DE1802582C3 - Umwälzvorrichtung für das Kühlgas in einem Kernreaktordruckgefäß - Google Patents

Description

triebsmotors angeordneten Gebläserad aufweist, Stangen (47) bedienbar sind,

wobei am Ende des Gehäuses auf der Innenseite io 7. Umwälzvorrichtung nach den Ansprüchen 1

des Druckgefäßes ein Flansch angebracht ist, bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betäti-

dadurch gekennzeichnet, daß diesem gungseinrichtungen gebildet sind aus einem Ring

Flansch (23/1) in Richtung des Druckgefäßinne- (57), mit dem die Hinterenden der Zugstangen

ren in Abstand vorgelagert ein Zwischenring (42) (47) lösbar verbunden sind und an dem Gewinde-

und eine Verschlußkappe (39) koaxial angeord- 15 büchsen (58) sitzen, die von auf dem Motor (11)

net sind, die das Gebläse (15) umgeben und mit gelagerten Gewindespindeln (59) geführt sind so-

dessen Ein- und Auslässen (17,9) fluchtende ra- wie aus an dem Druckgefäß schwenkbar angeord-

diale Durchuittsöffnungen (76/1, 76B) für die neten Anschlägen (66), die zum Festhalten der

Zu- und Ableitung des Kühlgases bilden und daß Stangen (47) in eingezogener Stellung an deren

zum Absperren des Gehäuses (10) gegenüber 20 innere Enden anlegbar sind bevor die Stangenen-

dem Druckgefäß (4), durch an sich bekanntes den von Ring (57) gelöst werden und bevor die

Verschließen der Durchtrittsöffnungen (76/1, Motorgebläseeinheit (11,8) aus dem Druckgefäß

76 ß), der Ring (42) und die Kappe (39) bis (10) herausgezogen wird,
zum Anliegen des Ringes (42) an der Kappe

(39) sowie der Kappe (39) am Flansch (23/1) as

axial verschiebbar sind.

2. Umwälzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenr.Teichnet, daß der Zwischenring (42)

an das innere Ende (23) des Gehäuses (10) durch Die Erfindung bezieht sich auf eine Umwälzvor-

die Verschlußkappe (3i>) angedrückt wird. 30 richtung für das Kühlgas in einem Kernreaktordruck-

3. Umwälzvorrichtun"; nach Anspruch 1 und/ gefäß, die in einem rohrförmigen, durch die Wanoder2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver- dung des Druckgefäßes hindurchtretenden Gehäuse schlußkappe (39) einen den Raum zwischen dem angeordnet ist und ein Gebläse mit einem auf der Gebläsegehäuse (15) und dem Kanal (50) über- Welle des Antriebsmotors angeordneten Gebläserad brückenden verdickten Rand (41) aufweist, der 35 aufweist, wobei am Ende des Gehäuses auf der Inmit dem Ring (42) einen radialen, ringförmigen nenseite des Druckgefäßes ein Flansch angebracht Durchlaß bildet, welcher den Gebläseauslaß (9) ist.

mit dem in einer Linie mit diesem liegenden Ein- Solche Umwälzvorrichtungen müssen während des

laß (19) des Kanals (6) verbindet. Betriebs des Reaktors zumindest einzelweise abge-

4. Umwälzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, 40 schaltet werden können, ohne daß die Funktionsfädadurch gekennzeichnet, daß der Rand (41) der higkeit des gesamten Reaktors hierdurch beeinträch-Verschlußkappe (39) in deren Schließstellung zu- tigt wird. Bei einer bekannten Umwälzvorrichtung sammen mit dem Hing (42) den Einlaß (17) und der eingangs erwähnten Art (»VDI-Zeitschrift«, 109 den Auslaß (9) verschließend angeordnet ist. (1967), Nr. 15-Mai (III), Seite 680, Bild 10 mit Be-

5. Umwälzvorrichtung nach einem der An- 45 Schreibung) ist über ein Gestänge ein Teil des Gebläsprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Zwi- seeinlaufgehäuses beweglich. Damit läßt sich bei steschenraum (52), der die zum Druckgefäßinneren hender Maschine der Laufradeintritt verschließen hin gelegene Seite der Verschlußkappe (39) um- und somit eine erhebliche Rückströmung des Kühlgibt und mit einer Niederdruckzonc des Gebläses gases von parallel geschalteten Gebläsen verhindern, verbunden ist, so daß die Verschlußkappe (39) in 50 Diese Vorrichtung gestattet es jedoch noch nicht zu ihrer Öffnungsstellung durch das unter hohem Wartungs- oder Reparaturzwecken das Gebläse so Dmck stehende Gas festgehalten ist. hermetisch gegenüber dem Reaktorinnern abzu-

6. Umwälzvorrichtung nach einem der An- schließen, daß es bei vollem Betrieb des Reaktors sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die samt Gebläserad ausgebaut werden kann.
Abdichtung des Druckgefäßes (10) gebildet ist 55 Weiterhin sind Kühlgas-Umwälzvorrichtungen für aus einem inneren, ringförmigen Flansch am In- Kernreaktoren bekannt, bei denen lediglich das Generende des Druckgefäßes (10), der axial mit blase mit den Gasführungen und dem Gebläserad in dem Ring (42) für dessen Anlage ausgerichtet ist einem durch die Wandung des Druckgefäßes hinsowie aus einer Vielzahl am Umfang verteilter durchtretenden Gehäuse angeordnet ist. während axialer Zugstangen, die sich verschiebbar durch 60 sich der Antrieb für dieses Gebläse außerhalb der öffnungen in den Ring (42) und den Flansch (23) Wandung des Kernreaktordruckgefäßes befindet, erstrecken und an ihren Innenenden mit der Ver- (französische Patentschrift 1 493 248; »Kerntechnik« schlußkappc (39) verbunden sind und weiterhin 8. Jahrgang, August-September 1966, Seite 394, aus Anschlägen (55) für den Ring (42) auf den Fig. 6 und Seite 393, Fig. 5). Bei diesen Vorrich-Zugstangen (47) zum Verschieben des Ringes 65 tungen ist zwar die Gebläseantriebseinheit gut zu-(42) aus seiner Schließstellung in die öffnungs- gänglich, jedoch beanspruchen einerseits die außerstellung sowie aus Anschlägen (54,53) an der halb des Druckgefäßes angeordneten Gebläsean-Verschlußkappe (?9) und der Wandung des Ka- triebe erheblichen Platz und bedingen eine lange

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Verbindungswelle zu dem an der Innenseile des Druckgefäßes angeordneten Gebläse, ferner kann das Gebläse zur Wartung und Überholung des Gebläserades der Lager usw. nicht während des Betriebs des Reaktors ausgebaut werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umwälzvorrichtung der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß sie während des Betriebs des Kernicaktors, ohne dessen Funktion zu beeinträchtigen, stillgesetzt werden kann und ihre gesamten verschleißanfälligen Teile von außen zugänglich gewartet werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Umwälzvorrichtung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß diesem Flansch in Richtung des Druckgefäßitinern in Abstand vorgelagert ein Zwischenring und eine Verschlußkappe koaxial angeordnet sind, die das Gebläse umgeben und mit dessen Ein- und Auslassen fluchtende radiale Durchtrittsöffnungen für die Zu- und Ableitung des Kühlgases bil- ao den, und das zum Absperren des Gehäuses gegenüber dem Druckgefäß, durcl. an sich bekanntes Verschließen der Durchtrittsöffnungen, der Ring und die Kappe bis zum Anliegen des Ringes an der Kappe sowie der Kappe am Flansch axial verschiebbar sind.

Die weiteren Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen gasgekühlten Kernreaktor eines Kraftwerks, der die Anordnung einer Kühlgasumwälzvorrichtung in diesem Reaktor wiedergibt, wobei für die Erfindung unbedeutende Teile weggebrochen sind,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Umwälzvorrichtung, teilweise geschnitten,

F i g. 3 die Ansicht einer Einzelheit von der Verschlußvorrichtung für das innere Ende der Umwälzvorrichtung,

F i g. 4 einen Querschnitt durch die Umwälzvorrichtung längs der Linie IV-IV in F i g. 2,

Fig. 5 eine seitliche Teilansicht der aufgeschnittenen Verschlußvorrichtung in Schließstellung,

F i g. 6 einen Querschnitt durch eine weitere Ausbildungsform des Gebläses von der Gasführungsseite aus gesehen.

Man erkennt in F i g. 1 eine Anzahl von horizontal eingelassenen Hauptumwälzvorrichtungen 1 für das unter Druck stehende Kühlgas, die in einer Reihe

längs des Umfangs der dicken Betonwand

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an-

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geordnet sind. Diese Wand 2 ist Teil eines kreisförmigen Betonmantels, der den Reaktorkern 3 umgibt und einen Gasraum 4 einschließt. Jeder der Gasum-Wälzvorrichtungen 1 baugt Gas aus einem Wärmetauscher 5 durch den Gasraum 4 an und besitzt einen Ringkanal 6, der sich im Gasraum 4 befindet unci in einen ringförmigen Gasraum 7 mündet, um so den Reaktorkern 3 mit Kühlgas zu versorgen. Jede Gas-Umwälzvorrichtung 1 ist horizontal in der Betonw?nd2 angeordnet und hat ein Gebläse 8, das sich im Gasraum 4 auf der Umwälzvorrichtung befindet. Der Auslaß 9 des Gebläses 3 ist mit c'em Ringkanal 6 verbunden, so daß beim Betrieb der Umwälzvorrichtungen unter Druck stehendes Kühlgas durch den Wärmtauscher 5 und den Reaktorkern 3 hindurchströmt.

Die F i β -> zeiet daß jede Umwälzvorrichiung 1

10 aufweist, das in die Betonwand 2 diese durthquv
rend eingebettet ist und som.t sin oder "£■ an Wandflächen endet. Ein Elektromotor-11 ist übe
seine ganze .Länge in dem Gehäuse 10 angcordnu und ein frontseitiger Verschluß 12 dichtet das au
ßere Ende des Gehäuses 10 ab. Weiterhin S«-hort zur Umwälzvorrichtung 1 das Gebläse 8 mit emem.G bläseradl3, das mit der Abtriebswelle 14 am 1""^ ende des Motors U gekuppelt ist undJ^ £«i_ Gebläsegehäuse 15 mit einer ringförmigen C.asluU rung 16 von U-förmigen Querschnitt, die; einen rau.a gerichteten Einlaß 17 und einen ebenfalls radial gc richteten Auslaß 9 besitzt. r.ehäu-

Der Ringkanal 6 ist am inneren Ende ^s Othau ses 10 befestigt und besitzt einen bogenförmigen ZuZ 18 Swfe einen Ein.aß 19 die beide,am dem en.sprechcnden Einlaß 17 bzw. Auslaß 9»des^GcWa segehäuses 15 fluchten. Dichtnnge 2U des; Rmgka nals6 liegen auf einem abgebogenen RandI 21 auf der "den Eingang in d,n Gasraum 7 bildet. IXr_E η laß 17 weist hierbei längs desUmfangs em Reilu. von drehbaren Flügeln 22 auf. die im Winkel w stellbar sind, um den Gasdurchsatz durch die Um Wälzvorrichtung zu verändern.

Das innere Ende des Gehäuses 10, umschließt einen Flanschring 23 mit einem Flanscn 23/1,.ier innerhalb des Rohres 10 einmal durch eine Umfang reihe von Segmenten 24, die in «ner nngiormigen Nut 25 des Flanschringes 23 hegen und in ,ine rmg förmige Ausnehmung 26 im Gehäuse 10 hineinragen und zum anderen durch einen Klemmring 27, der mit dem Ring 23 verbolzt ist und an eine Schulter Hl in der Bohrung des Rohres 10 anstößt, befestife. ^ Eine am Umfang umlaufende Rippe 29 auf ckm Motor 11 liegt am Klemmring 27 an, und der Motor 11 ist lösbar am Flanschrii.g 23 durch eine R hc längs des Umfangs angeordneten, achsparaJlekn Verbindungsstangen 30 festgemacht. Diese,Stangen 30 besinn Gewinde an ihren inneren Enden und sind in Gewindelöcher 31 im Flanschring 2j^eingeschraubt. Ferner besitzen sie mit Gewinde verchenc Außenenden, die Muttern 32 tragen und an Distanz hülsen 33 anliegen, die an einem Kragen 34 auf dem Motor U anliegen. Die öffnungen des F ansthnnges 34 auf dem Motor 11 anliegen. Die öffnungen des Flanschringes 23 wird durch das Innenende des NIotors 11 geschlossen. Dieses Innenende best/t am Umfang ?ine zylindrische Passung 35 die gleitend m der zylindrischen Bohrung des Fanschringes 23 sitzt. Ferner ist am inneren Ende des Motors em Ko henrina 36 angeordnet, und ferner ist das Motorendc durch eine Schützende Stirnwand 37 abgeschlossen Die äußere Endplatte 38 des Geb asegehauses 15 am Innenende des Motors 11 befestigt, so daß da. ganze Gebläse 8 auf dem Innenende des Motor. Π sit7_t Beim Entfernen des losgemachten Motor 11 öffnet sich das Innenende des Gehäuses IU. κ welches das Gebläse hineingefahren werden kann

Ein fasdichter Verschluß am Innenende des Gl häuses"ie besteht aus einer Kappe 39, einem Zw. srhenring 42, einer längs dessen Urnfangs angcordn ten Reihe von verschieblichen achsparallelen Zu^ stangen 47 und Betätigungseinrichtungen 48. Di Kappe 39 setzt sich zusammen aus einem gewölbte Teil 40 und einem verdickten Rand 41 und ist 11 zentralen Raum, der durch den Ringkanal 6 emg<

scMosscn ist, angeordnet. Der Zwischenring 42 schließt den Ringspalt zwischen dem Umfang der Mittclwand 43 des Gebläsegehäuses und einem radial gegenüberliegenden Mittelring 44 des Ringkanals 6; eine Abdichtung besteht durch Dichtringe 45 und 46 jeweils auf dem Ring 42 und der Mittelwand 43. Die Zugstangen 47 sind mit ihren Innenenden mit der Kappe 39 verbunden und treten verschieblich geführt jeweils durch öffnungen im Zwischenring 42, Flunschring 23, Klemmring 27 und im Zwischenilansch 29, wie im Kragen 34 des Motors 11 hindurch. Die Betätigungseinrichtungen 48 verbinden die äußeren Enden der Zugstangen 47 und v/erden derart betätigt, daß sie die Stangen 47 hin und her bewegen und damit die Kappe 39 und den Ring 42 zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verschieben. Der verdickte Rand 41 der Verschlußkappe 39 dient im wesentlichen als Überbrükkungsring. um den Ringspalt zwischen der Abschlußwand 49 des Gebläsegehäuses und der entsprechenden Wandung 50 des Ringkanals 6 abzuschließen, tine Scheibe 51 verschließt die Mitte des Ringkanals 6, um einen Zwischenraum 52 für die Kappe 39 zu bilden, und ein ringförmiger Anschlag 53 an der Scheibe 51 liegt an der Offenstellung an einem entsprechend ringförmigen Vorsprung 5 auf der Hinterscite der Kappe 39 an. Der Zwischenraum 52 steht in Verbindung mit der Niederdruckzone im Gebläse 8, so daß der verhältnismäßig hohe Druck auf der anderen Seite, im Innern der Kappe 39 dahin wirkt, die Kappe 39 offenzuhalten — und stabilisiert auf diese Weise die Kappe 39. Die Zugstangen 47 sind in den verdickten Rand'41 der Kappe 39 eingeschraubt und besitzen oberhalb dessen Anschläge 55, die gegen den Ring 42 drücken, um diesen von der Anlage am Gehäuse IO (Schließstellung) in seine Lage im Ringspalt zwischen der Wand 43 und dem Ring 44 (Offcnstellung) zurückzuführen. Zusammenwirkende Schullern 56 auf dem Zwischenring 42 und dem Ring 44 begrenzen die Einwärtsbewegung des Ringes 42 während der öffnung der Kappe 39.

Die Betätigungseinrichtungen 48 bestehen aus einem im Querschnitt kastenförmigen Ring 57, einem Antrieb an den hinteren Enden der Stangen 47 und Armen 65. Der Ring 57 besitzt drei längs des Umfangs angeordnete Gewindebuchsen 58, die von drei Gewindespindeln 59 durchdrungen und geführt sind. Die Gewindespindeln 59 sind 2uf dem Motor an seinem hinteren Ende gelagert. Der Antrieb der Stangen 47 besteht aus einer axial verlaufenden Antriebswelle 60. die durch den frontseitigen Verschluß 12 hindurchtrit». einem Getriebe 61, das den Antrieb auf drei radial gerichtete Wellen 62 verteilt, und Schnekken 63 auf den Wellen 62, die mit Schneckenrädern 64 auf den hinteren Enden der Spindeln 59 im Eingriff stehen. Die Arme 65 gehen vom Ring 57 aus, und an diesen sind die hinteren Enden der Zugstangen 47 lösbar befestigt. Die drei Zugstangen 47 werden in ihrer voll angezogenen Stellung durch drei Riegel 66 festgehalten, die innerhalb des Gehäuses 10 F.n dessen Umfang angeordnet sind. Jeder Riegel besitzt einen Arm 67 auf einer gelenkig drehbaren Muffe 68, die eine Halbmuffe 69 trägt. Diese Halbmuffe 69 rastet über einen Hals 70 auf der Stange 47 ein und liegt an der Schulter, weiche durch den Hals gebildet ist, an, um die Stange 47 in ihrer voll angezogenen Stellung zu halten. Die gelenkig schwenkbare Muffe 68 ist axial gewindeverstellbar, um sicherzustellen, daß die Halbmuffe 69 dicht an die Schulter des Halses 70 anstößt.

Um das Gehäuse 10 gegen den Gasraum 4 abzudichten, werden die Betätigungseinrichtungen 48 in Betrieb gesetzt, so daß die Kappe 39 durch die Zugstangen 47 in Richtung nach außen gezogen wird. Dabei drückt die Kappe 39 gegen die Stirnfläche 42« des Zwischenringes 42, nimmt diesen Ring in ihrer Bewegung mit und preßt diesen gegen df n Flansch 23/4 des Flanschringes 23, so daß die Kappe 39 und der Zwischenring 42 zusammen das Ende des Gehäuses 10 gasundurchlässig abschließen. Dabei werden die Durchtrittsöffnungen 76/4 und 76 B für

ao die Zu- und Ableitung des KUhlgases geschlossen. Ebenfalls dichtet die Kappe 39 mit ihrem Rand 41 den Einlaß 18 des Ringkanals 6 ab. Somit ist das Gehäuse 10 völlig vom Gasraum 4 abgeschlossen, und der Gasstrom ist unterbrochen (Fig.5). Die Kappe

as 39 wird in dieser Schließstellung sowohl durch die Betätigungseinrichtungen 46 wie durch den Gasdruck im Gasraum 4 gehalten. Der Druck im solchermaßen gegen den Gasraum 4 abgeschlossenen Gehäuse 10 kann jetzt bis auf Normaldruck gesenkt werden und die Motor-Gebläse-Einheit kann, nachdem die Zugstangen 47 vom Motor 11 weg in die Verriegelungen 66 eingeführt sind, dann aus dem Gehäuse 10 entlcrnt werden, und zwar durch das vorher geöffnete Außenende des Gehäuses 10, um eine Überholung Instandsetzung durchzuführen, während der Reaktor ununterbrochen mit den im Betrieb bleibenden Umwälzvorrichtungen weiterarbeitet. Nachdem die überholte und gewartete Motor-Gebläse-Einheit in das Gehäuse 10 wieder eingefahren und das Außenende des Gehäuses 10 dicht verschlossen ist, werden die Belätigungseinrichtungen 48 in Betrieb gesetzt, um die Verschlußkappe 39 und den Zwischenring 42 in ihre Offenstellung zurückzuführen. Überdies, wenn der Kernreaktor außer Betrieb ist, kann der Zwischenring 42 und die Verschlußkappe 39 entfernt werden, nachdem der Flanschring 23 vom Innenende des Gehäuses 10 gelöst ist.

In einer weiteren Ausbildungsform (F i g. 6) hat das Gebläsegehäuse benachbart dem Innenende des Gehäuses 10 eine doppelseitig offene Auslaßkammer 71 nach Art eines Schneckengehäuses, jedoch mit zwei diametral gegenüberliegenden Austritten 72. Der Ringkanal 6 der räumlich vom Umfang des Gebläsegehäuses abgesetzt ist, besitzt einen Ring 73 und ein Paar einander gegenüber angeordneter Mündungsöffnungen 74 und 75, welche in Fortsetzung der Austritte 72 des Gebläsegehäuses angeordnet sind. Die Einlaßöffnung des Gebläsegehäuses stellt einen radial gerichteten ringförmigen Durchlaß mit paralle-Ien Seitenwandungen dar und schließt eine Reihe längs des Umfangs angeordneter winkelverstellbarer Flügel ein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 nals (6), die die öffnende Bewegung der Kappe Patentansprüche: - (39) begrenzen und dabei Kappe (39) und Ring (42) in offener Stellung halten, sowie ferner aus

1. Umwälzvorrichtung für das Kühlgas in Betätigungseinrichtungen (48), die mit den hinte-

einem Kernreaktordruckgefäß, die in einem rohr- 5 ren Enden der Zugstangen (47) verbunden sind

förmigen, durch die Wandung des Druckgefäßes und durch das geschlossene hintere Ende (12) des

hindurchtretenden Gehäuse angeordnet ist und Gefäßes (10) austreten, so daß sie von außerhalb

ein Gebläse mit einem auf der Welle des An- des Druckgefäßes (10) zum Verschieben der