DE1264033B

DE1264033B - Durch einen Tragring unterstuetzter Druckbehaelter fuer hohe Temperaturen

Info

Publication number: DE1264033B
Application number: DED30957A
Authority: DE
Inventors: Norman Georg Worley
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1958-06-26
Filing date: 1959-06-26
Publication date: 1968-03-21
Also published as: US3108704A; FR1230135A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

E04h

Deutsche Kl.: 37 f- 7/00

Nummer: 1264 033

Aktenzeichen: D 30957 V/37 f

Anmeldetag: 26. Juni 1959

Auslegetag: 21. März 1968

Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter, dessen aus Blechen gebildete Wandung mit einem an deren Unterseite angreifenden Tragring fest verbunden und hohen Temperaturen aussetzbar ist.

Konstruktionen dieser Art sind bekannt. Ein solcher Druckbehälter, in dessen Innerem hohe Temperaturen auftreten, ist während des Betriebes relativ hohen und komplizierten Beanspruchungen ausgesetzt, die auf die unterschiedlichen Temperaturen zurückzuführen sind, die zwischen der Druckbehälterwandung und der Tragkonstruktion auftreten. Aufgabe der Erfindung ist es, diese unterschiedlichen Temperaturen auszugleichen, um die thermischen Beanspruchungen zwischen Behälter- und Unterstützungskonstruktion zu vermindern.

Die Erfindung besteht darin, daß Strahlungsräume von etwa dreieckigem Querschnitt an der Innenseite und an der Außenseite des Tragringes mit Hilfe von Blechen gebildet sind, die mit dem Tragring und den Wandungsblechen verbunden sind.

Die Strahlungsräume bewirken, daß der obere Teil des Tragringes annähernd auf gleiche Temperatur gebracht wird, wie sie die Behälterwandung hat. Hierdurch wird im oberen Tragringteil das Wärmegefälle so weit herabgemindert, daß im Bereich der Verbindung zwischen Behälterwandung und Tragring gefährliche Spannungen nicht auftreten können. Damit ist für die ganze Konstruktion ein sehr hohes Maß an Sicherheit gewährleistet.

Die Sicherheit der Konstruktion kann durch weitere Maßnahmen noch gesteigert werden, indem z. B. die Verbindung der die Strahlungsräume bildenden Bleche zwischen dem Tragring sowie zwischen den Wandungsblechen mit gutem Wärmekontakt hergestellt und zusätzlich weitere gleichartige Bleche innerhalb der Strahlungsräume angeordnet sind. Dadurch wird auch durch Wärmeleitung der Temperaturausgleich zwischen Behälter und Unterstützungskonstruktion weiterhin gefördert.

Wenn die Verbindungsbleche zwischen dem Tragring und den Wandungsblechen gewölbt ausgebildet sind oder auf dem Tragring beweglich lagern, können Spannungen vermieden werden, die infolge verschiedenartiger Wärmedehnung zwischen den Werkstoffen des Tragringes sowie der Wandungsbleche und dem Werkstoff der die Strahlungsräume bildenden Bleche auftreten könnten.

Durch Abdeckung der außenliegenden Flächen der die Strahlungsräume bildenden Bleche, der Behälterwandung und des Tragringes mit Isoliermaterial kann erzielt werden, daß der Temperaturausgleich zwischen Behälter und Unterstützungskonstruktion weder durch

Durch einen Tragring unterstützter
Druckbehälter für hohe Temperaturen

Anmelder:

Deutsche Babcock & Wilcox-Dampfkessel-Werke Aktiengesellschaft, 4200 Oberhausen

Als Erfinder benannt:
Norman Georg Worley,
Michael Rooney, London

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 26. Juni 1958 (20 516) --

Wärmeabgabe nach außen noch durch Wärmeaufnahme von außen gestört werden kann.

Bei einem mit den erfindungsgemäßen Strahlungsräumen von etwa dreieckigem Querschnitt an der Innenseite und Außenseite des Tragringes versehenen Behälter mit einem den Tragring nach oben fortsetzenden, im Behälterinneren befindlichen Unterstützungsring für einen Rost od. dgl. zur Auflagerung eines Behältereinbaues kann die Sicherheit der Konstruktion dadurch gesteigert werden, daß zwischen dem Tragring und dem inneren Unterstützungsring ein im Querschnitt kreuzförmiger Ring zwischengeschweißt ist, an dessen seitlichen Schenkeln die Wandungsbleche angeschweißt sind. Dadurch wird bei günstiger Übertragung der Last des Behältereinbaues auf den Tragring, ohne dabei die Wandungsbleche durch die Last des Behältereinbaues zu beanspruchen, erzielt, daß an der Verbindungsstelle zwischen dem Tragring und den Wandungsblechen Schweißnähte mit den ihnen anhaftenden Nachteilen vermieden werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und vereinfacht dargestellt. Es zeigt
Abb. 1 einen Schnitt durch einen Druckbehälter, Abb. 2 einen vergrößerten Teilschnitt entsprechend der Darstellung in A b b. 1,

A b b. 3 eine andere Ausführungsform der Erfindung und
Abb. 4 einen Teilausschnitt entsprechend der Darstellung in Abb. 3 in Draufsicht.

Der in A b b. 1 dargestellte Druckbehälter, der den Kern eines gasgekühlten, graphitmoderierten Atom-

809 519/46

reaktors einschließen soll, besteht aus einer Kugelschale 1, die aus Blechen gebildet wird, die an den aneinanderstoßenden Rändern durch Stumpfschweißung verbunden sind. Das unterste Blech 2 ist rund. Von diesem gehen in Richtung auf einen kreuzförmigen Querschnitt aufweisenden Ring 3, der im folgenden noch näher beschrieben wird, die weiteren Bleche 4 der Wandung aus. An den Ring 3 schließt eine weitere Reihe von Blechen 5 an. Die Kugelschale 1 wird ferner durch weitere Bleche nach A b b. 1 gebildet und durch Gaseintrittsöffnungen 6, Gasaustrittsöffnungen 7 und andere Öffnungen, z. B. für die Einführung und das Herausziehen von Atombrennstoffelementen, Einführung und Herausziehen von Instrumenten u. dgl., durchbrochen. In das unterste Blech 2 ist eine Reinigungsöffnung 8 eingeschweißt.

Der im Schnitt kreuzförmig gestaltete Ring 3 besitzt vier Schenkel 9,10,11 und 12. Die beiden seitlichen Schenkel 9 und 10 sind mit den Wandungsblechen 4 und 5 verschweißt, während die zwei übrigen Schenkel 11 und 12 in das Innere der Kugelschale 1 einerseits und andererseits aus der Kugelschale 1 ragen. Der Ring 3 kann entweder aus einem Stück gezogen und gebogen oder aus einzelnen Abschnitten gleicher Länge hergestellt sein. Diese einzelnen Abschnitte werden nach einem Hämmer-Verfahren oder durch Pressen und Biegen gebildet und an den Enden zusammengeschweißt.

Der obere Schenkel 11 des Ringes 3 ist mit dem unteren Rand eines zylindrischen Unterstützungsringes 13 im Inneren des Druckbehälters verschweißt. Der aus einzelnen gebogenen Blechen hergestellte Unterstützungsring 13 ist oben mit einem Flansch 13 a versehen, auf dem — nicht dargestellt — ein Rost oder ein Traggerüst aufliegt, das den Reaktorkern trägt.

Der untere Schenkel 12 ist mit dem oberen Rand eines zylindrischen Tragringes 14 verschweißt, der denselben Durchmesser aufweist wie der zylindrische Unterstützungsring 13 im Inneren des Druckbehälters. Der untere Rand des Tragringes 14 ist mit einem polygonalen Grundring 15 verschweißt, der auf einer im Kreis angeordneten Reihe von zwölf Pfeilern 16 liegt, die in Beton 17 gesetzt sind. Der Tragring 14 ist ähnlich wie der innere Unterstützungsring 13 gebildet, besitzt jedoch eine größere vertikale Höhe.

Um die Wärme von den Wandungsblechen 4 und 5 zum Tragring 14 zu leiten, sind außerhalb der Kugelschale 1 drei Ringe aus Blechen 18,19 und 20 an der Außenseite des Tragringes 14 und auf seiner Innenseite drei weitere Ringe aus Blechen 21, 22 und 23 angeordnet.

Zwecks Befestigung wird beispielsweise das Blech 18 an seinem schwach geneigten Randteil 18 α unter Zwischenlegung flußstählerner, streifenartiger Bleche 24 mittels Muttern 25 und Bolzen 26 am Wandungsblech 5 angeschraubt. Durch die Einfügung der streifenartigen Bleche 24 wird ein gleichmäßiger Druck auf den Randteil 18 α ausgeübt und ein guter Wärmekontakt mit der Kugelschale 1 hergestellt. In ähnlicher Weise ist die Befestigung des vertikalliegenden unteren Randteiles 18 b des Bleches 18 vorgenommen. Die übrigen Bleche 19 bis 23 sind in ähnlicher Weise befestigt, wobei aus A b b. 2 ersichtlich ist, daß die Bleche 18,19 und 20 gegenüber den Blechen 21, 22 und 23 in der Befestigung am Tragring 14 zueinander versetzt angeordnet sind.

Eine andere Ausbildungsform der Erfindung ist in den A b b. 3 und 4 gezeigt. Bei dieser Ausführung sind die sechs aus Aluminium vorgesehenen Bleche bis 23 durch zwei Ringe aus Blechen 27 an der Außenseite und aus Blechen 28 an der Innenseite des Tragringes 14 ersetzt.

Wie es aus A b b. 4 hervorgeht, sind die Bleche 27 und 28 trapezförmig. Ihre Längsränder 27 a, 27 b, α und 28 b dienen zur Verbindung mit dem Tragring 14 und der Kugelschale 1. Die Verbindung mit der Kugelschale 1 erfolgt über Laschen 29, 30. Es ist möglich, die Ränder 27 c der nebeneinanderliegenden Bleche 27 nicht zu verbinden. Es ist auch möglich, Blechnasen 31 am Tragring 14 anzuschweißen, an denen die Bleche 27, 28 lose anliegen oder, wenn die Blechnasen 31 unterhalb der Bleche 27,28 angebracht sind, aufliegen.

Die außenliegenden Flächen des Tragringes 14, der Bleche 27, 28 und der Kugelschale 1 können entlang der strichlierten Linien 32, 33 mit wärmeisolierendem Material abgedeckt werden.

Während des Betriebes des Reaktors erhält der obere Teil des Tragringes 14 unmittelbar Wärme von den Blechen der Kugelschale 1. Außerdem erhält der obere Teil des Tragringes 14 noch die von der Kugelschale 1 abstrahlende Wärme in die seitlich von ihm gebildeten Strahlungsräume 34 und 35, so daß der Tragring 14 in seinem oberen Teil etwa die Temperatur des dort anschließenden Ringes 3 annehmen wird. Somit wird sichergestellt, daß die Spannungen an der festen Verbindung zwischen dem Tragring 14 und der Kugelschale 1 gering bleiben und ein größtmögliches Maß an Sicherheit gewährleistet" ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Druckbehälter, dessen aus Blechen gebildete Wandung mit einem an deren Unterseite angreifenden Tragring fest verbunden und hohen Temperaturen aussetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Strahlungsräume (34, 35) von etwa dreieckigem Querschnitt an der Innenseite und an der Außenseite des Tragringes (14) mit Hilfe von Blechen (18, 21; 27, 28) gebildet sind, die mit dem Tragring (14) und den Wandungsblechen (4, 5) verbunden skid.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den Blechen (18, 21) und dem Tragring (14) sowie den Wandungsblechen (4, 5) mit gutem Wärmekontakt hergestellt ist.

3. Behälter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch weitere gleichartige Bleche (19, 20, 22, 23) zwischen dem Tragring (14) und den Wandungsblechen (4, 5).

4. Behälter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (18, 21 bzw. auch 19, 20, 22, 23) gewölbt sind.

5. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (27, 28) mit den Wandungsblechen (4, 5) fest verbunden sind, während sie auf dem Tragring (14) beweglich lagern.

6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die außenliegenden Flächen der Bleche (18, 21; 27, 28) der Behälterwandung und des Tragringes (14) mit Isoliermaterial abgedeckt sind.

7. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem den Tragring nach oben fortsetzenden, im Behälterinneren befindlichen Unterstützungsring für einen Rost od. dgl. zur Auflagerung eines Behältereinbaues, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Tragring (14) und dem Unterstützungsring (13) ein im Querschnitt kreuzförmiger Ring (3) zwischengeschweißt ist, an dessen seitlichen Schenkeln (9, 10) die Wandungsbleche (4, 5) angeschweißt sind.

S. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 777 599; österreichische Patentschrift Nr, 169 919; »Engineering«, Bd. 184, 20. September 1957, 381.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen