CH660408A5

CH660408A5 - Druckbehaelter aus gusseisen.

Info

Publication number: CH660408A5
Application number: CH4842/83A
Authority: CH
Inventors: Rolf Weber; Gerd Pollak; Arno Chlechowitz
Original assignee: Steinmueller Gmbh L & C
Priority date: 1982-12-16
Filing date: 1983-09-05
Publication date: 1987-04-15
Also published as: FR2538065A1; GB8325959D0; SE452641B; NL8303392A; FR2538065B1; US4570813A; SE8305232D0; BE898308A; GB2133324A; DE3246560C1; GB2133324B; SE8305232L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckbehälter mit einem zylindrischen Behältermantel, einem Boden und einem Deckel, die aus Gusselementen zusammengesetzt und durch über den Umfang des Behältermantels verteilte, achsparallele und entlang der Behälterachse verteilte, ringförmige, jeweils in Vorspannkanäle der Gusselemente geführte Vorspannstähle zusammengespannt sind, und mit einer unmittelbar an dem Behältermantel innenseitig mittels einer Verschraubung verankerten Stahlauskleidung (Liner).

Solche Druckbehälter werden für Chemie- und Kernreaktoren sowie für Gas- und Wasserspeicher verwendet.

Unter der Bezeichnung Gusselement ist im Rahmen der Erfindung ein Bauelement aus Metallguss, insbesondere aus Gusseisen oder Stahlguss, zu verstehen. Bei den bekannten, aus Gusselementen zu einer Zylinderschale zusammengesetzten Druckbehältern konzentrieren sich die konstruktiven Unterschiede in dem nicht befriedigend gelösten Problem, eine zu Abdichtungszwecken aus dünnem Stahlblech gefertigte, als selbständiges Bauteil nicht formstabile Auskleidung unmittelbar, d.h. ohne Einsatz von Hinterfüllmasse zwischen Auskleidung und Gussschale, auf den Gusselementen des Behältermantels zu fixieren bzw. zu verankern. Die Problematik der Liner-Verankerung beruht einerseits auf ferti-gungs- und montagebedingten Kriterien, andererseits auf Überlegungen hinsichtlich der Festigkeit und Qualitätsprüfung der einzelnen Bauteile.

Unter den bekannten Verankerungen werden Elemente der mannigfaltigsten Form, wie beispielsweise Anker mit T-Profil, mit einer Kompensatorwelle versehene Rippenanker, Laschenanker, mit Bolzen versehene Ankerplatten etc. verwendet. Auch sind verschiedene Verschraubungen zur Verankerung der Stahlauskleidung an den Gusselementen vorgeschlagen worden. Neben der Verwendung von an der Stahlauskleidung angeschweissten Schraubmuttern, Schraubhülsen oder Schraubbolzen der herkömmlichen Bauart in mehr oder weniger komplizierter Ausführung ist auch bekannt, die Stahlauskleidung über angeschweisste

Gussfugenanker oder ähnliche Profil-Elemente mit dem Gusselement zu verschrauben.

In der DE-AS 2 636 743 wird eine Verschraubung offenbart, bei der die Stahlauskleidung (Liner) mittels auf Zwi-s schenlinerabschnitte verschweissten, sogenannten Schweissanlagen und Schrauben mit den Gusselementen verbunden ist.

Die Eigenart all dieser Konstruktionslösungen ist es, dass aus Gründen der Fertigung und Montage die Liner-Veranke-10 rung bevorzugt im Stossstellenbereich der Gusselemente zu liegen kommt. Nachteilig dabei ist, dass sich der Liner durch die aufgrund der örtlichen Verteilung beschränkte Zahl an Verankerungen beim Evakuieren oder Abkühlen unzulässig beult und infolgedessen radial in der Gusselement-Wandung 15 Undefinierte Kraftzustände hervorruft. Weitere Nachteile ergeben sich aus der Form der überwiegend einseitigen Dicht- und Ankerschweissnähte an der Stahlauskleidung, wonach Schwierigkeiten bei der Durchschweissung und bei der Prüfung der Schweissnahtverbindungen auftreten. 20 Ferner ist von Nachteil, dass die Zahl an möglichen konstruktiven Lösungen für die Verankerung vom Liner auf den Gusselementen eingeschränkt ist, da aus Gründen der Materialfestigkeit und Sicherheit nur bestimmte Schweissverbin-dungen für Druckbehälter zulässig sind.

25 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckbehälter der eingangs beschriebenen Gattung unter Berücksichtigung konstruktiver, fertigungstechnischer, montagebedingter und wirtschaftlicher Gesichtspunkte sowie genehmi-gungsbezogener Auflagen derart optimal zu gestalten, dass 30 sich die Stahlauskleidung, die auf dem aus Gusselementen aufgebauten Behältermantel mittels einer Schraubverankerung innenseitig unmittelbar aufliegt, aufgrund der im Betrieb auftretenden, unterschiedlichen Druck- und Wärmebedingungen an keiner Stelle von den Gusselementen 35 abhebt, und zusätzliche Belastungen der Schraubverankerung weitgehend vermieden werden.

