CH708475A2

CH708475A2 - Seismische Gleitkupplung, Seismik-abschwächendes Rohrsystem und Verfahren zum Abschwächen seismischer Effekte auf ein Rohrsystem.

Info

Publication number: CH708475A2
Application number: CH01216/14A
Authority: CH
Inventors: Eric P Loewen; Scott L Pfeffer; Maria E Pfeffer
Original assignee: Ge Hitachi Nucl Energy America
Priority date: 2013-08-14
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2015-02-27
Also published as: US9945506B2; US20150048612A1; TWI621797B; ES2529600B2; ES2529600A2; MX2014009793A; CH708475B1; JP6034340B2; ES2529600R1; TW201518635A; MX354757B; TWI611131B; JP2015042902A

Abstract

Eine seismische Gleitkupplung (100) zum Verbinden eines ersten Rohrs (114) mit einem zweiten Rohr (116) umfasst eine feste Dichtungsfläche (112), eine bewegliche Dichtungsfläche (110) und eine Magnetspulenvorrichtung (102). Die bewegliche Dichtungsfläche (110) ist dafür ausgelegt, in die feste Dichtungsfläche (112) einzugreifen, um während eines deaktivierten Zustandes eine Dichtungsverbindung zu bilden. Die Dichtungsverbindung ist eine Verbindungsstelle, die einen Durchfluss eines Fluids durch dieselbe ausschliesst. Die Magnetspulenvorrichtung (102) ist zum Umschalten zwischen dem deaktivierten Zustand und einem aktivierten ausgelegt. Die Magnetspulenvorrichtung (102) umfasst einen Kolben und eine Federstruktur. Der Kolben ist mit der beweglichen Dichtungsfläche (110) verbunden. Die Federstruktur übt eine Kraft auf den Kolben aus, um so die bewegliche Dichtungsfläche (110) gegen die feste Dichtungsfläche (112) zu pressen, um die Dichtungsverbindung während des deaktivierten Zustandes zu bilden. Der Kolben ist zum Zusammendrücken der Federstruktur und zum Zurückziehen während des aktivierten Zustandes ausgelegt, um so die bewegliche Dichtungsfläche (110) von der festen Dichtungsfläche (112) zu trennen.

Description

STAND DER TECHNIK

Gebiet der Erfindung

[0001] Die vorliegende Offenbarung betrifft Vorrichtungen, Baugruppen und Verfahren zu Abschwächen der Effekte von seismischen Ereignissen auf Rohrsysteme

Hintergrund zu der Erfindung

[0002] Ein konventionelles Rohrsystem kann ein oder mehrere Rohre umfassen, wobei ein Ende eines Rohres einen festen Bezugspunkt und eine bestimmte Frequenz hat, während das andere Ende des Rohres einen anderen festen Bezugspunkt und eine andere Resonanzfrequenz hat. Während eines seismischen Ereignisses (z.B. eines Erdbebens) können die unterschiedlichen Resonanzfrequenzen eine relativ grosse Belastung für das Rohrsystem verursachen. Folglich kann das Rohrsystem einen Verlust der Integrität und/oder einen Verlust der Betriebsfähigkeit nach dem seismischen Ereignis erfahren. Des Weiteren kann für Kernkraftanlagen ein solcher Schaden zur Freisetzung von radioaktiven Materialien führen.

Kurze Beschreibung der Beispiel-Ausführungsformen

[0003] Eine seismische Gleitkupplung kann eine feste Dichtungsfläche, eine bewegliche Dichtungsfläche und eine Magnetspulenvorrichtung umfassen. Die bewegliche Dichtungsfläche kann dafür ausgelegt sein, in die feste Dichtungsfläche einzugreifen, um während eines deaktivierten Zustandes eine Dichtungsverbindung zu bilden, wobei die Dichtungsverbindung eine Verbindungsstelle ist, die einen Durchfluss eines Fluids durch dieselbe ausschliesst. Die Magnetspulenvorrichtung kann zum Umschalten zwischen dem deaktivierten Zustand und einem aktivierten Zustand ausgelegt sein, wobei die Magnetspulenvorrichtung einen Kolben und eine Federstruktur umfasst, der Kolben mit der beweglichen Dichtungsfläche verbunden ist, die Federstruktur eine Kraft auf den Kolben ausübt, um so die bewegliche Dichtungsfläche gegen die feste Dichtungsfläche zu drücken, um die Dichtungsverbindung während des deaktivierten Zustandes zu bilden, und wobei der Kolben dafür ausgelegt ist, die Federstruktur während des aktivierten Zustandes zusammenzudrücken und zurückzuziehen, um so die bewegliche Dichtungsfläche von der festen Dichtungsfläche zu trennen.

[0004] Ein seismikabschwächendes Rohrsystem kann ein erstes Rohr, ein zweites Rohr und eine seismisches Gleitkupplung umfassen. Das erste Rohr hat einen ersten Durchmesser. Das zweite Rohr hat einen zweiten Durchmesser, wobei der zweite Durchmesser grösser als der erste Durchmesser ist, wobei das zweite Rohr einen Endabschnitt des ersten Rohres umschliesst. Die seismische Gleitkupplung kann den Endabschnitt des ersten Rohres und des zweiten Rohres verbinden, wobei die seismische Gleitkupplung eine feste Dichtungsfläche, eine bewegliche Dichtungsfläche und eine Magnetspulenvorrichtung umfasst, die feste Dichtungsfläche auf dem ersten Rohr angeordnet ist, die bewegliche Dichtungsfläche mit Magnetspulenvorrichtung verbunden ist, die bewegliche Dichtungsfläche so ausgelegt ist, dass sie in die feste Dichtungsfläche eingreift, um so den Endabschnitt des ersten Rohres während des deaktivierten Zustandes zu sichern, und wobei die Magnetspulenvorrichtung zum Umschalten zwischen dem deaktivierten Zustand und einem aktivierten Zustand ausgelegt ist, um so den Endabschnitt des ersten Rohres als Reaktion auf ein seismisches Aktivitätssignal freizugeben.

[0005] Ein Verfahren zum Abschwächen von seismischen Effekten auf ein Rohrsystem kann einen Verbindungsschritt, einen Feststellschritt, einen Aktivierungsschritt und einen Deaktivierungsschritt umfassen. Der Verbindungsschritt kann das Verbinden eines ersten Rohres und eines zweiten Rohres mit einer seismischen Gleitkupplung umfassen, wobei die seismische Gleitkupplung eine Magnetspulenvorrichtung umfasst, wobei die Magnetspulenvorrichtung eine Federstruktur umfasst, die das erste Rohr am zweiten Rohr befestigt. Der Feststellschritt kann das Feststellen eines seismischen Aktivitätssignals von einem seismischen Aktivitätssensor umfassen, wobei das seismische Aktivitätssignal als Reaktion auf ein seismisches Ereignis auftritt, das eine vorgegebene Grösse überschreitet. Der Aktivierungsschritt kann das Aktivieren der Magnetspulenvorrichtung als Reaktion auf das seismische Aktivitätssignal umfassen, um das erste Rohr vom zweiten Rohr loszulösen, damit dem ersten Rohr und dem zweiten Rohr zu erlauben, sich während des seismischen Ereignisses relativ zueinander zu bewegen. Der Deaktivierungsschritt kann das Deaktivieren der Magnetspulenvorrichtung nach der Beendigung des seismischen Ereignisses umfassen, um das erste Rohr wieder am zweiten Rohr zu befestigen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0006] Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der nicht einschränkenden Ausführungsformen hierin können bei Überprüfung der detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser verständlich werden. Die begleitenden Zeichnungen werden lediglich für erläuternde Zwecke bereitgestellt und sollte nicht als Einschränkung für den Geltungsbereichs der Ansprüche ausgelegt werden. Die begleitenden Zeichnungen sind nicht als massstabsgerecht anzusehen, wenn darauf nicht explizit hingewiesen wird. Aus Gründen der Klarheit können verschiedene Dimensionen der Zeichnungen übertrieben dargestellt sein.

[0007] Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer seismischen Gleitkupplung gemäss einer typischen Ausführungsform.

[0008] Fig. 2 ist eine detailliertere Ansicht einer seismischen Gleitkupplung gemäss einer typischen Ausführungsform.

[0009] Fig. 3 ist eine weitere detailliertere Ansicht einer seismischen Gleitkupplung gemäss einer typischen Ausführungsform.

[0010] Fig. 4 ist eine Vorderansicht einer seismischen Gleitkupplung gemäss einer typischen Ausführungsform.

[0011] Fig. 5 ist eine schematische Ansicht eines seismikabschwächenden Rohrsystems gemäss einer typischen Ausführungsform.

[0012] Fig. 6 ist eine schematische Ansicht einer festen Dichtungsfläche und einer beweglichen Dichtungsfläche einer seismischen Gleitkupplung gemäss einer typischen Ausführungsform.

[0013] Fig. 7 ist eine schematische Ansicht einer weiteren festen Dichtungsfläche und einer beweglichen Dichtungsfläche eines seismischen Gleitgelenks gemäss einer typischen Ausführungsform.

[0014] Fig. 8 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Abmildern von seismischen Ereignissen auf einem Rohrsystem gemäss typischen Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung der typischen Ausführungsformen

[0015] Es versteht sich, dass wenn auf ein Element oder eine Schicht als «ein», «angeschlossen an», «verbunden mit» oder «abdeckend» ein weiteres Element oder Schicht verwiesen wird, kann es direkt auf, angeschlossen an, verbunden mit oder abdeckend für das andere Element oder Schicht sein, oder dazwischenliegende Elemente oder Schichten können vorhanden sein. Wenn im Gegensatz dazu auf ein Element Bezug genommen wird als «direkt auf», «direkt angeschlossen an» oder «direkt verbunden mit» einem anderen Element oder Schicht, sind keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden. Gleiche Zahlen beziehen sich in der ganzen Patentschrift auf gleiche Elemente. Der Begriff «und/oder» umfasst jede und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Objekte.

[0016] Es versteht sich, dass obwohl die Begriffe erster, zweiter, dritter usw. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte durch diese Begriffe nicht eingeschränkt werden. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt von einem anderen Bereich, Schicht oder Abschnitt zu unterscheiden. Daher könnte ein erstes Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt, das unten diskutiert wird, als zweites Element, Komponente, Bereich, Schicht oder Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der typischen Ausführungsform abzuweichen.

[0017] Räumlich bezogene Begriffe (z.B. «unterhalb», «unter», «über», «oberer» und dergleichen) können hierin zur leichteren Beschreibung verwendet werden, um ein Element oder eine Merkmalsbeziehung zu einem anderen Element oder Elementen oder Merkmal(en) zu beschreiben, wie in den Figuren illustriert. Es versteht sich, dass die räumlichen relativen Begriffe verschiedene Orientierungen der im Gebrauch oder Betrieb befindlichen Vorrichtung zusätzlich zur Orientierung umfassen sollen, die in den Figuren dargestellt wird. Wenn zum Beispiel die Vorrichtung in den Figuren umgedreht wird, wären Elemente, die als «unten» oder «unterhalb» anderer Elemente oder Merkmale beschrieben, dann «oberhalb» der anderen Elemente oder Merkmale orientiert. Daher kann der Begriff «unten» eine Orientierung sowohl oberhalb wie auch unter umfassen. Die Vorrichtung kann anders orientiert sein (um 90 Grad gedreht oder in anderen Orientierungen) und die räumlichen relativen Deskriptoren können hierin dementsprechend interpretiert werden.

[0018] Die Terminologie, die hierin verwendet wird, dient nur dem Beschreiben verschiedener Ausführungsformen und soll nicht die typischen Ausführungsformen einschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen «ein» und «der, die, das» auch die Pluralformen umfassen, wenn der Kontext dies nicht klar anders anzeigt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe «beinhaltet», «beinhaltend», «umfasst», und/oder «umfassend» bei Verwendung in dieser Patentschrift das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten bestimmen, nicht aber das Vorhandensein oder den Zusatz von einem oder mehreren Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen derselben ausschliessen.

[0019] Typische Ausführungsformen werden hierin mit Verweis auf Querschnittsansichten beschrieben, die schematische Illustrationen von idealisierten Ausführungsformen (und Zwischenstrukturen) von typischen Ausführungsformen sind. Als solche sind Variationen der Formen der Illustrationen als Ergebnis zum Beispiel der Herstellungsverfahren und/oder Toleranzen zu erwarten. Daher sollten typische Ausführungsformen nicht als auf die Formen von Bereichen begrenzt aufgefasst werden, die hierin illustriert werden, aber Abweichungen in Formen umfassen, die zum Beispiel aus der Herstellung rühren. Zum Beispiel hat ein implantierter Bereich, der als Rechteck illustriert wird, normalerweise gerundete oder gekrümmte Merkmale und/oder einen Gradienten der Implantierungskonzentration an seinen Ecken statt einer binären Änderung vom implantierten zum nichtimplantierten Bereich. In ähnlicher Weise kann ein verborgener Bereich, der durch die Implantierung gebildet wurde, zu einer gewissen Implantierung in dem Bereich zwischen dem verborgenen Bereich und der Fläche führen, durch die die Implantierung stattfindet. Daher sind die Bereiche, die in den Figuren illustriert werden, der Natur nach schematisch, und ihre Formen sollen nicht die tatsächliche Form eines Bereichs einer Vorrichtung illustrieren und sollen nicht den Geltungsbereich von typischen Ausführungsformen beschränken.

[0020] Wenn nicht anders definiert wird, haben alle Begriffe (einschliesslich technischer und wissenschaftlicher Begriffe), die hierin verwendet werden, dieselbe Bedeutung, wie sie von einem Fachmann auf diesem Gebiet verstanden werden, zu denen typische Ausführungsformen gehören. Es versteht sich ferner, dass Begriffe, einschliesslich der in üblicherweise verwendeten Wörterbüchern definierten, so interpretiert werden sollten, dass sie eine Bedeutung haben, die mit ihrer Bedeutung im Kontext des relevanten Fachgebietes konsistent ist und nicht in einem idealisierten oder übertrieben formalen Sinn interpretiert werden, wenn diese nicht ausdrücklich hierin definiert wird.

[0021] Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer seismischen Gleitkupplung gemäss einer typischen Ausführungsform. Mit Verweis auf Fig. 1 verbindet die seismische Gleitkupplung 100 das erste Rohr 114 mit dem zweiten Rohr 116. Die seismische Gleitkupplung 100 umfasst eine feste Dichtungsfläche 112, eine bewegliche Dichtungsfläche 110 und eine Magnetspulenvorrichtung 102. In einer nichteinschränkenden Ausführungsform kann die Magnetspulenvorrichtung 102 eine elektromechanische Magnetspule sein, die eine induktive Drahtspule umfasst, welche um eine bewegliche Metallarmatur (z.B. Kolben, Stange) gewickelt ist. Die induktive Drahtspule ist derart geformt, dass die Armatur in und aus der Mitte bewegt werden kann. Wenn ein Strom der Induktionsspule zugeführt wird, wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt. Als Reaktion auf das elektromagnetische Feld bewegt sich die Armatur in einer Richtung, die die Induktanz der Spule erhöht. Im Ergebnis dessen kann die Armatur dazu verwendet werden, eine mechanische Kraft bereitzustellen, um eine gewünschte Aktion zu bewirken.

[0022] Die feste Dichtungsfläche 112 und die bewegliche Dichtungsfläche 110 liegen zwischen dem ersten Rohr 114 und dem zweiten Rohr 116. Insbesondere ist die feste Dichtungsfläche 112 auf der äusseren Oberfläche des ersten Rohres 114 montiert. Die Magnetspulenvorrichtung 102 erstreckt sich durch das zweite Rohr 116 und ist mit der beweglichen Dichtungsfläche 110 verbunden. Die bewegliche Dichtungsfläche 110 liegt zwischen der festen Dichtungsfläche 112 und der Magnetspulenvorrichtung 102. Die bewegliche Dichtungsfläche 110 ist dafür ausgelegt, in die feste Dichtungsfläche 112 einzugreifen, um während eines deaktivierten Zustandes eine Dichtungsverbindung zu bilden. Die Dichtungsverbindung ist eine Verbindungsstelle, die einen Durchfluss eines Fluids durch dieselbe ausschliesst. Im Ergebnis ist das Fluid, das durch das erste Rohr 114 und das zweite Rohr 116 fliesst, darin während des deaktivierten Zustandes eingeschlossen. Die Magnetspulenvorrichtung 102 ist zum Umschalten zwischen dem deaktivierten Zustand und einem aktivierten Zustand ausgelegt.

[0023] Fig. 2 ist eine detailliertere Ansicht einer seismischen Gleitkupplung gemäss einer typischen Ausführungsform. Mit Bezug auf Fig. 2 umfasst die Magnetspulenvorrichtung 102 einen Kolben 108 und eine Federstruktur 104. Die Federstruktur 104 ist um den Kolben 108 gewickelt. Der Kolben 108 ist mit der beweglichen Dichtungsfläche 110 verbunden. Der Kolben 108 umfasst ein erstes Ende, ein entgegengesetztes zweites Ende und einen Stopperteil 106 zwischen dem ersten Ende und dem entgegengesetzten zweiten Ende. Der Stopperteil 106 des Kolbens 108 liegt zwischen der beweglichen Dichtungsfläche 110 und der Federstruktur 104. Die Federstruktur 104 übt eine Kraft auf den Kolben 108 aus, um so die bewegliche Dichtungsfläche 110 gegen die feste Dichtungsfläche 112 zu pressen, um die Dichtungsverbindung während des deaktivierten Zustandes zu bilden. Insbesondere übt die Federstruktur 104 die Kraft auf den Stopperteil 106 des Kolbens 108 aus. Der Kolben 108 ist zum Zusammendrücken der Federstruktur 104 und zum Zurückziehen während des aktivierten Zustandes ausgelegt, um so die bewegliche Dichtungsfläche 110 von der festen Dichtungsfläche 112 zu trennen. Es versteht sich jedoch, dass die typischen Ausführungsformen nicht auf eine Federstruktur beschränkt sind. Zum Beispiel kann eine Reihe von anderen elastischen Strukturen und Anordnungen in der seismischen Gleitkupplung 100 verwendet werden, um so eine aktive Kompression während des aktivierten Zustandes (zum Freigeben/Entsperren des ersten Rohres 114 und des zweiten Rohres 116) und eine passive Dekompression während des deaktivierten Zustandes (zum erneuten Sichern/Sperren des ersten Rohres 114 und des zweiten Rohres 116) zu involvieren.

[0024] Ein seismischer Aktivitätssensor 118 ist zum Feststellen eines seismischen Ereignisses (z.B. Erdbeben) und zum Senden des seismischen Aktivitätssignals an die Magnetspulenvorrichtung 102 ausgelegt, wenn das seismische Ereignis eine vorgegebene Grösse übersteigt. Eine Batterie 120 ist zum Liefern eines Stroms an die Magnetspulenvorrichtung 102 während des aktivierten Zustandes ausgelegt. Die bewegliche Dichtungsfläche 110 wird während des aktivierten Zustandes von der festen Dichtungsfläche 112 getrennt. Im Ergebnis dessen kann das erste Rohr 114 sich gegenüber dem zweiten Rohr 116 bewegen, wodurch Schäden am Rohrsystem aus dem seismischen Ereignis abgeschwächt oder verhindert werden. Während des aktivierten Zustandes kann das Fluid innerhalb des ersten Rohres 114 und des zweiten Rohres 116 nach aussen auslaufen, das Auslaufen ist lediglich vorübergehend und hört während des deaktivierten Zustandes auf, wenn die Dichtung wieder hergestellt wird. Die Fläche der festen Dichtungsfläche 112, die zum Wechselwirken mit der beweglichen Dichtungsfläche 110 konstruiert ist, kann grösser (z.B. mindestens 2–10 mal grösser) als die der beweglichen Dichtungsfläche 110 sein, um potenzielle Verschiebungen im ersten Rohr 114 und/oder zweiten Rohr 116 während des seismischen Ereignisses aufzunehmen.

[0025] Fig. 3 ist eine weitere detailliertere Ansicht einer seismischen Gleitkupplung gemäss einer typischen Ausführungsform. Mit Bezug auf Fig. 3 kann sich die bewegliche Dichtungsfläche 110 vertikal vom Kolben 108 bis zur festen Dichtungsfläche 112 erstrecken. Die bewegliche Dichtungsfläche 110 kann sich auch durch den gesamten ringförmigen Raum zwischen dem ersten Rohr 114 und dem zweiten Rohr 116 erstrecken.

[0026] Fig. 4 ist eine Vorderansicht einer seismischen Gleitkupplung gemäss einer typischen Ausführungsform. Mit Bezug auf Fig. 4 wird die bewegliche Dichtungsfläche 110 gegen die feste Dichtungsfläche 112 gedrückt, um eine Dichtungsverbindung während des deaktivierten Zustandes zu bilden.

[0027] Fig. 5 ist eine schematische Ansicht eines seismikabschwächendes Rohrsystems gemäss einer typischen Ausführungsform. Mit Bezug auf Fig. 5 kann die seismische Gleitkupplung 100 zum Verbinden von vertikalen und horizontalen Abschnitten des ersten Rohres 114 mit dem zweiten Rohr 116 verwendet werden. Obwohl das erste Rohr 114 und das zweite Rohr 116 in einer 90-Grad-Anordnung illustriert werden, versteht sich, dass typische Ausführungsformen nicht darauf beschränkt sind. Zum Beispiel können das erste Rohr 114 und das zweite Rohr 116 durch eine seismisches Gleitkupplung 100 verbunden sein, wobei sie eine lineare Anordnung, eine spitzwinkelige Anordnung oder eine stumpfwinkelige Anordnung bilden. Das erste Rohr 114 hat einen ersten Durchmesser, und das zweite Rohr 116 hat einen zweiten Durchmesser, wobei der zweite Durchmesser grösser als der erste Durchmesser ist. Im Ergebnis umschliesst das zweite Rohr 116 einen Endabschnitt des ersten Rohres 114. Das erste Rohr 114 kann koaxial innerhalb des zweiten Rohres 116 angeordnet sein, wobei die Aussenfläche des ersten Rohres 114 und die Innenfläche des zweiten Rohres 116 einen ringförmigen Raum dazwischen definieren. Eine seismische Gleitkupplung 100 verbindet den Endabschnitt des ersten Rohres 114 und das zweite Rohr 116.

[0028] Wie in Verbindung mit der Fig. 1 – 2 diskutiert, umfasst die seismische Gleitkupplung 100 eine feste Dichtungsfläche 112, eine bewegliche Dichtungsfläche 110 und eine Magnetspulenvorrichtung 102. Die feste Dichtungsfläche 112 ist auf dem ersten Rohr 114 angeordnet. Die bewegliche Dichtungsfläche 110 ist mit der Magnetspulenvorrichtung 102 verbunden. Die bewegliche Dichtungsfläche 110 ist zum Eingriff in die feste Dichtungsfläche 112 ausgelegt, um so den Endabschnitt des ersten Rohres 114 während eines deaktivierten Zustandes zu befestigen. Die Magnetspulenvorrichtung 102 ist zum Umschalten zwischen dem deaktivierten Zustand und einem aktivierten Zustand ausgelegt, um so den Endabschnitt des ersten Rohres 114 als Reaktion auf ein seismisches Aktivitätssignal freizugeben. Obwohl die verbindenden Teile der beweglichen Dichtungsfläche 110 und der festen Dichtungsfläche 112 in der Fig. 1 – 2 als eben illustriert werden, versteht es sich, dass typische Ausführungsformen nicht darauf beschränkt sind. Die verbindenden Teile der beweglichen Dichtungsfläche 110 und der festen Dichtungsfläche 112 können in jeder beliebigen Form sein, die die Bildung einer geeigneten Dichtungsverbindung erleichtert.

[0029] Fig. 6 ist eine schematische Ansicht einer festen Dichtungsfläche und einer beweglichen Dichtungsfläche einer seismischen Gleitkupplung gemäss einer typischen Ausführungsform. Mit Bezug auf Fig. 6 haben die bewegliche Dichtungsfläche 110 und die feste Dichtungsfläche 112 abwechseln angeordnete Zähne zur leichteren Bildung einer Dichtungsverbindung. Alternativ können die Zähne gerundet (z.B. halbkugelig), quadratisch oder trapezförmig in der Form sein. Ausserdem können die Zähne nur auf einem der beiden Elemente, der beweglichen Dichtungsfläche 110 bzw. der festen Dichtungsfläche 112 vorgesehen sein. Zum Beispiel können die Zähne nur auf der beweglichen Dichtungsfläche 110 vorgesehen sein, während die feste Dichtungsfläche 112 eine ebene Form hat.

[0030] Fig. 7 ist eine schematische Ansicht einer weiteren festen Dichtungsfläche und einer beweglichen Dichtungsfläche einer seismischen Gleitkupplung gemäss einer typischen Ausführungsform. Mit Bezug auf Fig. 7 haben die verbindenden Teile sowohl der beweglichen Dichtungsfläche 110 wie auch der festen Dichtungsfläche 112 eine Wellenform, wobei der Kamm der einen zur Nut der anderen ausgerichtet ist. Alternativ kann nur eines der Elemente, die bewegliche Dichtungsfläche 110 bzw. die feste Dichtungsfläche 112, mit einer Wellenform versehen sein. Ausserdem kann der verbindende Teil von einem oder beiden Elementen, der beweglichen Dichtungsfläche 110 bzw. der festen Dichtungsfläche 112, von einer winkligen Form (mit Peaks und Tälern) statt wellenartig sein.

[0031] Fig. 8 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Abschwächen von seismischen Ereignissen auf einem Rohrsystem gemäss einer typischen Ausführungsform. Mit Bezug auf Fig. 8 umfasst ein Verfahren zum Abschwächen von seismischen Effekten auf ein Rohrsystem das Verbinden eines ersten Rohres 114 und eines zweiten Rohres 116 mit einer seismischen Gleitkupplung 100. Das Verbinden umfasst das Einführen eines kleineren Endabschnitts des ersten Rohres 114 in einen grösseren Endabschnitt des zweiten Rohres 116. Im Ergebnis können der kleinere Endabschnitt des ersten Rohres 114 und der grössere Endabschnitt des zweiten Rohres 116 einen ringförmigen Raum dazwischen definieren. Die seismische Gleitkupplung 100 umfasst eine Magnetspulenvorrichtung 102. Die Magnetspulenvorrichtung 102 umfasst eine Federstruktur 104, die das erste Rohr 114 am zweiten Rohr 116 befestigt. Insbesondere bewirkt die elastische Kraft, die von der Federstruktur 104 bereitgestellt wird, dass die seismische Gleitkupplung 100 sich standardmässig in einen deaktivierten Zustand übergeht.

[0032] Das Verfahren umfasst zusätzlich das Feststellen eines seismischen Aktivitätssignals von einem seismischen Aktivitätssensor 118. Das seismische Aktivitätssignal wird von dem seismischen Aktivitätssensor 118 als Reaktion auf ein seismisches Ereignis erzeugt, welches eine vorgegebene Grösse übersteigt. Ein Kernkraftwerk kann bereits ein automatisches seismisches Schnellabschaltsystem haben, welches den Betrieb herunterfährt, wenn ein seismisches Ereignis eine bestimmte Grösse erreicht. Der Grenzwert für den seismischen Aktivitätssensor 118 kann mit dem des automatischen Schnellabschaltsystems des Kernkraftwerks zusammenfallen, obwohl typische Ausführungsformen nicht darauf beschränkt sind. Zum Beispiel kann das seismische Aktivitätssignal durch den seismischen Aktivitätssensor 118 erzeugt werden, wenn Oszillationen, die vom seismischen Ereignis erzeugt werden, 50% von Safe Shutdown Earthquake (SSE) (Sicheres Herunterfahren bei Erdbeben) übersteigen. In einer weiteren nichteinschränkenden Ausführungsform kann das seismische Aktivitätssignal durch den seismischen Aktivitätssensor 118 erzeugt werden, wenn Oszillationen, die vom seismischen Ereignis erzeugt werden, 60% von Safe Shutdown Earthquake (SSE) (Sicheres Herunterfahren bei Erdbeben) übersteigen. Fachleute auf diesem Gebiet verstehen, dass Safe Shutdown Earthquake (SSE) das maximale Erdbebenpotenzial ist, für welches bestimmte Strukturen, Systeme und Komponenten (die wichtig für die Sicherheit sind) konstruiert, sind standzuhalten und funktionsfähig zu bleiben.

[0033] Das Verfahren umfasst auch das Aktivieren der Magnetspulenvorrichtung 102 als Reaktion auf das seismische Aktivitätssignal zum Lösen des ersten Rohres 114 vom zweiten Rohr 116, um dem ersten Rohr 114 und dem zweiten Rohr 116 zu erlauben, sich während des seismischen Ereignisses relativ zueinander zu bewegen. Das Aktivieren umfasst das Zuführen eines Stroms zur Magnetspulenvorrichtung 102, um eine aktive Kompression der Federstruktur 104 zu erleichtern. Insbesondere erzeugt die Zufuhr von Strom zur Magnetspulenvorrichtung 102 ein Magnetfeld, das eine mechanische Bewegung (z.B. Rückziehung des Kolbens 108) verursacht, welche die Federstruktur 104 zusammendrückt, wodurch die bewegliche Dichtungsfläche 110 von der festen Dichtungsfläche 112 getrennt wird. Die Aktivierung der Magnetspulenvorrichtung 102 ist temporär und führt zur Entlastung des Rohrsystems während des seismischen Ereignisses.

[0034] Das Verfahren umfasst ferner das Deaktivieren der Magnetspulenvorrichtung 102 nach dem Beendigen des seismischen Ereignisses, um das erste Rohr 114 am zweiten Rohr 116 wieder zu befestigen. Das Deaktivieren umfasst das Wegfallen einer Zufuhr von Strom zur Magnetspulenvorrichtung 102, um eine passive Dekompression der Federstruktur 104 zu erlauben. Insbesondere endet das Magnetfeld (das durch die Zufuhr von Strom erzeugt wird) bei Fehlen eines Stroms, wodurch die Federstruktur 104 in ihre Standardposition durch ihre elastische Natur zurückkehren kann, wobei die bewegliche Dichtungsfläche 110 gegen die feste Dichtungsfläche 112 gedrückt wird, um eine Dichtungsverbindung zu bilden. Daher wird keine elektrische Energie benötigt, um die Dichtungsverbindung wieder herzustellen. Auf Grund der Repositionierung des ersten Rohres 114 und/oder des zweiten Rohres 116, die auf Grund des seismischen Ereignisses aufgetreten sein kann, kann die bewegliche Dichtungsfläche 110 gegen einen anderen Teil der festen Dichtungsfläche 112 gedrückt werden (verglichen mit der anfänglichen Andrückposition der beweglichen Dichtungsfläche 110 relativ zur festen Dichtungsfläche 112 vor der Aktivierung der Magnetspulenvorrichtung 102).

[0035] Das Deaktivieren der Magnetspulenvorrichtung 102 kann automatisch nach einer vorgegebenen oder gewünschten Zeit nach dem seismischen Aktivitätssignal auftreten. Zum Beispiel kann ein interner Zeitgeber verwendet werden, um die Deaktivierung der Magnetspulenvorrichtung 102 zu triggern. Ein Controller kann ebenfalls derart ausgelegt werden, dass eine neue Zeitperiode festgelegt wird, wenn ein zweites seismisches Aktivitätssignal vor dem Ablauf der anfänglichen Zeitperiode festgestellt wird, die mit dem ersten seismischen Aktivitätssignal verbunden ist. Alternativ kann das Deaktivieren der Magnetspulenvorrichtung 102 manuell nach dem Ende des seismischen Ereignisses vorgenommen werden.

[0036] Durch Nutzen der seismischen Gleitkupplung, Systeme und zugehörigen Verfahren, die hierin diskutiert werden, können die Integrität und Funktionalität des Rohrsystems während eines seismischen Ereignisses erhalten werden (oder zumindest können die Schäden abgeschächt werden). Zum Beispiel kann zusätzlich zu Abschwächung oder Verhinderung des Bruchs der Rohrleitungen eine dauerhafte Verformung des Rohrsystems abgeschwächt oder verhindert werden. Dementsprechend kann eine schnellere und bessere Wiederherstellung für eine betroffene Anlage (z.B. Kernkraftanlage) nach dem seismischen Ereignis erfolgen.

[0037] Obwohl eine Reihe von typischen Ausführungsformen hierin offenbart wurden, versteht es sich, dass andere Varianten möglich sind. Solche Varianten dürfen nicht als Abweichung vom Geist und Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung angesehen werden, und alle solche Modifizierungen, wie sie für einen Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich sind, sollen im Geltungsbereich der folgenden Ansprüche enthalten sein.

Claims

1. Seismische Gleitkupplung, umfassend: eine feste Dichtungsfläche; eine bewegliche Dichtungsfläche, die zum Eingriff in die feste Dichtungsfläche ausgelegt ist, um eine Dichtungsverbindung während eines deaktivierten Zustandes zu bilden, wobei die Dichtungsverbindung eine Verbindungsstelle ist, die einen Durchfluss eines Fluids durch dieselbe ausschliesst; und eine Magnetspulenvorrichtung, die zum Umschalten zwischen dem deaktivierten Zustand und einem aktivierten Zustand ausgelegt ist, wobei die Magnetspulenvorrichtung einen Kolben und eine Federstruktur umfasst, der Kolben mit der beweglichen Dichtungsfläche verbunden ist, die Federstruktur eine Kraft auf den Kolben ausübt, um so die bewegliche Dichtungsfläche gegen die feste Dichtungsfläche zu drücken, um die Dichtungsverbindung während des deaktivierten Zustandes zu bilden, und wobei der Kolben dafür ausgelegt ist, die Federstruktur während des aktivierten Zustandes zusammenzudrücken und zurückzuziehen, um so die bewegliche Dichtungsfläche von der festen Dichtungsfläche zu trennen.

2. Seismisches Gleitkupplung nach Anspruch 1, wobei die bewegliche Dichtungsfläche zwischen der festen Dichtungsfläche und der Magnetspulenvorrichtung liegt.

3. Seismisches Gleitkupplung nach Anspruch 1, wobei die Federstruktur um den Kolben gewickelt ist.

4. Seismisches Gleitkupplung nach Anspruch 1, wobei der Kolben ein erstes Ende, ein entgegengesetztes zweites Ende und einen Stopperteil zwischen dem ersten Ende und dem entgegengesetzten zweiten Ende umfasst.

5. Seismisches Gleitkupplung nach Anspruch 4, wobei der Stopperteil des Kolbens zwischen der beweglichen Dichtungsfläche und der Federstruktur liegt.

6. Seismisches Gleitkupplung nach Anspruch 1, wobei die Federstruktur die Kraft auf den Stopperteil des Kolbens ausübt.

7. Seismik-abschwächendes Rohrsystem, umfassend: ein erstes Rohr, das einen ersten Durchmesser hat; ein zweites Rohr, das einen zweiten Durchmesser hat, der grösser als der erste Durchmesser ist, wobei das zweite Rohr einen Endabschnitt des ersten Rohres umschliesst; und eine seismische Gleitkupplung, das den Endabschnitt des ersten Rohres und das zweite Rohr verbindet, wobei die seismische Gleitkupplung eine feste Dichtungsfläche, eine bewegliche Dichtungsfläche und eine Magnetspulenvorrichtung umfasst, die feste Dichtungsfläche auf dem ersten Rohr angeordnet ist, die bewegliche Dichtungsfläche mit der Magnetspulenvorrichtung verbunden ist, die bewegliche zum Eingriff in die feste Dichtungsfläche ausgelegt ist, um so den Endabschnitt des ersten Rohres während eines deaktivierten Zustandes zu sichern, und wobei die Magnetspulenvorrichtung zum Umschalten zwischen dem deaktivierten Zustand und einem aktivierten Zustand ausgelegt ist, um so den Endabschnitt des ersten Rohres als Reaktion auf ein seismisches Aktivitätssignal freizugeben.

8. Seismik-abschwächendes Rohrsystem nach Anspruch 7, wobei die feste Dichtungsfläche und die bewegliche Dichtungsfläche zwischen dem ersten Rohr und dem zweiten Rohr liegen.

9. Seismik-abschwächendes Rohrsystem nach Anspruch 7, wobei die bewegliche Dichtungsfläche und die feste Dichtungsfläche eine Dichtungsverbindung während des deaktivierten Zustandes bilden, wobei die Dichtungsverbindung eine Verbindungsstelle ist, die einen Durchfluss eines Fluids durch dasselbe ausschliesst.

10. Seismik-abschwächendes Rohrsystem nach Anspruch 7, wobei die bewegliche Dichtungsfläche von der festen Dichtungsfläche während des aktivierten Zustandes getrennt ist.

11. Seismik-abschwächendes Rohrsystem nach Anspruch 7, das ferner Folgendes umfasst: einen seismischer Aktivitätssensor, der zum Feststellen eines seismischen Ereignisses und zum Senden des seismischen Aktivitätssignals an die Magnetspulenvorrichtung ausgelegt ist, wenn das seismische Ereignis eine vorgegebene Grösse übersteigt.

12. Seismik-abschwächendes Rohrsystem nach Anspruch 7, das ferner Folgendes umfasst: eine Batterie, die zum Liefern eines Stroms an die Magnetspulenvorrichtung während des aktivierten Zustandes ausgelegt ist.

13. Verfahren zum Abschwächen von seismischen Effekten auf ein Rohrsystem, umfassend: Verbinden eines ersten Rohres und eines zweiten Rohres mit einer seismischen Gleitkupplung, wobei die seismische Gleitkupplung eine Magnetspulenvorrichtung umfasst, wobei die Magnetspulenvorrichtung eine Federstruktur umfasst, die das erste Rohr am zweiten Rohr befestigt; Feststellen eines seismischen Aktivitätssignals von einem seismischen Aktivitätssensor, wobei das seismische Aktivitätssignal als Reaktion auf ein seismisches Ereignis auftritt, das eine vorgegebene Grösse überschreitet; Aktivieren der Magnetspulenvorrichtung als Reaktion auf das seismische Aktivitätssignal, das erste Rohr vom zweiten Rohr loszulösen, damit das erste Rohr und das zweite Rohr sich während des seismischen Ereignisses relativ zueinander bewegen können; und Deaktivieren der Magnetspulenvorrichtung nach der Beendigung des seismischen Ereignisses, um das erste Rohr wieder am zweiten Rohr zu befestigen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verbinden das Einführen eines kleineren Endabschnitts des ersten Rohres in einen grösseren Endabschnitt des zweiten Rohres, wobei der kleinere Endabschnitt des ersten Rohres und der grössere Endabschnitt des zweiten Rohres einen ringförmigen Raum dazwischen definieren.

15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Aktivieren das Zuführen eines Stroms zur Magnetspulenvorrichtung umfasst, um eine aktive Kompression der Federstruktur zu erleichtern.

16. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Deaktivieren das Beenden einer Zufuhr von Strom zur Magnetspulenvorrichtung umfasst, um eine passive Dekompression der Federstruktur zu ermöglichen.

17. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Deaktivieren der Magnetspulenvorrichtung automatisch nach einer vorgegebenen Zeit nach dem seismischen Aktivitätssignal auftritt.