CH638334A5

CH638334A5 - Antirupture device on a pressure vessel in nuclear reactor plants, in particular on a reactor pressure vessel

Info

Publication number: CH638334A5
Application number: CH61879A
Authority: CH
Inventors: Heinrich Dr Dorner; Richard Ruf; Alfons Jezussek; Anton Kautetzky
Original assignee: Kraftwerk Union Ag
Priority date: 1978-04-07
Filing date: 1979-01-22
Publication date: 1983-09-15
Also published as: FR2422227A1; SE7902726L; JPS54137593A; DE2815101A1; ES479383A1; BR7902044A; FR2422227B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Berstschutzeinrichtung an einem Druckbehälter in Kernreaktoranlagen, insbesondere an einem Reaktordruckbehälter, wobei der Druckbehälter mindestens einen Druckbehälterdeckel aufweist, der mit seinem Deckelflansch mittels vorgespannter Dehnschrauben mit Muttern und Unterlegscheiben gegen den Gegenflansch einer Druckbehälteröffnung dichtend verspannt ist. Zur Abdichtung der Flanschverbindung werden insbesondere elastisch deformierbare metallische O-Ringe verwendet, die konzentrisch zueinander in entsprechenden Nuten des Deckels oder des Behälters eingelegt sind und zwischen sich die eigentliche kreisringförmige Dichtfläche einschliessen. Die Dichtkraft wird dadurch erreicht, dass die Dehnschrauben mit Hydraulikzylindern oder thermisch vorgespannt werden. Die Vorspannung dieser Schrauben wird im kalten Zustand des Druckbehälters bei etwa 20 °C durchgeführt. Sie wird so gewählt, dass bei allen Lastfällen (z.B. Anfahren, Betrieb, Abfahren) oder auch bei eventuellen Störfällen die Dichtheit der Flanschverbindung sichergestellt ist. Flanschverbindungen der geschilderten Art werden sowohl bei Druckwasser- als auch bei Siedewasser-Reaktordruckbehältern angewendet. Bei diesen ist ein Bersten des Druckbehälters aufgrund eines übermässigen Innendruckes im Primärkreislauf unter allen Umständen zu vermeiden. Bisherige Vorschläge des Berstschutzes gingen dahin, den Druckbehälter mit einem Berstschutzmantel sowie einem Berstschutzdeckel und einem Berstschutzboden einzuschliessen (Berst- bzw. Splitterschutz) oder gegebenenfalls diese Berstschutzumhüllung in Kraftschluss mit dem Reaktordruckbehälter zu bringen und sie mittels Spannelementen axial sowie in Umfangsrichtung derart vorzuspannen, dass die Behälterwandungen zumindest teilweise von Zugspannungsanteilen entlastet werden (Berstsicherung). The invention relates to a burst protection device on a pressure vessel in nuclear reactor plants, in particular on a reactor pressure vessel, the pressure vessel having at least one pressure vessel lid which is tightly clamped with its lid flange by means of preloaded expansion screws with nuts and washers against the counter flange of a pressure vessel opening. For sealing the flange connection, in particular elastically deformable metallic O-rings are used, which are inserted concentrically to one another in corresponding grooves in the cover or the container and enclose the actual annular sealing surface between them. The sealing force is achieved in that the expansion screws are preloaded with hydraulic cylinders or thermally. These screws are pretensioned when the pressure vessel is cold at around 20 ° C. It is selected so that the tightness of the flange connection is ensured for all load cases (e.g. start-up, operation, shutdown) or for possible malfunctions. Flange connections of the type described are used for both pressurized water and boiling water reactor pressure vessels. With these, the pressure vessel should not burst under any circumstances due to excessive internal pressure in the primary circuit. Previous proposals for burst protection were to enclose the pressure vessel with a burst protection jacket as well as a burst protection cover and a burst protection base (burst or splinter protection) or, if necessary, to bring this burst protection casing into frictional engagement with the reactor pressure vessel and to pretension it axially and in the circumferential direction in such a way that the Container walls are at least partially relieved of tensile stress components (burst protection).

Die vorliegende Erfindung befasst sich gleichfalls mit einem Berstschutz, der passiv wirkt und demnach ohne Einleitung zusätzlicher Schutzmassnahmen beim Auftreten des Stör-falles anspricht, so dass die inhärente Sicherheit des Reaktordruckbehälters gegen Bersten vergrössert wird. Hierbei wird postuliert, dass irgendwelche Überdruckventile oder Berstscheiben, die an den Reaktordruckbehälter über Rohrstutzen bzw. Rohrleitungen angeschlossen sind, nicht ansprechen. The present invention is also concerned with a burst protection which acts passively and therefore responds without the introduction of additional protective measures when a malfunction occurs, so that the inherent safety of the reactor pressure vessel against bursting is increased. It is postulated that any pressure relief valves or rupture disks that are connected to the reactor pressure vessel via pipe sockets or pipes do not respond.

Dies ist zwar ein praktisch nicht wahrscheinlicher Störfall; indessen soll durch die vorliegende Erfindung das bisherige System der vielfachen Sicherheitsbarrieren gegen ein Bersten des Reaktordruckbehälters oder der daran angeschlossenen Primärkreisleitungen und -komponenten um eine weitere derart vergrössert werden, dass die bisher schon als umstritten geltende Notwendigkeit für eine Berstsicherung entfallen kann und lediglich der normale Splitterschutz, der durch den biologischen Schild einschliesslich der den Reaktordruckbehälter bodenseitig und deckseitig umgebenden Spannbetonwände gegeben ist, ausreicht. This is a practically unlikely accident; Meanwhile, the present system of the multiple safety barriers against bursting of the reactor pressure vessel or the primary circuit lines and components connected to it is to be enlarged by another such that the previously controversial need for burst protection and only the normal splinter protection can be eliminated , which is given by the biological shield including the prestressed concrete walls surrounding the reactor pressure vessel at the bottom and at the top.

Erfindungsgemäss wird die gestellte Aufgabe mit einer Berstschutzeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Unterlegscheiben als Verformungskörper ausgebildet und in Abstimmung auf die Dehnschrauben so bemessen sind, dass sie bei Überschreiten eines Grenzinnendruckes den Deckelkräften unter plastischer Verformung um die Strecke Ala in Anpressrichtung nachgeben und über den dementsprechend mit einem Axialspalt Alü klaffenden Deckeldichtspalt der Abbau des Überdruckes erfolgt bis zu einem Wert, bei dem die Vorspannkraft der im elastischen Bereich verbleibenden Schrauben zur Wiederabdichtung des Druckbehälters ausreicht. According to the invention, the object is achieved with a burst protection device of the type mentioned at the outset in that the washers are designed as deformation bodies and are dimensioned in coordination with the expansion screws so that when a limit internal pressure is exceeded, they yield to the cover forces with plastic deformation by the distance Ala in the pressing direction and The overpressure is reduced via the cover gap gap, which gapes accordingly with an aluminum gap, up to a value at which the pretensioning force of the screws remaining in the elastic range is sufficient to reseal the pressure vessel.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, dass das System der Schutzbarrieren gegen Bersten des Reaktordruckbehälter bzw. der daran angeschlossenen Primärkreiskomponenten um eine weitere Barriere vergrössert wird. Die Erfindung lässt sich grundsätzlich auch bei The advantages that can be achieved with the invention can be seen above all in that the system of protective barriers against bursting of the reactor pressure vessel or the primary circuit components connected thereto is enlarged by a further barrier. In principle, the invention can also be used for

3 3rd

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den anderen Primärkreiskomponenten wie Dampferzeugern oder Druckhaltern einsetzen, indem z.B. die Mannlochdeckel-Flanschverbindung des Dampferzeugers oder des Druckhalters mit der erfindungsgemäss ausgestalteten Verschraubung versehen wird; ein bevorzugter Anwendungsfall ist indessen der Reaktordruckbehälter, weil dieser in regelmässigen Abständen beim Brennelementwechsel geöffnet wird und bei dieser Gelegenheit die Unterlegscheiben auf plastische Verformung inspiziert werden können. Durch die Erfindung wird ausserdem erreicht, dass die häufig als Stiftschrauben ausgeführten Dehnschrauben der Reaktordeckel-Flanschverbindung bzw. die das Gewinde aufweisenden Schaftteile der Stiftschraube, d.h. das innere im Gewindesackloch sitzende Ende oder das die Deckelmutter tragende Gewindestück, nicht überdehnt und damit nicht beschädigt werden können; im Ansprechfalle wird die Stossbelastung von den Unterlegscheiben durch plastische Verformung aufgefangen. use the other primary circuit components such as steam generators or pressure holders, e.g. by the manhole cover flange connection of the steam generator or of the pressure holder is provided with the screw connection designed according to the invention; a preferred application is, however, the reactor pressure vessel because it is opened at regular intervals when changing the fuel element and on this occasion the washers can be inspected for plastic deformation. The invention also ensures that the expansion screws of the reactor cover flange connection, which are often designed as stud screws, or the threaded shaft parts of the stud screw, i.e. the inner end in the threaded blind hole or the threaded piece carrying the cover nut, cannot be overstretched and therefore cannot be damaged; in the event of a response, the washers absorb the impact load through plastic deformation.

Bevorzugt bestehen die Unterlegscheiben hierzu aus einer derart zähen Stahllegierung, dass die plastische Verformung der vorgesehenen Sollfliessstelle nur im Überdruckfalle erfolgt. For this purpose, the washers preferably consist of such a tough steel alloy that the plastic deformation of the intended flow point takes place only in the event of overpressure.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von vier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to four exemplary embodiments shown in the drawing.

Es zeigen in schematischer Darstellung unter Fortlassung der für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Teile: In a schematic representation, the parts that are not necessary for understanding the invention are shown:

Fig. 1 im Aufriss z.T. im Schnitt die der Deckelteilfuge eines Reaktordruckbehälters unmittelbar benachbarten Dek-kel- und Unterteil:Partien mit festgespannter Deckelschraube gemäss einem 1. Ausführungsbeispiel ; Fig. 1 in elevation partly. in section the lid and bottom part immediately adjacent to the lid part joint of a reactor pressure vessel: lots with tightly tightened lid screw according to a first embodiment;

Fig. 2 die Einzelheit Y aus Fig. 1 vergrössert im Ausschnitt, d.h. insbesondere die Teilfugen-Dichtfläche; Fig. 2 shows the detail Y from Fig. 1 enlarged in detail, i.e. especially the joint sealing surface;

Fig. 3 das erste Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit als Kugelscheibe ausgebildeter Unterlegscheibe und einem zusätzlichen Gleitring vergrössert (Einzelheit X); 3 shows the first exemplary embodiment according to FIG. 1 enlarged with a washer designed as a spherical washer and an additional sliding ring (detail X);

Fig. 4 im Teilschnitt eine Doppelkeil-Unterlegscheibe mit Gleitring (2. Ausführungsbeispiel); Fig. 4 in partial section a double wedge washer with slide ring (2nd embodiment);

Fig. 5 die Draufsicht auf die Unterlegscheibe nach Fig. 4; Fig. 5 is a top view of the washer of Fig. 4;

Fig. 6 eine mit einer Einschnürung versehene Unterlegscheibe (3. Ausführungsbeispiel) und Fig. 6 is a conical washer (3rd embodiment) and

Fig .7 eine in Querrichtung geteilte Unterlegscheibe mit einem Fliesselement, das in einen Hohlraum im Teilfugenbereich eingelegt ist (4. Ausführungsbeispiel). 7 shows a washer divided in the transverse direction with a flow element which is inserted into a cavity in the parting joint area (4th exemplary embodiment).

Der in Fig. 1 ausschnittsweise dargestellte Reaktordruckbehälter 1 weist einen Unterteil 2 mit verstärktem Flansch 2.1 und einen gewölbten Deckel 3 mit entsprechend verstärktem Deckelflansch 3.1 auf. Der Deckel 3 ist mittels vorgespannter Dehnschrauben 4 (von denen nur eine dargestellt ist, in Wirklichkeit sind es fünfzig bis sechzig, über den Umfang des Druckbehälters 1 verteilt) im Bereich der Dichtungsringfläche fünf dichtend gegen den Gegenflansch 2.1 des Unterteils 2 verspannt, wobei die Schraube 4 als Stiftschraube ausgebildet und mit einem Gewindeende 4.1 in das Gewindesackloch 2.2 des Unterteils 2 eingeschraubt ist und wobei im hydraulisch oder durch Wärmeeinwirkung gedehnten Zustand der Stiftschraube 4 ihre Mutter 4.2 unter Zwischenlage einer Unterlegscheibe Ul und eines Gleitringes 7 festgezogen ist, so dass dann die z.B. mittels einer hydraulischen Schraubenspannvor-richtung aufgebrachten Dehnkräfte aufgehoben werden können und die Schraube mit einer entsprechenden Vorspannkraft die Flansche 3.1, 2.1 und damit die Dichtflächen 5 aufeinander presst. Bei einem Reaktordruckbehälter für ein Kernkraftwerk von z.B. 1000 MWe| beträgt die Vorspannkraft jeder einzelnen Schraube etwa 7000 KN. Hierbei befindet sich die Schraube noch in ihrem elastischen Bereich. The reactor pressure vessel 1 shown in detail in FIG. 1 has a lower part 2 with a reinforced flange 2.1 and a curved cover 3 with a correspondingly reinforced cover flange 3.1. The lid 3 is clamped by means of prestressed expansion screws 4 (only one of which is shown, in reality there are fifty to sixty, distributed over the circumference of the pressure vessel 1) in the area of the sealing ring surface five against the counter flange 2.1 of the lower part 2, the screw 4 is designed as a stud screw and is screwed with a threaded end 4.1 into the threaded blind hole 2.2 of the lower part 2 and, in the hydraulically or thermally expanded state of the stud screw 4, its nut 4.2 is tightened with the interposition of a washer U1 and a slide ring 7, so that the e.g. expansion forces applied by means of a hydraulic screw tensioning device can be canceled and the screw presses the flanges 3.1, 2.1 and thus the sealing surfaces 5 against one another with a corresponding preloading force. In a reactor pressure vessel for a nuclear power plant of e.g. 1000 MWe | the pretensioning force of each screw is around 7000 KN. Here, the screw is still in its elastic range.

Wie es das erste Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 1 zeigt, ist die Unterlegscheibe U1 als Verformungskörper ausgebildet. Durch die Pfeile & sind die parallel zur Schraubenlängsachse s wirkenden Anpresskräfte bezeichnet, die aufgrund der einwärts schräg nach unten geneigten Kugelfläche 6.1 an der Oberseite der Unterlegscheibe Ul durch vektorielle Zerlegung der Auflagekraft <C entstanden zu denken sind, wobei ausser der Komponente (L noch die Schubkraftkomponente & auftritt. Diese versucht die im Querschnitt keilförmige Unterlegscheibe Ul nach aussen zu schieben, also aufzuweiten, wogegen die Kraftkomponente (L im Sinne einer Stauchung die Unterlegscheibe Ul auf Druck beansprucht (entsprechende Reaktionskräfte — (X wirken auf die Unterseite 6.2). Zwischen letzterer und dem Deckelflansch 3.1 ist der schon erwähnte Gleitring 7 eingelegt, der mit einem inneren Ringkragen 7.1 am Innenumfang der Schraubendurchgangsbohrung 4.0 zentriert gehalten ist. Entsprechendes gilt für alle auf dem Schraubenlochkreis sitzenden Schrauben 4, wie es im rechten Teil der Fig. 3 angedeutet ist. Bedingt durch den kleinen Abstand d zwischen einander benachbarten Unterlegscheiben ergibt sich, dass im Ansprechfalle die Unterlegscheibe in der Horizontalen im Durchschnitt nur um d/2 verformt werden kann, wie es gestrichelt bei Ül' angedeutet ist. Diesem Verformungsweg in der Horizontalen entspricht ein Verformungsweg Alu in der Vertikalen- bzw. in Anpressrichtung Ol . As shown in the first exemplary embodiment according to FIG. 3 in conjunction with FIG. 1, the washer U1 is designed as a deformation body. Arrows & denote the contact forces acting parallel to the longitudinal axis s of the screw, which, due to the spherical surface 6.1 inclined downwards at the top of the washer Ul, are to be thought of as a result of vectorial decomposition of the contact force <C, whereby in addition to the component (L the Shear force component & occurs, which tries to push the washer Ul, which is wedge-shaped in cross section, outwards, that is, to widen it, whereas the force component (L in the sense of a compression stresses the washer Ul under pressure (corresponding reaction forces - (X act on the underside 6.2)) and the cover flange 3.1, the already mentioned slide ring 7 is inserted, which is held in the center by an inner ring collar 7.1 on the inner circumference of the screw through-hole 4.0. The same applies to all screws 4 sitting on the bolt hole circle, as indicated in the right part of FIG. Due to the small distance d between adjacent washers, it follows that, in the event of a response, the washer can only be deformed horizontally by an average of d / 2, as is indicated by dashed lines in Ül '. This deformation path in the horizontal corresponds to an aluminum deformation path in the vertical direction or in the pressing direction oil.

Hieraus folgt bei zusammenhängender Betrachtung der Fig. 1-3, dass (siehe Fig. 2) die aufeinander gepressten Dichtflächen 5 und zugehörigen Gegendichtflächen sich um einen geringen Leckspalt Alü öffnen und damit kurzzeitig einen Leckquerschnitt freigeben, so dass das überschüssige Primärkühlmittel gemäss Pfeilen ausgeblasen wird und der sich bildende Dampf innerhalb einer Auffanghaube 8 (siehe Fig. 1) aufgefangen und mittels einer an die Haube 8 angeschlossenen Leckabsaugeinrichtung (nicht dargestellt) einem Sammelbehälter zugeführt werden kann. Mit 9 sind in Fig. 2 noch die metallischen, konzentrisch zueinander in Deckelnuten 10 angeordneten O-Dichtringe bezeichnet. Mit 1; ist der vom inneren Dichtring 9 bis zum Behälterinneren 1.1 sich erstreckende Leckspalt bezeichnet, der auch im fest verschlossenen Zustand der Deckelflanschverbindung etwas durchlässig ist, ebenso wie der äussere Spalt la. 1-3, that (see Fig. 2) the sealing surfaces 5 pressed against each other and the associated counter-sealing surfaces open by a small leak gap Alü and thus temporarily release a leak cross-section so that the excess primary coolant is blown out according to the arrows and the steam which forms can be collected within a collecting hood 8 (see FIG. 1) and fed to a collecting container by means of a leakage suction device (not shown) connected to the hood 8. In FIG. 2, 9 also denotes the metallic O-rings arranged concentrically to one another in cover grooves 10. With 1; is the leak gap extending from the inner sealing ring 9 to the container interior 1.1, which is somewhat permeable even in the tightly closed state of the lid flange connection, as is the outer gap la.

Der beim ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 3 dargestellte Gleitring 7 hat die Aufgabe, die Oberseite des Deckelflansches 3.1 zu schützen und die Fliessbewegung der Scheibe Ul im Ansprechfalle zu erleichtern. Der Werkstoff dieser Gleitringe 7 hat mindestens den a0,2-Streckgrenzwert wie die Mutter 4.2 oder der Deckel 3. Es ist ersichtlich, dass die kuglige Anlagefläche 4.3 der Mutter 4.2 und die plane Gegenfläche 7.3 des Gleitringes 7 als Keil-Gegenfläche für die Scheibe Ul wirken, wenn diese sich beim Fliessvorgang in die gestrichelt angedeutete aufgeweitete Position Ul' verformt. k The slide ring 7 shown in the first exemplary embodiment in FIG. 3 has the task of protecting the upper side of the cover flange 3.1 and of facilitating the flow movement of the disk U1 in the event of a response. The material of these slide rings 7 has at least the a0.2 yield limit value like the nut 4.2 or the cover 3. It can be seen that the spherical contact surface 4.3 of the nut 4.2 and the flat counter surface 7.3 of the slide ring 7 as a wedge counter surface for the washer Ul act when this deforms during the flow process into the widened position Ul 'indicated by dashed lines. k

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 besteht die als Ganzes mit U2 bezeichnete Unterlegscheibe aus zwei Kugelscheiben u21 und u22, von denen die obere an ihrer Unterseite und die untere an ihrer Oberseite mit einwärts schräg nach unten verlaufenden Kugelflächen 6.2a und 6.1b versehen sind, mit denen sie aufeinanderliegen. Dagegen sind die Aussenflä-chen 6.1a und 6.2b der Kugelscheiben u21 bzw. u22 koplanar zueinander und zu den Begrenzungsflächen 4.3 der Mutter 4.2 sowie 7.3 des Gleitringes 7 ausgeführt. Ausserdem ist die obere Kugelscheibe u21 mit halbkreisförmigen Aussparungen 11 versehen, die ihre Fliessfähigkeit verbessern. Die Lagensicherung der Gleitringe 7 erfolgt hier durch gegenseitiges Abstützen der aneinanderstossenden Gleitringflächen 7.4. Dagegen umgreift hier die untere Kugelscheibe u22 mit einem Nocken 12 den Innenumfang der Schraubendurchgangsbohrung 4.3, wobei durch Ausbildung dieses Nockens der unteren Kugelscheibe u22 ein definiertes Fliessverhalten gegeben werden kann, ebenso wie durch die Aussparungen 11 der oberen In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, the washer, designated as a whole by U2, consists of two spherical washers u21 and u22, of which the upper spherical surfaces 6.2a and 6.1b are provided on their underside and the lower ones on their upper side with inwardly sloping downward spherical surfaces 6.2a and 6.1b with which they lie on top of each other. In contrast, the outer surfaces 6.1a and 6.2b of the spherical washers u21 and u22 are coplanar with one another and with the boundary surfaces 4.3 of the nut 4.2 and 7.3 of the slide ring 7. In addition, the upper spherical disk u21 is provided with semicircular cutouts 11, which improve its flowability. The position of the slide rings 7 is secured here by mutually supporting the abutting slide ring surfaces 7.4. In contrast, the lower spherical washer u22 grips the inner circumference of the screw through bore 4.3 with a cam 12, whereby a defined flow behavior can be given to the lower spherical washer u22 by designing this cam, as well as through the recesses 11 in the upper one

