DE1100191B - Spannguertel fuer den Moderatorblock eines Kernreaktors - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen horizontalen Umfangs-Spanngürtel für einen aus senkrecht aufeinandergesetzten Barren eines festen Moderatormaterials bestehenden Reaktor-Moderatorblock von im wesentlichen vieleckiger Querschnittsform, bestehend aus gelenkig miteinander verbundenen Gliedern.

Solche Umfangs-Sanngürtel haben den Zweck, den aufgeschichteten Moderatorblock in wirksamer Weise fest zusammenzuhalten.

Bei einem bekannten Umfangs-Spanngürtel für Reaktor-Moderatorblöcke sind eine Reihe miteinander gelenkig verbundener Stangen vorgesehen, deren Enden als elastische Organe mit einer Anzahl ineinandergesteckter konzentrischer Rohrstücke ausgebildet sind, die bei Belastung deformiert werden. Die elastischen. Organe aneinandergrenzender Enden zweier Gelenkglieder sind durch Verbindungsteile miteinander verbunden. An solchen Gelenkstellen ist zugleich ein Druckübertragungsteil vorgesehen mit zwei Schenkeln, die sich nach beiden Seiten des Gelenkes erstrecken und einen stumpfen Winkel miteinander bilden.

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Druckübertragungsteile in bezug auf die Kanten des Moderatorstapels genau zentriert werden müssen, damit die Spannkraft auf den Moderatorstapel gleichmäßig übertragen wird. Das erfordert schon bei der Montage eine sehr genaue Justierung der einzelnen Glieder, die äußerst langwierig ist. Diese anfängliche Justierung bleibt jedoch während des Betriebes nicht bestehen,, da die Ausdehnung des Moderatorstapels nicht genügend gleichmäßig vor sich geht. Daher treten Kräfte auf, deren Angriffslinien nicht durch die Mittelachse des Moderatorstapels laufen, die also die einzelnen Bereiche des Moderatorstapels unterschiedlich beanspruchen.

Ein anderer Nachteil liegt darin, daß sich mit Hilfe der Druckübertragungsteile keine gleichmäßige Kraftübertragung in Umfangsrichtung erzielen läßt, da hierzu eine genaue Übereinstimmung des Knickwinkels der Schenkel mit dem Kantenwinkel des Moderatorstapels erforderlich ist. Dieser Zustand läßt sich nur für eine bestimmte Größe der Spannkraft herstellen. Bei Veränderung der Spannkraft als Folge der Wiederausdehnung oder auch als Folge von Temperaturschwankungen verschiebt sich der Bereich der spezifisch größeren Druckbelastung wegen der Elastizität der Druckübertragungsteile bei zunehmender Spannung zum Anlenkpunkt hin.

Ein weiterer schwerwiegender Nachteil besteht darin, daß der Umfangs-Spanngürtel beim Bruch irgendeines Verbindungsteiles ausfällt. Reißt z. B. ein Federelement, so lockert sich der gesamte Spanngürtel und fällt eventuell herab.

Spanngürtel für den Moderatorblock
eines Kernreaktors

Anmelder:

Commissariat ä l'Energie Atomique,
Paris

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

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 5. Juni 1958

Henri Correc, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Umfangs-Spanngürtel zu schaffen, der diese Nachteile nicht aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß der Umfangs-Spanngürtel eine gerade Anzahl von Gliedern aufweist, daß jedes Glied jeweils mit einem übernächsten Glied verbunden ist und daß die Verbindung zwischen den zusammengehörigen Gliedern derart ausgeführt ist, daß jedes Glied auf die Seitenfläche des Moderatorstapels, an der es anliegt, nur eine radial wirkende Kraft überträgt.

Eine Zentrierung der Glieder in bezug auf den Moderatorstapel ist dabei nicht erforderlich, da die Kraftübertragung auf den Moderatorblock nicht von einer genauen Lage der Glieder in bezug auf diesen abhängt. Insbesondere ist auch bei ungleichmäßiger Ausdehnung des Moderatorblockes eine gleichmäßige Kraftverteilung gewährleistet. Vor allem aber kann der Spanngürtel gemäß der Erfindung beim Bruch eines Gliedes nicht ausfallen.

Der Umfangs-Spanngürtel ist vorzugsweise so ausgebildet, daß die Glieder sich etwa über den Abstand zweier benachbarter Kanten des Moderatorblockes erstrecken und an den Enden mit Befestigungseinrichtungen für die Verbindungsteile versehen sind. Hierdurch wird insbesondere eine gleich-

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mäßige Kraftübertragung auf die Seitenflächen des ■. ordnete Versteifungsstege bilden und ein Verformen Reaktor-Moderatorblockes ermöglicht. der Konsolenstücke 4 durch die zu übertragenden Zug-

Die Verbindungsteile können elastische Bauelemente, kräfte verhindern.
z. B. Federn, enthalten. Schräg zur Ebene der Konsolenstücke 4 sind an

Die Befestigungsstellen an den Gliedern sind vor- 5 diesen Muffen 6 befestigt. Durch die Muffen 6 ragen zugsweise durch radial nach außen gerichtete Kon- Zugstangen 7 hindurch. Die Muffen 6 und die Zugsolen gebildet. stangen 7 können — je nach der Art ihrer Anordnung

Man erreicht eine räumlich günstige Verbindung — unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
■der Glieder, wenn man die eine Gruppe von zusam- So sind beispielsweise (vgl. die Fig. 2) aus Gründen

mengehörigen Gliedern jeweils durch zwei Verbin- io der Vereinfachung der Anordnung an einem Ende der dungsstangen und die andere Gruppe von Gliedern Platten zwei Zugstangen 7 b und 7 c an Stelle einer jeweils durch eine einzige Verbindungsstange mit- einzigen Stange 7a verwendet. Diese beiden Stangen einander verbindet. können wesentlich kleinere Durchmesser haben als die

Der gleiche Vorteil ergibt sich auch, wenn eine einzige Stange 7 α. Oberhalb der in der Mitte der Verbindungseinrichtung für zwei zusammengehörige 15 Figur dargestellten Platte 1 b hat die von links kom-Glieder jeweils an einem Ende zwei Verbindungs- mende Stange 7α infolgedessen einen, größeren Durchstangen aufweist und an dem anderen Ende eine messer als die beiden Stangen 7 b und 7 c, welche von Verbindungsstange. rechts kommen.

Man kann den Umfangs-Spanngürtel auch so aus- Die Zugstangen 7 sind an ihren Enden 8 mit Gebilden, daß die Verbindungseinrichtungen starr aus- 20 winde versehen, und jede Zugstange trägt eine Mutgeführt sind und daß sich an den einzelnen Gliedern ter 9, die sich über eine Unterlagscheibe 10 auf die radial wirkende Federn abstützen, die gegen eine entsprechende Muffe 6 abstützt.

Platte drücken, die jeweils an einer Seitenfläche des Die jeweils zwei nicht nebeneinanderliegende Plat-

Moderatorblockes anliegt. Die Glieder können z. B. ten verbindenden Zugstangen sind durch eine elastikastenartig ausgebildet sein und jeweils vier radial 25 sehe Zugvorrichtung gekuppelt. Man sieht in den wirkende Federeinrichtungen aufweisen. Hierdurch Fig. 1 und 2, daß diese elastische Zugvorrichtung mitwird eine besonders gleichmäßige Kraftübertragung einander zu einem Federgehäuse verbundene Stützauf den Moderatorblock gewährleistet. platten 11 und an den Enden der Zugstangen be-

Der Umfangs-Spanngürtel ist vorzugsweise so festigte Federteller 12 enthält. Federn, wie 13, 14 und ausgebildet, daß an jeder Seitenfläche des Moderator- 30 15, von unterschiedlichem Durchmesser sind zwischen blockes jeweils ein Glied anliegt. den Druckplatten 11 und den Federtellern 12 ange-

Die Erfindung wird im folgenden an Hand sehe- ordnet.

matischer Zeichnungen an mehreren Ausführungs- Wenn nur eine einzige Zugstange 7 (wie auf der

Beispielen näher erläutert. Es zeigt linken Seite der elastischen Zugverbindung in Fig. 2)

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Auf- 35 vorgesehen ist, wird ein Bügel- oder Querstück 16 auf sieht auf einen Teil eines Umfangs-Spanngürtels der einzigen Zugstange 7 a befestigt. Dieses Bügelgemäß der Erfindung, oder Querstück trägt zwei weitere Stangen 17, die die

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seiten- gleiche Rolle spielen wie die Stangen 7 & und 7 c, die ansicht eines Teiles des Spanngürtels gemäß Fig. 1, von der gegenüberliegenden Seite jeweils gleichachsig

Fig. 3 eine abweichende Ausbildung der jeweils 40 zu den Stangen 17 in die elastische Verbindungszwei nicht aneinanderliegende Platten verbindenden Zugvorrichtung hineinragen.
Federn, Jede der mit kleinerem Durchmesser als die Stan-

Fig. 4 einen schematischen Horizontalschnitt durch gen 7 a ausgeführten Stangen 17 und die Stangen 7 & ■eine abweichende Ausführungsform der Umfangs- und 7 c tragen einen Federteller 12 und durchdringen Spanngürtel gemäß der Erfindung, 45 die Stützplatten 11. Die zwischen den Federtellern 12

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4, und den Stützplatten 11 eingespannten Druckfedern •der Einzelheiten der Federn und der Stützflächen 13, 14 und 15 wirken denjenigen Kräften elastisch zeigt. entgegen, die als Zugkräfte auf die Stangen 7 ausge-

In den Figuren sind nur diejenigen Elemente dar- übt werden und auf die Dehnung, insbesondere die gestellt, die zum Verständnis der Erfindung notwen- 50 Wärmedehnung des zusammengesetzten Moderatordig sind. Einander entsprechende Elemente sind in blockes zurückzuführen sind oder auf eine gewisse den unterschiedlichen Figuren mit gleichen Bezugs- Neigung der Barren dieses Moderatorblockes, sich zeichen bezeichnet worden. voneinander zu entfernen.

Wie man aus der Fig. 1 ersieht, besteht ein Um- ■ Der Umfangs-Spanngürtel gemäß der vorliegenden fangs-Spanngürtel gemäß der Erfindung aus einer 55 Erfindung, wie er soeben beschrieben wurde, läßt sich Reihe von Platten, la, Ib, Ic, die auf Umfangs- leicht zusammenbauen und besteht aus Elementen, flächen 2 eines zusammengesetzten Moderatorblockes deren Herstellung bzw. Bearbeitung einfach ist. Anaus Graphit 3 abgestützt sind. derseits ist darauf hinzuweisen, daß dieser Umfangs-

Gemäß der Erfindung sind jeweils zwei Platten la Spanngürtel — der aus einer geraden Zahl von Platnnd 1 c, die nicht aneinander angrenzen, über Verbin- 60 ten zusammengesetzt ist — praktisch aus zwei von-■dungsorgane miteinander verbunden. So sind bei- einander getrennten Einzelgürteln besteht, deren EIespielsweise diePlatten 1 α und 1 c, die links und rechts mente am Umfang jeweils miteinander abwechseln, in der Zeichnung liegen, miteinander verbunden; sie Es folgt hieraus, daß beim zufälligen Bruch einer der sind aber nicht mit der PlatteIb verbunden, die in Verbindungen immer noch eine intakte Umgürtung der Mitte der Figur dargestellt ist. 65 des Moderatorblockes erhalten bleibt. Infolgedessen

Um die jeweils eine Plätte »überspringenden« Ver- ist die Sicherheit eines Umfangs-Spanngürtels gemäß Windungen zu ermöglichen, weist jede Platte 1 an der vorliegenden Erfindung einwandfrei gewährleistet, ihren Enden Konsolenstücke 4 auf, an die Stützplat- Weiterhin wirken die Federn 13, 14 und 15, wenn

ten 5 festgeschweißt sind, welche im wesentlichen in auch ihre Achsen parallel zur Außenfläche des Mode-Richtung der Längserstreckung der Platten 1 ange- 7° ratorblockes gerichtet sind (was beispielsweise bei der

Ausführung gemäß den Fig. 1 und 2 der Fall ist), dennoch in sehr wirksamer Weise in radialer Richtung auf den Moderatorblock. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Zugkräfte, welche die Federn liefern, über die Stangen 7 auf zwei nicht nebeneinander angeordnete Platten 1 α und 1 c ausgeübt werden.

Der Winkel, den die Stangen 7, welche zwei nicht nebeneinanderliegende Platten verbinden, miteinander einschließen, ist nämlich wesentlich kleiner als der Winkel, den Stangen einschließen würden, die zwei unmittelbar nebeneinanderliegende Platten verbinden, und die Federkräfte, die sich über die Stangen 7 auswirken, setzen sich bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Anordnung günstiger zusammen und erzeugen wesentlich größere radiale Kräfte.

Die Fig. 3 stellt eine abweichende Ausführungsform der elastischen Verbindungs-Zugvorrichtungen gemäß den Fig. 1 und 2 dar. Bei dieser abweichenden Ausführungsform ist nur eine einzige Serie von Federn 13, 14 und 15 vorgesehen. In jeder elastischen Zugvorrichtung sind infolgedessen nur zwei Federteller 12 vorhanden. Die Federn stützen sich auf die Federteller 12 und auf die Stützplatte 11. Die Stangen

17 sind wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel mit den Federtellern 12 versehen, und eine Stange 7 ist fest mit der Stützplatte 11, und zwar über ein Querhaupt und Verbindungsschraubenbolzen

18 verbunden.

Die Fig. 4 zeigt in schematischer Form eine weitere Ausführungsart eines Umfangs-Spanngürtels gemaß der Erfindung, die wesentlich von den beiden vorangegangenen Beispielen abweicht. Bei dieser Ausführungsform besteht der Umfangs-Spanngürtel aus kastenförmigen Gliedern 19 und 20, die an ihren Enden mit Augen versehen sind, an denen die Verbindungsmittel angreifen. Die kastenförmigen Glieder 19 haben wesentlich weiter herausragende Augen 21 als die Glieder 20 mit den Augen 22. Die Verbindungsglieder 23, die bei dieser Ausführung nicht elastisch sind, verbinden jeweils zwei nicht aneinander angrenzende Kastenglieder 19 und laufen außerhalb der zwischen zwei Kastengliedern 19 liegenden Kastenglieder 20, während die Verbindungsglieder 24, die jeweils die Kastenglieder 20 miteinander verbinden, seitlich an den Kastengliedern 19 vorbeilaufen. Wie bei den vorhergegangenen Beispielen hat infolgedessen jeder vollständige Umfangs-Spanngürtel zwei unabhängig voneinander wirksame Umfangs-Spannvorrichtungen.

Jedes der Kastenglieder stützt sich auf die unter ihm liegende Oberfläche des Graphit-Moderatorblokkes über eine Platte 25 ab, die durch Federn 26 angedrückt wird, deren Kräfte sich in radial zur Oberfläche des Moderatorblockes liegender Richtung auswirken.

Die in schematischer Form in der Fig. 4 dargestellten Federn 26 können in der Praxis — wie es die Fig. 5 zeigt — Federkombinationen aus zueinander koaxialen Federn 26, 27 und 28 sein. Diese Federn arbeiten als Druckfedern; sie stützen sich auf den Boden 29 eines Kastengliedes und auf eine Schulter eines Stützkörpers 30, der sich seinerseits im Inneren des Kastengliedes 19 oder 20 abstützt. Sie wirken anderseits auf einen Stützflächen 32 und 33 aufweisenden Federteller 31. Eine Stange 34 ist verschiebbar quer durch den Boden 29 und den Stützkörper 30 geführt und trägt einen Kopf 35, auf den sich der Federteller abstützt. Der Kopf 35 drückt die entsprechende Druckplatte 25 an den Moderatorblock an.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Horizontaler Umfangs-Spanngürtel für einen aus senkrecht aufeinandergesetzten Barren eines festen Moderatormaterials bestehenden Reaktor-Moderatorblock von im wesentlichen vieleckiger Querschnittsform, bestehend aus gelenkig miteinander verbundenen Gliedern, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangs-Spanngürtel eine gerade Anzahl von Gliedern aufweist, daß jedes Glied jeweils mit einem übernächsten Glied verbunden ist und daß die Verbindung zwischen den zusammengehörigen Gliedern derart ausgeführt ist, daß jedes Glied auf die Seitenfläche des Moderatorstapels, an der es anliegt, nur eine radial wirkende Kraft überträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder sich etwa über den Abstand zweier benachbarter Kanten des Moderatorblockes erstrecken und an den Enden mit Befestigungseinrichtungen für die Verbindungsteile versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsteile elastische Bauelemente, z. B. Federn, enthalten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstellen an den Gliedern durch radial nach außen gerichtete Konsolen gebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gruppe von zusammengehörigen Gliedern, jeweils durch zwei Verbindungsstangen und die andere Gruppe von Gliedern jeweils durch eine einzige Verbindungsstange miteinander verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungseinrichtung für zwei zusammengehörige Glieder jeweils an einem Ende zwei Verbindungsstangen aufweist und an dem anderen Ende eine Verbindungsstange.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen starr ausgeführt sind und daß sich an den einzelnen Gliedern radial wirkende Federn abstützen, die gegen eine Platte (25) drücken, die jeweils an einer Seitenfläche des Moderatorblockes anliegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder kastenartig ausgebildet sind und jeweils vier radial wirkende Federeinrichtungen aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Seitenfläche des Moderatorblockes jeweils ein Glied anliegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 782 922, 784291.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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