DE1810663B2 - Betondruckbehälter mit Vorspannbewehrungen - Google Patents
Betondruckbehälter mit VorspannbewehrungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Betondruckbehälter mit Vorspannbewehrungen der im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Art. Der Druckbehälter gemäß der Erfindung wird in der Hauptsache als Druckkessel
für einen Kernreaktor, insbesondere für einen Reaktor, der durch Wasser gekühlt und moderiert wird,
verwendet.
In der US-PS 33 53 859 ist ein vorgespannter Betondruckbehälter mit Vorspannbewehrungen in axialer
Richtung und in Umfangsrichtung ferner mit einer Öffnung und einem Deckel zum Verschließen der
Öffnung und mit einer Stahlauskleidung an der Wand der Öffnung beschrieben, wobei zur Abstützung des
Deckels eine erste Schulter und zum Abstützen von den ί Deckel haltenden Verschlußteilen eine zweite Schulter
vorgesehen ist.
Bei dem bekannten Betondruckbehälter wird die am Deckel auftretende Belastung über Verschlußteile auf
Verankerungen in der Behälterwand übertragen. Diese
in Verankerungen weisen Bolzen auf, die sich in die Behälterwand erstrecken, um die Verankerung an ihrem
Platz zu fixieren. Eine Auskleidung der Behälteröffnung ist lediglich in Form einer flachen Stahlplatte vorgesehen,
die auf einer den Deckel abstützenden Schulter angeordnet ist. Bei dieser Anordnung treten im Hinblick
auf die Verteilung der Belastungen in der Betonwand des Behälters und die Bewehrungen Probleme auf.
Diese Probleme beruhen im wesentlichen darauf, daß die Übertragung der Kräfte vom Deckel punktuell auf
die einzelnen Verankerungen übertragen werden, so daß an diesen Stellen Belastungsspilzen in der
Betonwand auftreten.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, den bekannten Betondruckbehälter dahingehend zu verbes-
2r> sern, daß die durch den Druck im Inneren des Behälters
über den Deckel auf die Wandung des Behälters übertragenen Kräfte gleichmäßig auf die axialen
Bewehrungen und somit die Wandung des Behälters übertragen werden.
ι» Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Schultern in einem, einen Abschnitt der Behälterauskleidung, bildenden, starren Stahlaufbau
vorgesehen sind und daß wenigstens eine Verankerungsschulter in dem Stahlaufbau vorgesehen ist, die zur
!·> Verankerung der oberen Enden zumindest eines Teiles der Kabel der axialen Vorspannbewehrungen dient.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden die Kräfte in neuer und fortschrittlicher Weise zunächst auf
den starren Stahlaufbau und von dort auf die mit dem
-tu Stahlaufbau verbundenen Längsbewehrungen übertragen.
Einige oder alle der axialen Vorspannbewehrungen können dazu verwendet werden, den oberen festen
Abschnitt des Stahlaufbaues an dem Beton festzulegen.
4r> Vorzugsweise sollten wenigstens zwei Verankerungsschultern des oberen festen Abschnittes des Stahlaufbaues
in verschiedenen Höhenlagen mit den Kabeln verbunden sein, und zwar so, daß ein äußerer Ring von
axialen Bewehrungen an einer oberen Verankerungs-
■jo schulter an dem festen Stahlaufbau befestigt ist,
während ein innerer Ring von axialen Bewehrungen an einer unteren Verankerungsschulter des festen Stahlaufbaues
befestigt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung soll die Schulter zur
r>r> Festlegung der Abdeckung an den Druckbehälter in der
gleichen Ebene oder einer niedrigeren Ebene als die untere Verankerungsschulter angeordnet sein.
Im folgenden wird die Erfindung in bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
'>') Fig. 1 einen Axialschiiitt durch einen vorgespannten
Betondruckbehälter mit einem Deckel gemäß der Erfindung.
Fig.2 den Druckbehälter gemäß Fig. 1, und zwar von oben.
•>'i Fi g. 3 in vergrößertem Maßstab die Anordnung zur
Festziehiing des Deckels des Druckbehälter gemäß
Fig. 1.
F i g. 4 und F i g. 5 in einer ähnlichen Art wie F i g. 3
andere Ausbildungen, um den Deckel in seiner Lage zu
halten.
Der Betonbehälter 1 gemäß den Fig. 1—3 ist mit Hilfe von Kabeln 10, die sich in axialer Richtung
erstrecken und teilweise durch Kabel 20, die sich in Umijngsrichtung der Wandung .-!es Druckbehälters
erstrecken, vorgespannt. Die Herstellung eines vorgespannten Betondruckbehälters dieser Art ist bekannt
und soll hier nicht im einzelnen erläutert werden. Die Vorspannbewehrungen werden gewöhnlich in Röhren
verlegt, die jedoch in den Zeichnungen nicht gezeigt sind.
Die oberen Enden der axialen Vorspannbewehrungen sind in verschiedenen Ebenen angeordnet. Sie sind an
Verankerungsschuliern 7, 8 eines Stahlaufbaues 4a befestigt, welches die Vorspannkräfte in dem Beton
verteilt. Der Stahlaufbau 4a bildet einen Fortsatz der Behälterauskleidung 4, die die Wandung des inneren
Raumes 2 des Druckbehälters auskleidet. Dieser innere Raum 2 ist dazu gedacht, einen Kernreaktor, der jedoch
nicht dargestellt ist, aufzunehmen. Der Stahlaufbau 4a ist mit einer Schulter 5 versehen, die eine nach oben
gebogene Fläche 5a aufweist und mit einer zweiten Schulter 6, die eine horizontale Oberfläche 6a besitzt,
die nach unten gebogen ist, wobei sich die letztere Schulter 6 in einer höheren Ebene befindet als die erste
Schulter 5. Die Schulter 6 ist an verschiedenen Stellen durch radiale Schlitze 2t unterteilt, die eine Vielzahl von
Stützen 9 bilden. Im Falle, dall in einer der Stützen 9 ein Riß eintritt, verhindern die Schlitze 21, daß sich der Riß
auf die nächsten Stützen ausdehnen kann. Die Verankerungsschulter 7 liegt an die vorstehend
erwähnte Schulter 6 an. Die oberen Enden eines ersten Satzes 10a von Kabeln 10 sind an der Verankerungsschulter 8 befestigt und die oberen Enden eines zweiten
Satzes iOb von Kabeln 10 sind an der Verankerungsschulter 7 befestigt. Die oberen Abschnitte der Kabel 10
sind etwas aus der Achse abgebogen. Die oberen Oberflächen der Verankerungsschultern 7, 8 verlaufen
etwas zu einer Horizontalen geneigt, damit sie sich in rechten Winkeln zu den oberen Abschnitten der Kabel
10 erstrecken. Die oberen Enden der Kabel 10 sind an Hülsen 23 befestigt, die ein Gewinde tragen. Eine
Mutter 24 ist auf jede mit einem Gewinde versehenen Hülse 23 aufgeschraubt. Zur Vorspannung eines Kabels
wird ein hydraulisches Werkzeug an das Ende der Hülse angebracht, das sich oberhalb der Mutler erstreckt, und
das Kabel wird mit Hilfe des Werkzeuges auf seine gewünschte Spannung gezogen, wobei nicht erwähnt zu
werden braucht, daß das andere Ende des Kabels zuerst am Boden des Druckkessels verankert worden ist. Die
Mutter 24 wird nun so lange gedreht, bis sie auf der Fläche der Verankerungsschulter aufliegt. Daraufhin
wird das Werkzeug von der Hülse abgenommen und dazu verwendet, ein anderes Kabel vorzuspannen.
Die untere — und Seitenoberfläche des Deckels 3 wird mit einem Stahlüberzug 11 versehen. Dieser
Überzug weist eine Schulter 13 auf, mit dessen Hilfe die Abdeckung auf der Schulter 5 an der Stahlauskleidung
des Druckbehälters aufliegt. Ein massiver Stahlring, der um den Deckel 3 herumläuft, liegt auf einer zweiten
Schulter 12 an dem Stahlüberzug 11 auf. Der Stahlring
14 stützt die unteren Enden einer Mehrzahl von Verschlußteilen 15, die aufeinander folgend um die
gesamte Abdeckung angebracht sind. Die Verschlußtei-Ie 15 sind als Balken ausgebildet mit einem Mittelteil und
zwei Flanschen 16, um in der Lage zu sein, der höchstmöglichen Druckbelustung standhalten zu können.
Die oberen und unteren Oberflachen 17 bzw. 18 der Verschlußteile sind zylindrisch abgerundet. Das Verschlußteil
15 liegt an die Schulter 6 des Druckbehälters über einen Keil 22 an. Der Winkel des Keiles ist so
■-, gewählt, daß er selbsthemmend ist; d. h. der Keil kann
nicht aus seiner Lage getrieben werden durch den Druck, der auf das Verschlußteil einwirkt.
Die Abdichtung zwischen dem Druckbehälter und dem Deckel wird durch eine sogenannte Torus-Dich-
ii, tung bewirkt; d. h. ein Dichtteil 19, das hauptsächlich
ringförmig im Querschnitt ist und dessen Kanten an die Stahlauskleidungen des Druckbehälters und des Dekkels
angeschweißt sind.
Während des Zusammenbaues wird der Deckel 3
ι--, zuerst in seine Lage gebracht. Als nächstes wird das
Dichtteil 19 durch Schweißen befestigt und dann wird der Ring 14 auf die Schulter 12 aufgelegt. Die
Verschlußteile 15 werden dann in die in der Zeichnung angedeutete Lage gebracht. Zum Schluß werden die
jo Keile 22 mit der notwendigen Kraft eingetrieben, um
sicherzustellen, daß die gesamte Anordnung nicht lose ist. Wird der Druckbehälter unter Innendruck gesetzt,
wird sich der Deckel vertikal nicht merkbar bewegen, da kein Spielraum in vertikaler Richtung vorgesehen ist.
j--, Auf der anderen Seite gestatten jedoch de Verschlußteile
eine radiale Bewegung zwischen den Auflagerungspunkten um Dimensionsveränderungen, die beispielsweise
durch Wärme eintreten, zuzulassen. Die zylindrischen Oberflächen 17 und 18 der Verschlußteile
j,, werden so etwas auf den Oberflächen der Keile 22 und
dem Ring 14 »rollen«.
In der Ausführungsform gemäß F i g. 4 weist der feste
Stahlaufbau 27 der Druckbehälter eine erste Schulter 29 zur Abstützung des Deckels 26 auf und eine Schulter 28
r, zur Anlage der Verschlußteile 31. Der Stahlaufbau 27 ist mit Hilfe von Kabeln 30 in ähnlicher Weise an dem
Beton befestigt, wie in den Fig. 1—3 gezeigt. Die
oberen Enden der Kabel 30 sind an einer Verankerungsschulter 41 an dem oberen Ende des Stahlaufbaues 27
befestigt. Die Verschlußteile 31 weisen einen Abschnitt 32 auf, der sich nach oben erstreckt, um an die innere
Wandung des Druckbehälters in einer Ebene anzuliegen, die oberhalb der Schulter 28 liegt. Die Verschlußteile
weisen auch einen Versteifungsflansch 33 auf. Ein
t> Ring 35 ist an der Schulter 34 des Deckels 26 angeordnet, und Keile 36 sind zwischen dem Ring 35
und den Verschlußteilen 31 eingesetzt. Jeder Keil 36 ist mit Hilfe einer Stange 37 an den Kolben eines
hydraulischen Zylinders 38 angeschlossen, der sich auf
-,ο dem Ring 35 befindet. Mit Hilfe des hydraulischen
Zylinders kann der Keil 36 in die angedeutete Lage gebracht oder zurückgezogen werden und kann auch in
der Lage mit der notwendigen Kraft gehalten sein. Die Abdichtung zwischen dem Druckbehälter und dem
τ, Deckel wird mit Hilfe eines kreisförmigen Torus-Teiles
39 bewirkt, das, bevor der Ring 35 in seine Lage gebracht wird, an die Stahlauskleidungen 27 und 40
angeschweißt wird.
Nach der Ausführungsform gemäß Fig.5 weist der
hi. Druckbehälter 90 eine Stahlauskleidung auf, deren
oberer Abschnitt aus einem kreisförmigen festen Stahlaufbau 92 besteht. Der feste Stahlaufbau ist mit
einer Schulter 106 versehen, um den Deckel 91 zu tragen, und weist weiterhin drei Verankerungsschultern
<··> 95—97 auf, die für die Kabel 94 der Vorspannbewehrungen
vorgesehen sind.
Die Kabel bestehen aus vier Sätzen, einem ersten Satz 94a, der an der Schulter 95 befestigt ist, einem
zweiten Satz 94b, der mit der Schulter % zusammenhängt, und einem dritten und vierten Satz, die an der
Schulter 97 angeordnet sind. Die Wandungsabschnitte 107, 108 zwischen den Vcrankerungsschultern 95—97
erstrecken sich in rechten Winkeln zu den Vcrankerungsschultern,
d. h. parallel zu den oberen Enden der Kabel 94. Zur Steigerung der Steifigkeit des Stahlaufbaues
92 sind Versteifungsplatten 109, 110 in die Ecken eingeschweißt, die durch die Wandungsabschnittc 107,
108 und eine benachbarte Verankerungsschulter 95—97 gebildet werden.
Der Stahlüberzug 93 des Deckels 91 weist eine horizonlal verlaufende Schulter 101 auf, die Abstandsstücke
100 trägt, die als Auflager für die unteren Enden der Verschlußteile 98 dienen. Das obere Ende des
Verschlußteiles liegt an einem Abstandsstück 99 an. das wiederum an der linieren Oberfläche 95a der untersten
Vcrankcrungsschulter 95 anliegt. Die Verschlußteile 98 weisen eine Neigung von ungefähr 30° zu einer
Vertikalen auf. Folglich wird das Abstandstück 100 auf der Schulter 101 bewegt, so ist es möglich, das
Verschlußteil 98 in einem solchen Maß vorzuspannen, daß kein Spiel oder keine Luft zwischen den
verschiedenen Teilen der Verschlußeinrichtung besteht. Das Abstandstück 100 wird nun in der gewünschten
Lage mit Hilfe eines Keiles 102 festgelegt, der in ■ vertikaler Richtung zwischen das Abstandsstück 100
und einer vertikalen Oberfläche 111 an den Stahlüberzug eingesetzt wird. Der Keil 102 kann mit Hilfe eines
Aufzuges eingesetzt und abgenommen werden. Der Keil 102 ist mit Hilfe einer Schraube 103 festgelegt.
i" Torus-Ringe 104 und 105 bewirken die Abdichtung
zwischen dem Druckbehälter und dem Deckel.
Die Unterdrucksetzung des Inhaltes des Druckbehälters hat eine nach oben auf die Abdeckung gerichtete
Kraft zur Folge, und diese Kraft wird durch die
i"> Verschlußteile 98 auf den festen Siahlaufbau 92
übertragen. Diese nach oben gerichtete Kraft greift den festen Stahlaufbau an der Oberfläche 95.? an, die
ungefähr in einer gleichen Ebene angeordnet ist wie die erste untere Verankerungsschulter 95. Als Folge davon
.'» wird die Kraft auf den festen Stahlaufbau 92 und die
benachbarten Abschnitte des Betons eine Druckbeanspruchung sein. Zugbeanspruchungen sind vermieden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Betondruckbehälter mit Vorspannbewehrungen in axialer Richtung und in Umfangsrichtung, mit
einem Deckel zum Verschließen der Öffnung und mit einer Stahlauskleidung an der Wand der
Öffnung, wobei zur Abstützung des Deckels eine erste Schulter und zum Abstützen von den Deckel
hakenden Verschlußteilen eine zweite Schulter vorgesehen ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Schultern (S, 6; 28, 29; 106) in einem, einen Abschnitt der Behälterauskleidung (4) bildenden,
starren Stahlaufbau (4a, 27; 92) vorgesehen sind und daß wenigstens eine Verankerungsschulter (7,8; 41;
95,96,97) in dem Stahlaufbau (4a, 27,92) vorgesehen
ist die zur Verankerung der oberen Enden zumindest eines Teiles der Kabel (10, 30, 94) der
axialen Vorspannbewehrungen dient.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die oberen Abschnitte der axialen
Kabel (10, 30, 94) eine nach innen gerichtete Neigung aufweisen.
3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß sich die Oberflächen der
Verankerungsschultern (7, 8; 41; 95, 96, 97) im rechten Winkel zu den oberen Enden der axialen
Kabel (10,30,94) erstrecken.
4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Satz (10a)
axialer Bewehrungen an einer ersten, unteren Verankerungsschulter (8) und ein zweiter Satz (iOb)
axialer Bewehrungen, der etwas entfernt von der Achse des Druckbehälters (1) liegt, an einer zweiten
oberen Verankerungsschulter (7) verankert ist (F ig. 3).
5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (95a)
der zum Abstützen der Verschlußteile (98) dienenden zweiten Schulter des festen Stahlaufbaues (92) in
der gleichen oder einer niedrigeren Ebene als die erste untere Verankerungsschulter (93) angeordnet
ist.
6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Stahlaufbau (92) eine
Mehrzahl von sich im rechten Winkel zu den oberen Enden der axialen Bewehrungen erstreckenden
Verankerungsschultern (95,96,97) und zwischen den Verankerungsschultern (95, 96, 97) sich parallel zu
den oberen Enden der axialen Kabel (94) erstreckende Wandungsabschnitte (107, 108) aufweist, und daß
Versteifungsplatten (109, 110) durch Schweißen in den durch die Verankerungsschulter (95,96,97) und
den Wandabschnitten (107, 108) gebildeten Ecken befestigt sind (F ig. 5).
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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