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

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50 50

55 55

60 60

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4 4th

Kugelscheibe u21. Der plastisch deformierte Zustand der Kugelscheiben u21, u22 ist wiederum gestrichelt bei U2' angedeutet, woraus ersichtlich ist, dass die untere Kugelscheibe aufgeweitet und die obere Kugelscheibe radial einwärts gestaucht wird. Ball washer u21. The plastically deformed state of the spherical disks u21, u22 is again indicated by dashed lines at U2 ', from which it can be seen that the lower spherical disk is expanded and the upper spherical disk is compressed radially inwards.

Koplanare Anlageflächen zwischen der Unterlegscheibe U3 einerseits und der Mutter 4.2 sowie dem Deckelflansch 3.1 andererseits sind auch beim dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 vorgesehen mit der Besonderheit, das hier die Unterlegscheibe U3 mit einer einen Sollfliessquerschnitt 13 definierenden Einschnürung versehen ist. Der plastisch deformierte Zustand ist wiederum bei U3' gestrichelt angedeutet. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Unterlegscheibe Zentriernocken 12 oder stattdessen einen durchgehenden Ringkragen (nicht dargestellt) auf. Coplanar contact surfaces between the washer U3 on the one hand and the nut 4.2 and the cover flange 3.1 on the other hand are also provided in the third exemplary embodiment according to FIG. 6 with the special feature that here the washer U3 is provided with a constriction defining a desired flow cross section 13. The plastically deformed state is again indicated by dashed lines at U3 '. In this exemplary embodiment too, the washer has centering cams 12 or instead a continuous annular collar (not shown).

Beim vierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 7, bei dem ebenfalls koplanare Anlageflächen zwischen der Unterlegscheibe U4 und der Mutter 42 sowie dem Deckelflansch 3 vorgesehen sind, ist die Unterlegscheibe U4 durch eine achsnormale Teilfuge 13 in die beiden Scheibenhälften u41, u42 unterteilt, die zwischen sich einen ausgesparten Hohlraum 14 begrenzen, in den ein den Sollfliessquerschnitt definierendes Fliesselement 15 eingelegt ist, das im dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt die Form einer liegenden Tonne aufweist. Im Ansprechfall wird das Fliesselement 15 von den beiden, als Pressbacken wirkenden Scheibenhälften u41 und u42 zu einer flacheren mandelförmigen Form zusammengedrückt, bis die Scheibenhälften aufeinandertreffen, womit der Fliessvorgang definiert beendet ist. In the fourth embodiment according to FIG. 7, in which coplanar contact surfaces are also provided between the washer U4 and the nut 42 and the cover flange 3, the washer U4 is subdivided by an axially normal parting joint 13 into the two disc halves u41, u42, one between them Limit the recessed cavity 14 into which a flow element 15 defining the desired flow cross section is inserted, which in cross section in the illustrated embodiment has the shape of a lying barrel. In response, the flow element 15 is pressed together by the two disc halves u41 and u42, which act as pressing jaws, into a flatter, almond-shaped shape until the disc halves meet, whereby the flow process is ended in a defined manner.

5 Als vorteilhafter Werkstoff für die Unterlegscheibe bzw. das fliessfähige Element 14 hat sich z.B. eine Legierung der Type A (s.u.) erwiesen, wobei der Werkstoff des Deckels 3 aus .üblichem ferritischen Stahl mit Innenplattierung besteht und für die Stiftschraube 4, die Mutter 4.2 sowie die Gleitringe 7 10 folgendes Material gewählt wurde: 5 As an advantageous material for the washer or the flowable element 14, e.g. an alloy of type A (see below), whereby the material of the cover 3 is made of conventional ferritic steel with inner plating and the following material was selected for the stud screw 4, the nut 4.2 and the slide rings 7 10:

Stiftschraube 4: Stud 4:

ASME SA 540, Grad B24, a0,2-ist, rt = 1005 N/mm2 ASME SA 540, grade B24, a0.2-ist, rt = 1005 N / mm2

15 Mutter 4.2: 15 mother 4.2:

ASME SA 540, Grad B24, a0,2-ist, rt = 850 N/mm2 ASME SA 540, grade B24, a0.2-ist, rt = 850 N / mm2

Gleitring 7 : Slide ring 7:

ASME SA 540, Grad B24, <T0.2-ist, rt = 972 N/mm2 ASME SA 540, grade B24, <T0.2-ist, rt = 972 N / mm2

20 20th

c*o,2-ist, rt = bedeutet dabei den Istwert der a0,2-Streckgrenze bei Raumtemperatur. Die oben erwähnte Legierungstype A war gleichfalls Stahl ASME SA 540, Grad B 24, wobei a0->.iSt rt = 971,84 N/mm2. c * o, 2-ist, rt = means the actual value of the a0.2 yield strength at room temperature. The alloy type A mentioned above was also steel ASME SA 540, grade B 24, where a0 ->. ISt rt = 971.84 N / mm2.

g G

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

638 334

1. Burst protection device on a pressure vessel in nuclear reactor plants, in particular on a reactor pressure vessel, the pressure vessel having at least one pressure vessel cover, which is tightly clamped with its cover flange by means of prestressed expansion screws with nuts and washers against the counter flange of a pressure vessel opening, characterized in that that the washers (Ul, U2, U3, U4) are designed as deformation bodies and are dimensioned in coordination with the expansion screws (4) so that when the internal pressure exceeds a limit they give in to the cover forces with plastic deformation by the distance Alu in the pressing direction and The overpressure is reduced via the cover gap (5) which gapes accordingly with an aluminum gap up to a value at which the pretensioning force of the screws (4) remaining in the elastic range is sufficient to reseal the pressure vessel (1).

2. Device according to claim 1, characterized in that the washers (Ül, U2, U3, U4) with an annular collar or corresponding nose-shaped projections (12) on the inner circumference (4.3) of the screw through holes of the cover (3) are kept centered .

2nd

PATENT CLAIMS

3. Device according to claim 1 or 2, characterized by a between the washers (Ul, U2) and cover 25 (3) inserted and locked against lateral displacement sliding ring (7), which consists of a harder steel than the washer (U l or U2).

4. Device according to claim 3, with spherical adjustment between nut and washer, characterized gekennzeich- net that the washer (Ul) with a flat underside (6.2) is mounted on a corresponding flat sliding surface (7.3) of the sliding ring (7) that it is widened in the case of plastic deformation, whereby the nut spherical surface (4.3) and the sliding surface (7.3) act as wedge counter surfaces.

5. Device according to claim 3, wherein the nut underside and the top of the sliding ring are provided with coplanar contact surfaces for the corresponding coplanar counter surfaces having washer, characterized in that the washer (U2) is designed as a double spherical washer (u21, u22) with an upper and a lower spherical disc with their spherical surfaces (6.2a, 6.1b) lying against each other, whereby in the case of plastic deformation the lower spherical disc (u22) is expanded and the upper spherical disc 45 (u21) is compressed radially inwards.

6. Device according to claim 1 or 2, with coplanar contact surfaces between the washer on the one hand and the screw nut and the pressure vessel cover on the other, characterized in that the washer 50 (U3) is provided with a constriction (13) defining a desired flow cross section.

7. Device according to claim 1 or 2, with coplanar contact surfaces between the washer on the one hand and the screw nut and the pressure vessel cover on the other hand, characterized by an axially normal parting joint (13) of the washer (U4) and one between the two disc halves (u41, u42 ) recessed cavity (14), in the latter a flow element (15) defining the desired flow cross section is inserted. 60

8. Device according to claim 6, characterized in that the flow element (15) has the shape of a lying barrel in cross section.

9. Device according to one of claims 1-8, characterized by a collecting hood (8) enclosing the cover part joint, which can be connected to a leakage suction device.