Der erfindungsgemässe Druckbehälter ist dadurch gekennzeichnet, dass der Behältermantel aus mindestens zwei in radialer Richtung aufeinanderliegenden, aus Guss-40 dementen gebildeten Zylinderschalen besteht.

Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn die Stahlauskleidung vorgefertigt mittels einer Verschraubung, die vorzugsweise als auf der Stahlauskleidung aufgeschweisste Schraubbolzen 4s mit den jeweils zugehörigen Distanzelementen und Muttern ausgebildet ist, mit den mit achsparallelen Vorspannkanälen versehenen Gusselementen auf der Innenseite der innersten Zylinderschale des Behältermantels verankert ist, und wenn die auf der innersten Zylinderschale aufliegenden, die äus-s# sere Zylinderschale bildenden Gusselemente ausschliesslich durch achsparallele und ringförmige Vorspannstähle gehalten werden.

Nachfolgend wird anhand der schematischen Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ss beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnittes im Mantelbereich des erfindungsgemässen Druckbehälters,

Fig. 2 zeigt einen vergrösserten Ausschnitt des in Fig. 1 60 dargestellten Druckbehältermantels.

Auf der aus dünnem Stahlblech vorgefertigten, zylindrischen Auskleidung eines Druckbehältermantels 1 sind auf der Zylinderaussenseite in einer gezielten örtlichen Vertei-65 lung Schraubbolzen 5 aufgeschweisst. Mit Hilfe von Distanzelementen 6,7 und Muttern 9 sind auf der Zylinderaussenseite aufgesteckte Gusselemente 3 verschraubt. Diese Gusselemente 3 bilden die innerste Zylinderschale 2a des

3

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Behältermantels 1 und sind mit über den Zylinderumfang verteilten achsparallelen, in Vorspannkanälen des Gusselementes 3 geführten Vorspannstählen 10 mit dem Behälterboden und -deckel zusammengespannt. Auf der innersten Zylinderschale 2a liegt die äussere, aus Gusselementen 3 gebildete Zylinderschale 2b auf, die ausschliesslich durch über den Umfang des Behältermantels verteilte, achsparallele und entlang der Behälterachse verteilte, ringförmige, in entsprechenden Vorspannkanälen geführte Vorspannstähle 10 gehalten und ebenso mit dem Behälterboden und -deckel zusammengespannt ist. Dabei ist die Stärke des Gusselementes 3 der innersten Zylinderschale 2a gegenüber der der äusseren Zylinderschale 2b geringer, da die Gusselemente unterschiedliche Belastungsaufgaben zu erfüllen haben.

Dadurch werden mehrere Vorteile erreicht. Die Vorfertigung der zylindrischen Stahlauskleidung (Liner) gewährleistet einwandfreie, beidseitig geschweisste Verbindungen an den Dichtnähten der Blechplatten und ermöglicht eine allseitige Bauteilprüfung.

Mit der in beliebiger Häufigkeit versehenen Verankerung der Stahlauskleidung auf der aus Gusselementen aufge-5 bauten innersten Zylinderschale wird erreicht, dass in den Betriebsfällen des Abkühlens und des Evakuierens die Belastung sowohl vom Liner als auch von der innersten Gusselementschale in der Funktion eines Stützkorsetts optimal übernommen wird, wodurch ein unzulässiges Abheben bzw. io Beulen des Liners vermieden und eine zusätzliche Belastung der Verankerung weitgehend ausgeschaltet ist. Die Verspan-nung des Druckbehältermantels, die an der äusseren Zylinderschale vorgenommen wird, ist dabei von diesen genannten Belastungen unbeeinflusst.

is Zusätzlich wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Konstruktion in Bezug auf die Verankerung frei ist sowohl von fertigungsbedingten Toleranzproblemen als auch von Montageproblemen.

B

2 Blatt Zeichnungen

Claims

660408 PATENTANSPRÜCHE

1. Druckbehälter mit einem zylindrischen Behältermantel, einem Boden und einem Deckel, die aus Gusselementen zusammengesetzt und durch über den Umfang des Behältermantels verteilte, achsparallele und entlang der Behälterachse verteilte, ringförmige, jeweils in Vorspannkanäle der Gusselemente geführte Vorspannstähle zusammengespannt sind, und mit einer unmittelbar an dem Behältermantel innenseitig mittels einer Verschraubung verankerten Stahlauskleidung, dadurch gekennzeichnet, dass der Behältermantel (1) aus mindestens zwei in radialer Richtung aufeinanderliegenden, aus Gusselementen (3) gebildeten Zylinderschalen (2a, 2b) besteht.

2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlauskleidung (4) vorgefertigt mittels einer Verschraubung, die vorzugsweise als auf der Stahlauskleidung aufgeschweisste Schraubbolzen (5) mit den jeweils zugehörigen Distanzelementen (6,7) und Muttern (9) ausgebildet ist, mit den mit achsparallelen Vorspannkanälen versehenen Gusselementen (3) auf der Innenseite der innersten Zylinderschale (2a) des Behältermantels (1) verankert ist.

3. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der innersten Zylinderschale (2a) aufliegenden, die äussere Zylinderschale (2b) bildenden Gusselemente (3) ausschliesslich durch achsparallele und ringförmige Vorspannstähle (10) gehalten werden.