DE1263233B - Method of making a seal between a nuclear reactor vessel and a rotatable lid - Google Patents
Method of making a seal between a nuclear reactor vessel and a rotatable lidInfo
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Description
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AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.: Int. Cl .:
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B22dB22d
C26671VI a/31 b2
5. April 1962
14. März 1968C26671VI a / 31 b2
April 5, 1962
March 14, 1968
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtung zwischen der Ringtasse eines Kernreaktorkessels und des in die Ringtasse eingreifenden Randes eines drehbaren Deckels, wobei die Ringtasse und der Rand aus rostfreiem Stahl bestehen. Es ist bereits eine Vorrichtung zur Abdichtung von Apparateteilen gegen die Atmosphäre mittels Tauchtassen bekannt, bei der als Dichtungsmittel in den Tauchtassen solche Stoffe zur Anwendung kommen, die beim Bewegen des Apparateteiles sich im flüssigen Aggregatzustand und bei geschlossener Apparatur in festem Aggregatzustand befinden.The invention relates to a method for producing a seal between the ring cup a nuclear reactor vessel and the rim of a rotatable lid engaging in the ring cup, wherein the ring cup and rim are made of stainless steel. It is already a device for sealing of apparatus parts against the atmosphere by means of immersion cups known as a sealant those substances are used in the immersion cups that are released when the apparatus part is moved are in the liquid state of aggregation and in the solid state of aggregation when the apparatus is closed.
Ferner wurde bereits eine Vorrichtung zum dichten Umfüllen des Inhalts aus einem Behälter in einen anderen vorgeschlagen, bei der der obere Behälter mit einem auf dem Boden aufliegenden Bodendeckel versehen ist, der mit einem rohrartigen Fortsatz in eine unter dem Boden des oberen Behälters angeordnete, mit Dichtungsmedium versehene Dichtungstasse eingreift und bei der der untere Behälter einen Deckel hat, der mit seinem Rand in eine am unteren Behälter angeordnete Dichtungstasse eingreift, wobei diese Teile so bemessen sind, daß bei aufeinandergesetzten Behältern die obere Dichtungstasse in die untere Dichtungstasse eingreift. Bei diesem nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag ist eine Spezialdichtung aus einem anorganischen Material vorgesehen, das unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen fest ist und beim Öffnen und Schließen der Vorrichtung leicht verflüssigt werden kann, beispielsweise Indium, Blei oder Zinnlegierungen.Furthermore, a device for tightly transferring the contents from one container to another has already been developed proposed in which the upper container is provided with a bottom cover resting on the floor is, which is arranged with a tubular extension in a below the bottom of the upper container, engages the sealing cup provided with sealing medium and in which the lower container has a lid which engages with its edge in a sealing cup arranged on the lower container, this Parts are dimensioned so that when the containers are placed on top of one another, the upper sealing cup goes into the lower one Seal cup engages. In this suggestion, which does not belong to the state of the art, a special seal is required made of an inorganic material which can withstand normal temperature and pressure conditions is solid and can be easily liquefied when opening and closing the device, for example Indium, lead or tin alloys.
Zum Stand der Technik gehört ferner eine Flüssigkeits-Tauchdichtung, insbesondere zur Abdichtung des drehbaren Deckels eines Kernreaktors, die aus einer die gegeneinander abzudichtenden Räume trennenden Wand besteht, die von oben in die in einer rinnenförmigen Tauchtasse befindliche Sperrflüssigkeit eintaucht; dabei weist die Trennwand mindestens einen Durchlaß auf, der von einer unteren Stelle auf der einen Seite zu einer oberen Stelle auf der anderen Seite der Trennwand führt, wobei die Öffnungen des Durchlasses so angeordnet sind, daß bei Druckschwankungen in den abzudichtenden Räumen die untere Öffnung von der Sperrflüssigkeit freigegeben wird, ehe die obere Öffnung von der Sperrflüssigkeit bedeckt wird.The state of the art also includes a liquid immersion seal, in particular for sealing the rotatable cover of a nuclear reactor which separates the spaces to be sealed off from one another Wall consists, which from above into the sealing liquid located in a channel-shaped immersion cup immersed; the partition wall has at least one passage that extends from a lower point one side leads to an upper point on the other side of the partition wall, the openings of the Passage are arranged so that in the event of pressure fluctuations in the spaces to be sealed The lower opening is released from the barrier liquid before the upper opening from the barrier liquid is covered.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf die Abdichtung des drehbaren Deckels eines
Kernreaktors, wobei die Dichtung zwischen der Ringtasse des Kessels und dem in diese eingreifenden
Rande des Deckels hergestellt werden soll und die Ringtasse und der Rand aus rostfreiem Stahl be-Verf
ahren zur Herstellung einer Dichtung
zwischen einem Kernreaktorkessel und einem
drehbaren DeckelThe present invention also relates to the sealing of the rotatable lid of a nuclear reactor, wherein the seal between the ring cup of the boiler and the edge of the lid engaging in this is to be made and the ring cup and the edge of stainless steel be-process for the production of a poetry
between a nuclear reactor vessel and a
rotatable lid
Anmelder:Applicant:
Commissariat ä l'Energie Atomique, ParisCommissariat a l'Energie Atomique, Paris
Vertreter:Representative:
Dr. W. P. Radt, Dipl.-Ing. E. E. FinkenerDr. W. P. Radt, Dipl.-Ing. E. E. Finkener
und Dipl.-Ing. W. Ernesti, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. W. Ernesti, patent attorneys,
4630 Bochum, Heinrich-König-Str. 124630 Bochum, Heinrich-König-Str. 12th
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Jean Levandowsky, Paris;Jean Levandowsky, Paris;
Pierre Mauguen, Montfermeil, Seine-et-Oise;Pierre Mauguen, Montfermeil, Seine-et-Oise;
Jean Louis Hainzelin,Jean Louis Hainzelin,
Philippe Jacob, Paris (Frankreich)Philippe Jacob, Paris (France)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Frankreich vom 14. April 1961 (858 718)France of April 14, 1961 (858 718)
stehen, deren Oberflächen je mit einer dünnen Schicht in Anwesenheit eines starken Flußmittels verzinnt und anschließend mit einem schwachen Flußmittel versehen werden; als Verzinnungs- und Dichtungsmittel wird dabei eine eutektische Wismut-Zinn-Legierung benutzt.stand, the surfaces of which are tinned with a thin layer in the presence of a strong flux and then provided with a weak flux; as a tinning and sealing agent a eutectic bismuth-tin alloy is used.
Es ist vielfach versucht worden, das Haften von Legierungen auf Metallflächen zu verbessern, insbesondere um Lötstellen abzudichten. Dieses Problem ist in zufriedenstellender Weise für leicht zu verzinnende, oxydierbare Metallflächen gelöst worden, während sich bei nichtoxydierbaren Metallflächen, insbesondere wenn es sich um Flächen mit großen Abmessungen handelt, erhebliche Schwierigkeiten ergeben haben. Dies gilt insbesondere für die Abdichtung der drehbaren Deckel von Kernreaktorkesseln. Man hat schon zur Abdichtung der Deckel vorgeschlagen, eine Ringtasse zu benutzen, die an der Halterung des Deckels vorgesehen ist und die eine Flüssigkeit enthält, in die ein an dem Deckel befestigter Rand eintaucht. Um zu verhindern, daß die Flüssigkeit während eines zeitweisen Überdrucks aus der Ringtasse gedrückt wird, muß die in der Ringtasse befindliche Flüssigkeit erstarrt sein. Man benutzt zu diesem Zweck daher eine Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt, z. B. eine eutektische Wismut-Zinn-Legierung, die normalerweise fest istThere have been many attempts to improve the adhesion of alloys to metal surfaces, in particular to seal solder joints. This problem is satisfactory for easily tinned, oxidizable metal surfaces have been dissolved, while non-oxidizable metal surfaces, especially when it comes to areas with large dimensions, considerable difficulties have revealed. This is especially true for the sealing the rotating lid of nuclear reactor vessels. It has already been proposed to seal the lid, to use a ring cup, which is provided on the holder of the lid and the one Contains liquid into which a rim attached to the lid is immersed. To prevent the Liquid is pressed out of the ring cup during a temporary overpressure, must be in the Liquid in the ring cup should be solidified. An alloy is therefore used for this purpose low melting point, e.g. B. a eutectic bismuth-tin alloy, which is normally solid
809 518/564809 518/564
mittel dient zweckmäßigerweise Kolophonium mit einem Zusatz von 10 bis 30 Gewichtsprozent Äthylalkohol. medium is appropriately used rosin with an addition of 10 to 30 percent by weight of ethyl alcohol.
Das schwache Flußmittel kann man ebenfalls mit einem Pinsel auf die zwischen 50 und 800C erwärmte Fläche mit einer mittleren Stärke von 0,3 bis 0,4 mm auftragen.The weak flux, one can also apply mm with an average thickness of 0.3 to 0.4 with a brush on the heated between 50 and 80 0 C surface.
Anschließend wird auf diese Fläche, und zwar vorzugsweise gleichzeitig an einer großen Zahl vonThen on this surface, preferably at the same time on a large number of
daß bei den bekanntgewordenen Ausführungen eine io Punkten, die Wismut-Zinn-Legierung gegossen, die vollkommene Dichtung nicht erzielt wurde. auf eine Temperatur von 200° C erwärmt wird undthat in the designs that have become known an io points, the bismuth-tin alloy cast, the perfect seal was not achieved. is heated to a temperature of 200 ° C and
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden, d. h. für eine vollkommene Abdichtung zwischen der eutektischen Legierung einerseits und den aus rostfreiem Stahl bestehenden Wandungen der Kesselteile andererseits Sorge zu tragen. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß dies dann möglich ist, wenn erfin-The invention has for its object to avoid this disadvantage, i. H. for a perfect Sealing between the eutectic alloy on the one hand and the one made of stainless steel Walls of the boiler parts on the other hand to take care. Surprisingly, it turned out that this is possible when invented
und die man durch Erwärmung verflüssigt, wenn der Deckel verdreht werden muß.and which are liquefied by heating when the lid has to be twisted.
Da die Ringtasse und der Rand im allgemeinen aus rostfreiem Stahl bestehen, wie die meisten mechanischen Teile der Kessel von Kernreaktoren, und da diese einen verhältnismäßig großen Durchmesser von 3 m und mehr haben, ist es außerordentlich schwierig, beim Erstarren der Legierung eine innige Haftung an den Wänden der Ringtasse sicherzustellen, so aus einem Mischbehälter, der unter Stickstoffdruck steht, durch ein ebenfalls vorgewärmtes Verteilungsnetz gedrückt wird.Since the ring cup and rim are generally made of stainless steel, as are most mechanical ones Parts of the boilers of nuclear reactors, and since these have a relatively large diameter of 3 m and more, it is extremely difficult to establish an intimate bond when the alloy solidifies to ensure on the walls of the ring cup, so from a mixing container that is under nitrogen pressure is pushed through a likewise preheated distribution network.
Nach dem Gießen erwärmt man die durch die Fläche und durch die Legierung gebildete Anordnung auf eine über der Schmelztemperatur (etwa 138° C) Legierung liegende Temperatur von 150° C. Diese nach etwa 2 Stunden erreichte Temperatur wird etwaAfter casting, the arrangement formed by the surface and the alloy is heated to a temperature of 150 ° C above the melting temperature (approx. 138 ° C) alloy. This after about 2 hours reached temperature becomes about
auf die auf 80° C vorgewärmten und verzinnten 20 20 Minuten lang aufrechterhalten.to the 80 ° C preheated and tinned 20 maintained for 20 minutes.
Oberflächen aufgegossen und die Ringtasse und der Während der Erwärmung wird die gesamte MasseSurfaces are poured and the ring cup and the during the heating is the entire mass
der Legierung geschmolzen, während die von der Verzinnung herrührende Masse mit der von dem Guß herrührenden homogenisiert wird, während das flüssige Kolophonium an die Oberfläche aufsteigt. Anschließend wird die Anordnung gekühlt, und zwar zunächst langsam um etwa 20° C pro Stunde während 3 Stunden. Anschließend wird jede Erwärmung abgestellt. Nach der Erstarrung kann die an derof the alloy melted, while the mass resulting from the tinning with that from the casting is homogenized while the liquid rosin rises to the surface. Afterward the arrangement is cooled, initially slowly by about 20 ° C per hour during 3 hours. Any heating is then switched off. After solidification, the
Metallfläche, an der die Legierung haften soll, be- 30 Oberfläche befindliche Kolophoniumkruste an der steht aus rostfreiem Stahl 18/8. Vor dem Verzinnen zugänglichsten Stelle abgekratzt werden.Metal surface to which the alloy is to adhere, the rosin crust located on the surface is made of stainless steel 18/8. The most accessible point must be scraped off before tinning.
muß die Metalloberfläche sauber sein. Dichtigkeitsversuche haben ergeben, daß die nachthe metal surface must be clean. Leak tests have shown that the after
Die gereinigte Fläche wird zum Verzinnen so auf- dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellteThe cleaned surface is produced for tinning using the method described above
gestellt, daß sie praktisch waagerecht liegt. Das Ver- Dichtung absolut zuverlässig ist und die Legierung zinnen erfolgt durch Aufbringen einer dünnen Schicht 35 völlig dicht an der Oberfläche haftet.placed so that it is practically horizontal. The seal is absolutely reliable and the alloy pinnacles is done by applying a thin layer 35 adheres completely tightly to the surface.
dungsgemäß die eutektische Legierung mit 200° Caccording to the eutectic alloy with 200 ° C
Deckel auf 150° C erwärmt und anschließend abgekühlt werden.Lid heated to 150 ° C and then cooled will.
AusführungsbeispielEmbodiment
Als Legierung dient eine eutektische Wismut-Zinn-Legierung, die 57,9% Wismut und 42,1% Zinn enthält, oder eine Legierung, deren Zusammensetzung der des Eutektikums bis auf ±2% entspricht. DieThe alloy used is a eutectic bismuth-tin alloy, which contains 57.9% bismuth and 42.1% tin, or an alloy whose composition corresponds to that of the eutectic up to ± 2%. the
der erwähnten Legierung. Zu diesem Zweck bestreicht man einen 20 bis 40 cm langen Abschnitt der Fläche, vorzugsweise mit Hilfe eines Pinsels, mit einer kleinen Menge eines starken, d. h. chemisch aktiven Flußmittels. Das Flußmittel soll die adsorbierte Gasschicht auf der zu verzinnenden Fläche verdrängen und sie durch ein Metallsalz ersetzen, das seinerseits durch die zum Verzinnen benutzte Legierung verdrängt wird. Als Flußmittel dient zweckmäßigerweise ein flüssiges Flußmittel, wie es im Handel erhältlich ist.of the alloy mentioned. For this purpose, a 20 to 40 cm long section of the Surface, preferably with the help of a brush, with a small amount of a strong, i. H. chemically active flux. The flux should remove the adsorbed gas layer on the surface to be tinned displace them and replace them with a metal salt, which in turn is replaced by the alloy used for tinning is displaced. A liquid flux, as used in the Is commercially available.
Das Aufbringen der Legierung erfolgt mit Hilfe eines Stäbchens, ihre Erwärmung durch Lötkolben, deren Form den Profilen der zu bearbeitenden Flächen angepaßt ist. Die Lötkolben werden, z. B. mit Gas, so hoch erwärmt, daß ihre Arbeitsflächen eine Temperatur von 340 bis 400° C haben.The alloy is applied with the help of a stick, its heating by a soldering iron, whose shape is adapted to the profiles of the surfaces to be machined. The soldering irons are, for. B. with gas, heated so high that their work surfaces have a temperature of 340 to 400 ° C.
Um Verformungen zu verzinnender Flächen zu vermeiden, wird die Rückseite der gerade verzinnten Abschnitte auf einer möglichst niedrigen Temperatur gehalten, was z.B. mit Hilfe von Schwämmen erfolgen kann, die mit kaltem Wasser getränkt sind. Die auf die zu verzinnende Oberfläche aufgebrachte Legierungsschicht soll im Mittel eine Stärke von 0,5 bis 0,7 mm haben.In order to avoid deformation of the surfaces to be tinned, the back of the surface that has just been tinned is tinned Sections are kept at the lowest possible temperature, e.g. with the help of sponges that are soaked in cold water. The applied to the surface to be tinned Alloy layer should have an average thickness of 0.5 to 0.7 mm.
Anschließend wird die verzinnte Fläche mit einem schwachen, d. h. chemisch wenig aktiven und daher wenig ätzenden Flußmittel bestrichen, das einem starken Flußmittel deswegen vorzuziehen ist, weil nicht sicher ist, daß nach dem Gießen alle Spuren des Flußmittels beseitigt werden können, das später unerwünschte Korrosionen hervorrufen könnte, wenn es ein starkes Flußmittel wäre. Als schwaches Fluß-Then the tin-plated surface is coated with a weak, i.e. H. chemically little active and therefore coated slightly caustic flux, which is preferable to a strong flux because it is not certain that all traces of the flux can be removed after pouring, and that later could cause undesirable corrosion if it were a strong flux. As a weak river
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