DE1489759B1 - Behaelter fuer einen Atomkernreaktor mit fluessigem Moderator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälter für einen Atomkernreaktor mit flüssigem Moderator, bestehend aus einem Mantel und zwei jeweils aus mindestens einer Platte bestehenden Böden, die über sie in Buchsen durchsetzende Drückrohre miteinander verbunden sind, wobei die Buchsen sowohl mit den Druckrohren als auch mit den Behälterböden jeweils durch eine dünnne Schweißnaht verbunden sind.

Behälter dieser Art sind in der schweizer Patentschrift 364 305 beschrieben. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Behälter liegt darin, daß keine Möglichkeit für einen Ausgleich der sich durch das unterschiedliche thermische Ausdehnungsverhalten von Behälterböden, Buchsen und Druckrohren ergebenden mechanischen Kräfte vorgesehen ist. Diese Kräfte kommen in voller Große auf die Schweißnähte zwischen den Buchsen einerseits und den Behälterböden bzw. den Druckrohren andererseits zur Ein-¹· wirkung und gefährden so deren Haltbarkeit und Lebensdauer aufs stärkste.

Zwar ist aus der deutschen Patentschrift 1 060 998 die Verbindung thermisch unterschiedlicher Reaktorbauteile über elastische Dichtungen bekannt. Die dort beschriebenen Dichtungen verfügen jedoch nur über eine geringe Eigenfestigkeit und können daher nur in Verbindung mit einem Stützelement verwendet werden, an das sie sich anlegen können. Ihr Einsatz als Verbindungselemente zwischen den verschiedenen Teilen eines hohen Innendruckes ausgesetzten Kernreaktorbehälters in selbsttragender Bauweise ist daher ausgeschlossen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Behälter für Atomkernreaktoren anzugeben, der einem hohen Innendruck zu widerstehen vermag und ungeachtet dieses hohen Innendruckes sowohl ein freies Nachgeben gegenüber unterschiedlichen thermischen Belastungen seiner Teile als auch eine absolute Dichtigkeit aller seiner Trennfugen gegenüber einem Austritt von Moderatorflüssigkeit gewährleistet, ohne daß durch die Erfüllung dieser verschiedenen Forderungen die Gestehungskosten für den Behälter untragbar vergrößert würden.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Behälter der eingangs erwähnten Art erfindimgsgernäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise die Behälterböden mit dem Behältermantel über biegsame Verbindungselemente abdichtend verbunden sind und daß diese Verbindungselemente jeweils aus mehreren, durch eine Flüssigkeit voneinander getrennten, dünnen Platten bestehen.

Die erfindungsgemäße Merkmalsvereinigung führt zu einem Moderatorbehälter, bei dem sich die Verbindungsstellen zwischen seinen verschiedenen Teilen einerseits durch eine hohe Festigkeit und andererseits durch eine ausreichende Elastizität auszeichnen, so daß diese Verbindungsstellen auf der einen Seite großen Beanspruchungen, etwa durch einen hohen Innendruck in dem Moderatorbehälter und gleichzeitig starken Temperaturschwankungen für den Moderatorbehälter als Ganzes oder einzelne seiner Teile, die zu deren unterschiedlicher thermischer Ausdehnung führen können, gewachsen sind, und außerdem lassen sich alle diese Verbindungsstellen durch die dank der erfindungsgemäßen Kombination aus der Durchführung der Druckrohre durch die Behälterböden in Buchsen und der Einschaltung nachgiebiger Verbindungselemente zwischen Behälterböden und Behältermantel gegebene Möglichkeit einer Verwendung von dünnen Schweißnähten an den jeweiligen Verbindungsstellen ohne weiteres auf der Reaktorbaustelle selbst schaffen, ohne daß im Anschluß daran irgendeine mechanische oder thermische Nachbehandlung der Verbindungsstellen oder des Behälters als Ganzes erforderlich wäre.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und ihrer Vorteile soll nunmehr ein mögliches Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Behälter beschrieben werden, das in der Zeichnung veranschaulicht ist. In dieser zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Behälters und

F i g. 2 einen Teilschnitt durch den Behälter von F i g. 1 entlang einer Längsebene (Achse xx).

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, sind die Böden 1 des Behälters aus je zwei kreisförmigen Platten 2 und 3 zusammengesetzt, die einen gewissen Abstand voneinander aufweisen, so daß zwei Kammern entstehen, die von Wasser 11 durchströmt werden, das zur Kühlung und als Abschirmung dient. Diese Böden 1 sind mit einem ringförmigen Mantel 4 des Behälters über m ein biegsames Verbindungselement 5 verbunden. Sie sind dagegen starr mit Druckrohren 6 aus Zirkaloy verbunden, und zwar über Buchsen 7, die ihrerseits außerhalb des Behälters mit Verlängerungen 8 der Druckrohre 6 verschweißt sind. In der Zeichnung ist aus Gründen der Einfachheit nur ein einziges Druckrohr 6 veranschaulicht.

Das zwischen dem Mantel 4 und dem Boden 1 vorgesehene Verbindungselement 5, das in F i g. 2 in größerem Maßstab dargestellt ist, besteht aus mehreren Einzelplatten mit geringer Stärke, die durch eine nichtkompressible Flüssigkeit voneinander getrennt sind. Diese Ausführung des Verbindungselements besitzt den Vorteil, daß sich einerseits eine sehr elastische Verbindung ergibt, andererseits jedoch im Falle des Bruches eines Druckrohres ein hoher Innendruck aufgenommen werden kann, da die einzelnen Platten über die dazwischen vorgesehene Flüssigkeit zusammenwirken. Das Verbindungselement 5 ist mit dem Boden 1 und dem Mantel 4 durch eine dünne Schweißnaht verbunden. Der Mantel 4 ist an A seinen beiden Enden mit einer Verstärkung 9 ver- ^ sehen, die mit Wasser gefüllt ist und den Boden 1 umschließt. Das Verbindungselement 5 ist so nahe wie möglich an den Buchsen 7 befestigt, um Deformationen zu vermeiden, die dort auftreten könnten, wo keifte Verstärkungsbuchsen vorgesehen sind.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung liegen im wesentlichen in folgendem:

Ein erfindungsgemäßer Behälter besteht aus zwei steifen Teilen, voil denen der eine die beiden Böden 1 enthält, die über die als Zugstangen wirkenden Druckrohre 6 verbunden sind, während der andere Teil des Behälters durch den Mantel 4 gebildet wird. Diese beiden Behälterteile können sich unabhängig voneinander längs ihrer gemeinsamen Achse xx ausdehnen.

Durch Vermeidung der Beanspruchungen, die auf eine unterschiedliche Ausdehnung des Mantels und der Druckrohre zurückzuführen sind, kann man die zur Verbindung der Behälterböden 1 mit den Buchsen 7 dienenden Schweißnähte mit geringerer Stärke ausführen. Die Herstellung dieser Schweißverbindung läßt sich demgemäß wesentlich schneller durchführen, als dies bisher im Hinblick auf die erforderliche Schweißtiefe möglich war. Demgemäß

sind auch die beim Schweißvorgang auftretenden Verformungen sehr klein, so daß die Buchsen bereits vor dem Schweißvorgang fertig bearbeitet werden können. Auf diese Weise erübrigt sich jede thermische Behandlung; die Behälterboden können aus ihren Einzelteilen fabrikmäßig vorgefertigt und auf der Baustelle dann ohne weitere Bearbeitung verbunden werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Behälter für einen Atomkernreaktor mit flüssigem Moderator, bestehend aus einem Mantel und zwei jeweils aus mindestens einer Platte bestehenden Böden, die über sie in Buchsen durchsetzende Druckrohre miteinander verbunden sind, wobei die Buchsen sowohl mit den Druckrohren als auch mit den Behälterboden jeweils durch eine dünne Schweißnaht verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Behälterboden (1) mit dem Behältermantel (4) über biegsame Verbindungselemente (5) abdichtend verbunden sind und daß diese Verbindungselemente (5) jeweils aus mehreren, durch eine Flüssigkeit voneinander getrennten, dünnen Platten bestehen.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsamen Verbindungselemente (5) aus nichtrostendem Stahl bestehen.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Behälterboden (1) aus zwei Platten (2 und 3) besteht, zwischen denen Wasser zirkuliert, und daß jede Buchse (7) durch je eine dünne Schweißnaht mit jeder der beiden Bodenplatten (2 und 3) verbunden ist.

4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Mantel (4) und den Böden (1) noch je ein zweites, biegsames Verbindungselement zum Ausgleich der auf das erste Verbindungselement (5) übertragenen Kräfte vorgesehen ist und beide Verbindungselemente durch dünne Schweißnähte mit den beiden Platten (2 und 3) des zugehörigen Behälterbodens (1) verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY