DE1810663C3

DE1810663C3 - Betondruckbehälter mit Vorspannbewehrungen

Info

Publication number: DE1810663C3
Application number: DE1810663A
Authority: DE
Inventors: Erik Boerje Stockholm Johnsson; Per Kurt Stockholm Luthman; Taivo Lidingoe Tarandi
Original assignee: Studsvik Energiteknik AB
Current assignee: Studsvik Energiteknik AB
Priority date: 1967-12-11
Filing date: 1968-11-23
Publication date: 1979-10-04
Also published as: DK123497B; US3568379A; FI52488B; GB1242438A; FR1594967A; DE1810663A1; FI52488C; DE1810663B2; NO126152B

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 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

ίο 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 Belastungsspitzen in der Betonwand auftreten.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, den bekannten Betondruckbehälter dahingehend zu verbessem, daß die durch den Druck im Inneren des Behälters über den Deckel auf die Wandung des Behälters übertragenen Kraft?, gleichmäßig auf die axialen Bewehrungen und somit die Wandung des Behälters übertragen werden.

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 Stahlaufbati 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 Stahlaufbau verbundenen Längsbewehrungen übertragen.

Einige oder alle der axialen Vorspannbewehrungen können dazu verwendet werden, den oberen festen Abschnitt des Stahlaufbaues an dem Beton festzulegen.

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 Verankerungsso 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 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 Axialschnitt durch einen vorgespannten Betondruckbehälter mit einem Deckel gemäß der Erfindung.

Fig.2 den Druckbehälter gemäß Fig. I, und zwar von oben.

μ F i g. 3 in vergrößertem Maßstab die Anordnung zur Festziehung des Deckels des Druckbehälters gemäß Fig. I.
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 Umfangsrichtung der Wandung des 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 Verankerungsschultern 7, 8 eines Stahlaufbaues 4a befestigt, welches die Vorspannkräfte in dem Beton verteilt Der Stahlaufbau 4a bildet einen Fortsatz der Behälterai'skleidung 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 21 unterteilt die eine Vielzahl von Stützen 9 bilden. Im Falle, daß 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 Kabein 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 dßs Ende der Hülse angebracht, das sich oberhalb der Mutter 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 Verschlußteile 15 sind als Balken ausgebildet mit einem Mittelteil und zwei Flanschen 16, um in der Lage zu sein, der höchstmöglichen Druckbeiastung standhalten zu können. Die oberen und unteren Oberflächen 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-Dichtung bewirkt; d. h. ein Dichtteil 19, das hauptsächlich ringförmig im Querschnitt ist und dessen Kanten an die

Stahlauskleidungen des Druckbehälters und des Dek-

kels angeschweißt sind.

Während des Zusammenbaues wird der Deckel 3

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 Keile 22 mk der notwendigen Kraft eingetrieben, um sicherzustellen, daß die gesamte Ancwnung 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 Auf der anderen Seite gestatten jedoch die Verschlußteile ein* radiale Bewegung zwischen den Auflagerungspunkten um Dimensionsveränderungen, die beispielsweise durch Wärme eintreten, zuzulassen. Die zylindrischen Oberflächen 17 und 18 der Verschlußteile 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 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 Stahlaufbaucs 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 Versteifungsflaiisch 33 auf. Ein 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 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

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 F i g. 5 weist der

Druckbehälter 90 eine Stahlauskleidung auf, deren oberer Abschnitt aus einem kreisförmigen festen Stahlaufbau 92 besteht Der feste Stahlaufbau hl 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 96 zusammenhängt, und einem dritten und vierten Satz, die an der Schulter 97 angeordnet sind. Die Wandungsabschnitte 107, 108 zwischen den Verankerungsschultern 95—97 erstrecken sich in rechten Winkeln zu den Verankerungsschultern, 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 Wandungsabschnitte 107, 108 und eine benachbarte Verankerungsschulter 95—97 gebildet werden.

Der Stahlüberzug 93 des Deckels 91 weist eine horizontal verlaufende Schulter 101 auf, die Abstandsstücke 100 trägt, die ais Auflager für die unteren Enden der Verschlußteile 98 dienen. Das obere Ende des Verschlußteiles liegt an einem Abstandsstück 99 an, das wiederum an der unteren Oberfläche 95a der untersten Verankerungsschulter 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. Det Keil 102 ist mit Hilfe einer Schraube 103 festgelegt.

Tonis-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 Verschlußteile 98 auf den festen Stahlaufbau 92 übertragen. Diese nach oben gerichtete Kraft greift den festen Stahlaufbau an der Oberfläche 95a an, die ungefähr in einer o|pirhpn Fhpnp angeordnet ist wie di 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

Patentansprüche;

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 haltenden Verschlußteilen eine zweite Schulter vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schultern (5, 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 BeweiiAingen, der etwas entfernt von der Achse des Druckbehälter (1) \v-gt, an einer zweiten oberen Verankerungsscbulter (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 (95) 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 Versnkerungsschulter (95,96,97) und den Wandabschnitten (107, 108) gebildeten Ecken befestigt sind (F ig. 5).