DE1256332B - Gasdichte verformbare Verbindung zwischen dem die Seitenwand bildenden Hohlzylinder und dem Deckel eines Kernreaktordruckbehaelters - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G21c

Deutsche Kl.: 21g-21/20

Nummer: 1 256 332

Aktenzeichen: C 32838 VIII c/21 g

Anmeldetag: 8. Mai 1964

Auslegetag: 14. Dezember 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine gasdichte verformbare Verbindung zwischen dem die Seitenwand bildenden Hohlzylinder und dem Deckel eines Kernreaktordruckbehälters aus Beton, die in einem ringförmigen Hohlraum zwischen dem zylindrischen Seitenteil und dem Deckel ein Ringrohr mit einem in dem Bereich der Stoßfuge zwischen dem Seitenteil und dem Deckel nach innen reichenden und mit seinen Kanten an dem Seitenteil bzw. dem Deckel befestigten Schlitz enthält, wobei zwischen dem Ringrohr und der Wand des ringförmigen Hohlraums ein Zwischenraum gelassen ist.

_: Kernreaktoren weisen um ihren radioaktiven Teil herum einen biologischen Schutzschild auf, der im allgemeinen aus einem Betondruckbehälter besteht, der mit einer sogenannten Abdichtungshülle als einer Innenwand ausgekleidet ist. Dieser Druckbehälter besteht meistens aus einem zwischen zwei ebenen Deckeln liegenden Hohlzylinder, wobei die Deckel und der Hohlzylinder starr gehalten sind und die entsprechenden Teile der Abdichtungshülle in einer Linie mit dieser Stoßfuge verbunden sind. Nun sind aber die vom Druck und den von. der Temperatur im Inneren des Kernreaktors erzeugten Ausdehnungen hervorgerufenen Spannungen im Hohlzylinder und den Deckplatten nicht gleich.

Die dadurch entstehenden Schwierigkeiten könnten zwar dadurch teilweise behoben werden, daß man an der Innenfläche der Abdichtungshülle einen Kühlkreislauf vorzieht, um die Temperatur am Beton zu begrenzen und die differierenden Ausdehnungen herabzusetzen. Ein solcher Kühlkreislauf ist jedoch in jedem Fall kompliziert und teuer herzustellen. Er ist außerdem bei jedem Kernreaktor verschieden und muß vor dem Bau jedes Kernreaktors jeweils von neuem entworfen werden.

Es ist auch aus der deutschen Auslegeschrift 1 060 998, bekannt, zwischen dem die Seitenwand bildenden Hohlzylinder und dem Deckel eines Kernreaktorbehälters ein Ringrohr mit einem nach innen in den Behälter weisenden und mit seinen Kanten mit der Seitenwand bzw. dem Deckel verbundenen Schlitz als gasdichte Verbindung zwischen Seitenwand und Deckel vorzusehen. Diese gasdichte Verbindung läßt Relatiwerschiebungen zwischen der Seitenwand und dem Deckel zu, so daß man auf den. erwähnten Kühlkreislauf verzichten kann, jedoch ist dann das Ringrohr stets der im Kernreaktorbehälter entwickelten Wärme sowie dem großen Druckunterschied zwischen dem Innenraum des Behälters und dem im Deckel ausgebildeten ringförmigen Hohl-Gasdichte verformbare Verbindung zwischen dem die Seitenwand bildenden Hohlzylinder und dem Deckel eines Kernreaktordruckbehälters

Anmelder:

Commissariat ä l'Energie Atomique, Paris

Vertreter:

Dr. H. U. May, Patentanwalt,
München 2, Ottostr. 1 a

Als Erfinder benannt:

Jean Bussi, Sceaux, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 8. Mai 1963 (934 159)

raum ausgesetzt, was zu schneller Materialermüdung und Rißbildung führen kann.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1090 344 ist ferner ein Ringrohr als Abdichtungsorgan zwischen Deckel und zylindrischer Seitenwand eines Kernreaktorbehälters bekanntgeworden, wobei jedoch dieses als Halbrohr ausgebildete Organ nur zur zusätzlichen Abdichtung einfach außen auf Seitenwand und Deckel aufgeschweißt und nicht in einem Hohlräum der Wand des Kernreaktorbehälters selbst angeordnet ist. Bei dem aus dieser Veröffentlichung bekannten Deckelverschluß wird die Abdichtung in der Hauptsache von einem elastischen Dichtungsring 11 bzw. 18 im Zusammenwirken mit eingeschraubten Verriegelungselementen besorgt. Auf diese Weise wird zwar wahrscheinlich eine gute Abdichtung erreicht, jedoch kann sich der Deckel bezüglich der zylindrischen Seitenwand nicht verschieben, wodurch bei Wärmeeinwirkung große Spannungen auftreten, während eine solche Verschiebung durch Verwendung eines in einem ringförmigen Hohlraum angeordneten Ringrohrs mit Schlitz, das mit Seitenwand bzw. Deckel verbunden ist, ermöglicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gasdichte verformbare Verbindung zwischen dem die

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Seitenwand bildenden Hohlzylinder und dem Deckel ebenfalls aus Beton bestehenden Deckplatten 2 des eines Kernreaktordruckbehälters zu schaffen, die den gleichen Druckbehälters angeordnet werden, die beigroßen Druckunterschied zwischen dem Innenraum spielsweise durch die Spannkabel oder andere entdes Behälters und dem im Deckel ausgebildeten sprechende Einrichtungen gehalten werden. Die ringförmigen Hohlraum auch bei Wärmeeinwirkung 5 Innenwände des Hohlzylinders 1 und der Deckplatte2 vom Inneren des Reaktors.her sowie Relativverschie- sind Jeweils mit einer Abdichtungshülle 3 bzw. 4 bungen zwischen dem Deckel und der Seitenwand im verkleidet.

Dauerbetrieb eines Kernreaktors vollkommen sichel' Der Hohlzylinder 1 weist an seinem Ende eine

aufnehmen kana, ,wodurch auf einen Kühlkreislauf halbkreisförmige Auskehlung 6 (Fig. 2) auf, die zu-

zur Herabsetzung der Temperatur des Kernreaktor- io stammen mit einer halbkreisförmigen Auskehlung 8

druckbehälter verzichtet werden kann. von gleichem Durchmesser in der Deckplatte 2 zwi-

Erfindungsgemäß wird dies bei der eingangs ge- sehen den beiden Teilen des Druckbehälters eine nannten gasdichten verformbaren Verbindung da- ringförmige Auskehlung 9 mit kreisförmigem Querdurch erreicht, daß ein zweites Ringrohr vorgesehen schnitt bildet. Die Innenfläche der beiden Auskehlunist, das im Inneren des ersten Ringrohrs angeordnet 15 gen 6 und 8 ist mit einem Verschalungsblech 10 ausist und ebenfalls, einen Schlitz aufweist, dessen Kan- gekleidet.

ten mit den Kanten des Schlitzes des ersten Ringrohrs Im Ringraum 9 ist ein Hohilrohr 12 angeordnet, in

verbunden und mit diesen gleichzeitig mit dem Seiten- dessem Inneren sich ein zweites Hohlrohr 14 koaxial

teil bzw. dem Deckel· des Kernreaktorbehälters fest zum ersten, jedoch im Schnitt mit Bezug auf diesen

verbunden sind, wobei zwischen den beiden Ring- 20 geringfügig exzentrisch verschoben, befindet. Die bei-

rohren ebenfalls ein Zwischenraum gelassen ist. den Hohlrohre 12 und 14 sind bei 16 in der Linie

Eine solche Verbindung gestattet Relativverschie- der Innenkanten der Auskehlungen 6 und 8 offen, bungen der Deckplatten und des Hohlzylinders des und zwar in der Ebene, wo der Hohlzylinder 1 und Kernreaktordruckbehälters und gewährleistet eine die Deckplatte 2 aufeinanderstoßen. An der Außenvöllige Dichtigkeit,'da'der zylindrische Teil und die 25 wand des Hohlzylinders 1 ist zwischen der Auskeh-Deckplatten der DichtungshüUe durch die Ringrohre lung 6 und dem Inneren des Hohlzylinders ein Ring verbunden sind und eine an keiner Stelle unter- 18 befestigt. Die beiden Kanten dieses Ringes sind brochene Oberfläche.! darbieten. so umgebogen, daß die eine an der Abdichtungs-

Die Ringrohre sind jedoch durch eine Betonschicht hülle 3 zu befestigen ist und die andere sich im

vor der Einwirkung radioaktiver Strahlung aus dem 30 Schlitz 16 befindet und über die ganze Länge dieses

Reaktorkern weitgehend geschützt, und die Sicher- Schlitzes mit den sich auf derselben Seite wie der

heit der Verbindung ist durch die Anordnung, des Ring befindlichen Kanten der Rohre 12 und 14 ver-

zweiten Ringrohrs, das.vom ersten Ringrohr durch schweißt ist. Ein zweiter Ring 20 ist an der Abdich-

einen gegebenenfalls unter Druck stehenden Raum tungshülle 4 befestigt und mit seiner Außenkante

getrennt ist, entscheidend erhöht. Gleichzeitig zeich- 35 umgebogen, so daß ex sich mit den Kanten der Rohre

net sich jedoch die Verbindung gemäß der Erfindung 12 und 14 auf der anderen Seite des Schlitzes 16 ver-

durch eine sehr einfache. Gestaltung und gute An- schweißen läßt. |

passungsfähigkeit aus. Die Auskehlungen 8 und 6 befinden sich in der j

Der ringförmige Hohlraum, in dem die Ringrohre Deckplatte 2 und dem Hohlzylinder 1 in einem be- i

angeordnet sind, ist zweckmäßigerweise in Höhe der 40 stimmten Abstand vom Inneren des Druckbehälters, '

Außenkanten der Stoßfuge zwischen Deckel und so daß die Dicke der Betonschicht zwischen dem j

Seitenteil durch eine,elastische Dichtung gegenüber Ringraum und der Abdichtungshülle 3, 4 ausreicht,

der Umgebung abgeschlossen. um einen guten Schutz der Ringrohre gegen die |

Zur Herstellung des Hohlraums, in dem später die Strahlungen zu gewährleisten. ' Ringrohre angeordnet sind, wird zweckmäßigerweise 45 Jeder der Ringe 18 und 10 ist mittels Mauereisen ein geschlitztes Ringrohr benutzt, das eine verlorene 22 bzw. 24 fest im Beton verankert.
Schalung bildet. Zwischen diesem und dem nächst- Gegenüber dem Schlitz 16 sind die Außenkanten gelegenen Ringrohr kann dann zweckmäßigerweise der Auskehlungen 6 und 8 jeweils durch eine Ringein geringer Unterdruck gegenüber dem Atmo^L nut verlängert, die mit dem von ihnen umschriebenen sphärendruck aufrechterhalten werden. 50 Innenraum ein Lager 26 bilden, in dem ein elastischer

Die Erfindung wird weiter erläutert durch die fol- ' Dichtungsring 28 angeordnet ist, der sich bei Relativ-

gende Beschreibung einer als Beispiel gegebenen verschiebungen der Teile leicht verformen kann und

Ausführungsform der gasdichten Verbindung, die in die Dichtigkeit der Gesamtanordnung vervollständigt,

der Zeichnung dargestellt ist. Hierin zeigt Eine nicht dargestellte Vorrichtung gestattet die

Fig. 1 schematisch einen mit der Verbindung ge- 55 Regelung des Drucks im Raum 13 zwischen den

maß der Erfindung versehenen Kernreaktordruck- Ringrohren 12 und 14, und dieser Druck wird bei ^!

behälter, ungefähr dem halben Wert des Innendrucks des

Fig. 2 die Verbindung im Schnitt längs der Achse Kernreaktors, der wegen der geringfügigen öffnung

des Druckbehälters. zwischen den Ringen 18 und .20 auch im Inneren des

In dieser Figur ist nur eine Seite des Druckbehäl- 60 Ringrohrs 14 herrscht, gehalten. Im Gegensatz dazu

ters gezeigt, wobei sich die räumliche Gestalt der wird der Druck zwischen dem Ringrohr 12 und dem

Verbindung in einfacher Weise durch Drehung um Spannbeton der ringförmigen Auskehlung 9 auf einen

die in der Zeichenebene senkrecht zur gezeigten ganz nahe beim Atmosphärendruck liegenden Wert

Stoßfuge zwischen Deckplatte und Hohlzylinder lie- eingestellt,

gende Achse des Druckzylinders ergibt. 65 Die Vorrichtung zur Regelung des Drucks im

Die gasdichte Verbindung gemäß der Erfindung Raum 13 kann von beliebiger Art sein und entweder

soll zwischen der Zyiinderwand 1 (F i g. 1) des Spann- eine automatische Regelung in Abhängigkeit vom

betöndruckbehälters eines Kernreaktors und den Innendruck des Druckbehälters oder eine unabhän-

gige Regelung naoh Überprüfung des letztgenannten Drucks vorsehen, da die Schwankungen des Innendrucks selten oder -unbedeutend sind.

Wenn der Kernreaktor unter Druck steht, ist der Druck im Ringraum 9 der gleiche wie im Inneren des Druckbehälters, da die Ringe 18 und 20 sehr nahe beieinander, jedoch nicht der eine gegen den anderen gepreßt, gehalten werden. Die von diesem Druck auf .d'en Hohlzylinder ausgeübten Kräfte sind nicht die gleichen wie die auf die Deckplatte ausgeübten, und diese beiden Teile des Druckbehälters können sich relativ zueinander verschieben. Diese Verschiebung wird durch die Ringe 18 und 20 auf die Ringrohre 12 und 14 übertragen, die sich verformen, jedoch eine vollkommene Dichtigkeit des Druckbehälters und eine durchgehende Oberfläche der Abdichtungshülle bewahren.

Dasselbe tritt ein, wenn die Temperatur des Kernreaktors so hoch ist, daß sich die verschiedenen Teile des Druckbehälters ausdehnen. Gleichgültig, ob sich der Hohlzylinder 1 und die Deckplatte 2 quer zueinander gleitend verschieben, sich einander nähern oder voneinander entfernen, die Ringrohre 12 und 14 verformen sich, bewahren jedoch die Dichtigkeit der Anlage.

Indem man im Raum zwischen den beiden Ringrohren einen Druck von der Hälfte des im Inneren des Ringrohrs 14 und infolgedessen im Druckbehälter herrschenden Drucks aufrechterhält, verringert man die Belastungen der diese Ringrohre bildenden Materialien, und diese Ringrohre können leicht alle Verformungen des Druckbehälters aushalten, ohne daß man die Verformungen begrenzen und insbesondere die Temperatur, der der Beton ausgesetzt ist, herabsetzen muß.

Die Ringrohre 12 und 14 bestehen vorzugsweise aus Metallblechen und sind gegen die Kernstrahlung durch die Wände der Auskehlungen 6 und 8, d. h. durch den sie vom Innenraum des Druckbehälters trennenden Beton, geschützt. Es besteht daher keinerlei Gefahr, daß ihre Widerstandsfähigkeit nach Maßgabe des Kernreaktorbetriebsverlaufs abnimmt, sondern sie bleibt gleich.

Auch die elastische Dichtung 28 wird durch den Beton gegen Strahlungseinwirkungen geschützt.

Die so gebaute Verbindung bietet also eine gute und vollkommen gleichbleibende Dichtigkeit, gleichgültig, welche Kräfte auf die verschiedenen Teile des Druckbehälters einwirken, und ermöglicht, daß ohne Notwendigkeit einer Kühlung diese Teile erhöhte Temperaturen vertragen. Die Relativverschiebungen der Teile des Druckbehälters sind tatsächlich bei den verschiedenen Betriebszuständen des Kernreaktors möglich, gleichgültig, ob er sich unter Druck, unter Druck und gleichzeitig erhöhter Temperatur, unter erhöhter Temperatur allein oder ohne Druck und ohne erhöhte Temperatur befindet.

Außerdem vermeidet die vorgesehene elastische Abdichtung jede Gefahr eines Lecks nach außen.

Die als Beispiel gegebene Ausführungsform der Erfindung, welche darauf nicht begrenzt ist, kann außerdem in verschiedener Weise abgewandelt werden. Insbesondere kann im Ringraum 9 ein drittes, in gleicher Weise wie die Ringrohre 12 und 14 gespaltenes und an die Ringe 18 und 20 geschweißtes Ringrohr vorgesehen sein, wobei zwischen diesem dritten Ringrohr und dem benachbarten Ringrohr 12 ein geringer Unterdruck aufrechterhalten wird. Dieses dritte Ringrohr stellt außerdem eine verlorene Schalung dar.

Ebenso brauchen die beiden ringförmigen Auskehlungen 6 und 8 nicht identisch zu sein, sondern können nur zwei Teile desselben Ringraums bilden, wobei die eine beispielsweise drei Viertel des Ringraums, die andere dagegen nur das vierte Viertel bildet. Ihre Außenseiten wären ebenso mit einer elasti-

, sehen Dichtung zur Vervollständigung der Dichtig-Lo keit versehen.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Gasdichte verformbare Verbindung zwischen dem die Seitenwand !bildenden Hohlzylinder und dem Deckel eines Kernreaktordruckbehälters aus Beton, die in einem ringförmigen Hohlraum zwischen dem zylindrischen Seitenteil und dem Deckel ein Ringrohr mit einem in dem Bereich der Stoßfuge zwischen dem Seitenteil und dem Deckel nach innen reichenden und mit seinen Kanten an dem Seitenteil bzw. dem Deckel befestigten Schlitz enthält, wobei zwischen dem Ringrohr und der Wand des ringförmigen Hohlraums ein Zwischenraum gelassen ist, gekennzeichnet durch ein zweites Ringrohr(14), das im Inneren des ersten Ringrohrs (12) angeordnet ist und ebenfalls einen Schlitz aufweist, dessen Kanten mit den Kanten des Schlitzes (16) des ersten Ringrohrs verbunden und mit diesen gleichzeitig mit dem Seitenteil bzw. dem Deckel des Kernreaktorbehälters fest verbunden sind, wobei zwischen den beiden Ringrohren (12,14) ebenfalls ein Zwischenraum gelassen ist.

2. Gasdichte Verbindung nach Anspruch 1 mit einer zwischen dem zylindrischen Seitenteil und einem Deckel des Kernreaktordruckbehälters angeordneten elastischen Dichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (28) in Höhe der Außenkanten der im Deckel bzw. Seitenteil ausgebildeten, miteinander den ringförmigen Hohlraum (9) bildenden Ausnehmungen (6, 8) angeordnet ist.

3. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den Ringrobren unter Druck steht.

4. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den Ringrohren unter einem Druck von etwa dem halben Druck im Inneren des Druckbehälters steht.

5. Verbindung für einen Reaktordruckbehälter aus Beton nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kanten des Schlitzes der Ringrohre an eine die Innenfläche des Hohlzylinders des Betondruckbehälters bedeckende Abdichtungshülle angeschweißt ist, während die andere Kante an eine Schutzverkleidung der Deckplatte des Druckbehälters angeschweißt ist.

6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum zum Schutz der Ringrohre vor der Kernstrahlung vom Innenraum des Druckbehälters durch eine Betonwand von genügender Dicke getrennt ist.

7. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraumteil des Hohlzylinders des Druckbehälters

und derjenige der Deckplatte mit einer Metallverschalung verkleidet sind.

8. Verbindung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verankerungsring einerseits an der Abdichtungshülle und andererseits an der dem Schlitz jedes der Ringrohfe benachbarten Kante befestigt ist.

9. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zwischen dem ersten Ringrobr und dem Beton des Druckbehälters angeordnetes, eine ver-

lorene Schalung bildendes drittes geschlitztes Ringrohr aufweist.

10. Verbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Raum zwischen dem dritten Ringrohr und den zwei ersten Ringrohren ein geringer Unterdruck besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 060 998.
090 344.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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