CH633359A5

CH633359A5 - Auffangvorrichtung fuer rohrleitungen.

Info

Publication number: CH633359A5
Application number: CH1120778A
Authority: CH
Inventors: Josef Jedlicka
Original assignee: Kraftwerk Union Ag
Priority date: 1977-12-21
Filing date: 1978-10-31
Publication date: 1982-11-30
Also published as: SE437873B; US4237938A; JPS54100519A; ES476237A1; DE2757076C2; DE2757076A1; SE7811745L; JPS6035597B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Auffangvorrichtung für Rohrleitungen mit einem das Rohr der Leitung umgebenden Halteglied aus plastisch verformbarem Werkstoff.

Die plastische Verformung soll die Energie der bei einem Bruch ausschlagenden Leitung aufnehmen, wie zum Beispiel in den deutschen Offenlegungsschriften 25 51 219 und 25 56 069 angegeben ist. Die dort als Halteglied vorgesehene Schlaufe kann zu diesem Zweck mehrlagig ausgebildet sein, und zwar können mehrere Lagen auch nebeneinander, d.h. in Richtung der Längsachse der Rohrleitung verteilt angeordnet sein, wie zum Beispiel die französische Patentschrift 2 241 036 zeigt.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, die Auslegung solcher Rohrausschlagsicherungen zu vereinfachen. Es soll erreicht werden, dass die Kraftaufnahme durch die plastische Verformung des Haltegliedes optimiert werden kann. Zugleich soll der Ausschlag der Rohrleitung definiert begrenzt sein. Dazu muss bemerkt werden, dass diese Forderungen sich widersprechen, weil die maximale Energievernichtung durch plastische Verformung die grösste mögliche Ausdehnung vor dem Reissen der Auffangvorrichtung voraussetzt, was natürlich im Gegensatz zur Begrenzung des Ausschlages steht.

Die Erfindung löst das vorgenannte Problem dadurch, dass ein weiteres Halteglied in bezug auf die Haltekraft parallel angeordnet ist, das länger als das erste ist und aus Stahl mit einer Festigkeitsgrenze a P von mehr als 100 kg/mm2 besteht. Hiermit ergibt sich eine Trennung der Aufgaben der Auffangvorrichtung. Das plastisch verformbare Halteglied braucht nur noch für die Energievernichtung ausgelegt zu werden, und das andere, demgegenüber praktisch «starre» Halteglied bestimmt den Ausschlag. Ein Reissen der Auffangvorrichtung ist damit ausgeschlossen, ohne dass die Auffangvorrichtung unerwünscht steif wird und unzulässig grosse Kräfte in die die Rohrleitung tragenden Bauten einleitet.

Als plastisch verformbarer Werkstoff kommt vor allem aus-tenitischer Stahl in Frage.

Der Längenunterschied zwischen dem plastisch verformbaren und dem weiteren, nur elastisch verformbaren Halteglied kann dadurch optimiert werden, dass er ebenso gross wie die Dehnung des plastisch verformbaren Haltegliedes bis zur

Gleichmassdehnungsgrenze ist. Mit Gleichmassdehnungsgrenze ist die Beanspruchung bei der plastischen Verformung eines Werkstoffes gemeint, bei der die Kurve der Zugspannung über den Verformungsweg ein Maximum erreicht hat, wo also bei 5 weiterer Verformung die Zugspannung abzunehmen beginnt.

Bei der praktischen Verwirklichung der Erfindung kann man vorteilhaft so vorgehen, dass das weitere Halteglied als Schlaufe ausgebildet ist. Damit ist gemeint, dass beide Halteglieder das Rohr der Rohrleitung über mindestens die Hälfte io seines Umfanges umgeben. Im Rahmen dieser Schlaufe können die Halteglieder auch als mehrlagiges Band ausgebildet sein, das um Haltebolzen gelegt ist, wie die deutsche Offenlegungsschrift 25 51 219 zeigt. Ferner können beide Halteglieder mit der gleichen Haltestruktur befestigt sein, zum Beispiel mit einer Metall-15 platte, die an geeigneten Baulichkeiten anbringbar ist.

Es kann günstig sein, beide Halteglieder an einzelnen über ihre Länge verteilten Stellen miteinander zu verbinden, weil dies dazu führt, dass bei der Bewegung der plastisch verformbaren Schlaufe die elastisch verformbare Schlaufe in die Haltepo-20 sition geführt wird, so dass ein Ruck vermieden werden kann, der sonst bei der Belastung des elastischen Haltegliedes auftreten müsste. Insgesamt kann man jedenfalls die Belastung der Baulichkeiten durch die daran verankerte Rohrausschlagsicherung um mindestens den Faktor 2 verringern.

25 Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren ein Ausführungsbeispiel einer Rohrausschlagsicherung beschrieben, die in Fig. 1 in einem massstäbli-chen Schnitt rechtwinklig zur Längsachse der Rohrleitung gezeigt ist, während Fig. 2 eine Einzelheit der Verbindung der 30 beiden Halteglieder in grösserem Massstab darstellt. Die Fig. 3 und 4 sind schematisch vereinfachte Zeichnungen, die den Unterschied in der Lage der Halteglieder im Normalbetrieb und beim Auffangen der Rohrleitung zeigen.

Die Auffangvorrichtung 1 gehört zu einer Frischdampflei-35 tung 2 in einem Siedewasser-Kernkraftwerk für z.B. 1000 MWe. Die Rohrleitung umfasst ein Stahlrohr 3 mit einer Nennweite von 700, das mit einer Wärmeisolierung 4 umgeben ist. Die beim Brechen der Rohrleitung aus Strahlkräften herrührende Haltekraft zum Abfangen des Rohres 2 beträgt etwa 3501. 40 Zum Auffangen der genannten Kräfte ist die Rohrleitung 2 an einer Betonwand 6 verankert. An dieser ist eine aus Stahl bestehende Halteplatte 7 mit den durch ihre Mittellinien angedeuteten Schrauben 8 befestigt. Die Halteplatte 7 trägt zwei Haltebolzen 9 und 10, die in Augen der Halteplatte eingesetzt « sind. Dort sind zwei Halteglieder 12 und 13 befestigt.

Das Halteglied 12 ist das plastisch verformbare Halteglied. Es umfasst ein Rundmaterial 14 aus austenitischem Stahl, dessen Durchmesser zum Beispiel 100 mm beträgt. Das Rundmaterial ist mit seinen Enden in Ösen 15 und 16 gefasst, die gelen-50 kig auf den Zapfen 9 und 10 sitzen. Dadurch ergibt sich eine das Rohr 3 umfassende Schlaufe, deren Länge in betriebsmässigem Zustand 3200 mm beträgt. Zwischen dem Halteglied 12 und der Rohrleitung 2 ist ein Abstand 18 vorhanden. Mithin kann sich die Rohrleitung im Normalbetrieb frei dehnen. 55 Das Halteglied 13 ist als elastisch verformbares Halteglied aus iner oder mehreren Lagen hochfestem Bandstahl (o P = 130 kp/mm2) endlos gewickelt. Seine Länge ist, wie die Figur erkennen lässt, wesentlich grösser als die des Haltegliedes 12. Der Längenunterschied beträgt beim Ausführungsbeispiel 601600 mm.

Die Halteglieder 12 und 13 sind an drei über die Länge der Schlaufen gleichmässig verteilten Stellen mit Verbindungsstük-ken 20 miteinander verschraubt. Die Verbindungsstelle ist in Fig. 2 in einem Schnitt vergrössert dargestellt. Man erkennt das 65 Rundmaterial 14, das in der Ausnehmung 21 eines Metallkörpers 22 sitzt. Die Ausnehmung ist mit einer Deckplatte 23 verschlossen, die mit Schrauben 24 angepresst wird. Auf der der Ausnehmung 21 abgekehrten Seite ist ein Ausschnitt 26 vorge

633 359

sehen, der durch Wände 27 begrenzt wird. Dadurch ist eine Führung für die Bänder des Haltegleides 13 geschaffen.

Mit den Verbindungsstücken 20 wird erreicht, dass die im Fall eines Bruchs von der Haltegliedes 7 wegstrebende Rohrleitung 2, die das in Fig. 3 mit ausgezogener Linie gezeichnete Halteglied 12 verformt, zugleich die Schlaufe des gestrichelt gezeichneten Haltegliedes 13 spannt. Deshalb ist eine stosswei-se Beanspruchung der Zapfen 9 und 10 vermieden, wenn die maximale Dehnung des Haltegliedes 12 erreicht ist und das Halteglied 13 wirksam wird.

In der Fig. 4 dargestellten Endlage liegt die gesamte Beanspruchung auf dem in ausgezogenen Linien gezeichneten Halteglied 13. Das Halteglied 12 ist entlastet. Es wurde bis dahin bis zur Gleichmassdehnungsgrenze plastisch verformt, so dass der grösste Teil der Energie der Rohrleitung 2 durch plastische Verformung aufgefangen wurde. Dennoch ergibt sich eine genaue definierte Grenzlage. Die maximale Auslenkung A der Rohrleitung gegenüber der Halteplatte 7 ist also eindeutig bestimmt, 5 denn bei Strahlkräften, die eine andere Bewegung, d.h. nicht rechtwinklig zur Wand 6 verursachen, ergibt sich eine noch kürzere Auslenkung von der Wand 6 weg.

Die vorteilhafte Begrenzung der Auslenkung A ist nicht daran gebunden, dass wie beim Ausführungsbeispiel zwei Hallo teschlaufen 12,13 vorhanden sind, die mit gleichen Befestigungsmitteln 9,10 gehalten sind. Vielmehr ist lediglich erforderlich, dass das «steife» Halteglied 13 entgegen der den Ausschlag bewirkenden Kraft parallel, d.h. mit der gleichen Wirkungsrichtung wie das «weiche» Halteglied wirkt.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims

633 359 PATENTANSPRÜCHE

1. Auffangvorrichtung für Rohrleitungen mit einem das Rohr der Leitung umgebenden Halteglied aus plastisch verformbarem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Halteglied (13) in bezug auf die Haltekraft parallel angeordnet ist, das länger als das erste (12) ist und aus Stahl mit einer Festigkeitsgrenze a P > 100 kg/mm2 besteht.

2. Auffangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das plastisch verformbare Halteglied (12) aus austenitischem Stahl in Form einer mehrlagigen Schlaufe besteht.

3. Auffangvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Längenunterschied zwischen dem weiteren Halteglied (13) und dem plastisch verformbaren Halteglied (12) so gross wie die Dehnung des plastisch verformbaren Haltegliedes (12) bis zur Gleichmassdehnungsgrenze ist.

4. Auffangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Halteglied (13) als Schlaufe ausgebildet ist.

5. Auffangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beide Halteglieder (12,13) mit der gleichen Haltestruktur (7) befestigt sind.

6. Auffangvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Halteglieder (12,13) an einzelnen über ihre Länge verteilten Stellen (20) miteinander verbun-en sind.