DE1299083B

DE1299083B - Vorrichtung zum Abstuetzen von horizontalen Druckrohren eines Kernreaktors

Info

Publication number: DE1299083B
Application number: DEC39216A
Authority: DE
Inventors: Peuchmaur Alphonse; Vrillon Bernard; Roche Roland Clamart; Aubert Gilles; Hassig Jean Marc
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1965-06-03
Filing date: 1966-05-31
Publication date: 1969-07-10
Also published as: LU51231A1; FR89898E; ES327545A1; US3365373A; FR1447271A; IL25862A; GB1081650A; NL6607777A; BE681570A; CH458553A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der ein-

zum Abstützen von den Behälter für den flüssigen gangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch geModerator eines Kernreaktors an den Stirnseiten löst, daß jedes Druckrohr mit seinen Verlängerungen durchsetzenden, von einem unter Druck stehenden die Stützelemente beiderseits vom Moderatorbehälter Kühlmittel durchströmten, horizontalen Druckrohren 5 durchquert und daß die Stützelemente aus einer Vielmit mindestens zwei, jeweils außerhalb des Mode- zahl von übereinander und/oder nebeneinander geratorbehälters und neben dessen Stirnseiten angeord- stapelten, miteinander verspannten und von der Verneten hohlen Stützelementen, die von Verlängerun- Iängerung jeweils mindestens eines Druckrohres gen der Druckrohre durchquert werden, wobei die durchquerten Kästen zusammengesetzt sind. Verlängerungen der Druckrohre mit den Wänden io Die durch die Erfindung bewirkte Entlastung der der Stützelemente an den Durchdringungsstellen Stirnwände des Moderatorbehälters vereinfacht die dicht verbunden sind. notwendigen dichten metallurgischen Verbindungen

Kernreaktoren, bei denen von einem Kühlmittel zwischen diesen Stirnwänden einerseits und den durchströmte und Brennstoffelemente aufnehmende Druckrohren und ihren Verlängerungen andererseits. Druckrohre einen Moderatorflüssigkeit enthaltenden 15 Auch kann, wenn Sammelleitungen für das Kühl-Behälter durchsetzen, sind in zahlreichen Ausfüh- mittel direkt in den Kästen untergebracht sind, die rangen bereits bekannt. Dabei besteht die üblichste Länge der Druckrohrverlängerungen stark verringert Methode für die Halterung der Druckrohre darin, werden, was eine Verminderung der Druckverluste eine dichte Verbindung zwischen diesen Druckrohren im Kühlkreis bewirkt.

und den Behälterwänden vorzusehen, wobei diese 20 Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Behälterwände gleichzeitig das volle Gewicht sowohl Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung der Druckrohre selbst als auch ihres Inhalts aufneh- beschrieben. Es zeigt

men müssen. Dabei werden die Behälter meistens Fig. 1 die relative Anordnung von Reaktorbehäl-

doppelwandig ausgeführt, wobei zwischen den bei- ter, horizontalen Druckrohren und einem dichten den Wänden ein Zwischenraum verbleibt, der durch 25 Kasten, der einen Teil eines Stützelements für die ein Abschirmmaterial, wie etwa leichtes Wasser, aus- Druckrohre bildet, in perspektivischer Ansicht, gefüllt wird, das außerdem als Bremsmittel für die Fig.2 einen vertikalen Schnitt durch die Stütz-

Neutronen dient. In der Praxis ergeben sich jedoch Vorrichtung gemäß F i g. 1,

für die Bauweise solcher Behälter erhebliche Schwie- Fig. 3 und 4 Einzelheiten der Fig. 2 im vergrö-

rigkeiten in bezug auf die Dichtigkeit der mechani- 30 ßerten Maßstab,

sehen Verbindung der Behälterwände mit den Druck- Fig. 5 eine Variante der in Fig. 3 gezeigten Vorrohren, wobei diese Schwierigkeiten ganz besonders richtung und

groß werden, wenn die Druckrohre große Abmes- Fig. 6 einen Teil einer weiteren Ausführungs-

sungen aufweisen. Diese Nachteile der bekannten Variante eines Kastens gemäß der Erfindung in ver-Halterungsmethode für die Druckrohre zeigen sich 35 größertem Maßstab.

sowohl bei vertikal verlaufenden Druckrohren, wie In Fig. 1 wird schematisch die Stirnwand 1 eines

sie bei der in dem deutschen Gebrauchsmuster Kernreaktorbehälters mit flüssigem Moderator ge-1859 714 beschriebenen Konstraktion vorhanden zeigt und eine Reihe von Verlängerungen von Drucksind, bei der es um eine günstige Einleitung des rohren 2, die horizontal und in parallelen Reihen Kühlmittels in die einzelnen Druckrohre geht, als 40 angeordnet sind (der besseren Übersicht halber wird auch und dann in besonders hohem Maße bei hori- in der Figur nur eine einzige dieser verschiedenen zontal angeordneten Druckrohren, da in diesem Falle Reihen gezeigt). Zuführungsleitungen 3, die mit den das Gewicht der Druckrohre und ihres Inhalts zu Verlängerungen der Rohre 2 verbunden sind, dienen einer besonders stark lokalisierten Belastung der der Zufuhr eines gasförmigen, unter Druck stehen-Durchfuhrungsstellen der Druckrohre durch die 45 den Kühlmittels zur Kühlung der in den Rohren Behälterwandung führt. enthaltenen Brennstoffelemente. Man sieht gleichfalls

Zwar ist für horizontal liegende Druckrohre durch in dieser Figur, daß die Stirnwand 1 mit dem zylindie deutsche Auslegeschrift 1127 505 bereits eine drischen Mantelteil la des Behälters über eine Falte Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt- eines Faltenbalges Ib verbunden ist, die dazu dient, geworden. Bei dieser Vorrichtung durchsetzen die 50 eine gewisse Nachgiebigkeit des Mantels in Längs-Druckrohre nur jeweils eine Stirnseite des Behälters richtung zu ermöglichen, wobei gleichzeitig das für den flüssigen Moderator und stützen sich dar- Volumen des Behälters an diesen Stellen beschränkt über hinaus auf hohlzylindrische Gaseinlässe ab, die und so ein Gewinn an flüssigem Moderatormaterial ihrerseits auf besonderen Stützen gelagert sind. Je- (beispielsweise an schwerem Wasser), das im Bedoch kommt es auch bei einer solchen Ausbildung 55 hälter enthalten ist und die Druckrohre umgibt, und Anordnung der Druckrohre durch deren Gewicht erzielt wird.

immer noch zu für die Festigkeit des Moderator- Gemäß der Erfindung werden diese Druckrohre

behälters unerwünschten mechanischen Beanspru- nicht durch die Stirnwand 1 des Behälters, sondern chungen an den Verbindungsstellen zwischen seinen durch metallische Kästen bzw. Gehäuse 4 gestützt, Wänden und den Druckrohren, die deren Dichtigkeit 60 durch welche die Verlängerungen dieser Rohre hinin Frage stellen können. durchgehen.

Der Erfindung liegt daher ausgehend von diesem Der Aufbau einer solchen Stützvorrichtung wird in

Stande der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Vor- Fig. 2 mehr im einzelnen gezeigt. Sie wird durch richtung zum Abstützen horizontal verlaufender Zusammenfügen einer gegebenen Anzahl von Kä-Druckrohre anzugeben, die eine völlige Entlastung 65 sten4 der vorstehenden Art aufgebaut, von denen der Wandungen des Moderatorbehälters von durch jeder zwei unter Ausbildung einer Stufe 5 gegeneindas Gewicht der Druckrohre bedingten Beanspru- ander versetzte Häuten aufweist, derart, daß die chungen gewährleistet. Stufen 5 der benachbarten Kästen beim Zusammen-

Claims

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bau bzw. beim Ubereinanderlagern ineinandergreifen. gasförmigem, unter Druck stehendem Kühlmittel zur Diese Kästen weisen einen metallischen Mantel 4 a Kühlung der Brennstoffelemente verbunden. Wie in als Gehäuse auf, das vorzugsweise mit einem ge- F i g. 1 gezeigt wird, sind diese Leitungen außerhalb eigneten Abschirmmaterial und insbesondere mit der die Verlängerungen der Druckrohre stützenden leichtem Wasser gefüllt ist, welches ständig erneuert 5 Kästen mit ein oder mehreren Sammelleitungen verwerden kann, indem man an diesen Kästen außen bunden, welche die Verteilung des Kühlmittels zu Rohrstutzen ansetzt und das Wasser ständig hin- den Druckrohren sicherstellen,
durchzirkulieren läßt, um eine angemessene Kühlung Bei der in F i g. 6 gezeigten Variante enthält jeder

der Kästen und der darin enthaltenen Organe sicher- Kasten 4 in seinem Inneren Leitungen, die von den zustellen. Der unterste Kasten 6 der Anordnung ruht io Verlängerungen der Druckrohre, die dem jeweiligen auf einem starren Träger oder Balken 7, während Kasten zugeordnet sind, durchquert werden; diese auf dem obersten Kasten 8 ein zweiter, zum ersten Leitungen übernehmen die Rolle von Sammelleitunparallelen Träger bzw. Balken 9 ruht. Diese beiden gen für das Kühlmittel. Durch eine solche Anord-Träger 7 und 9 sind miteinander durch (vor-) nung kann also der gesamte Platzbedarf für den gespannte Seile 10 verbunden, welche durch die 15 Reaktor merklich verringert werden, indem die Anordnung der Kästen 4 der Stützstruktur hindurch- Länge der Kühlmittelkreise zwischen den Sammelgehen und ober- und unterhalb dieser Träger 7 und 9 leitungen und den Druckrohren vermindert und der mittels eines üblichen Systems 11, das die Einstellung Druckverlust in diesem Kreis vermindert wird,
ihrer Spannung auf einen gewählten Wert ermöglicht In Fig. 6 sieht man also, daß die Kästen4 Rohr-

(wie Spannmuttern bzw. -hülsen, Spannvorrichtun- 20 stutzen 23 aufweisen, die eben diese Sammelleitungen gen od. dgl.), starr befestigt und gespannt sind. für die Zu- oder Fortführung von Kühlmittel am

Beim vorstehenden Beispiel werden die Verlange- Ein- oder Austritt der Druckrohre bilden. Diese rungen aller Druckrohre, die zu einer horizontalen Sammelleitungen weisen eine metallische Wand 24 Reihe gehören, durch einen einzigen Kasten 4 (siehe mit einer Innenauskleidung 25 auf, die eine wärme-F i g. 1) abgestützt, und die Zahl der Kästen der 25 isolierende Schicht bildet. Die Verlängerungen 26 der Stützstruktur entspricht in diesem Falle der Anzahl Druckrohre 2, die in das Innere der Kästen 4 einder Reihen der Druckrohre. Gemäß einer Variante treten, durchqueren diese Sammelleitungen 23, deren kann man natürlich auch jeden Kasten mehreren untereinander parallele Achsen vorzugsweise senkaufeinanderfolgenden Reihen zuordnen oder aber recht zu denjenigen der Druckrohre angeordnet sind, einer Druckrohrreihe mehrere seitlich nebeneinander 30 Einlaßöffnungen bzw. -schlitze 27 sind in den Verangeordnete Kästen zuordnen. längerungen 26 der Rohre 2 derart vorgesehen, daß

Fig. 3 und 4 zeigen deutlicher die Zusammen- eine Verbindung zum Innenraum der Sammelleitunfügung bzw. den Zusammenschluß der verschiedenen gen 23 geschaffen wird. Die Wände 24 der Sammel-Kästen 4 untereinander und die durch die Kästen leitungen 23 sind nach außen durch Schutzhülsen 28 hindurchgehenden Durchführungen für die Seile 10 35 verlängert, die bei 29 mit den Stirnwänden 30 der zur Verbindung der Träger 7 und 9. Jeder Kasten 4 Kästen 4 verschweißt sind und sich bis zur entsprehat an seinem oberen und an seinem unteren Ende chenden Stirnwand 1 des Behälters (der in dieser als Auflager dienende Teile 12 und 13, die sich beim Figur nicht gezeigt wird) fortsetzen, wo sie gleich-Aufeinandersetzen der Kästen berühren und zwischen falls verschweißt sind, einen dichten Abschluß zwisich eine Aussparung bzw. einen Sitz für einen Zen- 4° sehen dem Wasser oder dem Abschirmmaterial, das trierkörper bzw. -stift 14 zur Einstellung der genauen im Inneren dieser Kästen enthalten ist, und der Lage der verschiedenen Kästen relativ zueinander äußeren Umgebung derselben herzustellen. Die Verfreilassen. Zwischen dem Zentrierkörper 14 und dem längerungen der Druckrohre werden im übrigen Teil 13 ist ein Spiel 15 zur Berücksichtigung ge- durch Stopfen 31 verschlossen, die einen direkten gebenenfalls auftretender Ausdehnungsunterschiede 45 Zugang zum Inneren der Druckrohre 2, insbesondere vorgesehen. Im übrigen sind für die Seile 10 quer für das Be- und Entladen derselben mit Brennstoffdurch die Kästen vertikale Durchführungen 16 elementen ermöglichen.

(F i g. 4) vorgesehen, von denen jede ein Schutzrohr Die Sammelleitungen 23 gehören im allgemeinen

17 aufweist, das mit den entsprechenden Kästen fest zu einer ganzen Reihe von zueinander parallelen verbunden ist und gegebenenfalls Wasser oder öl 50 Verlängerungen von Druckrohren und werden durch zur Kühlung dieser Spannseile enthält. Schließlich ist das im Inneren der Kästen zirkulierende Wasser jeder Kasten 4 mit öffnungen 18 versehen, durch gekühlt.

welche die Verlängerungen der Druckrohre hin- Ein Stützelement kann leicht durch eine zusätz-

durchgeführt sind. liehe Stützwand 22 (Fig. 2) verdoppelt werden, die

F i g. 5 zeigt eine Variante, bei der die zwischen 55 fest oder längs der Verlängerungen der Druckrohre den verschiedenen Kästen 4 angebrachten Auflager verschiebbar eingebaut sein kann. Eine solche Wand mit den für die Spannseile 10 vorgesehenen Durch- kann durch Zusammenfügen von Kästen, die denführungen 16 kombiniert sind. In diesem Falle wer- jenigen der Stützstruktur selbst gleichen, aufgebaut den die an den (oberen und unteren) Enden jedes sein oder aus übereinander gelagerten Gußplatten Behälters fixierten Auflager durch Fassungen oder 60 bestehen.
Kreisringe 19 und 20 gebildet, welche direkt um die
Seile 10 herum angeordnet sind und zwischen denen

Ringe 21 eingesetzt werden, die die gleiche Rolle Patentansprüche:

spielen wie die Zentrierkörper 14.

Bei der in den Fig. 1 und 2 mehr im einzelnen 65

dargestellten Ausführungsart sind die Verlängerun- 1. Vorrichtung zum Abstützen von den Behäl-

gen der Druckrohre 2 nach ihrem Durchtritt durch ter für den flüssigen Moderator eines Kern-

die Kästen 4 mit Leitungen 3 für die Zufuhr von reaktors an den Stirnseiten durchsetzenden, von

einem unter Druck stehenden Kühlmittel durchströmten, horizontalen Druckrohren, mit mindestens zwei, jeweils außerhalb des Moderatorbehälters und neben dessen Stirnseiten angeordneten, hohlen Stützelementen, die von Verlangerangen der Druckrohre durchquert werden, wobei die Verlängerungen der Druckrohre mit des Wänden der Stützelemente an den Durchdringungsstellen dicht verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Druckrohr (2) mit seinen Verlängerungen (26) die Stützelemente beiderseits vom Moderatorbehälter durchquert und daß die Stützelemente aus einer Vielzahl ■ von übereinander und/oder nebeneinander ge- ^: stapelten, miteinander verspannten und von der Verlängerung (26) jeweils mindestens eines Druckrohres (2) durchquerten Kästen (4) zusammengesetzt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kästen (4) jeweils mehrere Verlängerungen (26) von Druckrohren (2) stützt, wobei die von einem Kasten gestützten Druckrohre in einer Reihe oder mehreren Reihen neben- oder übereinander angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kästen (4) die Form eines aus Metall bestehenden, abgedichteten Parallelepipeds aufweist, welches mit Abschirmmaterial gefüllt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kästen (4) über Auflager (12 bis 15) gegeneinander abstützen und durch Seile (10) miteinander verspannt sind, wobei die Seile innerhalb von die Kästen (4) durchdringenden Durchlässen (16) verlaufen und zwei einen Stapel von Kästen (4) begrenzende Träger (7,9) miteinander verbinden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Auflager zwei jeweils mit den beiden übereinandergelagerten Kästen (4) fest verbundene gleichgestaltete Teile (12, 13) vorgesehen sind, die miteinander fluchtende Aussparungen als Sitz für einen Zentrierkörper (14) aufweisen, der eine Verschiebung der Kästen relativ zueinander verhindert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Zentrierkörper (14) und seinem Sitz ein Spiel (15) senkrecht zur Berührungsfläche der zugehörigen Auflagerteile (12,13) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Auflager durch zwei Kreisringe (19, 20) gebildet wird, die mit den beiden übereinandergelagerten Kästen (4) fest verbunden und mittels eines zylindrischen Ringes (21) gegeneinander zentriert sind und die Spannseile (10) umschließen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kästen (4) zwei unter Ausbildung einer Stufe (5) gegeneinander versetzte Hälften aufweist, derart, daß die Stufen (5) beim Zusammenfügen der Kästen (4) ineinandergreifen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kasten (4) im Innern zumindest eine Sammelleitung (23) für das Kühlmittel aufweist, durch welche die Verlängerungen (26) der Druckrohre (2) hindurchtreten,
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sammelleitungen (23) durch das Innere der Kästen (4) erstrecken und ihre Achsen senkrecht zur Richtung der Druckrohre (2) verlaufen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Sammelleitungen (23) einer oder mehreren Reihe(n) der Druckrohrverlängerungen zugeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungen (26) der Druckrohre (2) in den die Sammelleitungen (23) durchquerenden Teilen Einlaßöffnungen (27) aufweisen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Sammelleitungen (23) eine innere, als wärmeisolierende Schicht wirkende Hülle (25) aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen