DE1098114B - Kernreaktor mit unter Kuehlmittel-UEberdruck stehendem Reaktorkern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kernreaktor mit unter Kühlmittel-Überdruck stehendem Reaktorkern und einer als Druckbehälter und Strahlenschutzmantel dienenden kesselartigen Betonummantelung, die durch eine größere Anzahl von Vorspanngliedern mit — den Beanspruchungen durch den inneren Überdruck entgegenwirkenden — Kräften vorgespannt ist, welche größer sind als die durch den Kühlmittel-Überdruck in der Ummantelung hervorzurufenden Spannungen.

Der biologische Schutz des Kernreaktorpersonals gegen die bei der Kernspaltung im Reaktorkern erzeugten Strahlungen erfordert — ganz unabhängig von der jeweiligen Type des Reaktors — die Anordnung des Reaktorkerns innerhalb einer für schädigende Strahlungen undurchlässigen Umhüllung, des Strahlenschutzmantels.

Aus Gründen der Einfachheit, der mechanischen Festigkeit und des Kostenaufwandes wird dieser Strahlenschutzmantel gewöhnlich aus Beton hergestellt. Die Dicke des Betonmantels ist von der Art des Betons abhängig und daher unterschiedlich groß; man hat bereits Schwerbeton verwendet, dessen hohe Dichte eine Verringerung des für einen ausreichenden Strahlenschutz notwendigen Betonvolumens ermöglicht.

Anderseits müssen unter Überdruck arbeitende Reaktoren, d. h. diejenigen Reaktoren, bei denen die Kühlung mittels eines unter Überdruck stehenden, meist gasförmigen Kühlmittels erfolgt, in eine vollkommen dichte und druckfeste Hülle eingeschlossen sein, die »Druckbehälter« genannt wird.

Dieser druckfeste und vollkommen dichte Druckbehälter wird üblicherweise aus Metall hergestellt, meist aus miteinander verschweißten Stahlblechen hoher Festigkeit.

Thermodynamische Berechnungen und Versuche haben gezeigt, daß es zweckmäßig ist, den Druck des Kühlmittels so hoch wie möglich (die Größenordnung des Druckes beträgt etwa 15 at und mehr) zu halten. Da die Abmessungen eines Reaktorkerns relativ groß sind, muß ein den Kern umgebender vollkommen dichter Druckbehälter eine genügend große Wandstärke haben, also aus dicken Blechen bestehen, um diesem Druck standhalten zu können.

Das Verschweißen der dicken Bleche zu einem vollkommen dichten Druckbehälter, das wegen der großen Abmessungen meist nur unmittelbar auf der Baustelle erfolgen kann, bereitet große technische Schwierigkeiten.

Um diese Schwierigkeiten zu beheben, hat man bekanntlich den Druckbehälter und den Strahlenschutzmantel zu einer dichten und zugleich druckfesten Ummantelung zusammengefaßt, die die Aufgaben sowohl Kernreaktor mit unter Kühlmittelüberdruck stehendem Reaktorkern

Anmelder:
Commissariat a l'Energie Atomique, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 26. November 1957

Jean Bellier, Garches, Seine-et-Oise,

und Andre Coyne, Paris (Frankreich),

sind als Erfinder genannt worden

des biologischen Strahlenschutzes als auch des vollständigen, den inneren Überdruck aufnehmenden Abschlusses des Kernreaktors übernimmt. Diese bekannte Ummantelung ist aus Beton hergestellt und bildet gleichzeitig den kühlmitteldichten Druckbehälter. Zur Erhöhung der Druckfestigkeit und auch der Dichtigkeit dieser Betonummantelung werden in ihr mit Hilfe von Vorspanngliedern im wesentlichen nach innen gerichtete Vorspannungen erzeugt, die größer sind als die durch den Überdruck des im Inneren vorhandenen Kühlmittels erzeugten Spannungen. Dieses Vorspannen der Betonummantelung soll verhindern, daß der Ummantelungsbeton an irgendeiner Stelle auf Zug beansprucht wird.

Da die Betonummantelungen der Kernreaktoren meist kesselartig um den Reaktorkern herumgebaut werden, ist es jedoch schwierig, die zur Vorspannung des Betons benutzten Vorspannglieder so anzuordnen und zu spannen, daß eine möglichst gleichmäßige Vorspannung in sämtlichen Teilen der Betonummantelung und gleichzeitig eine günstige Ausnutzung des Materials der Vorspannglieder erzielt wird. Diejenigen Vorspannglieder, die zum Vorspannen gekrümmter Wände der Betonummantelung verwendet werden, müssen mit Rücksicht auf ihr Anspannen leicht biegsam sein und derart geführt werden, daß sie möglichst wenig von ihrer Spannkraft durch Reibung verlieren.

Die vorliegende Erfindung, die eine gleichmäßige Verteilung der Vorspannkräfte in der Betonummantelung möglich macht und mit verhältnismäßig gerin-

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gem Aufwand an Vorspanngliedern auskommt, ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Vorspannglieder außen um die Betonummantelung herum verteilt und zwischen diesen Vorspanngliedern und der Betonummantelung die Reibung verringernde Flächen-Gleitvorrichtungen vorgesehen sind.

Durch die äußere Anordnung der Vorspannglieder an den gekrümmten Wandflächen und die Einschaltung der reibungsvermindernden Gleitvorrichtungen kann man verhältnismäßig lange, einen großen Teil des Umfangs der Ummantelung umspannende Vorspannglieder verwenden und damit viele Spannvorrichtungen einsparen, ohne ein unerwünscht starkes Absinken der Spannkräfte infolge Reibung zwischen den Spanngliedern und dem Beton in Kauf nehmen zu müssen.

Zum Vorspannen derjenigen Teile der erfindungsgemäßen Betonummantelung, in denen geradlinige — oder zumindest weitgehend geradlinig führbare ·— Spannglieder benutzt werden können, werden diese im Inneren des Betonkörpers der Ummantelung, insbesondere in deren Wänden, angeordnet.

Die einfachste geometrische Form, in der sich erhebliche innere Druckspannungen aufnehmen lassen und die keine wesentlichen Schwierigkeiten hinsiehtlieh der räumlichen Anordnung der Vorspannglieder bereitet und sich schließlich auch gut zur Aufnahme eines rotationssymmetrischen Körpers eignet — wie ihn beispielsweise ein üblicher Reaktorkern darstellt —, ist ein Zylinder oder ein zylinderähnliches Prisma, dessen Achse mit der Achse des Reaktorkerns zusammenfällt.

Im Falle einer solchen im wesentlichen zylindrischen Ummantelung werden die Vorspannglieder teils parallel zur Achse des Prismas oder Zylinders bzw. in Ebenen angeordnet, die durch die Achse des Rotationskörpers gehen, teils wird man sie in senkrecht zu dieser Achse liegenden Ebenen verlaufen lassen, wobei von den in senkrecht zur Achse des Rotationskörpers liegenden Ebenen angeordneten Spanngliedern zumindest die am äußeren Umfang des Zylinder- oder Prisma-Betonkörpers angeordneten, die sich auf die Flächen-Gleitvorrichtungen abstützen, als vieldrähtige Seile oder Drahtbündel ausgeführt sind.

Die Betonummantelung wird durch aufeinanderfolgendes Einbringen von Beton, ζ. Β. von Gußbeton, in eine entsprechende Schalung hergestellt, wodurch sich eine sehr einfache und auf jeder Baustelle leicht durchzuführende Herstellungsweise ergibt. Die Stärke der Ummantelung wird ausschließlich durch die Bedingungen eines ausreichenden biologischen Strahlungsschutzes bestimmt. Es erweist sich meist als unnötig, in dem Beton besondere Eiseneinlagen vorzusehen, soweit derartige Einlagen nicht an begrenzten Stellen notwendig sind, um ein Sicherung gegenüber vorübergehenden Beanspruchungen zu erhalten, die noch im Laufe der Herstellung eintreten können.

Die Spannglieder oder -seile bzw. -drahtbündel werden in an sich bekannter Weise verlegt, wobei zwischen den Außenflächen des Betonkörpers und den außen um diesen Körper gelegten Spanngliedern die Flächen-Gleitvorrichtungen eingefügt werden; dann erfolgt das Spannen der Spannglieder; auf diese Weise wird die Ummantelung durch stetig gesteigerte Spannkräfte einer zunehmenden Vorspannung unterworfen. Durch dieses Spannen der verteilt angeordneten Spannglieder ergibt sich eine ganz umfassende Kompression der Ummantelung; diese Kompression wird in der Weise eingeregelt, daß der später im Betrieb auftretende innere Überdruck des Kühlmediums, der die Ummantelung auseinandersprengen will, nicht ausreicht, um die Spannglieder ihrerseits zu dehnen bzw. die Druckvorspannungen in der Ummantelung vollständig abzubauen oder gar Dehnungen hervorzurufen.

Mit anderen Worten gesagt: Es wird in den starken Betonwänden der Ummantelung und in den metallischen Spanngliedern eine Spannarbeit aufgespeichert, die größer ist als die im Betrieb gegebenenfalls auftretende Dehnungsarbeit, die durch den Überdruck des Kühlmediums im Innern der Schutzhülle entsteht.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Ummantelung an ihrer Innenfläche mit einer kühlmittel- bzw. gasdichten Auskleidung — beispielsweise aus Stahlblech — versehen werden, die eine zusätzliche Abdichtung· bildet. Es hat sich nämlich gezeigt, daß auch starkwandiger Beton keine ausreichende Garantie für eine genügende Gasdichtigkeit ergibt, weil selbst bei sorgfältiger Herstellung immer die Möglichkeit und damit die Gefahr besteht, daß in der Betonmasse während des Einstampfens oder Gießens des Betons Hohlräume offen bleiben. Außerdem können sich beim Abbinden und Erhärten des Betons in ihm durchgehende Haarrisse ausbilden, die nur schwierig aufzufinden und noch schwieriger nachträglich wirksam abzuschließen sind.

In Anbetracht der Gefährdung, die infolge Austretens von Gasen aus dem Reaktor durch derartige feine Risse eintreten kann, erfordert die Sicherheit die Verwendung einer einwandfrei kühlmittel- bzw. gasdichten inneren Auskleidung; diese kann z. B. aus nur dünnen Blechen bestehen. Die Bleche sollen dünn sein, damit sie elastsich genug sind; diese Tatsache erleichtert übrigens auch das Zusammenschweißen der Blechauskleidung wesentlich; die innere gasdichte Auskleidung braucht ihrerseits nicht druckfest zu sein; da sie genügend elastisch ist, schmiegt sie sich sämtlichen Unebenheiten der inneren Oberfläche der Betonummantelung vollkommen eng an, so daß sie auf ihrer gesamten Außenfläche gleichmäßig abgestützt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dieses Beispiel zeigt die Ausführung einer erfindungsgemäßen Ummantelung für einen unter Überdruck arbeitenden Atomreaktor. Die Ausführungseinzelheiten, die in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben werden, sind als Teile der Erfindung anzusehen. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ummantelung für einen Reaktorkern,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Ummantelung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 und 4 eine Aufsicht und eine Seitenansicht einer Gleitplatte einer Flächen-Gleitvorrichtung,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Gleitschuhes, der auf der Gleitplatte gemäß Fig. 3 und 4 verschiebbar ist.

In der Zeichnung sind nur die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendigen Teile oder Bauelemente dargestellt; jeweils gleiche oder einander entsprechende Einzelteile sind in sämtlichen Figuren mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Fig. 1 zeigt die Ummantelung eines atomaren Kernreaktors mit waagerechten Brennstoffkanal en. Diese Ummantelung besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Hohlkörper 1 mit horizontaler Achse, der aus Beton hergestellt ist und durch zwei halbkugelförmige und einwärts gekrümmte Bodenwände 2 und 3 —■ ebenfalls aus Beton — abgeschlossen ist. Der innere Durchmesser des zylindrischen Hohlkörpers

ist etwa 14 m, seine Wanddicke ungefähr 3 m und seine lichte innere Länge ungefähr 16 ra, wobei dieses Maß zwischen vertikalen Tangenten an die inneren Wölbungen der beiden kugelschalenförmigen Bodenwände gemessen ist. Diese Böden haben ihrerseits ebenfalls eine Dicke von etwa 3 m, und ihre Krümmung hat einen Radius von ungefähr 7 m.

Die Böden der zylindrischen Hülle sind halbkugelige Kuppeln, deren Höhlung nach außen λνεϊβί. Diejenigen Kräfte, denen diese Kuppeln durch den im Innern herrschenden Überdruck des Kühlmediums ausgesetzt sind, werden — wie bei Gewölben üblich — an den Rändern der Kuppeln in Radial- und Tangentialkräfte zerlegt, von denen die Radialkräfte durch die die Enden des Zylinders am Umfang kreisförmig umspannenden Spanndrahtbündel und die Tangentialkräfte von den in axialer Richtung angeordneten Spanngliedern aufgenommen werden.

Durch das Spannen der Umfangs-Spanndrahtbündel wird nicht nur der zentrale Teil jeder Bodenkuppel unter Druckspannung gesetzt, sondern auch die gesamte Wandung der Kuppel und insbesondere ihr Randteil. Man kann infolgedessen bei geeigneter Anordnung der Spannglieder die Festigkeit der Kuppeln ganz wesentlich verbessern. Anderseits halten die in Längsrichtung verlaufenden Spannglieder die Bodenkuppeln fest mit dem zylindrischen Teil der Ummantelung zusammen und sichern außerdem noch die gegenseitige feste Verbindung zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Bodenkuppeln.

Wie bereits vorher erwähnt, wird die Gasdichtigkeit der Betonummantelung durch eine innere, zusammenhängende, aus schweißbarem Stahlblech hergestellte Auskleidung 4 gewährleistet. Diese Auskleidung ist mit dem Beton der Ummantelung 1 durch angeschweißte (nicht dargestellte) Ankerstücke verbunden. Diese Anker sichern überdies im Falle eines Unterdruckversuches die Standfähigkeit der inneren Auskleidung 4 gegenüber einem Ablösen von der Betonummantelung in denjenigen Zonen, in denen infolge +0 zufälliger Undichtigkeiten des Betons die Auskleidung größeren äußeren Druckbeanspruchungen unterworfen sein würde.

Mit 5 bezeichnete Spanndrahtbündel sind parallel zur Achse des Ganzen in der Betonmasse der Ummantelung 1 angeordnet; sie werden in an sich bekannter Weise mit Hilfe von hydraulischen Vorrichtungen gespannt. Diese Spannglieder sind an einem Ende in einem Ankerkopf 6 verankert, der in die Ummantelung 1 eingebettet ist. Die zu ihrer Spannung notwendige Kraft von etwa 1200 kg wird auf einen Spannkopf 7 ausgeübt, der am anderen Ende des Spanngliedes befestigt ist und schließlich an der mit 8 bezeichneten Stelle vor dem Nachlassen der Spannkraft der Spannvorrichtungen verkeilt wird.

Zweckmäßigerweise benutzt man für die Spannglieder im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Metall mit besonders guten mechanischen Festigkeitswerten, das man sehr hoch beanspruchen kann. Insbesondere verwendet man Spezialdrähte, wie sie auch in der Bautechnik zum Vorspannen von Beton benutzt werden. Es sind dies Drähte aus Stahl hoher Festigkeit, die eine besondere Walz- und Vergütungsbehandlung erfahren und einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser aufweisen. Derartige Drähte sind in ihrer Anwendung außerordentlich sicher, sie haben eine Bruchdehnung von wenigstens 6 % bei 200 mm Meßlänge. Derartige Drähte haben außerdem noch den für ihre Anwendung sprechenden Vorteil, daß sie von den Lieferwerken als Rollen oder Spulen mit großer Drahtlänge geliefert werden, so daß man die einzelnen Adern für die Umfangsspannglieder in einer einzigen Länge verwenden kann und weder besondere Zwischenverbinder noch Schweißverbindungen erforderlich sind.

Aus räumlichen Gründen werden die mit 5 bezeichneten Spannglieder abwechselnd auf der einen und auf der anderen freien Stirnfläche des Zylinders (gegenüber ihrem anderen festgelegten Ende) gegen den Beton verspannt. Außerdem sind die Achsen der Spannglieder abwechselnd in zwei zylindrischen, zur Achse der Ummantelung koaxial liegenden Mantelebenen angeordnet.

Die Durchmesser dieser zylindrischen Mantelebenen liegen zwischen dem 14 m betragenden Innendurchmesser und dem 20 m betragenden Außendurchmesser der Betonummantelung 1.

In Fig. 1 sind außerdem mit 9 bezeichnete Bohrungen zu erkennen, die zum Hindurchführen der Kontrollstäbe des Atomreaktors bestimmt sind. Diese Bohrungen, die übrigens mit Rohren ausgekleidet sind, haben einen viel zu kleinen Durchmesser, um die mechanische Festigkeit des Ganzen ungünstig zu beeinflussen.

In der Fig. 2 sind ebenfalls die Bohrungen 9 sowie die Spannköpfe 7 und die Ankerköpfe 6 der axialen Spannglieder 5 eingezeichnet. Bei der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, wie sie die Zeichnung darstellt, wird mit der aus Beton bestehenden Ummantelung in einteiliger Ausführung ein kräftiger Sockel 10 hergestellt, der zwei dicke Längsrippen 11 und 12 aufweist und als Abstützung für die Betonhülle 1 auf einer (nicht dargestellten) Fundamentebene dient. Zwischen den beiden Rippen 11 und 12 liegt eine als begehbarer Stollen ausgeführte langgestreckte Ausnehmung 13, über die man zu den Betätigungsvorrichtungen der einzelnen Apparate gelangen kann und die vorher bei der Herstellung ausgenutzt wird, um die Umfangsspannglieder zu spannen.

Der Bodenteil im Innern der zylindrischen Hülle 1 ist beiderseits der Achse unter Bildung zweier Keilflächen 14 und 15 verstärkt. Eine derartige Ausführung erweist sich für den Einbau des Kernreaktorblockes günstiger als eine einfache zylindrische Form.

Die in der Zeichnung dargestellte Anordnung der Umfangsspannglieder weicht von der üblichen kreisförmigen Anordnung derartiger Umfangsspannglieder ab. Die dargestellte Ausführung hat den Zweck, die zylindrische Hülle nicht nur radial vorzuspannen, sondern sie auch möglichst fest mit ihrem Sockel 10 zu verbinden. Zur Vorspannung werden zwei Gruppen von Spanngliedern bzw. Spanndrahtbündeln verwendet :

a) gerade Spannglieder 16, die den Sockel 10 quer durchsetzen und für sich vorspannen;

b) in ihrem mittleren Teil kreisförmig gebogene Spanndrahtbündel 17 (von denen nur die Enden in der Fig. 2 dargestellt sind), die zum radialen Vorspannen der zylindrischen Hülle 1 auf dem Sockel 10 dienen.

Aus praktischen Gründen umfassen die gebogenen Spanndrahtbündel 17 die zylindrische Hülle 1 nicht an ihrem ganzen Umfang. Sie führen im unteren Bereich der Hülle von der äußeren Mantelfläche — nachdem sie über einen gesamten Umfangswinkel von etwa 270° die äußere Mantelfläche umspannt haben — in tangentialer Richtung gerade durch den Sockel 10 hindurch bis in die Ausnehmung 13 hinein, in der sie unter Spannung gesetzt werden. Diese Anordnung gestattet ·—· neben anderen Vorteilen — eine Kreuzung

der Enden der Umfangsspannglieder zu vermeiden. Die Spanndrahtbündel verlaufen infolgedessen niemals schräg bzw. »windschief« zueinander; während ihres Spannens zeigen auch die Teile der Gleitvorrichtungen keine Neigung zu Querverschiebungen, die eine Verringerung der ausnutzbaren Tragflächengröße ergeben würden.

Wie die axialen Spannglieder 5 sind auch die Umfangsspannglieder mit geradlinigen und gebogenen Strängen mit Ankerköpfen 18 und 19 und Spannköpfen 20 und 21 versehen. Außerdem sind die Ankerund Spannköpfe zweier nebeneinanderliegender Spannglieder seitlich gegeneinander versetzt, um genügend Platz für die Verkeilungen 22 und 23 zu behalten und um außerdem die Spannkräfte etwas zu verteilen.

Da jedoch in der Praxis das Spannen der Spannglieder jeweils von einem Ende aus erfolgt, während das andere Ende festgelegt ist, und da ferner die elastische Längung der Glieder beim Spannen verhältnismäßig groß ist, müssen die Glieder auf dem Beton gleiten können, während sie mit zunehmend größer werdender Druckkraft auf ihn drücken, Da nun aber der Reibungskoeffizient zwischen Stahl und Beton viel zu groß ist, um ein direktes Anliegen der Spannglieder an dem Beton zulassen zu können, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein System von metallischen Flächen-Gleitvorrichtungen mit gleitstuhlartig zusammenwirkenden Gleitplatten und Gleitschuhen mit genügender Festigkeit benutzt; die Gleitplatten und Gleitschuhe werden an ihren Gleitflächen sorgfältig bearbeitet und geschmiert, um die Reibung auf einen möglichst geringen Wert zu verringern.

Wenn man nämlich nach den Annahmen von Coulomb voraussetzt, daß die Reibungskraft gleich dem Produkt aus dem Druck in der Normalen und dem Reibungskoeffizienten ist, so ist der durch die Reibung auf einer Zylinderfläche bedingte Verlust an Spannkraft mit der Potenz des umspannten Zentriwinkels und dem Reibungskoeffizienten veränderlich. Für einen Reibungskoeffizienten von 0,20 (einige Autoren geben für Stahl auf Beton sogar einen Wert von 0,30 an) wäre der Spannkraftverlust auf drei Vierteln des Umfangs bereits ungefähr 60%. Dies würde bedeuten, daß man die Nennbelastung der auf Zug beanspruchten Spannkabel um wenigstens ein Drittel erhöhen müßte.

Es ist also von Bedeutung, daß bei der erfindungsgemäßen Reaktor aus führung zwischen die gebogenen Spannglieder und die zylindrische Ummantelung 1 ein System von Gleitschuhen und Gleitflächen angeordnet wird, zwischen denen die Reibung sehr gering ist, und zwar trotz der Größe der in den Berührungsflächen übertragenen Anpreßkräfte.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Gleitplatte 24 dargestellt, die mit vier Befestigungssätzen 25 versehen ist, mit denen sie an der zylindrischen Betonhülle befestigt wird. Diese Gleitplatte 24 besteht aus Kugelgraphitguß (Sphärogußeisen), und ihre Gleitfläche 26 ist sehr sorgfältig bearbeitet.

Anderseits sind die seitlichen Kanten mit vier Ausnehmungen 27 und 28 versehen, die dazu bestimmt sind, um bei der Montage die Gleitschuhe in Berührung mit ihren Gleitplatten zu halten, wobei (nicht dargestellte) Haken in die Ausnehmungen eingreifen.

In Fig. 5 ist ein zu verwendender Gleitschuh dargestellt. Dieser Gleitschuh 29 ist ebenfalls aus graphitischem Sphärogußeisen hergestellt. Er besteht aus einer sehr sorgfältig bearbeiteten Gleitsohle 30 und einem als Auflage für das oder die Spanndrahtbündel oder -seile dienenden Teil 31. Die Fläche dieses Teiles 31 und die Erhebung 32 sind nicht geradlinig, sondern leicht derart gebogen, daß der Spanngliedabschnitt, der auf ihr ruht, sich an eine Krümmung anlegt, die etwa parallel zu der äußeren Mantelfläche der Betonhülle 1 des Kernreaktors verläuft. Der Gleitschuh 29 ist ebenfalls mit vier kleinen, nicht durchgehenden Langlöchern 33 versehen, die beim Festhalten des Gleitschuhes auf der Gleitplatte bei der Montage der Kabel verwendet werden.

Schließlich ist die untere Gleitsohle 30 mit einer ringförmigen (in der Fig. 5 nicht sichtbaren) Vertiefung versehen, in die ein Ring aus plastischem Material eingesetzt wird, der einen Kuchen aus Spezialfett umschließt. Das Fett verteilt sich über die Gleitfläche und verringert die Reibung noch weiterhin wesentlich. Dieses Spezialfett, das sehr hohen spezifischen Drücken standhalten muß, kann beispielsweise Molybdänbisulfid enthalten. Überdies sind die aneinander anliegenden, der genauen Bearbeitung wegen vorzugsweise ebenen Gleitflächen der Gleitplatte 24 und des Gleitschuhes 29 in ihrer Struktur und ihrer Bearbeitungsart derart, daß die Gefahr eines Fressens bei einem versehentlichen Auslaufen des Fettes auf ein Minimum begrenzt ist.

Aus anderen praktischen Gründen erweist es sich als zweckmäßig, die Gleitplatten und Gleitschuhe nicht in einer zusammenhängenden Reihe, sondern mit gegenseitigen Zwischenräumen anzuordnen. Es sind dabei auch wirtschaftliche Gesichtspunkte zu berücksichtigen, die diesen günstigen Abstand bestimmen. Auf diese Weise beschreiben die am Umfang der Betonumhüllung 1 angeordneten Spannglieder ein Polygon und nicht eine regelrechte Kreisbogenlinie. Die Differenz der Spannkräfte, die sich hieraus ergibt, ist jedoch praktisch gleich Null.

Durch Versuche hat man zwischen Gleitstücken der obenerwähnten Art, die mit einem doppelt so großen Druck aufeinanderlagen, als er im praktischen Betrieb auftreten wird (300kg/cm²), einen Reibungskoeffizienten in der Größenordnung von 0,02 gefunden. Bei vorsichtiger Berechnung wird man diesen Koeffizienten jedoch mit 0,05 ansetzen.

Unter diesen Bedingungen ist der Zug- oder Spannkraftverlust in Längsrichtung der Spannglieder auf ihrer die Mantelfläche umfassenden Länge größenordnungsmäßig nur etwa 20%, und die Spannkraftänderung ist nahezu linear mit dem umspannten Zentriwinkel; der mittlere Spannkraftverlust liegt also in der Größenordnung von nur 10%.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kernreaktor mit unter Kühlmittel-Überdruck stehendem Reaktorkern und einer als Druckbehälter und Strahlenschutzmantel dienenden kesselartigen Betonummantelung, die durch eine größere Anzahl von Vorspanngliedern mit — den Beanspruchungen durch den inneren Überdruck entgegenwirkenden — Kräften vorgespannt ist, welche größer sind als die durch den Kühlmittel-Überdruck in der Ummantelung hervorzurufenden Spannungen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Vorspannglieder außen um die Betonummantelung herum verteilt und zwischen diesen Vorspanngliedern und der Betonummantelung die Reibung verringernde Flächen-Gleitvorrichtungen vorgesehen sind.

2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Vorspannglieder im

Inneren des Betonkörpers der Ummantelung, insbesondere in deren Wänden, angeordnet sind.

3. Kernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonummantelung als zusätzliche Dichtung eine innere kühlmitteldichte Auskleidung aufweist.

4. Kernreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kühlmitteldichte Auskleidung aus elastischem Material, insbesondere relativ dünnem Blech, besteht, sich flächenhaft an die Innenwände der Betonummantelung anschmiegt und vorzugsweise an dieser ■—■ wenigstens punktweise — verankert ist.

5. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung aus einem mit einem Sockel versehenen Zylinder oder Prisma besteht und mit zahlreichen Vorspanngliedern versehen ist, von denen mehrere die Ummantelung teilweise außen umfassen und wenigstens durch einen Teil des Sockels hindurchführen, weitere in Längsrichtung des Zylinders oder Prismas angeordnet sind und mehrere den Sockel quer durchsetzen.

6. Kernreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer prismatischen oder als Rotationskörper ausgeführten Ummantelung, deren stirnseitige Ahschlußwände als Kuppeln oder kuppelartige Gewölbe mit nach außen weisenden konkaven Wandflächen ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die in Längsrichtung des Prismas oder Zylinders angeordneten Vorspannglieder in der Prisma- oder Zylinderwand liegen, abwechselnd in der einen und der anderen der beiden Prisma- oder Zylinderstirnflächen verankert und an ihren anderen Enden gegen die Stirnflächen vorgespannt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 108 289;
britische Patentschrift Nr. 785 528;
Zeitschrift »Atomics«, Bd. 8, 1957, Heft 2, S. 56, 57 (Abschnitt d).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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