CH636721A5 - Pressure-proof heater rod penetration for pressure vessels of nuclear reactor plants which contain a liquid, vaporisable medium - Google Patents

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CH636721A5
CH636721A5 CH1106178A CH1106178A CH636721A5 CH 636721 A5 CH636721 A5 CH 636721A5 CH 1106178 A CH1106178 A CH 1106178A CH 1106178 A CH1106178 A CH 1106178A CH 636721 A5 CH636721 A5 CH 636721A5
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heating
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CH1106178A
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Raimund Reisacher
Karl Faeser
Franz Maritsch
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Kraftwerk Union Ag
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckfeste Heizstabdurchführung für ein flüssiges, verdampfbares Medium enthaltende Druckbehälter von Kernreaktoranlagen. Derartige Druckhalter werden bei Druckwasser-Kernreaktoranlagen verwendet. Sie halten den Druck im Primärkreislauf konstant und gleichen Volumenschwankungen des Kühlmittels aus. Sie sind teilweise mit siedendem Wasser gefüllt; darüber befindet sich ein Sattdampfpolster. Die Druckregelung erfolgt mit Hilfe einer elektrischen Heizung und einer Sprüh- und Abblaseinrichtung. Für die elektrische Heizung werden Heizstäbe verwendet. Diese ragen mit einem Heiz-Stabteil in das Innere des Behälters und sind mit einem unbeheizten, die elektrischen Zuleitungen aufnehmenden Zuleitungs-Stabteil durch eine Durchgangsbohrung der bodenseitigen Behälterwand druckfest hindurchragend angeordnet. Nach einer nicht veröffentlichten Konstruktion ist der jeweilige Heizstab zumindest auf seine im Bereich der Durchgangsbohrung liegenden axialen Länge von einem Durchsteckrohr mit Ringspalt umgeben, wobei das Durchsteckrohr mit der Behälterwand und der 5 Heizstab mit dem Durchsteckrohr dichtend verbunden sind. Hierbei erfolgt die Abführung der Verlustwärme des Heizstabes in seinem unbeheizten Durchführungsbereich über den Luftraum des Ringspaltes zum Durchsteckrohr und von hier zur Druckhalterwand durch Wärmeleitung und Wärmestrah-io lung. Deshalb sind Heizleistung oder Heizdauer der Heizstäbe begrenzt, wenn man eine zu starke Erwärmung der Heizstäbe in ihrem Durchführungsbereich vermeiden will, durch welche es zu Heizstabschäden und einer unzulässig hohen Erwärmung der Druckhalterwand sowie der Heizstabanschlüsse i5 kommen könnte. Die Heizstäbe im Druckhalter eines Kernkraftwerkes haben in ihrem unbeheizten Durchführungsbereich nämlich noch eine relativ hohe Wärmeentbindung bzw. Wärmefreisetzung, deren Werte bei einem Kernkraftwerk mit einer Leistung von 1000 MWeI in der Grössenordnung von 0,58 20 W/cm2 liegen können. Man könnte zwar die Isolation der elektrischen Zuleitungen innerhalb des Heizstabrohres verstärken, hierdurch wächst jedoch der Heizstabdurchmesser und damit der Durchmesser der Durchführungs-Bohrung an, was unerwünscht ist. The invention relates to a pressure-resistant heating element bushing for a pressure vessel of nuclear reactor plants containing a liquid, evaporable medium. Such pressure holders are used in pressurized water nuclear reactor plants. They keep the pressure in the primary circuit constant and compensate for volume fluctuations in the coolant. They are partly filled with boiling water; there is a saturated steam cushion above. The pressure is controlled using an electric heater and a spray and blow-off device. Heating rods are used for the electrical heating. These protrude into the interior of the container with a heating rod part and are arranged with an unheated supply rod part receiving the electrical leads projecting through a through hole in the bottom-side container wall in a pressure-resistant manner. According to an unpublished design, the respective heating element is surrounded at least over its axial length lying in the area of the through hole by a push-through tube with an annular gap, the push-through tube being connected to the container wall and the heating element 5 being sealed to the push-through tube. In this case, the heat loss of the heating element is dissipated in its unheated lead-through area via the air space of the annular gap to the push-through tube and from here to the pressure holder wall by heat conduction and heat radiation. Therefore, the heating output or heating duration of the heating rods is limited if you want to avoid excessive heating of the heating rods in their lead-through area, which could result in heating rod damage and inadmissibly high heating of the pressure holder wall and the heating rod connections i5. The heating elements in the pressure holder of a nuclear power plant still have a relatively high degree of heat release or heat release in their unheated bushing area, the values of which can be in the order of magnitude of 0.58 20 W / cm2 for a nuclear power plant with an output of 1000 MWeI. Although the insulation of the electrical supply lines inside the heating rod tube could be reinforced, this increases the heating rod diameter and thus the diameter of the through-hole, which is undesirable.

25 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine druckfeste Heizstabdurchführung für ein flüssiges, verdampfbares Medium enthaltende Druckbehälter, vorzugsweise für Druckhalter von Kernreaktoren, zu schaffen, mit der eine intensivere Abführung der im Durchführungsbereich der Heizstäbe anfal-30 lenden Verlustwärme ermöglicht ist. 25 The invention has for its object to provide a pressure-resistant heating element lead-through for a liquid, vaporizable medium-containing pressure vessel, preferably for pressure vessels of nuclear reactors, with which a more intensive dissipation of the heat lost in the lead-through area of the heating elements is made possible.

Gegenstand der Erfindung ist eine druckfeste Heizstabdurchführung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 gekennzeichneten Art. Bei einer solchen Heizstabdurchführung wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass 35 der Ringspalt zum Behälterinneren offen ist, dagegen an seinem anderen Ende durch die dichtende Verbindung zwischen Heizstab und Durchsteckrohr abgeschlossen ist, und dass der Ringspalt durch eine hülsenförmige Trennwand in zwei im wesentlichen konzentrische Ringräume aufgeteilt ist, einen 40 den Heizstab umgebenden inneren Ringraum und einen die Trennwand umgebenden äusseren Ringraum, welche Räume mittels im Bereich des geschlossenen Endes des Ringspaltes angeordnete Durchströmöffnungen der Trennwand miteinander kommunizieren und einen äusseren Fallraum sowie einen 45 inneren Steigraum für das Medium bilden. The object of the invention is a pressure-resistant heating element bushing of the type characterized in the preamble of claim 1. With such a heating rod bushing, the object is achieved according to the invention in that the annular gap is open to the interior of the container, but at the other end by the sealing connection between the heating rod and push-through tube is completed, and that the annular gap is divided by a sleeve-shaped partition into two essentially concentric annular spaces, an inner annular space surrounding the heating element and an outer annular space surrounding the partition, which spaces are interconnected by means of flow openings of the partition arranged in the region of the closed end of the annular gap communicate and form an outer fall space as well as an inner rise space for the medium.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, dass sich im Ringspalt eine Naturumlauf-Kühlung für das Heizrohr ergibt, so dass im Durchführungsbereich ein Wärmestau mit der möglichen Folge einer Überhit-50 zung des Heizstabes, seiner Anschlüsse oder der Druckhalterwand sicher vermieden ist. Als weiterer Vorteil ist hervorzuheben, dass die im Durchführungsbereich anfallende Wärme des Heizstabes durch den Naturumlauf zum grössten Teil als Nutzwärme dem Druckmedium des Druckhalters zugeführt 55 werden kann. The advantages achievable with the invention can be seen primarily in the fact that there is natural circulation cooling for the heating tube in the annular gap, so that heat accumulation in the lead-through area with the possible consequence of overheating of the heating element, its connections or the pressure holder wall is certain is avoided. As a further advantage, it should be emphasized that the heat of the heating rod which arises in the lead-through area can be largely supplied as useful heat to the pressure medium of the pressure holder by natural circulation.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert, in welcher zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawing, in which:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Heizstabdurchführung 6o nach der Erfindung in einem Längsschnitt, z.T. in schemati-scher Darstellung, die durch die Bodenkalotte eines Druckhalters hindurchgeführt und an dieser befestigt ist, und Fig. 1 shows an embodiment of the heating element bushing 6o according to the invention in a longitudinal section, partly. in a schematic representation, which is passed through the bottom cap of a pressure holder and fastened to it, and

Fig. 2 die hülsenförmige Trennwand mit Befestigungsring in einem Teilschnitt nach Linie II-II aus Fig. 3 und 65 Fig. 3 die Flanschverbindung aus Fig. 1 vergrössert. Fig. 2 shows the sleeve-shaped partition with fastening ring in a partial section along line II-II from Fig. 3 and 65 Fig. 3 shows the flange connection of Fig. 1 enlarged.

Der in Fig. 1 im Ausschnitt dargestellte, als Ganzes mit DH bezeichnete Druckhalter ist ein im wesentlichen zylindrischer, aus Stahl bestehender Druckbehälter, der auf seiner Innenseite mit einer korrosionsbeständigen Innenplattierung 1 The pressure holder shown in detail in FIG. 1, designated as a whole by DH, is an essentially cylindrical pressure container made of steel, which has a corrosion-resistant inner cladding 1 on its inside

3 3rd

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aus austenitischem Stahl versehen ist. Der Innenraum des Druckhalters DH ist grösstenteils mit Wasser W gefüllt, das während des Betriebes auf Siedetemperatur gehalten wird. Oberhalb der Wasservorlage W befindet sich ein (aus der Zeichnung nicht ersichtlicher) Sattdampfraum. Die in Form einer Bodenkalotte gewölbte bodenseitige Wand 2 des Druckhalters ist über ihre Fläche mit einer Vielzahl von - vorzugsweise in regelmässiger Anordnung - vertikal angeordneten Durchgangsbohrungen 3 versehen, durch welche jeweils Heizstäbe 4 mittels einer Heizstabdurchführung 5 druckfest und gasdicht hindurchgeführt sind. Der Einfachheit halber ist in der Zeichnung lediglich eine solche Heizstabdurchführung 5 dargestellt. is made of austenitic steel. The interior of the pressure holder DH is largely filled with water W, which is kept at boiling temperature during operation. Above the water reservoir W is a saturated steam room (not shown in the drawing). The surface-side wall 2 of the pressure holder, which is curved in the form of a calotte, is provided over its surface with a plurality of - preferably in a regular arrangement - vertically arranged through bores 3, through which heating rods 4 are passed pressure-tight and gas-tight by means of a heating rod bushing 5. For the sake of simplicity, only such a heating rod bushing 5 is shown in the drawing.

Der Heizstab 4 ist ein rohrförmiger, aus korrosionsbeständigem Stahl bestehender Körper, in dessen Innerem die bei 4.1 und 4.2 angedeuteten elektrischen Zuleitungen elektrisch gegeneinander und ferner thermisch isoliert verlegt sind innerhalb eines Zuleitungs-Stabteils 4a, an den sich ein in das Behälter-Innere ragender Heiz-Stabteil 4b anschliesst, der in seinem Innern an die elektrischen Zuleitungen 4.1, 4.2 angeschlossene, bei 4c schematisch angedeutete Widerstandsheizkörper enthält. Das Rohr des Heizstabes 4 ist zum Innenraum des Druckhalters DH ebenfalls druckfest und gasdicht abgeschlossen. Der Heizstab 4 ist auf seiner im Bereich der Durchgangsbohrung 3 liegenden axialen Länge 1 und darüber hinausgehend auch im Bereich des inneren axialen Überstandes ül und des äusseren axialen Überstandes ü2 von einem Durchsteckrohr 6 mit Ringspalt 7 konzentrisch umgeben. Das Durchsteckrohr 6, das aus austenitischem Material besteht, ist in die Bohrung 3 der Druckhalterwand 2 eingewalzt und mit seinem in das Behälterinnere ragenden Ende 6a mit der Innen-plattierung 4 fest durch Schweissen verbunden (Schweissnaht 8). In seinem unteren Bereich 6b ist das Durchsteckrohr 6, wie noch weiter unten erläutert, mit dem Heizstab 4 über einen Ringflansch 6d dichtend verbunden. — The heating element 4 is a tubular, corrosion-resistant steel body, inside of which the electrical leads indicated at 4.1 and 4.2 are laid electrically against one another and also thermally insulated within a supply rod part 4a, to which a heater protruding into the interior of the container Connects rod section 4b, which contains in its interior to the electrical leads 4.1, 4.2 connected, schematically indicated at 4c resistance heating elements. The tube of the heating element 4 is also pressure-tight and gas-tight to the interior of the pressure holder DH. The heating rod 4 is concentrically surrounded by a push-through tube 6 with an annular gap 7 on its axial length 1 lying in the area of the through bore 3 and also going beyond in the area of the inner axial overlap ul and the outer axial overlap u2. The push-through tube 6, which consists of austenitic material, is rolled into the bore 3 of the pressure holder wall 2 and, with its end 6a projecting into the interior of the container, is firmly connected to the inner cladding 4 by welding (weld seam 8). In its lower region 6b, as explained further below, the push-through tube 6 is sealingly connected to the heating element 4 via an annular flange 6d. -

Erfindungsgemäss mündet der Ringspalt 7 mit einem offenen Ende 7a in den Behälter-Innenraum. Dagegen ist er an seinem anderen, unteren Ende 7b durch eine als Ganzes mit 9 bezeichnete dichtende, lösbare Flanschverbindung abgeschlossen. Der Ringspalt 7 ist durch eine hülsenförmige Trennwand 10 in zwei im wesentlichen koaxiale Räume 11 (äusserer Raum) und 12 (innerer Raum) aufgeteilt. Diese Räume 11,12 sind wie es Fig. 2 und 3 näher zeigen, durch im Bereich des geschlossenen Endes 7b des Ringspaltes 7 angeordnete Durchströmöffnungen 13 der Trennwand 10 miteinander verbunden derart, dass ein äusserer Fallraum 11 und ein innerer, am Heizrohr 4 anliegender Steigraum 12 für das Wasser W gebildet ist. Die Durchströmöffnungen 13 'sind als gleichmässig über den Umfang des fussseitigen Endes 7b verteilte Randaussparungen ausgeführt, wie es der Teilschnitt nach Fig. 2 näher erkennen lässt. Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 3 zeigt auch, dass die hülsenförmige Trennwand 7 in Umfangsrichtung gewellt ist, wobei die auswärts gerichteten Wellenbäuche 7c am Innenumfang des Durchsteckrohres 6 und die einwärts gerichteten Wellenbäuche 7d am Aussenum-fang des Heizstabes 4 anliegen. Hierdurch wird eine Mehrzahl von über den Umfang verteilten Fallräumen 11 und Steigräumen 12 gebildet, deren Durchflussquerschnitt in radialer Richtung fast die gesamte Ringspaltbreite überstreicht, was einen relativ niedrigen Strömungswiderstand ergibt. Ausserdem ist durch die Wellung eine präzise Führung für den Heizstab 4 gegeben. According to the invention, the annular gap 7 opens into the container interior with an open end 7a. In contrast, it is closed at its other, lower end 7b by a sealing, releasable flange connection, designated as a whole by 9. The annular gap 7 is divided by a sleeve-shaped partition 10 into two essentially coaxial spaces 11 (outer space) and 12 (inner space). 2 and 3, these spaces 11, 12 are connected to one another by throughflow openings 13 of the partition wall 10 arranged in the region of the closed end 7b of the annular gap 7 such that an outer fall space 11 and an inner riser space adjacent to the heating tube 4 12 is formed for the water W. The throughflow openings 13 'are designed as edge recesses distributed uniformly over the circumference of the foot-side end 7b, as can be seen in more detail in the partial section according to FIG. 2. Fig. 2 in connection with Fig. 3 also shows that the sleeve-shaped partition 7 is corrugated in the circumferential direction, the outwardly directed antinodes 7c abutting the inner circumference of the push-through tube 6 and the inwardly directed antinodes 7d on the outer circumference of the heating element 4. This forms a plurality of drop spaces 11 and riser spaces 12 distributed over the circumference, the flow cross section of which radially covers almost the entire annular gap width, which results in a relatively low flow resistance. In addition, the corrugation provides precise guidance for the heating element 4.

Das fussseitige Ende der Trennwand 10 ist an der Stirnwand 14a eines den Heizstab 4 umgreifenden Befestigungsringes 14 angeschweisst (Schweissnähte 15, vgl. Fig. 2). Dieser Befestigungsring weist feinstbearbeitete Dichtflächen 14b an seinem Innenumfang sowie 14c an seinem Aussenumfang, seiner unteren Stirnfläche und einer oberen geneigten Kegelfläche auf (Fig. 3). Der Befestigungsring 14 stellt mithin zugleich einen metallischen Dichtring dar, der ein wesentlicher Bestandteil der lösbaren Flanschverbindung 9 ist. Im einzelnen ist der Befestigungsring 14 in eine entsprechende Aufnahmebohrung 6c des Durchsteckrohr-Flansches 6d eingepasst 5 und mit einem vom Heizstab 4 durchdrungenen und mit diesem verschweissten ringförmigen Gegenflansch 16 dichtend verbunden sowie auch in bezug auf die entsprechenden Dicht-Gegenflächen des Durchsteckrohr-Flansches 6d dichtend verspannt. Die aneinanderliegenden Dichtflächen 17 von Durch-lo steckrohr-Flansch 6d und Gegenflansch 16 sind im Bereich der Fuge mit Materialausnehmungen 18 zur Verbesserung der elastisch-dichtenden Anlage versehen. Der Gegenflansch 16 weist an seinen beiden Stirnseiten je einen angeformten Ringkragen 16a, 16b auf, die der Zentrierung des Befestigungsrin-15 ges 14 bzw. einer äusseren Spannplatte 19 dienen und ausserdem aufgrund ihrer relativ dünnen Wandstärke zur dichtenden Verschweissung mit dem Heizstab 4 (Ringschweissnähte 20) vorgesehen sind. Die lösbare und dichtende Flanschverbindung 9 wird ergänzt durch die Spannplatte 21, die koplanar 20 zur Spannplatte 19 angeordnet ist und den Durchsteckrohr-Flansch 6d hintergreift, d.h. auf das Durchsteckrohr 6 aufgeschoben ist. Die vorzugsweise ringförmige Gegenspannplatte 19 ist mit Durchsteckbohrungen 19a für die Dehnschrauben 22 versehen , und dementsprechend weist die Spannplatte 21 zu 25 den Bohrungen 19a gleichachsige und entsprechend über den Umfang verteilte Gewinde-Sacklöcher 23 auf. Die mit Aussen-sechskant 22a, Mutter 22b und Beilagscheibe 22c über die Gegenspannplatte 19 hervorstehenden Dehnschrauben sind mit ihren Gewindeenden 22d in den Gewindesacklöchern 23 30 verankert, so dass der Gegenflansch 16 von der Gegenspannplatte 19 durch Anziehen der Muttern 22b fest gegen den Durchsteckrohr-Flansch 6d und den Befestigungsring 14 gezogen werden kann, wobei die Sechskantvorsprünge 22a zum Ansetzen von das Mitdrehen der Dehnschrauben 22 verhin-35 derndem Werkzeug bzw. zum Einschrauben der Dehnschrauben in die Sacklöcher 23 dienen. Mithin ist ein leichtes Auswechseln des Heizstabes 4 ermöglicht. The end of the partition 10 on the foot side is welded to the end wall 14a of a fastening ring 14 encompassing the heating element 4 (weld seams 15, cf. FIG. 2). This fastening ring has finely machined sealing surfaces 14b on its inner circumference and 14c on its outer circumference, its lower end face and an upper inclined conical surface (FIG. 3). The fastening ring 14 thus also represents a metallic sealing ring, which is an essential part of the detachable flange connection 9. Specifically, the fastening ring 14 is fitted 5 into a corresponding receiving bore 6c of the push-through tube flange 6d and is sealingly connected to an annular counter flange 16 which is penetrated by the heating rod 4 and welded to it, and is also sealed with respect to the corresponding sealing counter-surfaces of the push-through tube flange 6d tense. The abutting sealing surfaces 17 of through-hole tube flange 6d and counter flange 16 are provided in the region of the joint with material recesses 18 to improve the elastic sealing system. The counter flange 16 has on each of its two end faces an integrally formed annular collar 16a, 16b, which serve to center the fastening ring 15, 14 or an outer clamping plate 19 and, moreover, due to its relatively thin wall thickness, for sealing welding with the heating element 4 (ring weld seams 20 ) are provided. The releasable and sealing flange connection 9 is supplemented by the clamping plate 21, which is arranged coplanar 20 to the clamping plate 19 and engages behind the push-through tube flange 6d, i.e. is pushed onto the push-through tube 6. The preferably annular counter-clamping plate 19 is provided with push-through holes 19a for the expansion screws 22, and accordingly the clamping plate 21 has threaded blind holes 23 which are coaxial with the holes 19a and correspondingly distributed over the circumference. The expansion screws projecting with the hexagon socket 22a, nut 22b and washer 22c over the counter clamping plate 19 are anchored with their threaded ends 22d in the threaded blind holes 23 30, so that the counter flange 16 is tightened against the counter clamping plate 19 by tightening the nuts 22b against the push-through tube flange 6d and the fastening ring 14 can be pulled, the hexagon projections 22a being used for attaching tools preventing the expansion screws 22 from turning, or for screwing the expansion screws into the blind holes 23. An easy replacement of the heating element 4 is thus made possible.

Die Wirkungsweise der Naturumlauf-Kühlung ergibt sich wie folgt. Der Fallraum 11 wird vom Druckhalterwasser mit 40 Sättigungstemperatur durchströmt, danach tritt das Wasser durch die Durchströmöffnungen 13 in den Steigraum 12 ein, in welchem dem Umlaufwasser durch den Heizstab 4 Wärme zugeführt wird, wodurch im Umlaufwasser Dampf entsteht. Der Dampfgehalt der bis zum Austritt des Umlaufwassers aus 45 dem Steigraum von 0 bis etwa 1% zunimmt, bewirkt im Steigraum 12 eine geringere Wasserdichte als im Fallraum 11, wodurch sich eine Wasser-Umwälzgeschwindigkeit bei einer praktischen Ausführungsform von etwa 0,15 m/s ergeben hat. Die hülsenförmige Trennwand 10, die bevorzugt als Wellrohr so wie dargestellt ausgebildet ist, hat neben der Trennung zwischen Steig- und Fallraum 11, 12 die schon erwähnte Funktion, den Heizstab über die Länge der Trennwand zu führen, d.h. sowohl bei der Montage und Demontage als auch während des Betriebes, wobei der Heizstab bei Schwingungsanre-55 gung durch die Wasserbewegung im Druckhalter auf einer grösseren Länge sicher und schwingungsdämpfend gehalten wird. The mode of operation of natural circulation cooling is as follows. The fall chamber 11 is flowed through by the pressurized water at 40 saturation temperature, after which the water enters through the flow openings 13 into the riser chamber 12, in which heat is supplied to the circulating water by the heating element 4, whereby steam is produced in the circulating water. The steam content, which increases from 0 to about 1% until the circulation water emerges from the riser 45, causes a lower water density in the riser 12 than in the fall 11, which results in a water circulation rate in a practical embodiment of about 0.15 m / s has resulted. The sleeve-shaped partition wall 10, which is preferably designed as a corrugated tube as shown, has, in addition to the separation between the rising and falling spaces 11, 12, the function already mentioned of guiding the heating element over the length of the partition wall, i.e. both during assembly and disassembly as well as during operation, whereby the heating element is kept securely and vibration-damping over a longer length due to the water movement in the pressure holder.

Der Überstand ül, mit dem das Durchsteckrohr 6 in den Druckhalter DH ragt, verhindert, dass etwaige Verunreinigun-60 gen, die sich im unteren Bereich des Druckhalterbodens, ansammeln, in den Fallraum 11 gelangen können. Der Überstand ü2 des Durchsteckrohres 6 nach unten ergibt einerseits., den erforderlichen Montageraum für die Flanschverbindung 9, andererseits in Verbindung mit dem Überstand ü 1 eine Ver-65 grösserung der schwingungsdämpfenden und führenden Abstützung des Heizstabes durch den hülsenförmigen Körper 12. Die Erfindung ist nicht nur auf Druckhalter, sondern auch auf andere Druckbehälter anwendbar, die mit Heizstabdurchführungen versehen sind. The overlap ul with which the push-through tube 6 projects into the pressure holder DH prevents any impurities that accumulate in the lower region of the pressure holder bottom from being able to get into the drop chamber 11. The protrusion ü2 of the push-through tube 6 on the one hand results in the required mounting space for the flange connection 9, and on the other hand in connection with the protrusion ü 1 an enlargement of the vibration-damping and leading support of the heating element by the sleeve-shaped body 12. The invention is not only applicable to pressure holders, but also to other pressure vessels that are equipped with heating rod bushings.

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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims (5)

636 721636 721 1. Druckfeste Heizstabdurchführung für ein flüssiges, verdampfbares Medium enthaltende Druckbehälter von Kernreaktoranlagen, mit mindestens einem elektrischen Heizstab, der mit einem Heiz-Stabteil in das Innere des Behälters ragt und der mit einem unbeheizten, die elektrischen Zuleitungen aufnehmenden Zuleitungs-Stabtéil durch eine Durchgangsbohrung der bodenseitigen Behälterwand hindurchragend angeordnet ist, wobei der Heizstab zumindest auf seiner im Bereich der Durchgangsbohrung liegenden axialen Länge von einem Durchsteckrohr mit Ringspalt umgeben ist und wobei das Durchsteckrohr mit der Behälterwand und der Heizstab mit dem Durchsteckrohr dichtend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (7) zum Behälterinneren offen ist, dagegen an seinem anderen Ende (7b) durch die dichtende Verbindung zwischen Heizstab (4) und Durchsteckrohr (6) abgeschlossen ist, und dass der Ringspalt durch eine hülsenförmige Trennwand (10) in zwei im wesentlichen koaxiale Ringräume aufgeteilt ist einen den Heizstab umgebenden inneren Ringraum und einen die Trennwand umgebenden äusseren Ringraum, welche Räume mittels im Bereich des geschlossenen Endes des Ringspaltes angeordnete Durchströmöffnungen (13) der Trennwand miteinander kommunizieren und einen äusseren Fallraum (11) sowie einen inneren Steigraum (12) für das Medium bilden. 1. Flameproof heating rod bushing for a pressure vessel of nuclear reactor plants containing liquid, vaporizable medium, with at least one electric heating rod which projects into the interior of the container with a heating rod part and which has an unheated supply rod part receiving the electrical supply lines through a through hole in the is arranged projecting through the bottom of the container wall, the heating rod being surrounded at least on its axial length lying in the region of the through-hole by a push-through tube with an annular gap, and wherein the push-through tube is sealingly connected to the container wall and the heating rod with the push-through tube, characterized in that the annular gap ( 7) is open to the interior of the container, on the other hand at its other end (7b) is completed by the sealing connection between the heating element (4) and push-through tube (6), and that the annular gap is divided into two essentially coaxial annular spaces by a sleeve-shaped partition (10) lt is an inner annular space surrounding the heating element and an outer annular space surrounding the dividing wall, which spaces communicate with one another by means of flow openings (13) in the dividing wall arranged in the region of the closed end of the annular gap, and an outer falling space (11) and an inner riser space (12) for form the medium. 2. Heizstabdurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hülsenförmige Trennwand (10) in Umfangsrichtung gewellt ist, wobei die auswärts gerichteten Wellenbäuche (7c) am Innenumfang des Durchsteckrohres (6) und die einwärts gerichteten Wellenbäuche (7d) am Aussen-umfang des Heizstabes (4) anliegen. 2. heating rod bushing according to claim 1, characterized in that the sleeve-shaped partition (10) is corrugated in the circumferential direction, the outwardly directed antinodes (7c) on the inner circumference of the push-through tube (6) and the inwardly directed antinodes (7d) on the outer circumference of the Apply the heating element (4). 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 3. Heizstabdurchführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das fussseitige, die Durchströmöffnungen (13) aufweisende Ende der hülsenförmigen Trennwand (10) an der Stirnwand (14a) eines den Heizstab (4) umgreifenden Befestigungsringes (14) angeschweisst ist, der in die Aufnahmebohrung eines Durchsteckrohr-Flansches (6d) einge-passt und mit einem vom Heizstab durchdrungenen und mit diesem verschweissten Gegenflansch (16) dichtend im bezug auf letzteren sowie im bezug auf den Durchsteckrohr-Flansch (6d) verspannt ist. 3. heating element bushing according to claim 1 or 2, characterized in that the foot-side, the through-flow openings (13) having the end of the sleeve-shaped partition (10) on the end wall (14a) of the heating element (4) encompassing fastening ring (14) is welded on fitted into the receiving bore of a push-through tube flange (6d) and braced with a counterflange (16) penetrated by the heating element and welded to it, sealingly with respect to the latter and with respect to the push-through tube flange (6d). 4. Heizstabdurchführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenflansch (16) mit einem den Befestigungsring (14) zentrierenden Ringkragen (16a) versehen ist. 4. Heater rod bushing according to claim 3, characterized in that the counter flange (16) is provided with a ring collar (16a) centering the fastening ring (14). 5. Heizstabdurchführung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch ringförmige, vom Durchsteckrohr bzw. Heizstab durchdrungene, den Durchsteckrohr-Flansch (6d) und den Gegenflansch (16) hintergreifende, vorzugsweise ringförmige Spannplatten (19,21) mit über ihren Umfang verteilten Dehnschrauben (22) zum dichtenden Aneinanderpressen von Durchsteckrohr-Flansch und Gegenflansch. 5. heating element bushing according to claim 3 or 4, characterized by annular, penetrated by the push-through tube or heating rod, the push-through tube flange (6d) and the counter flange (16) engaging behind, preferably annular clamping plates (19, 21) with expansion screws distributed over their circumference ( 22) for sealingly pressing the push-through tube flange and counter flange.
CH1106178A 1977-12-27 1978-10-26 Pressure-proof heater rod penetration for pressure vessels of nuclear reactor plants which contain a liquid, vaporisable medium CH636721A5 (en)

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