DE1911637C3 - Mechanical sealing arrangement for sodium circulating as coolant inside a nuclear reactor - Google Patents

Mechanical sealing arrangement for sodium circulating as coolant inside a nuclear reactor

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DE1911637C3 DE19691911637 DE1911637A DE1911637C3 DE 1911637 C3 DE1911637 C3 DE 1911637C3 DE 19691911637 DE19691911637 DE 19691911637 DE 1911637 A DE1911637 A DE 1911637A DE 1911637 C3 DE1911637 C3 DE 1911637C3
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Description

\ s5 angebracht ist und daß die Anordnung aus einer \ s5 is appropriate and that the arrangement consists of a

Reilie von abwechselnd mit Distanzringen vorgesehe-Reilie of alternately provided with spacer rings-

Die Erfindung betrifft eine mechanische Dich- hen konzentrischen metallischen Kolbenringen be-The invention relates to a mechanical seal- ing concentric metallic piston rings

tungsancrdnung für innerhalb eines Kernreaktors als steht.tancrdnung for inside a nuclear reactor as stands.

Fühlflüssigkeit zirkulierendes Natrium. Vorzugswebe sind die Kolbenringe auf dem Kern-Sensing liquid circulating sodium. The piston rings on the core are the preferred weave

Bei den großen Durchmessern von natriumge- 30 gefäßrohr festsitzend und durch einen SprengringWith the large diameters of the sodium tube 30 it is fixed and by a snap ring

kühlten Reaktorer ergeben sich ganz erhebliche verankert und gegenüber der Innenwandung descooled reactors result in a very substantial anchored and opposite the inner wall of the

Kräftef die an de»- Dichtung zur Wirkung kommen, Druckgefäßes gleitend ausgebildet,Forces f to de "- seal come into effect, pressure vessel designed to slide,

die unter anderem, Renn noch dazu der Reaktorkern Es war für die Fachwelt überraschend, daß eine sowhich among other things, racing the reactor core at that. It was surprising for the professional world that such a thing

im Kerngefäß aufgehängt ist, auf die erheblichen Ge- einfache an sich bekannte Dichtungsanordnung be-is suspended in the core vessel, relying on the considerable simple per se known sealing arrangement

wichte, die Spannungen infolge Wärmeunterschied 35 stehend aus Kolbenringen, und Distanzringen mitweight, the stresses due to the heat difference 35 consisting of piston rings and spacer rings

und das Gewicht des Kühlmittels zurückzuführen Sprengring auf diesem Gebiet überhaupt mit Erfolgand the weight of the coolant attributed snap ring in this area with any success

cind. eingesetzt werden konnte. Bei einer Kolbenringdich-cind. could be used. With a piston ring seal

Dcr Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine tung kann man bekanntlich darüber hinaus durchThe invention is based on the object, as is known, one can also carry out a device

mechanische Dichtungsanoidmmg für innerhalb eines Variieren der Zahl der Kolbenringe, des Materialsmechanical seal design for within varying the number of piston rings, the material

Kernreaktors zirkulierendes Natrium so auszubilden, 40 etc. ohne weiteres eine aprogressive« Dichtung her-To form circulating sodium in the nuclear reactor in such a way that 40 etc.

daß sie einerseits axiale Verschiebungen zwischen stellen. Der Auseinanderbau des Reaktors wird of-that they put on the one hand axial displacements between. The dismantling of the reactor is

Tlnifh aafiiil **λΛ ΊΖ*±mn**t*iQ. nnlSSQ* 1- . - - ' L· .X^-. £ ■ t .1* , 1 « · _; r . ψ j ι i_ JÄO _2 Tlnifh aafiiil ** λΛ ΊΖ * ± mn ** t * iQ. nnlSSQ * 1-. - - 'L · .X ^ - . £ ■ t .1 *, 1 «· _; r. ψ j ι i_ J Ä O _2

m^i«_".£,. te*» uuu nviugucaj /.uiuri, OUUHU3UU UCU ICUaIUlUICIi UCaU)IUClS CILLIiICI! IMUUl Uli, UOU UOSm ^ i «_". £,. te * »uuu nviugucaj /.uiuri, OUUHU3UU UCU ICUaIUlUICIi UCaU) IUClS CILLIiICI! IMUUl Uli, UOU UOS

Zwischenraum hierzwischen und zwischen dem ein- Kerngefäß den Reaktorkern trägt,
tretenden kalten Natrium und austretendem heißen Erfindungsgemäß ergibt sich eine Trennung derSpace between them and between the one core vessel carries the reactor core,
emerging cold sodium and emerging hot. According to the invention, there is a separation of the

Natrium wirksam praktisch ohne Natriumdruchiritt 45 Natriumströme zwischen Einlaß und Auslaß ohne und ohne Beanspruchung der Druckgefäßwandung^n Beanspruchung der Druckgefäßwandung. Eine ReIaabdichtet, dabei gleichzeitig aber einen einfachen tivbewegung auf Grund thermischer Expansion ohne AuseinandTbau der erwähmen Reaktorbauteüe er- Inkaufnahme eines Fiüssigkeitsdurchtritts wird mögmöglicht. Hch, da ein Kolbenring ja immer unter SpannungSodium effective, with practically no sodium flow, 45 sodium flows between inlet and outlet without any and without stress on the pressure vessel wall ^ n stress on the pressure vessel wall. A room is sealed, at the same time, however, a simple tive movement due to thermal expansion without Dismantling of the mentioned reactor components and acceptance of a liquid passage is possible. Well, a piston ring is always under tension

Bekanntgewoidene Dichtungsanordnungen kön- so steht und daher in idealer Weise die Bewegung ausnen für die Lösung d?r Aufgabe keine Anregung bie- zugleichen gestattet. In überzeugender Weise wurdeWell-known sealing arrangements can stand and therefore exclude the movement in an ideal way for the solution of the task no suggestion for the same is allowed. In a convincing way it was

ten. So betrifft die USA.-Patüntschrift 3 Ύ2Α 00? einet nlwi aiirh Hac Prohlpm rtpr Aiifhänoimo Hec ΙΓοτυιοο.ten. For example, U.S. Patent 3 Ύ2Α 00? einet nlwi aiirh Hac Prohlpm rtpr Aiifhänoimo Hec ΙΓοτυιοο.

Fluiddichtung zwischen einem ersten und einem fäße* gelöst; befinden sich Kühlmittelauslaß- und zweiten Element mit relativ begrenzter linearer Be- -einlaßrohre in der oberen Niederdnickkammer des wegung in jeder Richtung, wobei eine erste Dicht- 55 Druckgefäßes, so wird es in besummten Fällen mögfläche auf dem ersten Element, eine zweite Dicht- lieh, das Kerngefäß an einem Kreisringträger, eben fläche auf dem ^wei.en Llemeiit vorgeseh π ist und der Dith< mgsanordnung nach der Erfindung, aufzuletztere 'intei einem bestimmten Winkel mx ersten hangen.Fluid seal between a first and a vessel * released; there are coolant outlet and second element with relatively limited linear loading -einlaßrohre in the upper low-thickening chamber of the movement in each direction, with a first sealing 55 pressure vessel, so it is possible in total on the first element, a second sealing borrowed The core vessel is provided on a circular ring support, flat surface on the white surface, and the dith <mgs arrangement according to the invention, on top of it, hang at a certain angle mx first.

Dichtfläche geneigt ist. Die Dichtungsanordnungen N.iturli< h müssen di. Kolbenringe in besondererSealing surface is inclined. The sealing arrangements N.iturli < h must di. Piston rings in particular

dichten lediglich längs einer t-raden Linie ab. Fs 60 Kunsirukti η ausgefu ,rt werden, die sich aus den handelt Hch hier um eine Dichtung an einem gasge- vom r^chir.ann bevchenharen D;: te η ergeben,
kühlten, erüpnitmederierten Reaktor hei t!em be- Fi'1 hc^onoerus An^'.üiu' is^'h-.c' -st :'T schnellerseal only along a t-straight line. Fs 60 Kunsirukti η be executed, which can be derived from the Hch here a seal on a gas produced by the r ^ chir.ann bevchenharen D ;: te η result,
The cooled, erüpnitmederierten reactor is called! em be Fi ' 1 hc ^ onoerus An ^'. üiu ' is ^' h-.c ' -st:' T faster

kanntlich völlig andnc Probleme hinsichtlich tier Rciktor, der be>o· 'fers / ni [)n\ rauchen von Brenn-Abdk'itung gegeben s>nd. si«ffclemtnien vL -«ende. λιπΙkanntlich completely andnc problems regarding animal Rciktor that be> o · 'fers / ni [) n \ smoke from burning Abdk'itung given s> nd. si «f f clemtnien v L -« end. λιπΙ

Weiterhin ist tine Dichtungsanordnung ifran/ösi- 65 Auf dtn Druckgeiaü gleiten die Kolbenringe, sehe PatentSLiir Ί 1 Ή57Ι')) bekannt gL /orden und w ihiend (!<r Innenzvlmder < r die K<<lbenringanoruzwar zwischen eirer viereckigen Brennstoffanorcl- nung aus ii m Kern^efaT stein, und auf d.esem die nung, die über eine mechanische Konstruktion ρ ■' η- Kol^.ririii ifenFurther, tine seal assembly Ifran / ösi- 65 on dtn Druckgeiaü slide the piston rings, see PatentSLiir Ί 1 Ή57Ι ')) known g L / orden and w ihiend (! <R Innenzvlmder <r K << lbenringanoruzwar between eirer quadrangular Brennstoffanorcl- voltage out of the core ^ efaT stone, and on this the nung, which via a mechanical construction ρ ■ 'η- Kol ^ .ririii ifen

Die Anordnung einer niechauischen Dichtung zwischen der Itmenwandung des Druckgefäßes und der Außenwandung des Kerngefäßes zwischen Kühlmitieleinlaß und Kühlmittelauslaß ist bei gasgekühlten Reaktoren, wo allerdings der Kern von einem Rost getragen wird, an sich bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 086 818). Anregungen zur Lösung der Aufgabe nach der Erfindung waren diesem bekannten Vorschlag jedoch nicht zu entnehmen.The arrangement of a Nouveau seal between the itmenwandung of the pressure vessel and the outer wall of the core vessel between the coolant inlet and coolant outlet is in gas-cooled reactors, where the core is from a grate is worn, known per se (German Auslegeschrift 1 086 818). Suggestions for solving the task according to the invention, however, this known proposal could not be inferred.

Eine beispielsweise. Ausiührungsform der Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Die g-zeigie Dichtungsanordnung bildet eine Sperre zwischen r-r Innenwandung des Druckgefäßes t und der Au3t„„jndung des Kerngefäßes 2. Die Dichtungsanor^nu.·» hierzwischen besteht aus einer Reihe v.-p me '.-sehen Kolbenringen 3, die abwechselnd nr* * «stanzringen 4 angeordnet sind und auf ihren5 Si.*, durch einen Sprengring 5 jeweils verankert s:c '·. One example. Ausiührungsform of the invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. The g-zeigie sealing arrangement forms a barrier between rr inner wall of the pressure vessel t and the Au3T "" jndung of the core vessel 2 is · "here between the Dichtungsanor ^ nu. Of a series v.-p me 'look. Piston rings 3 alternately nr * * «punch rings 4 are arranged and on their 5 Si. *, anchored by a snap ring 5 each s: c '·.

Die Gruppe von Kolbenringen sitzt fest auf dem Kerngefäßrohr und gleitet gegenüber der Innenwandung des Druckgefäßes.The group of piston rings sits firmly on the core vessel tube and slides against the inner wall of the pressure vessel.

Die Natriumströme treten bei 6 durch den Kühlmitteleinlaß in den Zwischenraum ein und verlassen den Reaktor über den Kühlmittelauslaß 7 ohne Beanspruchung der DruckgefäC wandung.The sodium streams enter and exit the gap at 6 through the coolant inlet the reactor via the coolant outlet 7 without stressing the pressure vessel wall.

Die theoretische Parallellösung, bei der man mit Labyrinthen an Stelle von Kolbenringen arbeiten könnte, ist in Praxis unmöglich, da hierbei die Konstruktionstoleranzen zu genau bei den in Frage kommenden Abmessungen eingehakt werden müßten bzw. sonst ein unerwünschter Beipaß der Flüssigkeit ίο sich ergeben würde.The theoretical parallel solution, in which one works with labyrinths instead of piston rings is impossible in practice, since the design tolerances are too precise for those in question Dimensions would have to be hooked or otherwise an undesirable bypass of the liquid ίο would arise.

Eine Relativbewegung auf Grund von Wärmeausdehnung zwischen Druckgefäß und Kerngefäß wirdA relative movement due to thermal expansion between the pressure vessel and core vessel is

möglich.
Völlig frei kann die günstigste Lage für die Natrium-possible.
The most favorable location for the sodium

xs einlaß- und Auslaßrohre gewählt werden, und zwar im Hinblick darauf, daß die Einlaß- oder Auslaßrohre im oberen Teil des Druckgefäßes angeordnet sind, wodurch auf diese Weise verhindert wird, daß das Einlaßrohr im unteren Teil des Druckgefäßes an-xs inlet and outlet pipes are chosen with a view to the fact that the inlet or outlet pipes are arranged in the upper part of the pressure vessel, whereby it is prevented in this way that the Inlet pipe in the lower part of the pressure vessel

ao geordnet werden muß, was im Reaktorbau als unsicher angesehen wird. Das Kerngefäß kann ohne schwierige· Entschraubungsvorgänge oder dergleichen demontiert werden.ao must be sorted out what is considered unsafe in reactor construction is seen. The core vessel can be removed without difficult unscrewing operations or the like be dismantled.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

\ 2 kig gegen das Druckgefäß gehalten wird. Reflektoren Patentansprüche: · werden hierbei über Gleitdichtungen für eine gewisse Abdichtung sorgen. Auch hier ist die Abdichtung\ 2 kig is held against the pressure vessel. Reflectors patent claims: · Will ensure a certain degree of sealing by means of sliding seals. Here, too, is the seal 1. Mechanische Dichtungsanordnung für inner- auch nur längs einer geraden Linie möglich. Es behalb eines Kernreaktors als Kühlflüssigkeit zirku- δ steht keinerlei Abdichtung senkrecht zur Reaktorerlierendes Natrium, daduch "gekenn- Streckung. Eine solche Dichiang ist offensichtlich nur zeichnet, daß die Anordnung iß m sich be- für einen bestimmten Druck auslegbar. Eine »prokannter Weise zwischen der Janenwandunfj des gressive« Dichtung läßt sich so nicht herstellen, d. h. Druckgefäßes und der AuSenwandußg des Kern- eine Dichtung, bei der durch weitere Belastung weigsfäßes zwischen Kübimittelemiaß (6) usd Kühl- jo tere Dichtungselemente zur Dichtungsfunktion hermittelauslaB (7) angebracht ist und daß die An- angezogen werden.1. Mechanical sealing arrangement for inside also only possible along a straight line. It behalb a nuclear reactor as the cooling liquid circulates δ is not perpendicular to the sealing Reaktorerlierendes sodium, Daduchus "marked stretching. Such Dichiang is obviously only is characterized in that the arrangement m ISS loading for a given pressure interpretations. A" prokannter manner between The Janenwandunfj des gressive "seal can not be produced in this way, that is, the pressure vessel and the outer wall of the core - a seal in which, due to further loading, the weigsfäß is attached between the container (6) and the cooling element for the sealing function hermittelauslaB (7) and that that are attracted. Ordnung aus einer Reihe von abwechselnd mit Andererseits ist es bei einem Reaktor bekannt ge-Distanzringen (4) vorgesehenen konzentrischen woroen (deutsche Patentschrift 1060 998), Stützmetaliischen Kolbenringen (3) besteh*, und Dichtungsfunktion zwischen Reaktorgefäß undOn the other hand, it is known in a reactor ge-spacer rings (4) provided concentric woroen (German patent specification 1060 998), Stützmetaliischen Piston rings (3) exist *, and sealing function between reactor vessel and 2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, da- 15 Kerngefäß Trägergitter zu unterteilen. Die vorgesedurch gekennzeichnet, daß die Kolbenringe (3) henen Dichtungen wären völlig ungeeignet, um, wie auf dem Kerugefäßrohr (2) festsitzend und durch dks erfindungsgemäß der Fall ist, dazu beizutragen, einen Sprengring (S) verankert and gegenüber den Reaktorkern zu tragen.2. Sealing arrangement according to claim 1, to subdivide 15 core vessel carrier grid. The provided by the fact that the piston rings (3) henen seals would be completely unsuitable to help, as is firmly seated on the Kerugezäßrohr (2) and by dks according to the invention, to contribute to a snap ring (S) anchored and to wear opposite the reactor core. der Innenwandung des Druckgefäßes (1) gleitend Die oben gestellte Aufgabe wird bei der eingangsthe inner wall of the pressure vessel (1) sliding The above task is in the initially ausgebildet sind. ao angegebenen Dichtungsanordnung erfindungsgemäßare trained. ao specified sealing arrangement according to the invention daduich gelöst, daß die Anordnung in an sich bekannter Weise zwischen der Innenwandung desdaduich solved that the arrangement in itself known Way between the inner wall of the ' Druckgefäßes und der Außenwandung des Kerngefä-'' Pressure vessel and the outer wall of the core vessel ßes zwischen Kühlmitteleinlaß und Kühlmittelauslaßßes between coolant inlet and coolant outlet
DE19691911637 1968-03-08 1969-03-07 Mechanical sealing arrangement for sodium circulating as coolant inside a nuclear reactor Expired DE1911637C3 (en)

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