DE1290330B

DE1290330B - Low pressure gas container for nuclear reactors

Info

Publication number: DE1290330B
Application number: DEM38936A
Authority: DE
Inventors: Fuest Juergen
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1958-09-13
Filing date: 1958-09-13
Publication date: 1969-03-06

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Niederdruckgasbehälter für Kernreaktoren, bei dem die Wandung des Speicherraumes aus einer unteren Hälfte aus Metall und einer oberen Hälfte aus einem biegsamen Stoff besteht, wobei die obere Hälfte gewichtsbelastet ist, wodurch sie beim Sinken des Druckes im Speicherraum in die untere Hälfte hineinbewegt wird.The invention relates to a low-pressure gas container for nuclear reactors, in which the wall of the storage space consists of a lower half made of metal and one The upper half consists of a flexible fabric, the upper half being weight-loaded is, whereby it moves into the lower half when the pressure in the storage space drops will.

Bei Kernreaktoren werden zum Speichern von Helium oder ähnlichen Gasen, die sich im Reaktor über der Wasseroberfläche befinden, Niederdruckgasbehälter mit geringem Inhalt von 10 bis 300 m3 verwendet, die meist mit dem Reaktor unmittelbar in Verbindung stehen. Der Gasdruck im Behälter beträgt etwa 50 bis 300 mm WS und soll möglichst konstant sein. Da diese Gasbehälter nicht durch Wasser, Öl od. dgl. abgedichtet sein dürfen, sind für Kernreaktoren bisher sogenannte Wigginsbehälter verwendet worden, die ohne Sperrflüssigkeit arbeiten. Die Wigginsbehälter sind jedoch sehr teuer und haben außerdem den Nachteil, daß bei ihnen eine starke Walkbeanspruchung des Dichtungsbelages erfolgt.Nuclear reactors are used to store helium or similar gases, which are located in the reactor above the water surface, low-pressure gas containers with low volume of 10 to 300 m3, mostly directly connected to the reactor stay in contact. The gas pressure in the container is about 50 to 300 mm WS and should be as constant as possible. Since these gas containers are not covered by water, oil or the like. So far, so-called Wiggins containers have been used for nuclear reactors have been used that work without a barrier fluid. The Wiggins tanks are, however very expensive and also have the disadvantage that they are subject to heavy flexing of the sealing lining takes place.

Bei dem nach der deutschen Patentschrift 891978 bekannten, an einem Flüssigkeitsvorratsbehälter angeschlossenen Niederdruckbehälter zum Speichern für Dämpfe, der als Kugel ausgebildet ist und dessen Mantel aus Stahlblech besteht, ist im Innern der Kugel ein biegsames Diaphragma vorgesehen, dessen Mittelteil mit einem plattenförmigen Gewicht belastet ist, durch welches das Diaphragma bei starker Verdichtung von Dämpfen im Niederdruckbehälter in dessen untere Hälfte hineinbewegt wird. Im Bereich seiner Gürtelzone ist das Diaphragma mit dem Mantel der Kugel verbunden. Bei diesem bekannten Niederdruckbehälter ist die Walkbeanspruchung des Diaphragmas vergleichsweise groß, da der vom Gewicht nicht belastete Teil des Diaphragmas in den meisten Stellungen stark gewölbt ist und am übergang zum belasteten Teil bei jeder Teilfüllung des Behälters im Diaphragma ein Knick vorhanden ist.In the known from German Patent 891978, on one Liquid storage tank connected low pressure tank to store for Vapors that are designed as spheres and whose jacket is made of sheet steel, a flexible diaphragm is provided inside the ball, the middle part with a plate-shaped weight is loaded, through which the diaphragm at strong Compression of vapors in the low-pressure vessel moved into its lower half will. In the area of its belt zone, the diaphragm is connected to the jacket of the sphere. In this known low-pressure container, the flexing stress on the diaphragm is comparatively large, since the part of the diaphragm that is not loaded by the weight is in is strongly arched in most positions and at the transition to the loaded part every partial filling of the container there is a kink in the diaphragm.

Um bei einem schmalen, ringförmigen Diaphragma eines bekannten Gasbehälters mit beweglichem Dach ein längs des ganzen Behälterumfangs gleichmäßiges Arbeiten des Diaphragmas zu gewährleisten, hat man das Diaphragma mit einigen konzentrisch zueinander angeordneten, aus Stäben gebildeten Ringen versehen, welche das Diaphragma in Abschnitte unterteilen. Wegen der geringen Breite des Diaphragmas ist der Bewegungsspielraum des Daches vergleichsweise gering.To with a narrow, annular diaphragm of a known gas container With a movable roof, you can work evenly along the entire circumference of the container To ensure the diaphragm, one has the diaphragm with some concentric arranged rings formed from rods, which the diaphragm divide into sections. Because of the small width of the diaphragm, there is room for movement of the roof comparatively low.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem , die obere Hälfte der Wandung des Speicherraumes bildenden Diaphragma eines Niederdruckbehälters der eingangs angegebenen Art (dieser Behälter entspricht im wesentlichen dem bekannten Niederdruckbehälter nach der genannten deutschen Patentschrift , 891978) größere Walkbeanspruchungen zu vermeiden.The invention is based on the object in which, the upper half the wall of the storage space forming the diaphragm of a low-pressure tank type specified at the beginning (this container essentially corresponds to the known Low-pressure container according to the aforementioned German patent, 891978) larger Avoid flexing stresses.

Die Erfindung besteht darin, daß als Gewichtsbelastung der oberen Hälfte der Wandung des Speicherraumes eine mittlere Platte aus Stahl od. dgl. i und konzentrisch zu dieser Platte angeordnete Ringe aus Stahl od. dgl. vorgesehen sind.The invention consists in that the upper weight load Half of the wall of the storage space a middle plate made of steel or the like. I and rings made of steel or the like arranged concentrically to this plate are.

Hierdurch wird eine Behälterkonstruktion geschaffen, bei der das Belastungsgewicht nicht nur in der Mitte des Diaphragmas, sondern verteilt aufgebracht und die Lebensdauer des Diaphragmas infolge geringerer Beanspruchung wesentlich erhöht wird. Dies wird durch die weitgehend gleichmäßige Belastung des Diaphragmas gewährleistet, welche ausschließlich große Walkradien zur Fölge-hat.This creates a container construction in which the loading weight not only in the middle of the diaphragm, but applied in a distributed manner and the service life the diaphragm is significantly increased due to lower stress. this will ensured by the largely even load on the diaphragm which only large flexing radii to follow.

Das Diaphrägma und seine Gewichtsbelastung können durch eine halbkugel- oder zylinderförmige Schutzhaube aus Stahl od. dgl. gegen Einflüsse von außen geschützt sein.The diaphragm and its weight load can be controlled by a hemispherical or cylindrical protective hood made of steel or the like. Protected against external influences be.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die linke Hälfte der Figur eine Ansicht und die rechte Hälfte der Figur einen senkrechten. Mittellängsschnitt durch einen Niederdruckgasbehälter für Kernreaktoren.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely the left half of the figure shows a view and the right half of the Figure a vertical. Central longitudinal section through a low pressure gas tank for Nuclear reactors.

Die Wandung des bei Vollfüllung kugelförmigen Speicherraumes des Gasbehälters besteht aus einer unteren Hälfte 1 aus Stahlblech od. dgl., die mittels schräger Stützen 2 auf einem Fundament 3 abgestützt ist, und einer oberen, als Diaphragma ausgebildeten Hälfte aus biegsamen Stoff, z. B. Gummi, die als Membran 4 dient und auf- und abwärts bewegbar ist. Die Membran 4 ist an der unteren Hälfte 1 befestigt, die hierzu am oberen Rand mit einem Winkeleisenring 5 versehen ist, mit dem der zweckmäßig umgebogene Rand der Membran 4 .mit Hilfe einer Klemmplatte 6 verschraubt ist. Um die Leckverluste niedrig zu halten, was z. B. bei dem teueren Helium wichtig ist, wird die Membran 4 so klein wie möglich ausgeführt. An der unteren Hälfte 1 sind ein Zuflußstutzen 7 und ein Abflußstutzen 8 für das Gas (Helium) angebracht. Um den notwendigen Druck im Gasbehälter zu erhalten, wird die Membran 4 mit Gewichten belastet. Die Gewichte sind eine mittlere, auf den Scheitel der Membran 4 bei gefülltem Behälter aufgelegte Platte 9 aus Stahl od. dgl. und mehrere konzentrisch zur Platte 9 angeordnete, ebenfalls aus Stahl od. dgl. bestehende Ringe 14. Die Platte 9 ist durch ein über Rollen 10 laufendes, mit einem Spanngewicht 11 versehenes Seil 12 geführt. Die Verbindung des Seiles 12 mit der ° Platte 9 kann durch einen Stab 13, wie gezeigt, oder durch eine Dreipunktaufhängung hergestellt werden. Die verschiedenen Stellungen der Membran 4, die wegen der großen Walkradien nur eine geringe Walkbeanspruchung erfährt, sind in der Figur gestrichelt angedeutet.The wall of the storage space of the gas container, which is spherical when fully filled, consists of a lower half 1 made of sheet steel or the like, which is supported on a foundation 3 by means of inclined supports 2, and an upper half, designed as a diaphragm, made of flexible material, e.g. B. rubber, which serves as a membrane 4 and can be moved up and down. The membrane 4 is attached to the lower half 1, which for this purpose is provided on the upper edge with an angle iron ring 5, with which the appropriately bent edge of the membrane 4 is screwed with the aid of a clamping plate 6. In order to keep the leakage losses low, which z. B. is important with the expensive helium, the membrane 4 is made as small as possible. On the lower half 1, an inflow connection 7 and an outflow connection 8 for the gas (helium) are attached. In order to obtain the necessary pressure in the gas container, the membrane 4 is loaded with weights. The weights are an average, applied to the apex of the membrane 4 when the tank plate 9 od of steel. Like. And a plurality of concentrically arranged to the plate 9, od also made of steel. Like. Existing rings 14. The plate 9 by a via Rollers 10 running rope 12 provided with a tension weight 11. The connection of the rope 12 to the plate 9 can be made by a rod 13, as shown, or by a three-point suspension. The various positions of the membrane 4, which experiences only a low flexing stress due to the large flexing radii, are indicated by dashed lines in the figure.

Wenn kein vollständiger Entleerungszustand des Gasbehälters verlangt wird, kann die untere Kugelhälfte auch durch einen Zylinder aus Stahl od. dgl. ersetzt werden.If the gas container is not required to be completely emptied the lower half of the ball can also be replaced by a cylinder made of steel or the like will.

Zweckmäßig wird die Membran 4 durch die dargestellte halbkugelförmige Schutzhaube 15 oder durch eine zylinderförmige Schutzhaube, jeweils aus Stahl od. dgl., gegen Außeneinflüsse geschützt. Hierbei kann an den Zwischenraum 16 zwischen der Schutzhaube 15 und der Membran 4 eine Leitung zum Abführen von Undichtheiten angeschlossen sein. Dies ist bei giftigen oder verseuchten Gasen besonders wichtig.The membrane 4 is expediently protected against external influences by the hemispherical protective hood 15 shown or by a cylindrical protective hood, each made of steel or the like. In this case, a line for discharging leaks can be connected to the space 16 between the protective hood 15 and the membrane 4. This is particularly important with toxic or contaminated gases.

Claims

Claims: 1. Niederdruckgasbehäiter- for nuclear reactors, in which the wall of the storage space consists of a lower half made of metal and an upper half made of a flexible material, the upper half being weight-loaded, which causes it to fall into the lower half when the pressure in the storage space drops is moved into it, characterized in that a middle plate (9) made of steel or the like and concentrically to this arranged rings (14) made of steel or the like are provided as the weight load on the upper half (membrane 4).

2. Low pressure gas tank according to claim 1, characterized in that the flexible upper half (membrane 4) the wall of the storage space through a hemispherical or cylindrical protective hood (15) made of steel or the like. Is protected against external influences.