DE1684548A1

DE1684548A1 - Druckbehaelter aus Spannbeton

Info

Publication number: DE1684548A1
Application number: DE19671684548
Authority: DE
Inventors: Margen Peter Heinrich Erwin
Original assignee: Studsvik Energiteknik AB
Current assignee: Studsvik Energiteknik AB
Priority date: 1967-07-01
Filing date: 1967-07-01
Publication date: 1971-04-08
Also published as: SE330247B; FR1577543A

Description

DR. WILLKAin DR. WEBER

Patentanwälte . 30. Juni 1967 WIESBADEN AEP 564 Tyv- Hildo.tr. 19, Tel.37272Q 12.6.67 Mo/ih

Aktiebolaget Atomenergi

LiIjehoImsvagen 32 Stockholm, Schweden.

Druckbehälter aus Spannbeton.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckbehälter aus Spannbeton, und insbesondere einen Druckbehälter für einen Kernreaktor. Als Druckbehälter für Kernreaktoren sind in den letzten Jahren Spannbetonbehälter zur Verwendung gekommen, die aus ehern ziemlich dünnwandigen und den Druckraum umgebenden Stahlfutter, und einer das Stahlfutter umgebenden und aus Betonblöcken bestehenden Betonwand bestehen, wobei die Betonblöcke mittels um den Umfang und mittels axial verlaufender vorgespannter Stahlkabeln zusammengehalten sind. In einem solchen Druckbehälter ist die Betonwand oft sehr dickwandig, z.B. von der gleichen Dicke wie der Radius des innerhalb des Stahlfutters befindlichen Druckraumes lang ist. Wenn in einem solchen Druckbehälter durch einen Unfall ein Bruch im Stahlfutter entsteht, dringt das Druckmittel vom Druckraum in die Betonwand hinaus, und zwar zwischen die einzelnen Betonblöcke. Dadurch vergrössert sich plötzlich die Oberfläche,auf welche der Druck wirken kann. Der vom Druck beeinflusste Horiseontalquerschnitt der Betonwand kann sogar viel grosser werden» als der Horizontalquerschnitt des vom Stahlfutter umgebenen Druckraumes. Ein Bruch des Stahlfutters ergibt also eine starke zusätzliche Belastung der Stahlkabeltf, insbesondere der axial verlaufenden Stahlkabeltf. 109815/05'JO

Es wurde nach der Erfindung gefunden, dass dieser Nachteil vermindert oder vermieden werden kann, wenn in der Betonwand eine Anzahl von in der Hauptsache radial verlaufenden Kanälen angeordnet werden. Diese Kanäle münden in die aussere Fläche der Betonwand. Die Kanäle bieten einen Strömungsweg für das bei einem Bruch des Stahlfutters durch die Betonwand ausströmende Druckmittel dar und verhindern somit den Aufbau eines zu einer schädlichen Belastung der Stahlkabel* führenden

W Druckes in der Betonwand. Die Kanäle werden vorzugsweise als Nuten in den horizontalen Berührungsflächen zweier benachbarter Betonblöcke ausgeführt und erstrecken sich zweckmässig von der äusseren Fläche der Betonwand bis nahe an die innere Fläche der Betonwand, die mit dem Stahlfutter bekleidet ist. Durch diese Nuten wird die wirkliehe Berührungsfläche der beiden benachbarten Betonblöcke vermindert. Um den spezifischen Oberflächendruck in der Berührungsfläche nicht schädlich zu erhöhen, ist es bevorzugt, dass, im Horizontalquerschnitt ge-

mk sehen, die gesamte Querschnittsfläche der Kanäle oder Nuten nicht mehr als 60 % der Querschnittsfläche der Wand beträgt* Die Erfindung wird nun mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert. Fig* 1 zeigt einen axialen Querschnitt durch einen Druckbehälter nach der Erfindung. Fig. 2 zeigt in grösserem Massstab einen vertikalen Querschnitt durch die Wand des Behälters nach Fig. 1. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie XII-ZXI in Fig. 2. Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung der Xanäle in der Betonwand. Fig. 5 zeigt den Druckverlauf in der Betonwand.

Der Druckbehälter nach Fig. 1-3 ist aus Betonblöcken 6

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zusammengesetzt, die, von oben gesehen, keilförmig sind. Alle auf derselben Höhe befindlichen, nebeneinander liegenden Betonblöeke bilden somit einen Ring. Oberhalb dieses Ringes befindet sich ein neuer Satz von Betonblöcken, die einen neuen Ring bilden u.s.w. Jeder Ring von Betonblöcken wird durch mindestens eine» um den Umfang verlaufende^ Stahlkabel 3 zusammengehalten. Zwischen den Blöcken 6 und dem Kabel 3 befinden sich Abstandshalter 14. Die Stahlkabel* 3 werden vorzugsweise in der Weise vorgespannt, dass man die Blöcke eines Ringes durch hydraulische Werkzeuge so weit nach aussen drückt, bis man die gewünschte Vorspannung der Kabeln erreicht hat, die Zwischenräume zwischen den einzelnen Blöcken mit Beton ausfüllt, den Beton erstarren lässt, und dann die hydraulischen Werkzeuge entfernt. In Axialrichtung sind die Betonblöeke durch Stahlkabel* 4 zusammengehalten, die in bekannter Weise zu gewünschter Vorspannung gespannt sind.

Die innere Wand der Betonblöeke ist mit einem verhältnismässig dünnen Stahlfutter 1 ausgekleidet,. und bildet somit den Druckraum 13 des Druckbehälters.

In der oberen horizontalen Fläche der Betonblöeke 6 ist eine um den Umfang verlaufende Nut 8 angeordnet. Nach der Zeichnung ist der Abstand zwischen der inneren Wand äer Nut und der inneren Wand des Betonblockes etwa 1/6 der Dicke des Betonblockes. Dieser Abstand soll vorzugsweise nicht mehr als die Hälfte der Dicke des Betonblockes betragen. Von dieser Nut 8 erstrecken sich andere Nuten 7 in radialer Richtung bis zur äusseren Wand der Betonblöcke, und zwar drei Nuten 7 in jedem Block. Die wirkliche Berührungsfläche zweier benachbarter Betonblöeke wird durch die Nuten 7,8 vermindert. Um den Druck

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auf diese Berührungsfläche gleichmässig zu verteilen, soll in einem schmalen Wandabschnitt gesehen, der Schwerpunkt der Berührungsfläche mit dem Schwerpunkt der Stahlkabelji, die etwa gleich vorgespannt werden sollen, vorzugsweise zusammenfallen.

Die äussere zylindrische Hache des derart aufgebauten Druckbehälters ist in eine Betonschicht 9 eingegossen. Diese Schicht 9 enthält durchgehende öffnungen 10, durch welche die Kanäle 7 mit der Umgebung in Verbindung stehen.

Wenn in dem beschriebenen Druckbehälter ein Bruch im Stahlfutter entsteht, dringt das Druckmittel zwischen den Betonblöcken hinaus, und zwar zuerst in der inneren, ungebrochenen Berührungsfläche 5 zwischen zwei benachbarten Blöcken. Da die Blöcke hier in naher Berührung Ifegen, wird der Druckfall über diese Fläche 5 ziemlich hoch, Dies ist in Fig. 5 durch die Kurve 11 illustriert, wo der Kurventeil 11a den Druck im Druckraum 13, und der Kurventeil 11b den Druckfall über die Fläche 5 darstellt. Das so ausdringende Druckmittel gelangt in den Kanal 8 und strömt von hier aus durch die Kanäle 7 ins Freie. Wenn es sich um einen Kernreaktor handelt, werden selbstverständlich Massnahmen getroffen, um die Radioaktivität des ausströmenden Druckmittels unschädlich zu machen. Der Druckfall über die Kanäle 7 wird durch den Kurventeil lic dargestellt.

Zum Vergleich zeigt die Kurve 12 in Fig. 5 den Druckfall wenn keine Kanäle 7*8 vorhanden wären. Offenbar wird durch die Kanäle 7;8 der zwischen zwei benachbarten Betonblöcken wirkende Durchschnittsdruck erheblich vermindert.

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Pig. M zeigt einen Betonblock, dessen Oberfläche vier radial verlaufende Nuten 17 aufweist, die aber nicht, wie in Fig. 3j mit einer gemeinsamen, um den Umfang verlaufenden Nut in Verbindung stehen. Trotzdem fliesst das bei einem Bruch des Stahlfutters ausströmende Druckmittel hauptsächlich durch die Kanäle 17, die also eine erhebliche Verminderung des zwischen zwei benachbarten Betonblöcken wirkenden Druckes bewirken.

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Claims

Patentansprüche

Druckbehälter aus Spannbeton, insbesondere für einen Kernreaktor, bestehend aus einem ziemlich dünnwandigen und den Druckraum umgebenden Stahlfutter» und einer das Stahlfutter umgebenden und aus Betonblöcken bestehenden Betonwand, wobei die Betonblöcke mittels um den Umfang verlaufenden und mittels axial verlaufenden vorgespannten Stahlkabeln zusammengehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Betonwand eine Anzahl von in der Hauptsache radial verlaufenden Kanälen angeordnet ist, zwecks Vermeidung des Aufbaues eines Druckes im Beton bei einem Bruch im Stahlfutter.
2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, in einem Horizontalquerschnitt gesehen, die gesamte Querschnittsfläche der Kanäle nicht mehr als 60 % der Querschnitts fläche der Wand bdrägt.
3. Druckbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axial verlaufenden Stahlkabelif etwa gleichförmig vorgespannt sind, und dass sie derart angeordnet sind, dass deren Schwerpunkt, in einem Wandabschnitt gesehen, mit dem Schwerpunkt der zwischen den Kanälen verbleibenden Betonquerschnittsfläche zusammenfällt.
4. Druckbehälter nach irgendeinem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle so abgemessen sind, dass bei einem Bruch des Stahlfutters der daraus entstehende Druck in der Mitte der Betonwand nicht mehr als 1/3 des Druckes im Druckraum beträgt.

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5. Druckbehälter nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Berührungsfläche zweier benachbarter Betonblöcke ein um den Umfang verlaufender Kanal angeordnet ist, wobei dieser Kanal mit den oben genannten radial verlaufenden Kanälen in Verbindung steht.
6. Druckbehälter nach irgendeinem der Ansprüche 1-5» wobei die um den Umfang verlaufenden StahlkabeljA in eine aussere Betonschicht eingegossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der äusseren Betonschicht Kanäle angeordnet sind, die mit den oben genannten radial verlaufenden Kanälen in Verbindung stehen.

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