel wall and the inner wall of the thermal shield by axial and / or radial displacement such that the heat losses can be kept low. Moving can be done remotely.

Beim vierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6, bei dem gleiche Teile zu Fig. 1 bis 5 auch die gleichen Bezugszeichen tragen erfolgt die Wärmebehandlung der Druckbehälterwand la so wie anhand von Fig. 1 bereits erläutert, bei von Wasser entleertem und nach aussen durch die Deckenriegel 8 abgeschirmtem Reaktorraum 5 und dementsprechend auch bei von Wasser entleertem Druckbehälterinnenraum lb. Die Entleerung erfolgt wieder mittels der Tauchpumpe 27, welcher nicht näher dargestellte flexible Saug- und Druck-Schlauchleitungen zugeordnet sind. Sie ist am unteren Ende der vertikalen Rohre 26 der Vorrichtung WV so befestigt, dass sie bei eingefügter Vorrichtung mit ihrem Saugstutzen am tiefsten Punkt der Bodenkalotte ld zu liegen kommt. Auf die Rohrleitungen 26, welche entsprechend Fig. 5 der Kühlluftführung und als Gerüst für die Vorrichtung WV dienen, wird später noch eingegangen. Die Vorrichtung WV wird mit ihrem Haltekörper 3 nach Ausräumung und Entleerung des Druckbehälters 1 soweit in diesen herabgelassen, bis der Haltekörper mit seiner Ringwand 3cl an der Bodenkalotte ld und mit seinem Ringflansch 3b2 am Innenumfang des Druckbehälters 1 dichtend anliegt. Weitere Dichtungsstellen sind gebildet In the fourth exemplary embodiment according to FIG. 6, in which the same parts as in FIGS. 1 to 5 also bear the same reference numerals, the heat treatment of the pressure vessel wall 1 a takes place as already explained with reference to FIG. 1, with water emptied and outwards through the ceiling bars 8 shielded reactor chamber 5 and, accordingly, also when the pressure vessel interior lb is empty of water. The emptying again takes place by means of the submersible pump 27, to which flexible suction and pressure hose lines, not shown, are assigned. It is attached to the lower end of the vertical pipes 26 of the device WV in such a way that when the device is inserted, its suction nozzle comes to rest at the lowest point of the bottom cap 1d. The pipelines 26, which according to FIG. 5 serve the cooling air duct and as a framework for the device WV, will be discussed later. The device WV is lowered with its holding body 3 after clearing and emptying the pressure container 1 until the holding body lies with its ring wall 3cl on the bottom cap 1d and with its ring flange 3b2 on the inner circumference of the pressure container 1 in a sealing manner. Further sealing points have been formed

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

643 300 643 300

durch die Ringwand 3al, mit welcher der Mittelteil 3a des Haltekörpers 3 am oberen Rand des hohlzylindrisch geformten thermischen Schildes 9 anliegt, und durch die Zwischenwand 3a2, welche die äusseren Zonen des Innenraumes 3d des Mittelteils 3a vom Bodenkalottenraum ld' abtrennt, so dass von den Rohren 26 in den Raum ld' zwecks Schemelkühlung eingeblasene Kühlluft durch den freibleibenden Zentralkanal 3d' wieder nach oben entweichen kann. Sofern die Wärmebehandlung sich auf einen Reaktordruckbehälter beziehen würde, welcher keinen gesonderten thermischen Schild 9 aufweist (die Funktion des thermischen Schildes wird dann vom sogenannten Kernbehälter übernommen), so würde mit dem Haltekörper 3 ein entsprechender thermischer Schild zwecks Durchführung der Wärmebehandlung eingefügt werden, damit der zur Wärmebehandlung mittels Heizgas erforderliche Ringspalt 12, der im vorliegenden Falle zwischen Aussenumfang des thermischen Schildes 9 und dem zylindrischen Innenumfang des Druckbehälters 1 begrenzt wird, gebildet wird. through the ring wall 3al, with which the middle part 3a of the holding body 3 rests against the upper edge of the hollow-cylindrical shaped thermal shield 9, and through the intermediate wall 3a2, which separates the outer zones of the interior 3d of the middle part 3a from the calotte chamber ld ', so that from the Pipes 26 in the space ld 'for the stool cooling cooling air blown through the remaining central duct 3d' can escape upwards again. If the heat treatment would relate to a reactor pressure vessel that does not have a separate thermal shield 9 (the function of the thermal shield is then taken over by the so-called core container), then a corresponding thermal shield would be inserted with the holding body 3 for the purpose of carrying out the heat treatment, so that for the heat treatment by means of heating gas, the annular gap 12, which in the present case is limited between the outer circumference of the thermal shield 9 and the cylindrical inner circumference of the pressure vessel 1, is formed.

Der Konvektionsraum 11 und der dazu strömungsmässig in Reihe liegende Ringspalt 12 bilden ähnlich dem vierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 über Saugrohre 22 und Druckrohre 23 sowie über Gebläse 20 einen in sich geschlossenen Kreislauf für das Heizgas, welches über die Heizelemente 2a zwecks Aufheizung geführt wird, bevor es den Ringspalt 12 durchströmt. Abweichend von Fig. 5 sind nun jedoch die Heizelemente 2a der Heizeinrichtung 2 innerhalb des Konvektionsraumes 11 angeordnet und sind die Saugrohre 22 an das obere Ende des Ringspaltes 12 und die Druckrohre 23 an das obere Ende des Konvektionsraumes 11 angeschlossen. Die Gebläse 20 sind im Bereich der oberen Enden der Saugrohre 22 und der Druckrohre 23 so angeordnet, dass das Heizgas den Konvektionsraum 11 von oben nach unten, anschliessend den unteren Umlenkraum 14 und dann den Ringspalt 12 von unten nach oben durchströmt (vgl. hierzu Strömungspfeile f). Es ist nicht erforderlich, gesonderte Saug- und Druckrohre 22, 23 vorzusehen; stattdessen könnten auch entsprechende Ringkanäle vorgesehen sein, welche durch die Ringwände des Haltekörper-Oberteils 3b gebildet werden. Wie erwähnt, bilden das Gerüst bzw. den Tragmast 28 der Vorrichtung WV die Kühlrohre 26 und die Querstreben 29, welche mit den Kühlrohren 26 zu einem in sich starren Gebilde verbunden sind. An ihnen befestigt sind die aus einem isolierenden, temperaturbeständigen Material, z.B. einer Ganzmetallisolierung, bestehenden Wände des Haltekörpers 3, wobei Segmente dieser Wände (nicht dargestellt, da in der älteren Anmeldung P 28 20 442.4 bereits be-5 schrieben) zunächst auf einen kleineren Durchmesser bringbar sind, damit die Vorrichtung WV durch die Behälteröffnung le einfügbar ist. Dies gilt auch für die übrigen Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 bis 5. Erst nach dem Einfügen werden diese Wände dann auf ihren endgültigen Durchmes-10 ser, so wie in Fig. 6 bzw. 1 bis 5 dargestellt, gebracht. Die gesamte Vorrichtung ruht auf dem planen Behälterflansch lg mittels Querträgern 30, von denen nur einer dargestellt ist. Diese Querträger 30 können beispielsweise als dreiarmiger 'Stern ausgebildet sein; sie sind mit den Rohren 26 fest ver-15 bunden und durchdringen die Wände des Haltekörpers 3 in entsprechenden Durchgangsöffnungen 3b3. Von den dargestellten Rohren 26, von denen lediglich vier ersichtlich sind, in Wirklichkeit sind es mehr, dienen beispielsweise zwei Rohrleitungen für die Schemelkühlung während der Wärme-20 behandlung, und weitere vier dienen zur Abkühlung des Reaktorinnenraumes lb und der zugehörigen Wandpartien nach der durchgeführten Glühung. Similar to the fourth exemplary embodiment according to FIG. 5, the convection space 11 and the annular gap 12 lying in flow therewith form a self-contained circuit for the heating gas, which is passed over the heating elements 2a for heating, via the suction pipes 22 and pressure pipes 23, before it flows through the annular gap 12. 5, however, the heating elements 2a of the heating device 2 are now arranged within the convection space 11 and the suction tubes 22 are connected to the upper end of the annular gap 12 and the pressure tubes 23 to the upper end of the convection space 11. The blowers 20 are arranged in the area of the upper ends of the suction pipes 22 and the pressure pipes 23 such that the heating gas flows through the convection chamber 11 from top to bottom, then through the lower deflection chamber 14 and then through the annular gap 12 from bottom to top (see flow arrows for this) f). It is not necessary to provide separate suction and pressure pipes 22, 23; instead, corresponding ring channels could also be provided, which are formed by the ring walls of the holding body upper part 3b. As mentioned, the scaffold or the supporting mast 28 of the device WV form the cooling tubes 26 and the cross struts 29, which are connected to the cooling tubes 26 to form a rigid structure. Attached to them are made of an insulating, temperature-resistant material, e.g. an all-metal insulation, existing walls of the holding body 3, segments of these walls (not shown, since P 28 20 442.4 already described in the earlier application) can first be brought to a smaller diameter so that the device WV can be inserted through the container opening le . This also applies to the other exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 5. Only after insertion, these walls are then brought to their final diameter, as shown in FIGS. 6 and 1 to 5. The entire device rests on the flat container flange 1g by means of cross members 30, only one of which is shown. These cross members 30 can be designed, for example, as a three-armed star; they are firmly connected to the tubes 26 and penetrate the walls of the holding body 3 in corresponding through openings 3b3. Of the pipes 26 shown, of which only four can be seen, in reality there are more, for example two pipes are used for cooling the stool during the heat treatment, and a further four are used to cool the reactor interior 1b and the associated wall parts after the annealing has been carried out .

Im übrigen sind in Fig. 6 bezeichnet: mit 31 Tragpratzen des Druckbehälters 1, mit denen er auf entsprechenden Kon-25 solen 32 des biologischen Schildes aufruht, mit 33 eine Druckbehälter-Aussenisolierung, die als temperaturbeständige Metallfolienisolierung ausgebildet ist und bei der Wärmebehandlung die Abstrahlungsverluste reduziert. 34 sind sogenannte Poller zum Ansetzen von Tragseilen einer Hebevorrichtung, 30 35 ist ein Thermo-Messbalken. Die elektrischen Zuleitungen für die Heizelemente 2a, die z.B. aus Widerstands-Heizspiralen bestehen, sind hier nicht dargestellt, ebensowenig die Messleitungen. Die Rohre 26 sind in ihrem oberen Bereich zwecks vereinfachter Darstellung lediglich strichpunktiert 35 und durch die Betonriegel zu einer nicht dargestellten Kühlluftquelle geführt. Der besondere Vorteil für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 liegt darin, dass sich sehr kurze Strömungswege für das Heizgas zwischen den Heizelementen 2a und den aufzuheizenden Wandpartien la ergeben, die « noch kürzer sind als die Strömungswege bei den drei Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 4. Der Temperaturabfall des Heizgases zwischen Wärmequelle 2a und Wärmesenke la lässt sich dadurch noch weiter verringern. Incidentally, in Fig. 6 are designated: with 31 claws of the pressure vessel 1, with which it rests on corresponding cones 25 of the biological shield, with 33 a pressure vessel outer insulation, which is designed as a temperature-resistant metal foil insulation, and the radiation losses during the heat treatment reduced. 34 are so-called bollards for attaching suspension cables of a lifting device, 30 35 is a thermal measuring bar. The electrical leads for the heating elements 2a, e.g. consist of resistance heating coils, are not shown here, neither are the measuring lines. The tubes 26 are in their upper region for the purpose of a simplified representation only dash-dotted 35 and through the concrete bars to a cooling air source, not shown. The particular advantage for the exemplary embodiment according to FIG. 6 is that there are very short flow paths for the heating gas between the heating elements 2 a and the wall parts 1 a to be heated, which are “even shorter than the flow paths in the three exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 4 The temperature drop in the heating gas between heat source 2a and heat sink la can be reduced even further as a result.

v v

3 Blätter Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

643 300

2nd

PATENT CLAIMS

1. Reactor pressure vessel with an emptied reactor chamber shielded from the outside by ceiling bolts and with a heat treatment device arranged in the interior of the reactor pressure vessel adjacent to the wall parts to be treated thereof for the essentially hollow-cylindrical shaped thermal shield with an inner gap with an annular gap Provided reactor pressure vessel, which consists of a heating device, from a holder for the heating device, from supply lines for the heating energy source and from insulating means to keep the heat away from heat-sensitive container parts not subjected to the treatment and to reduce heat losses during the treatment, the holder for the heating device consists of an essentially cylindrical heat-insulating holding body which can be inserted through the container opening into the pressure container and removed from the latter, thereby characterized in that between the holding body (3) and the inner circumference of the thermal shield (9) a convection space (11; 11.1) is formed, which communicates at its upper and lower ends with the annular gap (12) arranged between the reactor pressure vessel wall and the thermal shield, and that the heating device (2) is attached to the holding body (3) in the lower part of the convection space (11).

2. Reactor pressure vessel according to claim 1, characterized in that the holding body (3) is designed as a hollow body and with a cover-side ring flange (3b2) with a contact ring shoulder (lf 1) of the pressure vessel cover opening (lc) and with a bottom-side ring flange ( 3cl) can be sealingly engaged with the inner circumference of the pressure vessel bottom cap (ld).

3. Reactor pressure vessel according to claim 1 or 2, characterized in that a plurality of convection shafts (11.1) are formed by a plurality of hollow prismatic conduit bodies (3.1) distributed on the outer circumference of the holding body (3) and arranged axially parallel to the pressure vessel axis (a).

4. Reactor pressure vessel according to claim 3, characterized in that impellers (20a) are provided in the upper channel region of the conduit hollow bodies of rotating fans (20) provided to support the convection flow and that the motors (20b) of the fans (20) outside the convection space (11.1) are attached to a top end wall (3b 1) of the holding body (3),

whereby the fan shafts (20c) are guided through the cover-side flange.

5. Reactor pressure vessel according to one of claims 1 to

4, characterized in that a protective cylinder (15) surrounding the heating elements (2a) and the thermal shield (9) against direct heat radiation from the heating device (2) is arranged concentrically to the axis of the holding body (3).

6. Reactor pressure vessel according to one of claims 1 to

5, characterized in that a central heat storage space (3d) of the holding body (3), which is separated from the convection space or the hollow pipe bodies by a holding body ring wall, can be closed by a cover (16) or is more or less evident.

7. Reactor pressure vessel with an emptied reactor chamber shielded from the outside by ceiling bolts and with a heat treatment device arranged in the interior of the reactor pressure vessel, adjacent to the wall parts to be treated, for the heat shield device with an essentially hollow cylindrical shaped thermal shield arranged with an inner gap with an annular gap Provided reactor pressure vessel, which consists of a heating device, from a holder for the heating device, from supply lines for the energy source serving for the heating and from insulating means for holding the heat away from heat-sensitive container parts not subjected to the treatment and to reduce the heat losses during the treatment, wherein the holder for the heating device consists of an essentially cylindrical heat-insulating holding body which can be inserted through the container opening into the pressure container and can be removed from the latter since characterized by

that between the holding body (3) and the inner circumference of the thermal shield (9) a convection space (11) is formed, which at its upper end via suction pipes (22), pressure pipes (23) and blowers (20, 20a) and at its bottom -i5 ren end communicates via a deflection space (14) with the annular gap (12) arranged between the pressure vessel wall (la) and the thermal shield (9), and that the heating elements (2a) of the heating device (2) are connected downstream of the blower (20) Pressure tube part (23 a) or within-20 half of the convection space (11) adjoining the pressure tubes (23).

8. Reactor pressure vessel according to claim 7, characterized in that the suction pipes (22) and the pressure pipes (23) beyond the water level (24) of the reactor pit

25 are extended upwards and that the blower (s) are attached to the upper ends of the suction and pressure pipes (22, 23) projecting above the water level (24).

9. reactor pressure vessel according to claim 8, characterized in that the heating elements (2a) above the

30 water level (24) are arranged.