DE1212046B

DE1212046B - Pressure vessel with detachable connection to a pipe

Info

Publication number: DE1212046B
Application number: DES67163A
Authority: DE
Inventors: Ernst Bosshard
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1960-02-04
Filing date: 1960-02-18
Publication date: 1966-03-10

Description

Druckgefäß mit lösbarem Anschluß an eine Rohrleitung Die Erfindung betrifft ein Druckgefäß mit lösbarem Anschluß an eine Rohrleitung, insbesondere ein auswechselbares Druckrohr eines Kernreaktors. Das erfindungsgemäße Druckgefäß ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rohrleitung und dem Gefäß eine aus einer festen Dichtung und einer Gleitdichtung bestehende Doppeldichtung angeordnet ist und der Raum zwischen der festen Dichtung und der Gleitdichtung mit einer Leitung für die Zuführung oder die Ableitung von flüssigen oder gasförmigen Medien in den und aus dem durch die Gleitdichtung abgeschlossenen Raum bei geöffneter fester Dichtung vorgesehen ist.Pressure vessel with detachable connection to a pipeline The invention relates to a pressure vessel with a detachable connection to a pipeline, in particular a replaceable pressure pipe of a nuclear reactor. The pressure vessel according to the invention is characterized in that between the pipeline and the vessel one out a fixed seal and a sliding seal existing double seal arranged and the space between the fixed seal and the sliding seal with a pipe for the supply or discharge of liquid or gaseous media in the and from the space closed by the sliding seal with the tight seal open is provided.

Es ist bekannt, Dichtungen, deren Dichtheit besonders wichtig ist, dadurch zu kontrollieren, daß zwei Dichtflächen nebeneinander angeordnet werden und der dazwischenliegende Raum mit einem Druckmeßgerät oder einem Spurendetektor verbunden wird. Die für diesen Zweck bisher verwendeten zwei festen Dichtungen haben den Nachteil, daß sie einen bedeutenden Rauin für die Unterbringung der beiden Dichtungen nebeneinander benötigen. Außerdem wird bei einem gegenseitigen Abheben der durch die Dichtung verbundenen Teile die dichtende Wirkung beider Dichtungen unterbrochen. Ubrigens ist es bei z. B. zwei konzentrisch angeordneten Anpreßdichtungen oft schwierig, ein gleichmäßiges Aufliegen der beiden Dichtungen zu erzielen, was zu Undichtheiten führt. It is known that seals, the tightness of which is particularly important, to be controlled by arranging two sealing surfaces next to each other and the space therebetween with a pressure gauge or a trace detector is connected. The two solid seals previously used for this purpose have the disadvantage that they are a significant space for the accommodation of the two seals need side by side. In addition, the through the seal connected parts interrupted the sealing effect of both seals. Incidentally, it is at z. B. two concentrically arranged pressure seals often difficult, to achieve an even fit of the two seals, which leads to leaks leads.

Zwei hintereinander angeordnete Gleitdichtungen haben andererseits den Nachteil, daß sie nicht die genügende Sicherheit in bezug auf Dichtwirkung aufweisen. On the other hand, two sliding seals arranged one behind the other have the disadvantage that they do not have sufficient security in terms of sealing effect.

Bei einer bekannten Anordnung mit einer hintereinander angeordneten festen Dichtung und einer Gleitdichtung besteht nicht die Möglichkeit einer Zuführung oder Ableitung von flüssigen oder gasförmigen Medien aus dem Zwischenraum zwischen den Dichtungen, und es werden dabei auch nicht die erfindungsgemäßen Wirkungen erzielt. In a known arrangement with a one behind the other fixed seal and a sliding seal there is no possibility of a feed or discharge of liquid or gaseous media from the space between the seals, and the effects according to the invention are not achieved.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. The invention is shown schematically on the basis of one in the drawing Embodiment explained.

In der Figur ist die Verbindung eines Spaltstoffelementes eines Atomkernreaktors mit der Anschlußleitung für Kühlmittel dargestellt. Das Druckrohr 40 eines Spaltstoffelementes ist an seinem Ende mit einer zylindrischen Außenfläche 41 versehen, deren Durchmesser um ein kleines Maß geringer ist als der Durchmesser einer am Ende eines Anschlußteiles 42 ausgebildeten zylindrischen Bohrung 43. Die zylindrische Bohrung 41 ist in ihrem dem Ende des Anschlußteiles 42 zugewandten Teil mit Ringnuten 44 nach der Art einer Labyrinthdichtung versehen. Am anderen Ende der Bohrung 43 ist der Anschlußteil 42 mit einer Nut 45 versehen, in welcher sich ein Dichtungsring 46 befindet. Gegen diesen Dichtungsring wird das entsprechend ausgebildete Ende des Druckrohres 40 gedrückt. Zwischen den Ringnuten 44 und der Nut 45 ist der Halteteil 42 mit einer Öffnung 47 versehen, an welche sich eine Rohrleitung 48 anschließt. Das Druckrohr 40 ist mit Vorsprüngen 50 nach der Art eines Bajonettverschlusses versehen welche mit entsprechenden Vorsprüngen 51 eines Halteteiles 52 zusammenwirken. Der Halteteil 52 ist zu diesem Zweck um den Anschlußteil 42 drehbar, ist in dessen Achsenrichtung verschiebbar und ist außerdem mit Ausschnitten 53 versehen, welche ein Durchführen des Rohres 48 und weiterer nicht dargestellter Zuleitungen des Anschlußteiles 42 gestatten. Das Druckrohr 40 ist weiter noch mit Vorsprüngen 54 versehen. In the figure is the connection of a fissile material element of an atomic nuclear reactor shown with the connection line for coolant. The pressure pipe 40 of a fuel element is provided at its end with a cylindrical outer surface 41, the diameter of which is a small amount smaller than the diameter of one at the end of a connector 42 formed cylindrical bore 43. The cylindrical bore 41 is in her the end of the connecting part 42 facing part with annular grooves 44 according to the art one Provided labyrinth seal. At the other end of the bore 43 is the connecting part 42 is provided with a groove 45 in which a sealing ring 46 is located. Against this sealing ring becomes the correspondingly designed end of the pressure pipe 40 pressed. Between the annular grooves 44 and the groove 45, the holding part 42 is provided with a Opening 47 is provided, to which a pipe 48 connects. The pressure pipe 40 is provided with projections 50 in the manner of a bayonet lock cooperate with corresponding projections 51 of a holding part 52. The holding part For this purpose 52 is rotatable about the connecting part 42, is in the axial direction slidable and is also provided with cutouts 53, which lead through of the pipe 48 and other feed lines, not shown, of the connecting part 42 allow. The pressure pipe 40 is also provided with projections 54.

Während des Betriebes wird das Druckrohr 40 des Spaltstoffelementes durch den Halterteil 52 gegen den Anschlußteil 42 gedrückt. Die Dichtung46 bewirkt eine hermetische Verbindung des Druckrohres mit dem Anschlußteil. Aus dem Anschlußteil wird dem Druckrohr Kühlmittel zugeführt, welches im Spaltstoffelement erhitzt und in nicht dargestellter Weise aus dem Druckrohr durch den Anschlußteil 42 wieder abgeleitet wird. Aus dem Zwischenraum zwischen den Teilen 40 und 42, welcher sich zwischen der Dichtung 46 und der durch die Ringnuten 44 gebildeten Labyrinthdichtung befindet, wird durch das Rohr 48 und einen nicht dargestellten Ventilator dauernd Luft angesaugt und einem Spurendetektor, welcher in diesem Falle strahlungsempfindlich ist, zugeführt. Die Luft dringt dabei durch den Zwischenraum zwischen den Teilen 52 und 42, durchdringt langsam die Labyrinthdichtung und wird durch das Rohr 48 abgesaugt. During operation, the pressure pipe 40 of the fuel element pressed against the connecting part 42 by the holder part 52. The seal46 causes a hermetic connection of the pressure pipe with the connection part. From the connector coolant is supplied to the pressure pipe, which is heated in the fissile material element and in a manner not shown from the pressure pipe through the connecting part 42 again is derived. From the space between the parts 40 and 42, which between the seal 46 and the labyrinth seal formed by the annular grooves 44 is located air is continuously sucked in through the pipe 48 and a fan (not shown) and a track detector, which in this case is sensitive to radiation, is supplied. The air penetrates through the space between the parts 52 and 42, penetrates slowly the labyrinth seal and is sucked through the pipe 48.

Sobald die Dichtung 46 durchlässig sein sollte, stellt der Spurendetektor dies fest. Auf Grund der Anzeige des Spurendetektors kann der Druck, welcher durch den Befestigungsteil 52 auf das Druckrohr ausgeübt wird, vergrößert werden. Genügt das nicht, was wieder an der Angabe des Spurendetektors feststellbar ist, muß die Dichtung 46 ersetzt werden.As soon as the seal 46 should be permeable, the trace detector provides this firmly. On the basis of the display of the track detector, the pressure, which by the fastening part 52 is exerted on the pressure pipe can be enlarged. Enough not what can be ascertained from the indication of the trace detector must be the Seal 46 must be replaced.

Soll nun aus irgendeinem Grunde, z. B. wegen Verbrauch des Spaltstoffes, das Spaltstoffelement 40 ausgewechselt werden, so wird zuerst der Teil 52 gesenkt, was eine Lösung der Dichtung 46 zur Folge hat. Sollte das Druckrohr 40 im Teil 42 festhaften, so wird bei einer weiteren Senkung des Teiles 52 der Vorsprung 54 des Druckrohres 40 durch das Ende des Teiles 52 erreicht und das Druckrohr 40 unter Kraftanwendung vom Anschlußteil 42 gelöst. Da bei diesem Vorgang die Kühlmittelzufuhr zum Spaltstoffelement unterbrochen sein muß und infolgedessen seine Temperatur in gefährlichem Maße ansteigen könnte, kann nach dem Abheben des Druckrohres 40 von der Dichtung 46 durch das Rohr 48 der Innenraum des Druckrohres mit Wasser gefüllt werden, welches das Spaltstoffelement während des Auswechselvorganges kühlt. Should now for some reason, z. B. because of the consumption of fissile material, the fissile material element 40 is replaced, the part 52 is lowered first, which results in a loosening of the seal 46. Should the pressure pipe 40 in part 42 adhere to a further lowering of the part 52 of the projection 54 of the Pressure tube 40 reached through the end of part 52 and the pressure tube 40 below Application of force from the connector 42 released. Because in this process the coolant supply to the fissile material element must be interrupted and, as a result, its temperature in could rise to a dangerous level, after the pressure pipe 40 has been lifted off from the seal 46 through the pipe 48 the interior of the pressure pipe is filled with water which cools the fissile material element during the replacement process.

Dabei verhindert die Labyrinthdichtung einen bedeutenderen Wasserverlust nach außen. Nun kann durch Drehung des Halteteiles 52 der durch die Vorsprünge 50 und 51 gebildete Verschluß außer Eingriff gebracht werden, worauf es möglich ist, das Druckrohr 40 mit dem Spaltstoffelement nach unten zu entfernen. Ein neues Spaltstoffelement wird von unten in die Bohrung 43 des Halteteiles 42 eingeführt, durch den Teil 52 erfaßt und gegen den Teil 42 gepreßt. Darauf kann wieder die Zufuhr von Kühlmittel geöffnet und der Absaugevorgang durch die Rohrleitung 48 eingeleitet werden.The labyrinth seal prevents significant water loss outward. Now, by rotating the holding part 52, the through the projections 50 and 51 formed lock are disengaged, whereupon it is possible, to remove the pressure pipe 40 with the fuel element downwards. A new element of fissile material is inserted from below into the bore 43 of the holding part 42, through the part 52 detected and pressed against the part 42. Then the supply of coolant can again opened and the suction process can be initiated through the pipeline 48.

Durch die erfindungsgemäße Dichtung wird es ermöglicht, eine Doppeldichtung mit Leckkontrolle auszubilden, ohne daß bei ineinanderzuschiebenden Teilen der Durchmesser der Dichtung anwachsen würde. The seal according to the invention makes it possible to have a double seal to be designed with leakage control, without the diameter of parts to be pushed into one another the seal would grow.

Dabei besteht der Vorteil, daß auch nach einem Lösen der Hauptdichtung die zweite Dichtung noch so lange wirksam ist, als die beiden Teile ineinandergeschoben bleiben. Wird die zweite Dichtung als Labyrinthdichtung ausgebildet, so hat das außerdem den Vorteil, daß durch diese Dichtung eine kleine Zufuhr des die Einrichtung umgebenden Mediums, z. B. Luft, ermöglicht wird, welches dann als Transportmittel für die durch die Hauptdichtung ausgetretenen Stoffe dient und diese zum Spurendetektor bringt. Dabei kann mit Vorteil die Absaugvorrichtung so dimensioniert sein, daß sie auch im Falle einer größeren Undichtheit der Hauptdichtung fähig ist, die Leckmenge vollständig oder zumindest zum größten Teil abzusaugen und deren Austreten in das die Einrichtung umgebende Medium zu verhindern. Es ist auch möglich, bei ge- öffneter Hauptdichtung in den noch durch die zweite Dichtung abgedichteten Raum durch die zum Absaugen dienenden Öffnungen gasförmige oder flüssige Mittel einzuführen oder aus diesen abzusaugen. Das kann, wie in den Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, z. B. zur Durchspülung des Innenraumes oder zu Kühlungszwecken geschehen.The advantage here is that even after the main seal has been loosened the second seal is still effective as long as the two parts are pushed into one another stay. If the second seal is designed as a labyrinth seal, this has also the advantage that a small supply of the device through this seal surrounding medium, e.g. B. air, which is then used as a means of transport is used for the substances that have leaked through the main seal and this is used as a trace detector brings. The suction device can advantageously be dimensioned so that it is capable of reducing the amount of leakage even in the event of a major leak in the main seal suction completely or at least for the most part and their leakage into the to prevent the medium surrounding the facility. It is also possible to opened Main seal into the space still sealed by the second seal through the to introduce gaseous or liquid agents or openings serving for suction suck out of these. This can, as has been described in the exemplary embodiments is e.g. B. done for flushing the interior or for cooling purposes.

Unter Gleitdichtung wird allgemein eine Dichtung verstanden, welche zum gegenseitigen Abdichten koaxialer, zylindrischer Flächen dient. Da die bei Schiebedichtungen verwendeten Elemente die Eigenschaft haben, gegenüber kleineren Änderungen des Abstandes der beiden abzudichtenden Flächen unempfindlich zu sein, kann man im Sinne der Erfindung gewisse Vorteile auch dadurch erzielen, daß man die bei Schiebedichtungen verwendeten Elemente auch zum Abdichten anderer als koaxialer, zylindrischer Flächen verwendet. Es sind Ausführungen der Erfindung denkbar, bei welchen sich eine solche Dichtung z. B. in einer konischen Fläche befindet und mit einer ebenfalls konischen Fläche zusammenwirkt. Es ist auch möglich, diese Dichtung anstatt in einer zylindrischen oder in einer konischen Fläche auch in einer ebenen Fläche auszubilden. An das Beispiel der F i g. 2 angewendet, würde sich die Labyrinthdichtung 44 in einer zur Ebene der Dichtung 46 parallelen Ebene befinden und mit einer entsprechenden Fläche des anderen Teiles zusammenwirken. Diese Anordnung kann dort von Vorteil sein, wo es weniger auf den kleinen Durchmesser der Dichtung als auf deren Kürze ankommt. Gegenüber dem Fall mit zwei konzentrischen Hochdruckdichtungen gewinnt man den Vorteil, daß die Schwierigkeiten beseitigt werden, welche durch die Notwendigkeit der Erzielung einer gleichmäßigen Auflage der beiden Hochdruckdichtungen verursacht sind. A sliding seal is generally understood to mean a seal which is used for mutual sealing of coaxial, cylindrical surfaces. Since the sliding seals elements used have the property of smaller changes in the distance To be insensitive of the two surfaces to be sealed, one can in the sense of the invention also achieve certain advantages by using those used in sliding seals Elements also used to seal surfaces other than coaxial, cylindrical. Embodiments of the invention are conceivable in which such a seal z. B. is located in a conical surface and also with a conical surface cooperates. It is also possible to use this seal instead of a cylindrical one or in a conical surface also in a flat surface. To the example the F i g. 2 applied, the labyrinth seal 44 would be in a plane the seal 46 are located parallel plane and with a corresponding surface of the other part cooperate. This arrangement can be beneficial where there is The small diameter of the seal is less important than its brevity. Opposite to the case with two concentric high pressure seals one gains the advantage that the difficulties are eliminated by the need for achievement caused by an even contact of the two high-pressure seals.

Claims

Claims: 1. Pressure vessel with a detachable connection to a pipeline, characterized in that between the pipeline and the vessel one of a Fixed seal and a sliding seal existing double seal is arranged and the space between the fixed seal and the sliding seal with a conduit for the supply or discharge of liquid or gaseous media in the and from the space closed by the sliding seal with the tight seal open is provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sliding seal is designed as a labyrinth seal.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Line a trace detector is connected.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sliding seal is located on the lower pressure side.

References considered: U.S. Patents No. 2,840 262, 2,599; Swiss patent specification No. 174411.