DE1428262B2 - Tragvorrichtung für ein Turbogebläse zur Förderung des Kühlmittels eines gasgekühlten Kernreaktors - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Tragvorrichtung für Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß da-

ein Turbogebläse, das zur Aufrechterhaltung der durch gelöst, daß das Gebläsegehäuse in einem Zirkulation eines Kühlgases innerhalb des Beton- glockenartigen Träger befestigt ist, welcher einen das behälters eines Kernreaktors dient und in einer zylin- Gehäuse umgreifenden Tragring aufweist, an weldrischen Öffnung der Behälterwand angeordnet ist. 5 chem auf der gegen das Gehäuseinnere gerichteten

Gebläse zur Erzeugung einer Zirkulation des Seite der Ansaug- und der Förderkanal und un-Kühlgases in einem Kernreaktor sind schon mit sehr abhängig davon auf der gegen außen gerichteten großen Antriebsleistungen — beispielsweise bis Seite das Gehäuse der Rotorlagerung befestigt ist, 20 000 PS — ausgelegt worden und können in Zu- wobei am Tragring ein mantelartiges Zwischenstück kunft auch noch größere Leistungen bewältigen. Die io anschließt und das Zwischenstück in einen Verzur Umwälzung des Kühlgases notwendige Druck- ankerungsring übergeht, der seinerseits in der den erhöhung kann in den meisten Fällen durch ein ein- Reaktor umgebenden Betonwand verankert ist.
oder zweistufiges Gebläse erzeugt werden. Indessen Mit Hilfe des mantelartigen Zwischenstücks geführen aber die sehr erheblichen Fördermengen lingt es, den Verankerungsring in seiner Temperatur gleichwohl noch zu großen und schweren Maschinen 15 so zu halten und ihn an eine solche Stelle der Betonmit beträchtlichem Rotordurchmesser. wand zu bringen, an welcher keine erheblichen

Es ist bekannt, Umwälzgebläse von gasgekühlten Temperaturunterschiede zwischen Mantel und Wand Kernreaktoren so mit der Reaktorstruktur zu ver- bestehen, so daß die Gefährdung durch Temperatureinigen, daß der beschaufelte Rotor zusammen mit spannungen weitgehend abgebaut ist.
dem Ansaug- und Austrittsgehäuseteil für das ge- 20 Zweckmäßigerweise besitzt der Tragring eine quer förderte Medium sich innerhalb eines Raumes be- zur Gebläseachse gestellte Anbaufläche für einen findet, der von einer in der Regel mehrere Meter entsprechend gestellten, am Gebläsegehäuse befind- ^ dicken Betonwand des Reaktors umschlossen ist. liehen Anbauflansch. Es empfiehlt sich, den Ver- \(J Das die Stopfbüchse und die Lagerpartie auf- ankerungsring über seinen ganzen Umfang gasdicht nehmende eigentliche Gebläsegehäuse mit der nach 25 mit einer Stahlblechplattierung auf der das Gebläse außen geführten Antriebswelle befindet sich dann in umgebenden Betonwand zu verschweißen. Beeiner vorzugsweise zylindrischen Öffnung der Beton- rechnungen haben gezeigt, daß die axiale Länge des konstruktion und ist über eine Tragkonstruktion in mantelartigen Zwischenstücks mindestens ein Drittel der Wand dieser Öffnung verankert. Bei einer be- des inneren Durchmessers des Tragringes betragen kannten Ausführung besteht diese Tragkonstruktion 30 soll.

aus einer senkrecht zur Gebläseachse gestellten kreis- Eine weitere Verbesserung der Angleichung von

ringförmigen Tragscheibe, die mit ihrem äußeren Metall- und Betontemperatur im Bereich des Ver-Umfang unmittelbar in die Betonwand eingemauert ankerungsringes kann erreicht werden, wenn der ist. Am inneren Rand dieser Scheibe ist ein Anbau- Tragring und mindestens Teile des mantelartigen flansch des Gehäuses lösbar befestigt. 35 Zwischenstücks gegen die das geförderte Medium

Gebläse der geschilderten Art sind in erster Linie führenden Gehäuseteile durch eine Wärmeisolierung an den Verankerungsstellen, an denen der Anbau- abgeschirmt sind. Die Wärmeströmung durch den flansch in die Betonwand eingemauert ist, infolge glockenartigen Träger und die Betonwand können starker Beanspruchung gefährdet. Die Verbindung dann weitgehend so gelenkt werden, daß Beton und zwischen dem aus Metall hergestellten Anbauflansch 40 Metall an der Verankerungsstelle praktisch die und dem Beton des Reaktorbehälters besitzt nur eine gleiche Temperatur aufweisen. Es kann außerdem beschränkte Festigkeit, die sich mit der Festigkeit auch zwischen der das Gebläse umgebenden Wand von Metallverbindungen nicht vergleichen läßt. Be- und der Außenfläche des mantelartigen Zwischen- _^ sonders gefährdet werden solche Verbindungen, Stücks ein Ringraum mit einer eine Konvektions- (~?·* wenn die Betonwand und der Verankerungsring, mit 45 strömung verhindernden Wärmeisolation ausgefüllt welchem der Flansch im Beton eingelassen ist, werden. Schließlich kann die Anbaufläche des Anstark unterschiedliche Temperaturen aufweisen, also saug- und Austrittsgehäuses mit Hilfe von über den wesentliche Wärmemengen zu übertragen sind. Die Umfang im Abstand voneinander verteilten Auflagebeiden Materialien unterliegen dann an sehr be- schuhen auf der zugeordneten Anbaufläche des Traggrenzter Stelle unterschiedlichen Temperaturdehnun- 50 ringes aufgelegt sein, um auch hierdurch eine Wärmegen, die außergewöhnlich hohe Spannungen erzeugen strömung geeignet zu dämmen,
und in kurzer Zeit zu Lockerungen und Bruch zwi- Die Erfindung und weitere mit ihr zusammen-

schen Beton und Metall führen. Außerdem ist diese hängende Merkmale und Vorteile sind nachstehend Verbindung noch durch den hohen Innendruck des an Hand der in der Zeichnung dargestellten AusReaktors und das Maschinengewicht belastet, so daß 55 führungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
zur Abhilfe zunächst die durch Temperaturunter- F i g. 1 eine Ansicht eines einstufigen, halbaxialen

schiede erzeugten Spannungen abzubauen sind, um Turbogebläses zusammen mit im Schnitt dargestelldie aus der eigentlichen bautechnischen Aufgabe ent- tem erfindungsgemäßem Träger und
stehenden Spannungen nicht noch weiter zu steigern. F i g. 2 eine Ansicht des Anbauflansches für die

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, 60 Befestigung des Ansaug- und Austrittsgehäuses des die Temperaturunterschiede an der Bindungsfläche Gebläses am Träger.

zwischen Tragvorrichtung und Betonbehälter des Die Welle 11 des Gebläses trägt das mit Lauf-

Kernreaktors während des ganzen Betriebes vom schaufeln 12 besetzte Laufrad 13. Das Gehäuse des Beginn der Inbetriebsetzung aus dem kalten Zustand Gebläses setzt sich zusammen aus dem Lagergehäuse bis zum Wiederabkühlen nach einer Betriebsunter- 65 14, welches am Gehäuseteil 15 befestigt ist, der brechung möglichst klein zu halten, um dadurch die seinerseits in seinem Inneren die Stopfbüchsenpartie Bindung zwischen dem Beton des Behälters und dem enthält. Zum Gebläsegehäuse gehört weiter das Metall des Trägers zu schonen. Ansaug- und Austrittsgehäuse 16. Das umzuwälzende

Medium tritt durch den Eintrittsstutzen 17 ein und gelangt nach Passieren der Laufschaufelkanäle in die Austrittsdiffusoren 18.

Das Gebläse dient als Umwälzgebläse für das Kühlmittel eines gasgekühlten Kernreaktors. Zu diesem Zweck befindet es sich in einer zylindrischen Öffnung 19 in einer den Reaktorkern umschließenden, mehrere Meter dicken Mauer 20 aus vorgespanntem Beton. Gasseitig ist der Betonmauer 20 eine Mauerschicht 21 aus Leichtbeton vorgelagert; zwischen Mauer 20 und Schicht 21 befindet sich eine Zwischenlage 22 aus Stahlblech. Dieses ist mit dem Verankerungsring gasdicht verschweißt; es entsteht so eine hermetische Abschließung des Reaktorinneren. Die Welle 11 ist über geeignete Kupplungen mit einer Antriebsmaschine verbunden, z.B. mit einer Dampfturbine oder einem Elektromotor.

Am Gehäuseteil 15 befindet sich ein Anbauflansch 23, der mit Hilfe der Schraubverbindung 24 an der Anbaufläche 25 des Tragringes 26 lösbar befestigt ist. Der Tragring 26 bildet einen Bestandteil des erfindungsgemäßen glockenartigen Trägers; dieser besteht weiter aus dem an den äußeren Umfang des Tragringes 26 anschließenden mantelartigen Zwischenstück 27, das in den ebenfalls zum Träger gehörenden Verankerungsring 28 übergeht. Der Ring 28 seinerseits ist in der Wand bzw. in der Betonmauer 20 eingemauert.

Das mantelartige Zwischenstück ist aus dem zur Gebläseachse koaxialen zylindrischen Teilstück 27 α und dem sich gegen die Antriebsseite des Gebläses öffnenden kegeligen Teilstück 27 b zusammengesetzt. Die Teilstücke sind miteinander und mit den Ringen 26 und 28 durch Schweißnähte verbunden. Die axiale Länge des mantelartigen Zwischenstücks beträgt etwa das 0,7fache des Innendurchmessers des Tragringes 26; zweckmäßigerweise beträgt die axiale Länge des gesamten Zwischenstücks mindestens ein Drittel dieses Innendurchmessers. Das als Ganzes mit 16 bezeichnete Ansaug- und Austrittsgehäuse ist unabhängig vom übrigen Gebläsegehäuse am Tragring 26 befestigt, und zwar mit Hilfe von Schrauben 29.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des glockenartigen Trägers 26, 27, 28 ermöglicht, daß im Betrieb durch Innendruck oder Wärmedehnungen auftretende Deformationen der Wand bzw. der Betonmauer 20 sich in radialer Richtung nicht auf den Tragring 26 übertragen können. Damit besteht keine Gefahr, daß die Dichtwirkung der Dichtung 30 durch ein Verziehen des Tragringes beeinträchtigt wird. Umgekehrt können Wärmedehnungen des Tragringes 26 in radialer Richtung nicht auf den Verankerungsring 28 übertragen werden. Der ganze glockenartige Träger ergibt eine ausgezeichnete Abstützung für die mehrere 100 Tonnen betragenden Druckkräfte, die in die Wand 20 abgeleitet werden müssen.

Zur möglichsten Kleinhaltung eines Wärmeflusses in dem Tragring 28 sind der Tragring sowie Teile des mantelartigen Zwischenstücks gegen die das geförderte Kühlmittel führenden Gehäuseteile 18 durch eine Wärmeisolierung 31 abgeschirmt. Diese füllt gleichzeitig den Ringraum zwischen der Außenfläche des mantelartigen Zwischenstücks 27 und der Blechlage 22 bzw. Leichtbetonschicht 21 so aus, daß Konvektionsströmungen innerhalb dieses Ringraumes verhindert sind; diese Maßnahme trägt ebenfalls zur Verhinderung eines Wärmeflusses im glockenartigen Träger bei.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Tragvorrichtung für ein Turbogebläse, das zur Aufrechterhaltung der Zirkulation eines Kühlgases innerhalb des Betonbehälters eines Kernreaktors dient und in einer zylindrischen Öffnung der Behälterwand angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläsegehäuse (14, 15, 16) in einem glockenartigen Träger (26, 27 a, 27 b, 28) befestigt ist, welcher einen das Gebläsegehäuse umgreifenden Tragring (26) aufweist, an welchem auf der gegen das Gehäuseinnere gerichteten Seite der Ansaug- (17) und der Förderkanal (18) und unabhängig davon auf der gegen außen gerichteten Seite das Gehäuse (14, 15) der Rotorlagerung befestigt ist, wobei am Tragring (26) ein mantelartiges Zwischenstück (27 a, 27 b) anschließt und das Zwischenstück in einen Verankerungsring (28) übergeht, der seinerseits in der den Reaktor umgebenden Betonwand (20) verankert ist.

2. Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (26) eine quer zur Gebläseachse gestellte Anbaufläche (25) für einen entsprechend gestellten, am Gebläsegehäuse befindlichen Anbauflansch (23) besitzt.

3. Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungsring (28) über seinen ganzen Umfang gasdicht mit einer Stahlblechplattierung (22) der das Gebläse umgebenden Betonwand (20) verschweißt ist.

4. Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des mantelartigen Zwischenstücks (27 a, 27 b) mindestens ein Drittel des inneren Durchmessers des Tragringes (26) beträgt.

5. Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (26) und mindestens Teile des mantelartigen Zwischenstücks (27 a, 27 b) gegen die das geförderte Medium führenden Gehäuseteile durch eine Wärmeisolierung (31) abgeschirmt sind.

6. Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der das Gebläse umgebenden Wand (Betonwand 20 und Betonschicht 21) und dem mantelartigen Zwischenstück (27 a, 27 b) eine Konvektionsströmungen und Wärmestrahlung hindernde Wärmeisolierung (31) angeordnet ist.

7. Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbaufläche des Ansaug- und Austrittsgehäuses (16, 17, 18) mit Hilfe von über den Umfang im Abstand voneinander verteilten Auflageschuhen (38) auf der zugeordneten Anbaufläche des Tragringes (26) aufliegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen