DE1684659A1

DE1684659A1 - Nuclear reactor boiler

Info

Publication number: DE1684659A1
Application number: DE19671684659
Authority: DE
Inventors: Conversy Francois Leon
Original assignee: Genie Civil Et De Tech Ind S A
Current assignee: Genie Civil Et De Tech Ind S A
Priority date: 1966-11-18
Filing date: 1967-11-16
Publication date: 1971-04-15
Also published as: FR1508196A; GB1208600A

Description

ETUDES DE GENIE CIVIL ET DE TECHNIQUES INDUSTRIELLES, SöciÖte* a Responsabilite* Limitöe, Paris / FrankreichETUDES DE GENIE CIVIL ET DE TECHNIQUES INDUSTRIELLES, SöciÖte * a Responsabilite * Limitöe, Paris / France

"Atomr eaktorke s sei¹'"Let nuclear power be ¹ '

Die Erzeugung von Atomenergie setzt den Bau großer geschlossener Kammern voraus, die in erster Linie den Reaktorkern, also die Gesamtheit aus dem spaltbaren Material und dem Neutronen-Moderator aufnehmen.The generation of atomic energy requires the construction of large closed chambers, which primarily contain the reactor core, i.e. the entirety of the fissile material and record the neutron moderator.

Solche Kammern oder Kessel müssen höhen Drücken in der Größenordnung von 30 Bar für die zur Zeit im Betrieb befindlichen Anlagen standhalten. Ließe sich die Festigkeit des Reaktorbehälters steigern, dann könnte die Leistung eines solchen Reaktors im Vergleich zu einem entsprechenden Reaktor der jetzigen Ausführung beträchtlich erhöht werden.Such chambers or boilers must have high pressures in the Withstand the order of 30 bar for the systems currently in operation. Can the strength of the reactor vessel increase, then the performance of such a reactor compared to a corresponding reactor of the current execution can be increased considerably.

Die Atomreaktorkessel sind bisher entweder aus Stahl oder aus Spannbeton errichtet worden.The nuclear reactor boilers are so far either made of steel or from Prestressed concrete has been erected.

Der Bau von Reaktorkesseln, die völlig aus Stahl bestehen, wird umso schwieriger, je größer die Abmessungendes Kessels und die Drücke werden, weil das Schweißen an der Verarbeitungs-βteile der Bleche, deren Dicke bis über 10 cm betragen kann, zu ernsten technischen Problernen führt. Hinzukommt, daß eineThe construction of reactor boilers made entirely of steel will the larger the dimensions of the vessel and the pressures become, the more difficult it is because welding is performed on the processing parts the sheets, the thickness of which can be more than 10 cm, leads to serious technical problem learning. In addition, there is one

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Stahlkonstruktion, beispielsweise aufgrund eines Materialfehlers, an der einen oder anderen Stelle einen Riß erhalten kann, so daß die Spannungen, die an den Rändern dieses Risses entstehen, sein Aufreißen in bekannter Weise bewirken.Steel structure, for example due to a material defect, can get a crack at one point or another, so that the stresses that arise at the edges of this crack, cause it to tear open in a known manner.

Die Errichtung von Reaktorkesseln aus Spannbeton in Abmessungen oberhalb derjenigen von Stahlreaktorbehältern hat bisher nicht zu unüberwindlichen Schwierigkeiten geführt. Indessen •schien es für alle bisher verwirklichten Ausführungen dieser Art unerläßlich, die Temperaturunterschiede zwischen den Innenseiten und den Außenseiten der Wände auf einen niederen Wert (in der Größenordnung von höchstens 50 ) zu begrenzen. Dies deshalb, damit die durch die Temperaturunterschiede verursachte Kontraktion mit der Festigkeit des Betons vereinbar ist. Aber selbst bei Begrenzung auf einen niedrigen Wert bedingt diese Temperaturdifferenz noch immer die Absorption eines beträchtlichen Teils der gesamten Vorspannung. Hinzukommt, daß die Elemente, welche die Temperaturdifferenz des Betons auf annehmbare Werte begrenzen und üblicherweise durch eine Wärmeisolierung und ein Kühlungsnetz an der Innenseite des Betons gebildet werden, einen beträchtlichen Anteil der Gesamtkosten eines Behälters aus Spannbeton beanspruchen,, Zu beachten ist auch noch, daß, obwohl der Verwirklichung von Behältern aus Spannbeton für Drücke, die über den zur Zeit angewendeten liegen, nichts entgegensteht, der Beton ein Werkstoff von verhältnismäßig geringer Festigkeit ist, so daß man gezwungen ist, den Wänden eine große Dicke zu geben. Mit zunehmender Dicke der Wände bei steigendem Betriebsdruck wachsen aber unter Beibehalten des gleichen Innenvolumehs das benötigte Betonvolumen und damit auch die Kosten des Reaktorbehälters weit schneller als der Druck. Wird beispielsweise der Druck von 40 auf 50 Bar, also um 25 % erhöht, dann nimmt das Betonvolumen um etwa 40 % zu.The construction of reactor vessels made of prestressed concrete with dimensions above those of steel reactor vessels has not yet led to insurmountable difficulties. In the meantime, it seemed indispensable for all designs of this kind implemented so far to limit the temperature differences between the inside and outside of the walls to a low value (of the order of magnitude of at most 50). This is so that the contraction caused by the temperature differences is compatible with the strength of the concrete. But even if limited to a low value, this temperature difference still causes a considerable part of the total bias to be absorbed. In addition, the elements that limit the temperature difference of the concrete to acceptable values and are usually formed by thermal insulation and a cooling network on the inside of the concrete take up a considerable part of the total cost of a container made of prestressed concrete Although there is nothing to prevent the realization of tanks from prestressed concrete for pressures above those currently used, the concrete is a material of relatively low strength, so that one is forced to give the walls a great thickness. With increasing thickness of the walls with increasing operating pressure, the required concrete volume and thus also the costs of the reactor vessel grow much faster than the pressure while maintaining the same internal volume. For example, if the pressure is increased from 40 to 50 bar, i.e. by 25 % , the concrete volume increases by around 40%.

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Schließlich besteht auch eine Grenze für die Erhöhung des Betriebsdruckes der Spannbetonbehälter. Beim Spannbeton wird ein System der Zusammenpressungen geschaffen, die in jedem Punkt gleich oder größer sind als die Zugspannungen, welche der Beton - sei es aufgrund von Druck oder Temperaturdifferenz - unter der Wirkung äußerer Belastung aufnimmt. Daraus ergibt sich, daß bei Abwesenheit äußerer Beanspruchungen (sofern diese nicht dauernd auftreten) der Beton diesen Zusammenpressungen standhalten muß, was bewirkt, daß insbesondere im Falle eines Reaktorkessels die Spannungen aufgrund des Druckes und der Temperaturdifferenzen höchstens gleich sein können den zulässigen Zusammendrückungen im Beton, sie selbst also gleich dem Widerstand gegen die Zusammenpressung dieses Materials, multipliziert mit einem Sicherheitsfaktor, der unter 1 liegt.Finally, there is also a limit to the increase in operating pressure the prestressed concrete container. In prestressed concrete, a system of compressions is created in every point are equal to or greater than the tensile stresses that the concrete - be it due to pressure or temperature difference - under the Absorbs the effect of external stress. From this it follows that in the absence of external stresses (if these are not permanent occur) the concrete must withstand these compressions, which has the effect that, especially in the case of a reactor boiler, the Stresses due to pressure and temperature differences At most, they can be equal to the permissible compressions in concrete, i.e. they themselves are equal to the resistance to compression of this material, multiplied by a safety factor less than 1.

Die Erfindung betrifft nun einen Reaktorkessel gemischter Vorspannungen aus Stahl und Beton, der weit höheren Drücken standhalten kann als die Reaktorbehälter aus Spannbeton.The invention now relates to a reactor vessel with mixed bias voltages made of steel and concrete, which can withstand much higher pressures than the reactor vessels made of prestressed concrete.

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem unter Vorspannung von Bewehrungen stehenden betonumhüllten Stahlbehälter. An einem solchen Stahlbehälter besteht die Erfindung in der Ausbildung derart, daß die vorgespannten Bewehrungsstäbe von außen auf den der Vorspannbeanspruchung von außen nach innen standhaltenden Stahlmantel einen künstlichen Druck ausüben, der zumindest teilweise den im Betrieb auftretenden Innendruck kompensiert.The invention is based on a concrete-encased steel container which is pretensioned by reinforcements. On one such steel container, the invention consists in the training such that the prestressed reinforcing bars from the outside on the Prestressing stress from the outside to the inside withstanding steel jacket exert an artificial pressure, which is at least partially compensates the internal pressure occurring during operation.

Bei einer solchen Ausbildung ist der eine Werkstoff, nämlich der Stahl, dessen Druckfestigkeit weit höher liegt als diejenige des Betons, so vorgespannt, daß der künstliche Äußendruck vom Innendruck verzehrt wird. ' ^^''In such a training is one material, namely the Steel, the compressive strength of which is much higher than that of concrete, is prestressed in such a way that the artificial external pressure is reduced by the internal pressure is consumed. '^^' '

Eine wirtschaftliche und sichere Möglichkeit zfir Verwirklichung des Erfindxingsgedankens besteht darin, den Stahlbehälter, sofernAn economical and safe way to achieve this of the invention consists in the steel container, provided

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er in den beiden Richtungen Widerstand leisten kann, d.h. von außen nach innen und umgekehrt, einem künstlichen Druck zu unterwerfen, der gleich der Hälfte des Innendruckes ist. Auf diese Weise kann das den Stahlbehälter bildende Metall zur Widerstandsleistung gegen den Innendruck unter sonst gleichen Bedingungen zwischen Werten der Zug- und Druckfestigkeit arbeiten, d.h. in der Praxis zweimal dünner sein als ein Schweißkessel, der ohne Vorspannung dem gleichen Druck standhalten müßte. Indessen kann es zur Erhöhung der Sicherheit vorteilhaft sein, das Metall des Stahlbehälters zwischen seiner höchsten Druckbeanspruchung (Zustand der Ruhe) und einem Zugbeanspruchungswert zu beanspruchen, der unter der höchstzulässigen Zugbeanspruchung liegt.it can offer resistance in both directions, i.e. from outside to inside and vice versa, subjecting it to an artificial pressure equal to half the internal pressure. To this Way, the metal forming the steel container can be used to resist power work against the internal pressure under otherwise identical conditions between values of tensile and compressive strength, i.e. in in practice, be twice thinner than a welding kettle, which would have to withstand the same pressure without pretensioning. Meanwhile, can In order to increase safety, it may be advantageous to place the metal of the steel container between its maximum compressive stress (state rest) and a tensile stress value that is below the maximum permissible tensile stress.

Endlich kann es sich empfehlen, das Metall des Stahlbehälters in einer Richtung wenigstens zwischen seinem maximalen Druckwert (Zustand der Ruhe) und einer Einschnürung von Null oder praktisch Null arbeiten zu lassen, wodurch ermöglicht wird, den Stahlbehälter durch Einzelelemente aufzubauen, die allein von der Vorspannung zusammengehalten werden.Finally, it may be advisable to move the metal of the steel container in one direction at least between its maximum pressure value (State of rest) and a constriction of zero or practically zero, which enables the steel container to work to be built up by individual elements that are held together by the pretension alone.

Bei einem Reaktorkessel nach der Erfindung gewährleistet der Beton wie bei den bisher allein aus diesem Material errichteten Reaktoranlagen dank der Dicke einen Schutz gegen die Strahlungen P von der Spaltzone. Zugleich schützt er die die Vorspannung aufbringende Bewehrung gegen die Hitze, denn unabhängig von jeder Änderung des Widerstandes aufgrund der Temperatur ist die Hitze der Armierung wegen des Kriechens, das sie bewirkt, geeignet, die Spannung zu verringern, die sie jener vermittelt. Abgesehen davon, spielt der Beton bei der Erfindung e⁴ne mechanische Rolle, die völlig verschieden sein kann von derjenigen, die er bei den bisherigen Konstruktionen spielt.In the case of a reactor vessel according to the invention, the concrete ensures protection against the radiation P from the cleavage zone thanks to its thickness, as in the case of the reactor systems previously built solely from this material. At the same time, it protects the reinforcement applying the prestressing against the heat, because regardless of any change in resistance due to temperature, the heat of the reinforcement, due to the creep it causes, is suitable for reducing the tension it imparts to it. Apart from the concrete passes ⁴ ne mechanical role in the invention, e, which may be quite different from that he plays in the previous constructions.

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Tatsächlich kann man durch die Ausdehnung des Stahlbehälters unter dem Innendruck und aufgrund der Dehnung eine Steigerung des Volumens des Betons bewirken, der ihn umgibt, und zwar derart, daß jegliche Zusammendrückung im Beton verschwindet und daß sogar Fugen (selbständig gebildete oder vorgesehene) " sich in der Betonhülle öffnen, so daß im Betrieb die Gesamtheit der Be wehrungsspannung als Vorspannungskraft auf den Stahlbehälter übertragen wird, wobei der Beton nur die Verteilung dieser künstlichen Druckkräfte auf die äußere Oberfläche des Stahl-^ behälters gewährleistet,Indeed, one can by expanding the steel container cause under the internal pressure and due to the expansion, an increase in the volume of the concrete that surrounds it, namely such that any compression in the concrete disappears and that even joints (independently formed or planned) "open up in the concrete shell, so that in operation the whole the reinforcement tension as a pretensioning force on the steel container is transferred, the concrete only distributing these artificial compressive forces on the outer surface of the steel ^ container guarantees

Andererseits kann die Betonhülle, welche den Stahlbehälter umgibt, bei Abwesenheit von Innendruck, wobei der Stahlbehälter sein geringstes Volumen besitzt, durch die Bewehrung derart zusammengedrückt sein, daß die Vorspannung sich nun zwischen dem Beton und dem Stahl des Behälters verteilt.On the other hand, the concrete shell that surrounds the steel container, in the absence of internal pressure, the steel container having its smallest volume, by the reinforcement in this way be compressed so that the prestress is now distributed between the concrete and the steel of the container.

Auf diese Weise kann man im Ruhezustand bzw, vor Inbetriebnahme das Risiko der Stauchung des Stahlbehälters durch die V or spannung skr äf te ausschließen, obwohl diese sich nichtsdestoweniger im Betrieb in vollem Maße auf den Stahlbehälter auswirken» Aber das Risiko der Zusammendrückung ist nun aufgrund des Innendruckes, ausgeschaltet , der jetzt den Behälter stützt.In this way you can in the idle state or before commissioning the risk of the steel container being crushed by the Exclude pre-tensioning forces, although they are nonetheless fully affect the steel container during operation »But the risk of compression is now due to of the internal pressure, which now supports the container.

Im Zustand der Ruhe (maximale Zusammendrückung des Stahlbehälters) liegt die Zugbeanspruchung der Bewehrung weit unterhalb derjenigen, die bei der maximalen Ausdehnung aufgrund der Dehnung dieser Bewehrungen auftritt*In a state of rest (maximum compression of the steel container) the tensile stress on the reinforcement is far below that at the maximum expansion due to the Elongation of these reinforcements occurs *

Was die Art der· Verwirklichung der Erfindung anlangt, aο wird für den Stahlbehälter, der dem Anßendruek standhält, vorteilhat'ter weise ein Rotationskörper ohne jegliches plane Elenient varv/entlet. ΙΗ00 kann mittels einer Kugel, einem Eliipsiod oderAs far as the type of implementation of the invention is concerned, aο will for the steel container, which can withstand the pressure on the outside, is more advantageous wise a solid of revolution without any plane element varv / entlet. ΙΗ00 can be achieved by means of a sphere, an Eliipsiod or

Lja ΰ intim Zylinder erreicht worden, der stirnseitig durch aftn i»it₃ __,Lja ΰ intimate cylinder has been reached, the front side by aftn i »it ₃ __,

1 0: ü B I B / 0 S 7 ti1 0: ü B I B / 0 S 7 ti

Günstigerweise wird ein solcher Stahlbehälter aus geschlossenen, aufeinandergelegten Kreisringen gebildet. Solche Ringe können an Ort und Stelle miteinander verschweißt werden, vorzugsweise werden sie jedoch durch die Vorspannung zusammengehalten.Favorably, such a steel container is made of closed, superimposed circular rings formed. Such rings can be welded together in place, preferably be however, they are held together by the bias.

In dem Fall, in welchem die geschlossenen Ringe einem radialen Druck von innen nach außen standzuhalten vermögen, läßt sich eine wirtschaftliche Ausbildung dadurch erreichen, daß den Ringen die Fähigkeit des Widerstandes gegen einen niedrigeren Druck gegeben wird, beispielsweise indem ihre Dicke halb so hoch gewählt wird, wie sie notwendig wäre für Ringe, die nur dem Innendruck standzuhalten hätten, und indem eine Vorspannung in zentripetaler Richtung angewandt wird, weiche die Hälfte des Betriebsdruckes ausgleicht. Während des Betriebes werden die Ringe dann mit der höchsten Zugbeanspruchung belastet. In axialer Richtung werden die Vorspannungskräfte, deren Resultierende größer ist als die im Inneren entstehende Kraft, die Ringe immer aufeinanderhalten und zwar sowohl bei Ruhe als auch im Betrieb.In the case where the closed rings are radial Able to withstand pressure from the inside to the outside, an economic education can be achieved in that the rings Ability of resistance to a lower pressure is given, for example by choosing its thickness half as high, as it would be necessary for rings that only had to withstand the internal pressure, and by preloading in the centripetal direction is used, which compensates for half of the operating pressure. During operation, the rings are then subjected to the highest tensile stress. Be in the axial direction the pretensioning forces, the resultant of which is greater than the internal force, the rings always hold one another and both at rest and during operation.

Die Ausbildung des Stahlbehälters durch aufeinander ge schichte te Ringe bringt folgende VorteilesThe formation of the steel container by one on top of the other ge layered te Rings brings the following advantages

Die Bildungselemente können in einem Werk erstellt werden, das unabhängig von der Baustelle iat. Nachdem Verschweißen können sie unter den besten Bedingungen erstellt, geglüht und kontrolliert werden. The educational elements can be created in a work that regardless of the construction site iat. After welding they can be created, annealed and checked under the best conditions.

Die Montage der Metallkonstruktion kann am Aufstellungsplatz rasch durchgeführt werden, da sie nur im Aufeinander schichten der Ringe besteht und das Abdichten der Ringe untereinander, wie noch in der Folge gezeigt werden wird, auch nach der^vollständigen Montage noch durchführbar ist.The assembly of the metal structure can be done quickly at the installation site be carried out as they are only in the layers of the rings on top of each other exists and the sealing of the rings with one another, as in the Episode will be shown, even after ^ complete assembly is still feasible.

Die erhaltene Konstruktion iat jjicher in dom Sinne, daß, wenn die sie bildenden Elemente hinreichend schwach sind, sie nicht reißenThe construction obtained iat jjicher in the dom sense that if the the constituent elements are sufficiently weak that they do not tear

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wird. Eine etwaige Bruchstelle wird zwangsläufig am weiteren Aufreißen gehindert, sobald sie auf eine Fuge trifft. Sollte der Druck zufälligerweise den Betriebsdruck weit übersteigen, dann würde das Öffnen der Fugen zwischen den einzelnen Elementen dem Gas ermöglichen, zu entweichen, ohne daß dies einen Explosionsbruch des Kessels zur Folge hätte.will. Any breakage will inevitably appear on the further Prevented tearing as soon as it hits a joint. Should the pressure coincidentally exceed the operating pressure by far, then opening the joints between the individual elements would allow the gas to escape without causing an explosive rupture of the boiler.

Schließlich ist es besonders* leicht, die Konstruktion an einzelnen Stellen zu verstärken, beispielsweise in der Nachbarschaft der Durchdringungen großen Durchmessers, indem Speziairinge verwendet werden, wie sie später, erläutert werden.After all, it is particularly * easy to adapt the construction to individual To reinforce places, for example in the vicinity of the large diameter penetrations, by using special rings as explained later.

Eine solche Ausbildung bringt also eine Großzahl von Vorteilen. Trotzdem erlaubt die Erfindung aufgrund der Verringerung der Stahldicke im Vergleich zu nicht vorgespannten Kesseln und/oder aufgrund der Verringerung der Dicke des Betons durch die Übertragung der Vorspannung auf den Stahlbehälter immer noch eine beachtliche Senkung des Preises für den Kessel gegenüber den bisherigen Ausführungen.Such a training therefore brings a large number of advantages. Nevertheless, the invention allows due to the reduction in Steel thickness compared to non-prestressed boilers and / or due to the reduction in the thickness of the concrete due to the transfer the preload on the steel container still represents a considerable reduction in the price of the boiler compared to the previous ones Executions.

Hinzu kommt, daß die benötigte Menge der vorspannenden Bewehrungen viel geringer ist als für Ausführungen in klassischer Spannbetonbauweise und dies aus mehreren Gründen:In addition, the required amount of prestressing reinforcement is much lower than for designs in classic prestressed concrete construction and this for several reasons:

Wenn der Stahl nur einem Teil des Druckes standzuhalten braucht, liegen die Kräfte, welche die Bewehrungen aufbringen müssen, weit unter denjenigen, die notwendig wären, den gesamten Druck auszugleichen, wie dies der Fall ist bei der reinen Spannbetonbauweise.If the steel only needs to withstand part of the pressure, the forces that the reinforcements have to apply are far among those who would be necessary to equalize all the pressures, as is the case with the pure prestressed concrete construction.

Für klassische Reaktorkessel aus Beton wird außerdem eine beachtliche Menge an Stahlkabeln benötigt, um die thermische Spannung des Betons auszugleichen, während für einen Kessel,nach der Erfindung die thermischen Spannungen vernachlässigt werden können, da man annehmen kann, daß die Hüllkönstruktion aus Beton Risse erhält oder daß, sofern die Konstruktion aus einzelnen BlöckenFor classic reactor boilers made of concrete, there is also a considerable one Amount of steel cables needed to balance the thermal stress of the concrete, while for a boiler, according to the invention the thermal stresses can be neglected, since it can be assumed that the shell structure made of concrete is cracked or that, provided the construction is made up of individual blocks

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det wird, die Fugen zwischen diesen einzelnen Blöcken sich erweitern. the joints between these individual blocks widen.

Endlich müssen die Kabel für eine klassische Konstruktion viel länger gehalten werden, weil die Außenabmessungen der Konstruktion viel größer sind für einen Reaktorkessel gleichen Innenvolumens. ,,Finally, the cables have to be kept much longer for a classic construction because of the external dimensions of the construction are much larger for a reactor vessel with the same internal volume. ,,

Sofern die Hüllkonstruktion aus Beton keine Fugen aufweist, könnten die Isolierungen der vorspannenden Kabel, nachdem sie unter Spannung gesetzt worden sind, mit Zementmörtel eingespritzt werden, wie dies bei der klassischen Ausbildung des Spannbetons der Fall ist. Wird die Betonkonstruktion aus Blöcken errichtet, zwischen welchen Fugen sich befinden, dann werden die vorgespannten Kabel vorzugsweise nicht mehr mit Zementmörtel versehen und unter enge Metallhüllen verbracht, sodaß die Öffnung der Fugen zwischen den Betonblöcken nicht behindert wird. Solche Kabel können gegen Korrosion durch Fettanspritzung, Zirkulation eines neutralen und trockenen Gases oder durch Zirkulation einer nicht korrosiven Flüssigkeit geschützt werden. In letzterem Fall könnte die Flüssigkeits zirkulation dazu herangezogen werden, die Temperatur der Bewehrungen auf einem hinreichend niedrigen Wert zu halten.If the shell construction made of concrete has no joints, the insulation of the prestressing cables could be injected with cement mortar after they have been put under tension as is the case with the classic design of prestressed concrete. If the concrete structure is built from blocks, between which joints are located, then the pre-stressed ones Cable preferably no longer provided with cement mortar and placed under tight metal sheaths so that the opening of the Joints between the concrete blocks are not obstructed. Such cables can protect against corrosion by spraying grease and circulation a neutral and dry gas or by circulating a non-corrosive liquid. In the latter case the liquid circulation could be used to keep the temperature of the reinforcements at a sufficiently low level Worth holding.

Darüberhinaus könnte eine thermische Isolation und im Bedarfsfall eine Kühlanlage vorgesehen werden, um die Temperatur der vorspannenden Bewehrungen zu begrenzen. Die Dicke der Isolation und die Intensität der Kühlung brauchten allerdings viel geringer zu sein als im Fall der klassi sehen Reaktorbehälter.In addition, thermal insulation and, if necessary, a cooling system could be provided to keep the temperature of the limit prestressing reinforcements. The thickness of the insulation and the intensity of the cooling required much less, however to be seen as in the case of the classic reactor vessel.

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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel wiedergibt. Dabei zeigen:The invention is explained below with reference to the drawing, which reproduces an exemplary embodiment. Show:

Fig. 1 einen Reaktorkessel im. Längsschnitt, Fig* 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 schematisch die Anordnung der vorgespanntenFig. 1 shows a reactor vessel in. Longitudinal section, FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1, Fig. 3 schematically shows the arrangement of the prestressed

Armierung der oberen Kuppel von unten gesehen, Fig. 4 einen Schnitt entläng der Linie IV-IV in Fig. 5, Fig. 5 einen Ring, in welchem eine Durchdringung großen Durchmessers angeordnet ist,Reinforcement of the upper dome seen from below, Fig. 4 is a section along the line IV-IV in Fig. 5, 5 shows a ring in which a large diameter penetration is arranged,

* eine Abwandlungsform eines Ringes mit Durch-S dringungen großen Durchmessers, wobei Fig. 6* a modification of a ring with large diameter penetrations, Fig. 6

einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 7 ™a section along the line VI-VI in Fig. 7 ™

wiedergibt und Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 6 darstellt, während Fig.and Fig. 8 shows a section along the Line VIII-VIII in Fig. 6, while Fig.

einen Ringausschnitt mit einer Durchdringung ina ring cutout with a penetration in

Vorderansicht veranschaulicht, Fig. 9 einen Ausschnitt eines Ringverbundes mit einerFront view illustrates, FIG. 9 shows a section of a ring assembly with a

Fuge zwischen zwei Ringen, . Fig. 10 einen Ausschnitt eines Ringverbundes mit einerJoint between two rings,. 10 shows a section of a ring assembly with a

Abwandlungsform der Fugenverbindung, Fig. 11 einen Schnitt, aus welchem die Fuge zwischen zwei die Kuppel bildenden Ringen ersichtlich ist.Modification of the joint connection, FIG. 11 shows a section from which the joint between two rings forming the dome can be seen.

Der in Fig. 1 bis 3 dargestellte Stahlbehälter setzt sich aus einem zylindrischen Teil A mit einer unteren Kuppel B und einer oberen Kuppel C zusammen.The steel container shown in Fig. 1 to 3 consists of a cylindrical part A with a lower dome B and an upper dome C together.

Die untere Kuppel B ist als Halbkugelschale gestaltet, während die obere Kuppel C eine Zone C, aufweist, deren Krümmung progressiv von Null an der Vereinigungs stelle mit dem Zylinder auf einen endlichen Wert an einer Zone anwächst, die von einer sphärischen Kalotte C„ gebildet wird.The lower dome B is designed as a hemispherical shell while the upper dome C has a zone C, the curvature of which is progressive grows from zero at the point of union with the cylinder to a finite value at a zone that of a spherical Calotte C "is formed.

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Wenn eine sphärische Kuppel unmittelbar an eine Zylinderwand anschließt, wie dies für die untere Kuppel der Fall ist, und wenn diese beiden Bauelemente die gleiche Wanddicke aufweisen, entstehen in der Nachbarschaft der Verbindung Sekundärbeanspruchungen. Eine klassische Methode zur Verhinderung derselben besteht darin, der Kuppel eine geringere Dicke zu geben als derjenigen des Zylinders, und zwar im Verhältnis 1 - ν , wo ν derIf a spherical dome is immediately adjacent to a cylinder wall, as is the case for the lower dome, and if these two components have the same wall thickness secondary stresses in the vicinity of the connection. There is a classic method of preventing the same in making the dome less thick than that of the cylinder, in the ratio 1 - ν, where ν is the

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Poisson'sche Koeffizient ist (was auf der Zeichnung nicht dargestellt wird).Poisson's coefficient is (which is not shown on the drawing will).

Bei einem Reaktor kess el gemäß der Erfindung sind die Beanspruchungen in der Kuppel B aufgrund der Vorspannung, die zumindest in der Nachbarschaft der Verbindung der Kuppel B mit denn Zylinder A herrscht, von derselben Größenordnung wie diejenigen, welche in der Wand des Zylinders A auftreten. Eine Kuppel B von geringerer Wandstärke als der Zylinder Ä müßte demnach von einem widerstandsfähigerem Stahl gebildet werden als er für den Zylinder A verwendet wird. Es besteht somit das Interesse, bei der halbkugelförmigen Kuppel dieselbe Wandstärke beizubehalten wie beim Zylinder.In a reactor kess el according to the invention, the stresses in the dome B due to the prestress, which is at least in the vicinity of the connection of the dome B with because cylinder A rules, of the same order of magnitude as those which occur in the wall of cylinder A. A dome B with a smaller wall thickness than the cylinder Ä would therefore have to be made of a more resistant steel than that used for cylinder A. There is thus the interest keep the same wall thickness for the hemispherical dome like the cylinder.

UmSekundärbeanspruchungen zu vermeiden, können die beiden Kuppeln jedoch vorzugsweise in der bezüglich der oberen Kuppel C angedeuteten Weise verwirklicht werden. Das heißt, es wird eine sphärische Kalotte G_ benutzt, die an den Zylinder A über eine Zone G₁ anschließt, deren Meridian-Krümmung allmählich bis auf Null am Zusammenschluß mit dem Zylinder A abnimmt.In order to avoid secondary stresses, the two domes can, however, preferably be realized in the manner indicated with respect to the upper dome C. That is, a spherical dome G_ is used, which connects to the cylinder A via a zone G ₁ , the meridian curvature of which gradually decreases to zero at the junction with the cylinder A.

In der zentralen Kalotte 7 der oberen Kuppel C und der unteren Kuppel B sind durchdie Röhren 14 Durchdringungen 6 vorgesehen. Da ein durch so viele Öffnungen durchsetztes Blech leichter verformbar ist, erhalten die Kalotten 7 vorteilhafterweise, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, eine größere Dicke als der rest-In the central dome 7 of the upper dome C and the lower one Dome B, penetrations 6 are provided through the tubes 14. Since a sheet metal interspersed with so many openings is easier to deform is, the domes 7 are advantageously, as can be seen from the drawing, a greater thickness than the remaining

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liehe StahlbehSlter, so daß das Auftreten von sekundären Biegebeanspruchungen verhindert wird.Borrowed steel containers, so that the occurrence of secondary bending stresses is prevented.

Der Stahlbehälter könnte aus Schweißteilen aufgebaut sein derart, daß seine Wand in Abwesenheit von Vorspannung in allen Richtungen den Zugbeanspruchungen standhalten könnte. Bei der dargestellten Verwirklichung der Erfindung ist die Wand aber aus Gründen der einfacheren Fertigung aus Ringelementen aufgebaut, welche durch Vorspannung zusammengehalten werden.The steel container could be constructed from weldments in such a way that its wall in the absence of pre-tensioning in all directions could withstand the tensile stresses. In the illustrated implementation of the invention, the wall is off For the sake of simpler production, it is constructed from ring elements which are held together by pretensioning.

Der zylindrische Teil A des Metallmantels umfaßt Ringe 8 sowie einen Ring 9 mit Vorsprüngen 10 zur Aufnahme einer Last, beispielsweise des Mittelteils des Reaktors, sowie einen Spezialring 11, in welchem mittels der Rohre 40 Durchdringungen 11a vorgesehen sind.The cylindrical part A of the metal shell includes rings 8 as well a ring 9 with projections 10 for receiving a load, for example the central part of the reactor, and a special ring 11, in which penetrations 11a are provided by means of the tubes 40.

Jenseits der Kalotten 7 sind die Kuppeln mittels zweifach gekrümmter Ringe 12 gebildet.Beyond the domes 7, the domes are curved twice Rings 12 formed.

Die Fugen 15, die zwischen zwei zylindrischen Ringen ebenso" wie zwischen· den zylindrischen Endrin'gen und den Kuppeln vorhanden sind, sowie die Fugen 16 zwischen den Kuppelringen werden anhand der Figuren 9 bis 11 beschrieben.The joints 15, which exist between two cylindrical rings as well as between the cylindrical end rings and the domes and the joints 16 between the coupling rings are described with reference to FIGS. 9 to 11.

Den Stahlbehälter umgibt eine dicke Betonhülle 17, die aus Blökken 13 gebildet wird, welche über Horizontalfugen 18 mit Vorsprüngen 18a sowie über Vertikalfugen 19 mit Vor Sprüngen I9a aneinandergefügt sind. Diese Vorsprünge gewährleisten einen besseren Schutz gegen die Strahlung, wenn die Fugen sich in Betrieb unter dem Druck des Stahlbehälters öffnen.The steel container is surrounded by a thick concrete shell 17 made of blocks 13 is formed, which over horizontal joints 18 with projections 18a and vertical joints 19 with jumps I9a are joined together. These protrusions ensure better protection against radiation when the joints are in operation open under the pressure of the steel container.

. Die Betonhülle 17, deren Stärke hinreichend groß sein muß, um einen guten Strahlenschutz sicherzustellen, weist grundsätzlich die gleiche Hauptform auf wie der Stahlbehälter« Darüber hinaus. The concrete shell 17, the strength of which must be sufficiently large to To ensure good radiation protection is a fundamental principle the same main shape as the steel container «Beyond

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besitzt er an gegenüberliegenden Seiten zwei Absätze 21, an welchen die Enden der vertikalen vorgespannten Kabel 23 verankert sind. Die Betonhülle 'weist darüberhinaus einen unteren Schulterkranz 22 auf, über welchen der Reaktorkessel in seiner Gesamtheit auf Stützen 27 ruht, und zwar vorzugsweise unter Zwischenschaltung von bekannten Elementen 27a, welche die Dehnungen nicht verhindern und beispielsweise durch abwechselnde Schichten dünner Bleche und Gummiblätter gebildet werden. it has two paragraphs 21 on opposite sides to which the ends of the vertical prestressed cables 23 are anchored. The concrete shell also has a lower one Shoulder rim 22 over which the reactor vessel rests in its entirety on supports 27, preferably under Interposition of known elements 27a, which do not prevent the expansion and for example by alternating Layers of thin metal sheets and rubber sheets are formed.

Die Vorspannung, welche auf die Kuppeln B und C einen Außendruck ausübt, wird mittels Kabel 24 und 25 erreicht, die beiThe preload that exerts an external pressure on domes B and C. exercises is achieved by means of cables 24 and 25, which at

• dem gezeigten Ausführungsbeispiel in der Ebene in drei Rich-• the embodiment shown in the plane in three directions

tungen verlaufen, die untereinander einen Winkel von 60 bilden.lines that form an angle of 60 to one another.

Die Kabel 24 und 25 weisen einen mittleren Teil 32 (Fig.l) auf, der kurvenförmig verläuft, und zwar parallel zur Kuppel. Sie besitzen außer.dem geradlinige Teile 33.· Im übrigen kommen sie bei 23 im zylindrischen Teil der Betonwand 17 zur Verankerung, nachdem sie einen Kreisbogen von einer Kurvenform umschrieben haben, welche der Kurve 32 entgegengerichtet ist.The cables 24 and 25 have a central part 32 (Fig.l), which runs in a curve, parallel to the dome. They also have rectilinear parts 33. · Otherwise, they come at 23 in the cylindrical part of the concrete wall 17 for anchoring, after they have circumscribed an arc of a circle from a curve shape which is opposite to curve 32.

Die Beanspruchung der Kabel 24 und 25 wird von den Vertikalkabeln 23 aufgenommen, welche an den Absätzen 21 verankert fe sind. Die Gesamtheit der vertikalen Kabel 23 muß eine Vorspannkraft aufbringen, welche Über dem Druck liegt, der im Betrieb im Inneren des Stahlbehälters entsteht. Die Vorspannung muß so groß sein, daß dann noch ein gewisser Druck innerhalb der Fugen 15 und 16 herrscht.The stress on the cables 24 and 25 is absorbed by the vertical cables 23, which are anchored to the shoulders 21 fe are. The entirety of the vertical cables 23 must have a biasing force apply, which is above the pressure that develops inside the steel tank during operation. The bias must be so great that there is still a certain pressure within the joints 15 and 16.

Die Vorspannung der Zylinderwand A wird in horizontaler Richtung durch Kabel 28 erreicht, deren Anordnung aus Fig. 2 hervorgeht. Jedes Kabel weist ein zentrales Stück 29 auf, welches kreisbogenförmig verläuft und an das zwei geradlinige Außen-The bias of the cylinder wall A is in the horizontal direction achieved by cable 28, the arrangement of which is shown in FIG. Each cable has a central piece 29, which runs in the shape of an arc of a circle and to which two straight outer

:"j 8 1 6 / 0 B 7 6: "j 8 1 6/0 B 7 6

-¹³~ 1684959- ¹³ ~ 1684959

stücke 30 anschließen. Die Kabel kommen an den Flanken der vertikalen Rippen 31 der Betonwand zur Verankerung.Connect pieces 30. The cables come to the flanks of the vertical ribs 31 of the concrete wall for anchoring.

Bei dem gewählten Beispiel beschreibt jedes Horizontalkabel 28 ungefähr einen Halbkreis, Die Kabel 28 sind nach vier konzentrischen Kreisen angeordnet, welche mit den Bezugs zeichen Z-, Z-, Z und Z bezeichnet sind.In the example chosen, each horizontal cable 28 describes approximately a semicircle. The cables 28 are concentric after four Circles arranged with the reference characters Z-, Z-, Z and Z are designated.

Ein Kabel, etwa das Kabel 28a, das nach einem Halbkreis verläuft, ist jeweils einem Kabel 28b zugeordnet, welches einen gegenüberliegenden Halbkreis bildet, um so den Kreis zu vervollständigen. Die Kabel sind offensichtlich in vertikaler Richtung leicht abgelenkt, um ihr Kreuzen in der Nähe ihrer Verankerung zu ermöglichen.A cable, such as the cable 28a, which runs in a semicircle, is each assigned to a cable 28b, which is opposite Form a semicircle to complete the circle. The cables are obviously in the vertical direction slightly distracted to her cruising near her anchorage to enable.

Auf jeder der acht Rippen 31a sind in der in Fig. 2 festgehaltenen Schicht ein Kabel 28a und ein Kabel 28b verankert. Darüberhinaus beschreibt auf jeder Stufe das Kabel 28b die Kreise Z., Z , Z₀, Z₁, während ein Kabel 28a in der vorbeschriebenen Weise die Kreise Z-, Z_, Z , Z,'bildet.A cable 28a and a cable 28b are anchored on each of the eight ribs 31a in the layer shown in FIG. 2. In addition, the cable 28b describes the circles Z., Z, Z ₀ , Z ₁ at each stage, while a cable 28a forms the circles Z-, Z_, Z, Z, 'in the manner described above.

Die Kabel 28a, welche unterhalb der in Fig. 2 dargestellten Kabel liegen, verankern sich nacheinander an den Vorsprüngen 31b, 31c, 31a usw. Auf diese Weise sind die Verankerungen der Kabel 28 auf dem ganzen äußeren zylindrischen Umfang des Reaktorkessels verteilt, was den Vorteil bietet, daß die zentripetalen Beanspruchungen, weiche durch die Horizontalkabel 28 verursacht werden, gleichmäßig verteilt werden.The cables 28a, which are below the cables shown in FIG lie, anchor one after the other to the projections 31b, 31c, 31a etc. In this way are the anchors of the cables 28 over the entire outer cylindrical circumference of the reactor vessel distributed, which has the advantage that the centripetal stresses, which are caused by the horizontal cables 28, evenly be distributed.

Selbstverständlich sind andere äquivalente Anordnungen möglich; insbesondere könnte jedes Kabel 28 ungefähr einen vollen Kreisbogen beschreiben oder nur ein Drittel usw.Of course, other equivalent arrangements are possible; in particular, each cable 28 could describe approximately a full arc or only a third, etc.

Bei der Anordnung, wie sie in Fig. 2 wiedergegeben wird, wird das Kreuzen der Kabel derart erreicht, daß die Gesamtheit derIn the arrangement as shown in FIG the crossing of the cables is achieved in such a way that the whole of the

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Kabel 28a niemals die Gesamtheit der Kabel 28b schneidet. Die Verankerungen sind vielmehr derart verteilt, daß ein Radialschnitt, etwa nach der Linie X-X zwischen zwei Vorsprüngen 31a, nur auf vier Kabel 28 trifft, da diese auf vier Umkreise verteilt sind und daß ein Schnitt Y-Y an einer Rippe 31a nur 4+1 Kabel trifft. Ganz allgemein entsprechen diese Zahlen η und η + 1, wobei η die Zahl der konzentrischen Reihen angibt, denen die Kabel folgen. Mit anderen Worten, die Kabelstücke, die einander zugeordnet sind, bilden einen Kreisbogen und gehören verschiedenen konzentrischen Reihen an, aber die mittlere Distanz zur Vertikelachse der Konstruktion dieser Kabelstücke bleibt konstant und ~ gleich der mittleren Entfernung der Reihen.Cable 28a never intersects the entirety of cables 28b. Rather, the anchorages are distributed in such a way that a radial section, approximately after the line X-X between two projections 31a, only meets four cables 28, since these are distributed over four circumferences and that a cut Y-Y at a rib 31a meets only 4 + 1 cables. In general, these numbers correspond to η and η + 1, where η indicates the number of concentric rows that the cables follow. In other words, the pieces of cable that are assigned to each other are, form an arc of a circle and belong to different concentric rows, but the mean distance to the vertical axis the construction of these pieces of cable remains constant and equal to the mean distance of the rows.

Bei Beachtung dieser Ausbildung der Verankerungen kann man die Kabel 28 spiralenförmig anordnen, so daß sie sich nun auf einen Teil eines beliebigen Kreisumfanges wickeln können. -If this training of anchors is observed, one can use the Arrange cables 28 in a spiral so that they are now on a Can wrap part of any circumference. -

Der Beton hat, wie bereits dargelegt wurde, im wesentlichen die Aufgabe, die Zentripetalbeanspruchungen der vorgespannten Armierungen zum Stahlbehälter zu übertragen. Es ist allerdings vorteilhaft, um das Risiko des Zusammendrückens des Stahlbehälters auszuschließen, dafür zu sorgen, daß bei Abwesenheit von ^ Druck ein Teil der Beanspruchung nicht zum Stahlbehälter übertragen wird und eine Vorspannung des Betons bewirkt. Dann wird aber, wie bereits dargelegt wurde, die Ausbildung nicht wirtschaftlich und die Vorspannung nicht so ausgenutzt wie dann, wenn im Betrieb die Vorspannung gleichsam insgesamt auf die Metallwand übertragen wird.As has already been explained, the concrete has essentially the task of absorbing the centripetal stresses of the prestressed reinforcements to transfer to the steel tank. However, it is beneficial to avoid the risk of crushing the steel container to exclude, to ensure that in the absence of ^ pressure part of the stress is not transferred to the steel container and causes a prestressing of the concrete. But then, as has already been explained, the training will not be economical and the preload is not utilized in the same way as when the preload is applied to the metal wall as a whole during operation is transmitted.

Bezüglich der Zylinderwand A ist ein solches Ergebnis für die horizontale Vorspannung leicht zu erhalten, da die Ringe 8, 9 oder 11, welche die Wand bilden, unter Druck derart gespannt werden können, daß die Fugen im Beton sich öffnen? es kann sogar von Vorteil sein, daß zur Vermeidung übermäßiger Fugen-With regard to the cylinder wall A, such a result is for the horizontal preload easy to maintain because the rings 8, 9 or 11, which form the wall, can be tensioned under pressure in such a way that the joints in the concrete open? it can even It can be advantageous that to avoid excessive jointing

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- 15 - ■ ·- 15 - ■ ·

öffnungen beim Betonieren klassische Vorkehrungen zur Verringerung der Zusammenziehung des Betons getroffen werden. Zu diesem Zweck kann man zwischen die Blöcke 13 Fugen 18 einer bestimmten Größe einführen, die man mit Mörtel füllt, nachdem der Beton der Blöcke 13 seine Schwindung beendet hat. In vertikaler Richtung reicht die Zusammenziehung des Betonsim allgemeinen aus, um sein Entspannen auf Null zu erhalten, bevor die vertikale Zusammendrückung des Stahls, aufhört, wenn der Druck anwächst. Mit anderen Worten', die Betonhülle wird vorzugsweise zusammengedrückt, d.h. vorgespannt in Abwesenheit vom Innendruck und vorteilhafterweise "gerade druckentlastet, wenn der Reaktorkessel unter Druck steht in Abwesenheit des thermischen Gradienten quer durch den Beton.Openings when concreting are classic precautions to reduce the contraction of the concrete. For this purpose you can between the blocks 13 joints 18 a certain size to be filled with mortar after the concrete of the blocks 13 has stopped shrinking. In the vertical direction, the contraction of the concrete is generally sufficient off to get its relaxation to zero before the vertical compression of the steel ceases when the pressure grows. In other words, the concrete shell is preferably compressed, i.e. prestressed, in the absence of internal pressure and advantageously "just depressurized when the reactor vessel is pressurized in the absence of thermal Gradients across the concrete.

Der Temperaturunterschied zwischen den Innenflächen und Außenflächen der Betonhülle bewirkt, daß die Fugen zwischen den Blökken 13 auf der Außenseite der Betonhülle weiter geöffnet werden als auf der Innenseite.The temperature difference between the inner and outer surfaces the concrete shell causes the joints between the blocks 13 can be opened wider on the outside of the concrete shell than on the inside.

Obgleich bei der gezeigten Aüsführungsform die Betonwand aus Blöcken 13 gebildet ist, die durch Fugen 18, 19 voneinander getrennt sind, so ist es doch auch möglich, diese Betonwand 17 ohne Fugen zu bilden, indem man die Vorsichtsmaßregel anwendet, stark zu armieren mittels Armierungen, die sich passiv zum armierten Beton verhalten und die demzufolge zur Verteilung der Risse führen würden. Die Inbetriebnahme würde nun nicht das Öffnen von Fugen sondern die Bildung von schwachen Rissen bewirken, wie man sie in den üblichen betonarmierten Bauwerken wahrnimmt. Da der Anblick solcher zufällig gebildeten Risse unschön ist, wird man an der Außenseite, also dort, wo ihre Größe am stärksten ist, Anrisse schaffen.Although in the embodiment shown, the concrete wall is formed from blocks 13 which are separated from one another by joints 18, 19 it is also possible to form this concrete wall 17 without joints by applying the precautionary measure, to be heavily reinforced by means of reinforcements that are passive to the reinforced concrete and, consequently, to distribute the Cracks would result. Commissioning would not cause the opening of joints but the formation of weak cracks, as one perceives them in the usual concrete-reinforced structures. Since the sight of such randomly formed cracks is unsightly, you will be on the outside, i.e. where their size is at the strongest is to create cracks.

Zeichnungsfiguren 4 bis 11 betreffen Einzelheiten der Konstruktion. So zeigt Fig.4 einen Ausschnitt der horizontal geschnitte-Drawing Figures 4 to 11 relate to details of the construction. 4 shows a section of the horizontally cut

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nen Ver Stärkung sr ing es 11, in welchem eine Durchdringung 11a großen Durchmessers eingefügt ist. Das entsprechende Loch im Beton 17 wird durch das Stahlrohr 40 geschützt.nen reinforcement sr ing es 11, in which a penetration 11a large diameter is inserted. The corresponding hole in the Concrete 17 is protected by the steel pipe 40.

Die Verstärkung des Ringes 11 besteht in einer zunehmenden Verdickung 41, die an der Achse der Durchdringung 11a am stärksten ist. Die Verdickung ist gleichmäßig zwischen der Innen- und Außenseite des Ringes verteilt. Das Rohr 40 ist an den Ring 11 geschweißt. Darüberhinaus verstärken Eckbleche 42, die zugleich an das Rohr und an den Ring 11 geschweißt sind, die Verbindung der beiden Elemente. The reinforcement of the ring 11 consists in an increasing thickening 41, which is strongest at the axis of the penetration 11a. The thickening is even between the inside and outside of the ring. The tube 40 is welded to the ring 11. In addition, reinforce corner plates 42, which are also attached to the pipe and welded to the ring 11, the connection of the two elements.

Einen noch weit mehr verstärkten Ring zeigen die Fig. 6, 7 und 8. Er wird von einem zylindrischen Element 43 gebildet, der oben und unten an kreis ringförmige Platten 44 geschweißt ist. Der Schnitt dieses Speziairinges durch eine Vertikalebene stellt sich wie ein H-Pr ofil dar, wobei das zylindrische Teil 43 das Verbindungsstück zu den beiden die Schenkel darstellenden Ringplatten 44 bildet. Das Teil 43 wird durch innere Vertikalversteifungen 45 und äußere Vertikalversteifungen 46 verstärkt, die zugleich am Teil 43 und an den Teilen 44 angeschweißt sind.FIGS. 6, 7 and 8 show an even more reinforced ring. It is formed by a cylindrical element 43 which is welded to circular plates 44 at the top and bottom. The cut this speciairinges through a vertical plane presents itself like an H-profile, the cylindrical part 43 being the connecting piece to the two ring plates 44 representing the legs. The part 43 is made up of internal vertical stiffeners 45 and external vertical stiffeners 46 reinforced, which are welded to the part 43 and to the parts 44 at the same time.

In der Nähe der weiten Durchdringung 47, die durch das Stahlrohr gebildet wird, welche das zylindrische Element 43 durchdringt, das an sie geschweißt ist, weisen die Teile 44 eine örtliche fortschreitende Verbreiterung 49 auf, wodurch die Schwächung des zylindrischen Elementes 43 durch die Durchdringung 47 kompensiert wird.In the vicinity of the wide penetration 47 formed by the steel pipe which penetrates the cylindrical element 43, the is welded to it, the parts 44 have a local progressive Widening 49, whereby the weakening of the cylindrical element 43 by the penetration 47 is compensated.

Im übrigen sind die vertikalen Innenverstärkungen 45a und Außenverstärkungen 46a (Fig. 8), die sich in der Nachbarschaft der Durchdringung 47 befinden, viel widerstandsfähiger, d.h. im Querschnitt viel stärker als die Verstärkungen 45 und 46 gehalten.Incidentally, the vertical internal reinforcements are 45a and external reinforcements 46a (Fig. 8), which are in the vicinity of the penetration 47 are much more resistant, i.e. much stronger in cross-section than the reinforcements 45 and 46.

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Das Rohr 48 trägt außen einen Verstärkungskragen 69. Außerdem sind Bleche 50 sowohl an den Kragen 69 als auch an das Rohr 48,The tube 48 carries a reinforcing collar 69 on the outside. In addition are sheets 50 both on the collar 69 and on the tube 48,

das zylindrische Element 43 und an die Versteifungen 46a geschweißt. Die Eckbleche 51 sind zugleich an den Kragen 69, das Rohr 48, das zylindrische Element 43 und die Ringplatten 44 geschweißt. Die Eckbleche 50 und 51 ergänzen die Verbindung des Rohres 48, das im übrigen unmittelbar an das zylindrische Element 43 geschweißt ist.the cylindrical member 43 and welded to the stiffeners 46a. The corner plates 51 are welded to the collar 69, the tube 48, the cylindrical element 43 and the ring plates 44 at the same time. The corner plates 50 and 51 complete the connection of the tube 48, which is otherwise directly to the cylindrical element 43 is welded.

Der Ring 9 (Fig. 1) mit den Vor Sprüngen 10 könnte in gleicher Weise durch einen Ring ersetzt werden, der einen Aufbau analog des in Fig, 6, 7 und 8 gezeigten Ringes aufweist, inc&em die Vertikalversteifüngen 45 die Vorsprünge aufgrund einer geeigneten Auftrennung von ihren sie bildenden Platten bildeten.The ring 9 (Fig. 1) with the front jumps 10 could be the same Way can be replaced by a ring which has a structure analogous to the ring shown in FIGS. 6, 7 and 8, inc & em the vertical stiffeners 45 the projections formed due to a suitable separation from their constituent plates.

Fig. 9 und 10 zeigen die Verbindung von Ringen 8, weiche die Zylinderwand A des Stahlbehälters nach Fig. 1 bilden.9 and 10 show the connection of rings 8, soft the cylinder wall Form A of the steel container according to FIG.

Im Falle der Ausbildung nach Fig. 9 weist die eine Stirnseite der Ringe 8 eine Nut 53 auf, während· die andere Stirnseite als dazu passende Feder 52 gestaltet ist, wobei deren Höhe unter der Tiefe der Nut 53 liegt, so daß beim Aneinanderfügen zweier Ringe 8 diese sich vorzugsweise im übrigen Teil 54 abstützen, während die Mut und Feder die Verbindung übernimmt, ..-·,--In the case of the embodiment according to FIG. 9, one end face of the Rings 8 a groove 53, while · the other face than this matching spring 52 is designed, the height of which is less than the depth of the groove 53, so that when two rings 8 these are preferably supported in the remaining part 54, while courage and spring take over the connection, ..- ·, -

Bei der Ausführung nach Fig. 10 weisen beide Stirnseiten der Ringe eine Nut 53 auf, die im Querschnitt rechteckig gehalten ist, wobei in die Nut ein Zapfen 55 sich einlegt, der unabhängig von der Riiigform sein kann oder aus Sektoren, die sich ends eitig an- ' einanderleben, bestehen kann. Auch hier ist es vorzuziehen, daß die Höhe des ZapfenB 55 unter der lichten Höhe der durch die Nuten 53 geschaffenen Ausnehmung liegt.In the embodiment according to FIG. 10, both end faces have the Rings on a groove 53, which is held rectangular in cross section, in which a pin 55 is inserted into the groove, which can be independent of the Riiigform or made up of sectors, which end at one another- ' live together, can exist. Again, it is preferable that the height of the pin B 55 below the clear height of the through the grooves 53 created recess lies.

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Um das Verbringen der Ringe und der Ringzapfen an Ort und Stelle zu erleichtern, können die Nuten 53 sich leicht nach außen erweitern, also trapezförmig im Querschnitt gehalten sein, wobei auch die Federn 52 bzw. Zapfen 55 eine entsprechende Form erhalten sollten.In order to make it easier to bring the rings and the ring pins in place, the grooves 53 can expand slightly outwards, that is, to be kept trapezoidal in cross-section, the springs 52 or pins 55 also being given a corresponding shape should.

Die Ringverbindungen, wie sie in Fig. 9 und 10 dargestellt sind, können für die Kuppeln nicht verwendet werden, weil die Montage dann nicht "möglich wäre. Deshalb ist bei der Ausbildung nach Fig.lt, weiche die Verbindung zweier Kuppelringe 12a und 12b zeigt, die Berührungsfläche der beiden Ringe mit zwei Flächen 58a und 58b, die rechtwinklig zur Wand verlaufen und durch eine Stufe 58c voneinander getrennt sind, gebildet, und zwar derart_ä daß die Fläche 58b, die nach außen liegt, zur Fläche 58a gegenüber dem im Durchmesser kleineren Element 12a abgesetzt ist.The ring connections as shown in FIGS. 9 and 10 cannot be used for the domes because assembly would then not be possible. Therefore, in the embodiment according to FIG. 1, the connection between two coupling rings 12a and 12b is shown , the contact surface of the two rings with two surfaces 58a and 58b, which run at right angles to the wall and are separated from one another by a step 58c, in such _{a way} that the surface 58b, which lies outwards, to the surface 58a opposite that in diameter smaller element 12a is offset.

Fig. 9, 10 und 11 zeigen gleichermaßen verschiedene Mittel zur Sicherstellung der Dichtheit der Verbindungen, wobei diese Mittel getrennt voneinander oder kombiniert miteinander benutzt werden können.FIGS. 9, 10 and 11 likewise show different means for Ensuring the tightness of the connections, these means being used separately from one another or in combination with one another can.

So kann im Hohlraum 57 zwischen das Ende der Feder 52 und den Grund der Nut 53 eine nichtdargestellte "metalloplastische" Verbindung eingebracht werden. Man kann außerdem eine Dichtschweissung 60 von der Innenseite der Wand des Stahlbehälters anbringen, und ferner kann man eine Dichtschweißung 61 auf der Außenseite vorsehen.Thus, in the cavity 57 between the end of the tongue 52 and the base of the groove 53, a "metalloplastic" connection (not shown) can be introduced. A sealing weld 60 can also be made from the inside of the wall of the steel container, and furthermore, a sealing weld 61 can be made on the outside provide.

Um die Verbindung noch weiter.zu verbessern, kann ein Deckblech 62 beidseitig der Verbindung angeschweißt werden, wobei dieses Deckblech darüberhinaus in einer Ausnehmung 63 auf der Innenseite der beiden Ringe 8 angeordnet werden kann.To improve the connection even further, a cover plate 62 are welded on both sides of the connection, this cover sheet also in a recess 63 on the Inside of the two rings 8 can be arranged.

Endlich könnte ein Deckblech auch außen an der Verbindung vorgesehen werden, es könnte auch gewölbt sein wie das Deckblech 64 bei der Ausführung nach Fig. lO, wobei sich ein Hohlraum zwischen dem Deckblech und den Ringen 8 bildet« Dieser Hohlraum könnte darüberhinaus an ein Netz von Röhren angeschlossen sein, die an ein Kontrollgerät anschließen, welches im Betrieb die Überwachung etwaiger Leckagen ermöglicht.Finally, a cover plate could also be provided on the outside of the connection It could also be curved like the cover plate 64 in the embodiment according to FIG. 10, with a cavity This cavity forms between the cover plate and the rings 8 could also be connected to a network of tubes that connect to a control device that is in operation enables the monitoring of any leaks.

Das Deckblech 62 nach Fig. 9 könnte auch durch eine gewölbte Deckplatte 64 nach Fig. 10 ersetzt werden, wodurch im Betrieb die Schweißungen 66 zusammengedrückt werden und folglich die Bruchgefahr verringert würde.The cover plate 62 according to FIG. 9 could also be curved by a Cover plate 64 are replaced according to FIG. 10, whereby the welds 66 are pressed together during operation and consequently the Risk of breakage would be reduced.

Claims

IJ rector boiler with pre-tensioned concrete-encased steel tanks, characterized by the design in such a way that the pre-tensioned reinforcement bars (23 to 25) exert an artificial pressure from the outside on the steel tanks A, B, C, which withstand the pressure from the outside in, which at least partially compensates for the internal pressure occurring during operation.

2. Reactor boiler according to claim 1, characterized in that the Steel container is designed as a flat surface-free body of revolution of an envelope curve.

3. Reactor boiler according to claim 2, characterized in that the steel container has the shape of one of domes (B, C) closed Has cylinder (A).

4. Rekatorkessel according to claim 3, characterized in that the domes are designed as spherical domes (C ₉ ), whose

Curvature increases continuously towards the wall of the cylinder (C-). -. - --3 * '■' ■ '

5. Reactor boiler according to claim 1, characterized by the training such that the steel container can withstand the internal pressure.

6. Reactor boiler according to claim 1, characterized in that the steel container is constructed from elements (8, 9,11,12, 13) which are held together by the artificial external pressure that always remains above the internal pressure at least in one direction.

7. reactor boiler according to claims 1 and 6, characterized in that that the steel container is made up of rings (8, 9, 11, 12, 13) which are joined together in the direction of the steel container along the axis and are held together by artificial external pressure.

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8. reactor boiler according to claim 7, characterized in that the radial preload of the rings is below the internal operating pressure.

9. reactor boiler according to claim 1, characterized by the formation such that im. Operation at least most of the Prestress is transmitted to the steel container, the Concrete shell (17) is relieved of pressure and it applies the compressive force to the outer surface of the steel container conducts, and that at rest the prestress is distributed between the concrete shell and the steel container.

10. reactor boiler according to claim 1, characterized in that the Concrete shell is formed by blocks (13) which are joined by joints (18, 19) are separated from each other, which are intended to remain open during operation of the reactor vessel,

11. reactor boiler according to claim 1, characterized in that the The thickness of the steel container (A, B, C) is approximately equal to half the thickness of a steel container that can accommodate the entire operating pressure, wherein the steel container (A, B, G) can withstand the internal pressure at least in one direction and that in the opposite direction acting preload corresponds approximately to half the internal pressure.

12. Reactor boiler according to claim 3, characterized in that the prestressed reinforcement (25) on each dome (B, C) a mesh-shaped Form a network, which the two dome shells

-Concrete components are prestressed, these two Concrete components are connected to one another by prestressed longitudinal reinforcements (23) »which are parallel to one another on the cylinder man- • tel run.

13. Reactor boiler according to claims 7 and 12, characterized in that the longitudinal reinforcements (23) by their bias hold the rings (8, 9, 11} forming the steel container together. ; . .

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14, reactor vessel according to claim 12> characterized in that the cylindrical part of the reactor vessel is radially prestressed by circularly extending cable pieces (28a-28b) which are distributed in coaxial rows (Z ₁ -Z), the mean distance between these circularly extending cable pieces is constant to the axis,

15, reactor vessel according to claim 14, characterized in that the ends of two cable pieces (28a-2Sb), which _{complement each other to at least one pitch circle of a row (Z 1} ), are anchored on two side surfaces of a radial projection (3la-31c) of the concrete shell *

16, reactor boiler according to claim 15, characterized in that the Radialvor jumps (3ia-3ic) on the cylindrical part of the reactor kess ice running vertically, evenly distributed around the circumference Form ribs and that the Kabeis parts are distributed in different stages are arranged, the anchorages of a step are angularly displaced to the anchorages of the above and below Steps, in such a way that the anchorage is distributed over the outer circumference of the reactor vessel *

17, reactor vessel according to claim 4, characterized in that the central part (13) of the calottes (C ^) is kept thicker than the rest Has part of the steel container and access openings (14) to its interior.

18, reactor vessel according to claim 7, characterized in that at least a ring (11) is reinforced and has inwardly leading openings (11a) which are directed radially to the longitudinal axis of the rings are"

19 «reactor boiler after. Claim 7, characterized in that the Rings on their contact surfaces interlocking elements (53, 55, 57).

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ZO. Reactor boiler according to Claim 19, characterized in that Sealing connections (62-64) build up from rings with interlocking Complete elements.

21. Reaktorkessei according to claim 9, characterized in that the prestressed reinforcement pass through narrow pipes in which a liquid to protect and cool the reinforcement circulates.

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i-H-i-H-

L e e r 2 e i f L eer 2 eif