DE1764008C - Auflage und Abstutzgerust fur einen in einem Abdichtbehalter eingeschlossenen Atomkernreaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein zylinderförmiges Auflage- und Abstützgerüst für einen in einem Abdichtungsbehälter eingeschlossenen Atomkernreaktor, welches das Gewicht des Reaktorkernes und des Traggerüstes für den Kern aufnimmt.

Es sind bereits zylinderförmige Auflage- und Abstützgerüste für Kernreaktoren bekanntgeworden, die das Gewicht des Reaktorkernes und des Traggerüstes aufnehmen. -Diese Gerüste bestehen aus einem einfachen, am Boden des Reaktordruckgefäßes aufgelagerten zylinderförmigen Tragring, der in der Nähe der Peripherie des Gittertragwerks an letzterem angreift (vgl. deutsche Patentschrift 1074166, insbesondere Fig. 1 und 2 mit zugehöriger Beschreibung; französische Patentschrift 1 234 324, F i g. 1 und 2 mit zugehöriger Beschreibung) oder von dem aus sich das Gittertragwerk strahlenförmig nach außen erstreckt (vgl. französische Patentschrift 1 199 141, insbesondere Figur und Beschreibung). In einem anderen Fall ist das Gittertragwerk mittels senkrecht stc- ao hender Säulen auf einem die Auflagerkraft auf den Boden des Reaktordruckgefäßes übertragenden Abstützring aufgelagert (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 220 943, insbesondere F i g. 1 bis 3 und zugehörige Beschreibung). Diese Gerüste können die thermische »5 Ausdehnung der Aufbauten jedoch nicht aufnehmen und ausgleichen.

Dagegen sind Auflagegerüste, die dieser thermischen Ausdehnung der Aufbauten Rechnung tragen, bereits aus der französischen Patentschrift 1 225 776, insbesondere F i g. 1 bis 3 und zugehöriger Beschreibung, und 1210341, insbesondere F i g. 1 bis 6 und zugehöriger Beschreibung, bekannt. Dies wird durch besondere Gelenke an den oberen und unteren Enden der aus einem Slabwcrk bestehenden Auflagcgerüste erreicht. Eine ähnliche Anordnung ist auch aus der französischen Patentschrift 1 294 305 bekannt.

Diese letztgenannten Anordnungen sind zwar brauchbar, besitzen jedoch verschiedene Nachteile, insbesondere die Gefahr eines gewissen Einknickens der Ständer. Außerdem wird das Gewicht der Gesamtanordnung zu stark auf eng begrenzte Auflagerfiächen konzentriert, so daß infolge dieser hohen Belastung sehr leicht Schaden auftreten können.

Die Erfindung bezweckt nunmehr eine gleichmäßige Verteilung der vom Auflage- und Abstützgerüst auf den Abdichtbehälterboden sowie von diesem auf die tragende wärmeisolierende Grundmauer übertragenen Auflagerkräfte. Dabei muß vor allem die verschicdene thermische Ausdehnung der einzelnen Strukturclemente berücksichtigt werden und verhindert werden, daß Eingriffe während des Reaktorbetriebs nötig sind. Insbesondere bezweckt die Frfindung eine Beseitigung der P.inknickgefahr der bekannten Auflagegerüstanordiniiigen durch eine Stabwerk- und gelenklose Konzeption.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Auflage- und Abstützgeriist aus einer Anzahl voneinander unabhängig bewegbarer konzenirischer Keifen bestellt, die sich über Rcifcnmiflagcr am Hoden des Abdichlungsbehälters abstützen.

Der Boden des Abdichtungsbehiilters ruht vorzugsweise über zwischcngeschallete Gleitschuhe und Glcitiintcrlagcii auf Blöcken, die in den den Boden des Reaktorbehälters bildenden isoliurofvlen Beton

eingegossen situ!.
Gciiuiß einer

ersten Aiisfiilmingsform sind die Gleitschuhe und Gleitunterlagen senkrecht unterhalb der Reifen in konzentrischen Kränzen angeordnet. Gemäß einer zweiten Ausführungsform ruht der Abdichtungsbehälter über zwischengeschaltete Gleitschuhe und Gleitunterlagen, die in kontinuierlichen Schichten oder konzentrischen Kränzen angeordnet sind, auf dem Boden eines Sicherheitsbehälters.

Gemäß einer dritten Ausführungsform ruht der Abdichtungsbehälter über einer einzigen zwischengeschalteten Schicht von Blöcken auf dem Boden eines Sicherheitsbehälters.

Gemäß einer weiteren abgewandelten Ausführungsform sind senkrecht unter den ersten Reifen eine zweite Reihe konzentrischer Reifen angeordnet, die an ihrer Basis starr befestigt sind.

Vorzugsweise bestehen die Gleitschuhe und Gleitunterlagen aus Stahl, insbesondere einem Stellit. Die Gleitschuhe können aber auch ebenso gut aus Graphit bestehen. Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht und zur Veranschaulichung verschiedene Ausführungsfonncn des erfindungsgemäßen Auflagegerüsts beschreibt, denen jedoch kein einschränkender Sinn beizulegen ist.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen senkrechten axialen Schnitt eines Kernreaktors mit einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auflagegerüsts,

F i g. 2 in größerem Maßstab einen Teil dieses Auflagegerüsts in der Nähe der Achse H-II der Fig. 1,

F i g. 3 einen senkrechten axialen Schnitt des unteren Teils eines Kernreaktors mit einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auflagegerüsts,

Fig. 4 einen Ausschnitt der Fig. 3 in größerem Maßstab,

F i g. 5 bei einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auflagegerüsts im Schnitt den unteren Teil eines Reifens und die Reihe der unter diesem Reifen angeordneten Platten,

F i g. 6 einen Schnitt wie F i g. 5 der ersten, in den F i g. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform,

F i g. 7 einen senkrechten axialen Schnitt einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auflagegerüsts,

Fig. 8, 9 und 10 Schnitte dreier Arten von Auflagern der Gleitfiächen auf den unter dem Boden des Behälters angeordneten Wärmeisolationsblöcken,

Fig. 11 einen Ausschnitt der Fig. 10 in größerem Maßstab,

Fig. 12 einen Schnitt längs XlI-XII der Fig.6 und

Fig. 13 einen Schnitt längs XIII-XIII der Fig. 5.

In Fig. 1 besitzt der Kernreaktor einen Corel, ein Traggerüst 2, seitliche Abschirmungen 3, einen Abdichtungsbehälter 4, einen Sicherheitsbehälter 5, einen Mittclzapfcn 6.

Das erfindungsgemäße Auflagegerüst weist eine Reihe konzentrischer Reifen 7 und konzentrischer Kränze 8 auf, wobei von den letzteren jeder aus übereinander angeordneten Gleituntcrlagen und Glcitschuhen besteht, die aufeinander gleiten können und in F i g. 2 und 6 genauer gezeigt sind.

Der Boden des Sicherheitsbehälter 5 ruht auf wärmeisolierenden Blöcken 9 (Fi g. 2).

Jeder Block 9 ist auf der Betonschicht 10 angeord-

net ers

net, und auf ihm liegt eine Gleitunterlage 11, die in erster Näherung unbeweglich bleibt.

Jeder Plattenkranz (Fig. 2 und-6) besteht aus einer Überlagerung von Gleitunterlagen und Gleitschuhen. Genauer gesagt folgen vom Reifen bis hinab zum Wärmeisolationsblock 9 nacheinander das Reifenauflager 12, in das der Reifen eingesetzt ist, der Boden des Abdichtungsbehälters 4, ein oberer metallischer Gleitschuh 13, eine obere Gleitunterlage 14, der Boden des Sicherheitsbehälters 5, ein unterer me- ίο tallischer Gleitschuh 15 und eine untere Gleitunterlage 11.

Die Böden der beiden Behälter 4 und 5 gleiten auf den Gleitunterlagen 11 und 14 mittels der Gleitschuhe 13 und 15. Die Zwischenräume zwischen den Sätzen der Gleitschuhe und Gleitunterlagen werden durch Zwischenblöcke 17 aufrechterhalten. Diejenigen Plattenkronen, welche keine Reifen tragen, können aus einer vereinfachten Säule von Platten bestehen.

Die Wärmeausdehnungen und -Schrumpfungen der Böden der Behälter 4 und 5 sind am Zapfen 6 zentriert.

F i g. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auflagegerüsts, nämlich ein Auflagegerüst mit zwei Gruppen von Reifen. Wie hieraus ersichtlich, entspricht jedem das Traggerüst 2 stützenden Reifen 7 ein unterer Reifen 18, der die Böden der Behälter 4 und 5 stützt und sich seinerseits an einem mechanisch verbundenen und geschweißten Aufbau 19, der mit dem Beton 20 verbunden ist, abstützt. Zwischen den unteren Reifen 18 ist ein Wärmeisolationsmaterial angeordnet, um dort den Wärmegradienten so linear wie möglich zu verteilen.

Bei dieser Ausführungsform mit zwei Gruppen von Reifen sind die Sätze der Gleitschuhe und Gleitunterlagen nicht unbedingt erforderlich, man kann sie jedoch vorsehen (Fig. 4), um die geringen Ausdehnungsunterschiede zwischen den Böden 4 und 5 aufzunehmen.

In F i g. 4 folgen vom Traggerüst 2 bis zum mechanisch und durch Schweißen zusammengebauten Aufbau 19 von oben nach unten aufeinander: Ein Reifenauflager 21, der Reifen 7, ein Reifenauflager 22, der Boden des Abdichtungsbehälters 4, ein oberer Gleitschuh 23, eine obere Gleitunterlage 24, der Boden des Sicherheitsbehälters 5, ein unterer Gleitschuh 25, eine untere Gleitunterlage 26, ein Reifenauflager 27, ein unterer Reifen 18 und ein Reifenauflager 28.

Der äußere Umfang der Böden der Behälter 4 und 5 ist konisch, und der äußerste Reifen 7 nimmt die Außenlast auf.

Diese in Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform beseitigt den Hauptteil der Gleitprobleme und kommt ohne die wärmeisolierenden Ölöcke 9 der ersten Ausführungsforni aus. Dagegen erfordert sie eine wirksame Wärmeisolation, um in den unteren Reifen 18 einen linearen Temperaturgradienten zu erhallen.

Bei der dritten Ausfühnmgsform des erfindungsgemälien Auflagegerüsts (Fig. 5), clic wie die erste Ausrührungsforin nur eine Gruppe von Reifen aufweist, triirt man nacheinander vom Reifen 7 zu den Wärmeisolationsblöcken 9 auf die folgenden HIemcnte: Die seitliche Verschiebung des Reifens 7 verhindernde Flansche 29, lastvcrleilendc Unterlagen 30, 65 den Boden des Abdiclitungsbehältcrs 4, Graphitglcitschuhe 31, den Boden des Sicherheitsbehälters 5, Graphitgleitschuhc 32 und untere Gleitunterlagen 33.

Die Verschiebungsbewegungen der Graphitgleitschuhe während Wärmebeweguiigen können durch (in Fig. 5 nicht sichtbare) metallische Zwingen begrenzt werden.

Derartige Zwingen oder Beschläge sind für die Schicht der Graphitgleitschuhe 31 wegen der geringen relativen Ausdehnungen zwischen den Böden der Behälter 4 und 5 vollkommen brauchbar; wegen der Eigenausdehnung der Zwingen ist dagegen diese Lösung für die untere Schicht von Graphitgleitschuhen 32 von vornherein erheblichen Zufallseinflüssen unterworfen.

F i g. 7 zeigt eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auflagegerüsts, wobei der Abdichtungsbehälter 4 und der Sicherheitsbehälter 5 durch eine einzige Schicht von Graphitblöcken 31 voneinander getrennt sind, deren Zusammenhalt durch Zwingen oder Schrumpfringe 36 gewährleistet ist.

Die Fig. 8 bis 11 zeigen drei Arten von Auflagern der Gleitunterlagen auf den unterhalb des Bodens des Sicherheitsbehälters angeordneten Wärmeisolationsblöcken (der ersten Ausrührungsform des erfindungsgemäßen Auflagegerüsts entsprechend). Mit 34 sind Höheneinstellschrauben bezeichnet. Nachdem die Lage der Gleitunterlage 11 mit Hilfe dieser Stellschrauben eingestellt ist, gießt man Beton durch die öffnung 35 und setzt anschließend den Gleitschuh 15 auf.

Schließlich zeigen die Fig. 12 und 13 einen Schnitt längs der Linie XII-XII der Fig. 6 bzw. einen Schnitt längs der Linie XIII-XIII der Fi g. 5.

Die vier beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Auflagegerüsts weisen eine große Zahl von Einzelteilen auf, deren Herstellung jedoch einfach ist und nur einige Vorversuche erfordert.

Der Mittelzapfen 6 bereitet zwar Schwierigkeiten, kann jedoch bei der zweiten Ausführungsform (Fi g. 3 und 4) weggelassen werden.

Diese zweite Ausführungsform ist theoretisch für unbegrenzt hohe Lasten geeignet, während man bei den anderen Ausführungsformen (Fig. 1, 2, 5 und 7) wegen des wärmedämmenden Betons der Blöcke 9 und/oder der Graphitgleitschuhe an Belastungsgrenzen stößt.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Zylinderförmiges Auflage- und Abstützgerüst für einen in einem Abdichtbehältcr eingeschlossenen Atomkernreaktor, welches das Gewicht des Reaktorkernes und des Traggerüstes für den Kern aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflage- und Abstützgerüst aus einer Anzahl voneinander unabhängig bewegbarer konzentrischer Reifen (7) besteht, die sich über Rcifcnauflager (12) um Boden des Abtlichtungsbehälters (4) abstützen.

2. Auflagcgerüst nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Hoden des Abdichümgsbehälters (4) über zwischengcschaltete Gleitschuhe (13, 15) und Gleilunterlagen (14, II) auf Blöcken (9) ruht, die in den den Boden des Reaktorbehälters bildenden isolierenden Beton (10) eingegossen sind.

3. Auflagcgerüst nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschuhe und die Gleitunlerlagcn senkrecht unterhalb der Reifen (7) in konzentrischen Krän/iMt (Si ;nii>i<nrilni>i timi

4. Auflagegerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtungsbehälter (4) über zwischcngeschaltetc Gleitschuhe und Gleitunterlagen, die in kontinuierlichen Schichten oder konzentrischen Kränzen angeordnet sind, auf dem Boden eines Sicherheitsbehälters (5) ruht.

5. Auflagegerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtungsbehälter (4) über eine einzige zwischengeschaltete Schicht von Blöcken (31) auf dem Boden eines Sicherheitsbehälters (5) ruht.

6. Auflagegerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht unter den ersten Reifen (7) eine zweite Reihe konzentrischer Reifen (18) angeordnet ist, die an ihrer Basis starr befestigt sind.

7. Auflagegerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschuhe und Gleitunterlagen aus Stahl bestehen.

8. Auflagegerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschuhe aus Graphit bestehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen