DE1101634B

DE1101634B - Clamping and holding device for a nuclear reactor

Info

Publication number: DE1101634B
Application number: DED27479A
Authority: DE
Inventors: Arno Mueller; Armin Zacharis
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1958-02-22
Filing date: 1958-02-22
Publication date: 1961-03-09

Description

Spann- und Halteeinrichtung für einen Kernreaktor Die Erfindung bezieht sich auf eine Spann- und Halteeinrichtung für einen Moderatorenaufbau von Kernreaktoren, wobei über dem Umfang des Aufbaues lotrecht angeordnete biegesteife Stützbalken verteilt sind. Die Erfindung besteht darin, daß an den Stützbalken keilförmige Auflageflächen zur beweglichen Aufnahme von biegesteifen, den Moderatoraufbau umschließenden Ringen angebracht sind, welche auf ihrer Innenfläche konisch ausgebildet sind.Clamping and holding device for a nuclear reactor The invention relates on a clamping and holding device for a moderator structure of nuclear reactors, with rigid support beams arranged vertically over the circumference of the structure are distributed. The invention consists in that wedge-shaped bearing surfaces on the support beam for the movable mounting of rigid rings surrounding the moderator structure are attached, which are conical on their inner surface.

Nach der Anordnung gemäß der Erfindung ist der Keilwinkel der Auflageflächen und der Konus der umschließenden Ringe so gewählt, daß keine Selbsthemmung auftritt.According to the arrangement according to the invention, the wedge angle is the bearing surfaces and the cone of the surrounding rings is chosen so that no self-locking occurs.

Die biegesteifen Ringe werden durch Führungen beweglich gehalten und sind, um ein Verkanten zu vermeiden, durch besondere Einrichtungen., wie beispielsweise an Sporen geführte zylindrische Wände, zusätzlich in ihrer Lage gehalten.The rigid rings are kept movable by guides and are, in order to avoid tilting, by special devices., such as cylindrical walls guided on spores, additionally held in place.

Die Spann- und Halteeinrichtung gemäß der Erfindung stellt sich automatisch ein und gewährleistet, daß beim Ausdehnen des Blockes die kreisförmige Blockform stets eingehalten wird.The clamping and holding device according to the invention turns itself automatically and ensures that when the block is expanded, the circular block shape is always adhered to.

Bei graphitmoderierten Reaktoren wird der aus einzelnen Teilen zusammengesetzte Graphitblock von äußeren Spannvorrichtungen zusammengehalten und in seiner Lage fixiert, damit in ihm keine Risse entstehen und keine Verlagerungen auftreten können. Dabei dient die Spannvorrichtung dazu, die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen zwischen Graphit und Stahl aufzunehmen.In the case of graphite-moderated reactors, the reactor is composed of individual parts Graphite block held together and in place by external jigs fixed so that no cracks appear in it and no displacements can occur. The clamping device serves to prevent the different thermal expansions between Include graphite and steel.

Bei einigen bisher bekannten Spannvorrichtungen werden Bandagen aus Materialien mit verschiedenen Ausdehnungswerten verwendet und die auftretenden Kräfte durch die Elastizität des Materials oder durch besondere federnde Glieder aufgenommen.In some previously known clamping devices, bandages are made Materials with different expansion values are used and the forces involved added by the elasticity of the material or by special resilient links.

Sie weisen den Nachteil auf, daß sie größeren Beanspruchungen nicht genügen und die kreisförmige Blockform nicht einhalten.They have the disadvantage that they are not subject to major stresses suffice and not adhere to the circular block shape.

Dieser Nachteil ist besonders unangenehm bei ortsbeweglichen Reaktoren, die Massenkräften und Erschütterungen ausgesetzt sind.This disadvantage is particularly uncomfortable with portable reactors, the mass forces and vibrations are exposed.

Bekannt sind auch Spannvorrichtungen, bei denen sich Stützplatten an den Stirnflächen des Moderatorblockes gegen federnde Widerlager in lotrechter Richtung abstützen und somit eine Ausdehnung ermöglichen. Hierbei handelt es sich aber nicht um die Dehnung auf dem Umfang, sondern um die lotrechte Abstützung.Also known are clamping devices in which support plates at the end faces of the moderator block against resilient abutments in a vertical position Support direction and thus enable expansion. This is it but not about the expansion on the circumference, but about the perpendicular support.

Die meisten der bekannten Umfangsspannvorrichtungen, welche Spannelemente in Form von elasticb spannenden Winkelhebeln, Spannstangen usw. aufweisen, gewährleisten zwar in gewissen Grenzen die elastische Verspannung des Blockes während des Betriebes, jedoch wird dabei nicht die kreisrunde Blockform beibehalten, was gerade eines der wesentlichen Vorteile der vorliegenden Erfindung ist.Most of the known circumferential clamping devices, which clamping elements in the form of elasticb tensioning angle levers, tie rods, etc., ensure within certain limits the elastic tensioning of the block during operation, however, the circular block shape is not retained, which is just one of the essential advantages of the present invention is.

Ferner sind noch Spannvorrichtungen bekannt, welche mit Hilfe von koaxialen Rohren Zug- und Druckspannungen am Umfang aufnehmen. Die hierbei erforderlichen Bearbeitungstoleranzen sind hoch, und der Zusammenbau ist umständlich. Außerdem ist die Einstellung einer gewissen Vorspannung am ganzen Umfang und in verschiedenen Höhenlagen des Blockes durch Gewindespindeln erforderlich.Furthermore, clamping devices are known which with the help of coaxial pipes absorb tensile and compressive stresses on the circumference. The here required Machining tolerances are high and assembly is cumbersome. aside from that is the setting of a certain pre-tension on the whole circumference and in different areas Heights of the block required by threaded spindles.

Diese und andere Nachteile werden durch die Spann-und Haltevorrichtung gemäß der Erfindung vermieden, welche einen vollkommen biegesteifen Ring mit eindeutig festgelegten Toleranzen darstellt, wobei die Belastung durch über den Umfang des Blockes verteilte Stützbalken aufgenommen wird, die an mindestens zwei Stellen, vorzugsweise oben und unten, keilförmige Auflageflächen aufweisen. Auf diese werden um den Block gelegte Ringe gelagert, die auf ihrer Innenseite konisch ausgebildet sind.These and other disadvantages are caused by the tensioning and holding device avoided according to the invention, which a completely rigid ring with clearly represents specified tolerances, whereby the load by over the scope of the Blockes distributed support beams is added, which in at least two places, preferably have wedge-shaped support surfaces above and below. On this will be Rings placed around the block and conical on the inside are.

Beim Betrieb des Reaktors können diese Ringe auf den keilförmigen Auflageflächen je nach der auftretenden Ausdehnung auf und nieder gleiten.When operating the reactor, these rings can be wedge-shaped Support surfaces slide up and down depending on the expansion that occurs.

Der Vorteil und Fortschritt gegenüber den anderen beschriebenen Spannvorrichtungen besteht darin, daß die kreisförmige Blockform unter allen Betriebs- und Beanspruchungsbedingungen sichergestellt ist, da die Spannringe gemäß der Erfindung vollkommen biegesteif sind.The advantage and progress over the other clamping devices described is that the circular block shape under all operating and stress conditions it is ensured that the clamping rings according to the invention are completely rigid are.

Außerdem ist die Konstruktion äußerst einfach und weist im wesentlichen nur die auf den Umfang verteilten Stützbalken und die diese umspannenden biegesteifen Ringe auf, während die bisher bekannten und beschriebenen Spannvorrichtungen zur Lösung derselben Aufgabe bedeutend mehr Teile benötigen. Dazu kommt noch der Vorteil der einfachen Bearbeitung, wogegen die Konstruktionsteile der bekannten Halteeinrichtungen viele und zudem verschiedene Bearbeitungsgänge erfordern.In addition, the construction is extremely simple and essentially has only the support beams distributed over the circumference and the rigid ones surrounding them Rings on, while the previously known and described clamping devices for Require significantly more parts to solve the same task. In addition nor the advantage of simple processing, whereas the structural parts of the known Holding devices require many and also different processing steps.

Schließlich ist auch eine Voreinstellung der Ringe in bezug auf die Stützplatten nicht nötig, da diese sich ganz automatisch je nach der augenblicklichen Dehnung des Blockes einstellen.Finally, there is also a pre-setting of the rings with respect to the Support plates are not necessary, as these are completely automatic depending on the moment Adjust the elongation of the block.

Die Zeichnung stellt den Gegenstand der Erfindung beispielsweise und vereinfacht dar; es zeigt Abb. 1 einen lotrechten Schnitt durch einen Moderatorblock und Abb. 2 eine Draufsicht entsprechend Abb. 1.The drawing represents the subject of the invention for example and simplified; Fig. 1 shows a vertical section through a moderator's block and Fig. 2 is a plan view corresponding to Fig. 1.

Nach der Darstellung in Abb. 1 wird der als senkrecht stehender Zylinder bzw. als prismatischer Körper mit vieleckiger Grundfläche ausgebildete Graphitmoderatorblock 1 durch eine größere Anzahl von biegesteifen Stützbalken 2 zusammengehalten, die am äußeren Umfang senkrecht angeordnet sind. Die biegesteifen Stützbalken 2 haben an ihrer nach außen gerichteten oberen und unteren Seite keilförmige Flächen 2' und 2". Auf diesen liegt jeweils ein biegesteifer, den ganzen Graphitmoderatorblock umschließender Ring 3' bzw. 3", der auf seiner Innenseite konisch ausgebildet ist.As shown in Fig. 1, the cylinder appears as a vertical cylinder or graphite moderator block designed as a prismatic body with a polygonal base area 1 held together by a larger number of rigid support beams 2, the are arranged vertically on the outer circumference. The rigid support beams 2 have wedge-shaped surfaces 2 'on their outwardly directed upper and lower sides and 2 ". On each of these lies a rigid graphite moderator block surrounding ring 3 'or 3 ", which is conical on its inside.

Dabei ist die Neigung der beiden Berührungsflächen zur Senkrechten so gewählt, daß keine Selbsthemmung auftritt. Damit ist sichergestellt, daß bei Ausdehnung des Graphitblockes 1 die Ringe 3' und 3" nach oben ausweichen und trotzdem den Graphitblock durch ihr Gewicht zusammenhalten. Die Ringe 3' und 3" üben dabei über die schrägen Flächen auf die Stützbalken 2 zur Reaktormitte gerichtete Kräfte aus, die den Graphitblock bei jeder betrieblichen Belastung zusammenhalten.The inclination of the two contact surfaces is to the vertical chosen so that no self-locking occurs. This ensures that with Expansion of the graphite block 1, the rings 3 'and 3 "move upwards and still hold the graphite block together by their weight. The rings 3 'and 3 "practice this Forces directed towards the center of the reactor via the inclined surfaces on the support beams 2 that hold the graphite block together under any operational load.

Um ein Verkanten der biegesteifen Ringe 3' und 3" zu verhindern, werden sie außen durch mindestens drei an einer festen Konstruktion angebrachten Sporne 4, die als Führung wirken, gehaltert. Dadurch wird die Wärmedehnung nicht behindert und trotzdem eine einwandfreie zentrische Halterung erzielt. Zur weiteren Sicherung der Ringe gegen ein Verkanten können an den Ringen 3' und 3", wie es aus der Abb.1 ersichtlich ist, noch zusätzliche zylinderische Blechwände 5 fest angebracht werden, die ebenfalls noch mit besonderen Spornführungen 6 ausgerüstet sind. Diese Blechwände dienen bei einem Reaktor gleichzeitig auch als innerer thermischer Schutz des Druckbehälters.To prevent the rigid rings 3 'and 3 "from tilting on the outside by at least three spurs attached to a fixed structure 4, acting as a guide, held. As a result, the thermal expansion is not hindered and still achieved a flawless centric bracket. For further security the rings against tilting can be done on rings 3 'and 3 ", as shown in Fig.1 can be seen, additional cylindrical sheet metal walls 5 are firmly attached, which are also equipped with special spur guides 6. These sheet metal walls also serve as internal thermal protection for the pressure vessel in a reactor.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Clamping and holding device for a moderator structure of nuclear reactors, in which vertically arranged rigid support beams are distributed over the circumference of the structure, characterized in that on the support beams (2) wedge-shaped bearing surfaces (2 ', 2 ") for movable accommodation of rigid, the moderator structure surrounding rings (3 ', 3 ") are attached.

2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the rigid rings surrounding the body (3 ', 3 "). Are conical on their inner surface or parts thereof.

3. Clamping device according to claim 2, characterized in that the wedge angle of the bearing surfaces (2 ', 2 ") and the cone of the surrounding rings (3', 3") are chosen so that none Self-locking occurs.

4. Clamping device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the rings (3 ', 3 ") by at a fixed Component attached guides, e.g. B. spurs (4) are movably supported.

5. Clamping device according to claim 1 or one of the following, characterized in that there is tilting the rings (3 ', 3 ") by special devices, for example on spurs (6) guided cylindrical walls (5), is prevented. Considered publications: British Patent Nos. 785,928, 784 292, 782 922; »Electrical engineering and mechanical engineering«, 72, p.340 (1955); 73, p. 198 (1956); Volume “Research Reactors” of the series “Selected Reference Material to Atomic Energy ", London (1955), pp. 42, 43, 342 to 350, 389 to 393; "The Journal of the British Nuclear Energy Conference", 2, pp. 48, 54, 66, 67, (1957).